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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Betriebszustandes
einer Getriebeeinrichtung eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges mit
einer Brennkraftmaschine während
einer aktivierten Motor-Start-Stopp-Funktion zum betriebszustandsabhängigen Zu-
und Abschalten der Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches
1 näher
definierten Art.
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Um
sowohl den Verbrauch als auch Schadstoffemissionen von mit Verbrennungsmotoren
ausgeführten
und aus der Praxis bekannten Fahrzeugen reduzieren zu können, wird
die Verbrennungsmaschine bei verschiedenen Fahrzeugkonzepten in
geeigneten Betriebszuständen
eines Fahrzeuges abgeschaltet. Derartige Funktionen werden unter
anderem als Motor-Start-Stop-Funktionen
bezeichnet, die in Abhängigkeit
von Betriebszuständen
verschiedenster Fahrzeugkomponenten aktiviert oder deaktiviert werden
und selbst bei kurzen Fahrzeugstillständen ein Abschalten der Verbrennungsmaschine
auslösen.
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Damit
ein herkömmlicher
Fahrbetrieb durch eine Motor-Start-Stop-Funktion nicht beeinträchtigt wird,
ist bei einer fahrerseitig angeforderten Weiterfahrt des Fahrzeuges,
insbesondere bei der Einfahrt in stark befahrene und vorfahrtberechtigte
Straßen, ein
kurzer Startvorgang der Verbrennungsmaschine und ein sofortiger
Kraftschlussaufbau in einem Getriebe des Fahrzeuges erforderlich.
Bei herkömmlich ausgeführten Automatgetrieben
oder automatisierten Schaltgetrieben, welche mit nasslaufenden Lamellenkupplungen
ausgeführt
sind, werden die Kupplungen über
eine Getriebepumpe im Wesentlichen nur bei laufendem Verbrennungsmotor
mit dem erforderlichen Ansteuerdruck versorgt. Beim Kraftschlussaufbau
im Getriebe ist zunächst
ein Lüftspiel
der zuzuschaltenden Kupplungen zu überwinden und anschließend sind
die zuzuschaltenden Kupplungen durch ein Anheben des Ansteuerdrucks
gemäß vorgege bener
Zuschaltkennlinien vollständig
zu schließen.
Der Ausgleich des Lüftspiels
einer Kupplung sowie deren Zuschaltung in den Kraftschluss eines
Getriebes wird durch Führen
eines bestimmten Hydraulikfluidvolumenstromes in einen Kolbenraum
der hydraulisch ansteuerbaren und zuzuschaltenden Kupplung erreicht,
welches von der durch die gestartete Verbrennungsmaschine angetriebenen
Getriebepumpe bereitzustellen ist.
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Sind
vor einer Wiederanfahrt des Fahrzeuges aufgrund der abgeschalteten
Verbrennungsmaschine mehrere Schaltelemente einer Getriebeeinrichtung
geöffnet
und für
die Wiederanfahrt des Fahrzeuges zu schließen, verlängert sich die Zeit zwischen
dem Beginn des Startvorganges der Verbrennungsmaschine und dem Zeitpunkt,
zu welchem der Kraftschluss im Getriebe vollständig hergestellt ist, unter
Umständen
derart, dass ein mit einer Motor-Start-Stop-Funktion ausgeführtes Fahrzeug nicht in einem
angestrebten Umfang betrieben werden kann.
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Damit
Fahrzeuge mit herkömmlich
ausgebildeten Getriebeeinrichtungen mit implementierter Motor-Start-Stopp-Funktion
trotzdem in gewünschter
Art und Weise betrieben werden können,
ist bei an sich bekannten Fahrzeugen neben einer Getriebehauptpumpe
eine weitere elektromotorisch betriebene Getriebepumpe vorgesehen,
deren Fördervolumen
von der Drehzahl der Verbrennungsmaschine beziehungsweise einem
Antriebsaggregat unabhängig
ist und die bei fehlender Druckversorgung über die Getriebehauptpumpe
der Getriebeeinrichtung im Hydrauliksystem zumindest einen Druck
erzeugt, mittels dem das Lüftspiel
der jeweils zur Herstellung des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung
zuzuschaltenden Kupplungen ausgleichbar ist.
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Dabei
wird die gewünschte
Druckversorgung einer Getriebeeinrichtung durch die elektromotorisch betriebene
Getriebepumpe bei abgeschaltetem Antriebsaggregat beziehungsweise
bei abgeschalteter Brennkraftmaschine überwacht. Die Überwachung wird
mittels Drucksensoren, Druckschaltern oder Messungen der Pumpenaufnahmeströme durchgeführt. Mit
Hilfe der Überwachung
soll bei einer Wiederinbetriebnahme beziehungsweise bei einem Starten
der Brennkraftmaschine ein verzögerter
Kraftschlussaufbau im Bereich der Getriebeeinrichtung, der aufgrund
einer ungenügenden
Versorgung von hydraulisch ansteuerbaren Schaltelementen hervorgerufen
wird, vermieden werden. Dabei ist eine Verifizierung von Fehlern
mit entsprechender Bewertung oder entsprechenden Fehlerspeichereinträgen unumgänglich.
Bei Auftreten eines Fehlers wird eine Motor-Start-Stopp-Funktion
deaktiviert und eventuell aus einem verzögerten Kraftschlussaufbau resultierende
sicherheitskritische Fahrzustände
vermieden.
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Die
Fehlerfeststellung ist bei aus der Praxis bekannten Fahrzeugen nur
mit erheblichem Zusatzaufwand aufgrund der dafür erforderlichen Sensorik,
der Steuergeräteeingänge für Sensoren
sowie der Verkabelung der für
die Fehlerfeststellung vorgesehenen Fahrzeugkomponenten und deren
Bauraumbedarf realisierbar, wobei der durch die Fehlerüberwachung
verursachte Zusatzaufwand auch die Systemkosten einer implementierten
Motor-Start-Stopp-Funktion in unerwünschter Art und Weise erhöht.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Ermitteln eines Betriebszustandes einer Getriebeeinrichtung
zur Verfügung
zu stellen, mittels welchem eine Fehlererkennung auf einfache und
kostengünstige
Art und Weise durchführbar
ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Ermitteln eines Betriebszustandes einer Getriebeeinrichtung
eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges mit einer Brennkraftmaschine
während
einer aktivierten Motor-Start-Stopp-Funktion zum betriebszustandsabhängigen Zu-
und Abschalten der Brennkraftmaschine, wobei in der Getriebeeinrichtung
ein Kraftschluss mittels mehrerer über ein Hydrauliksystem hydraulisch
ansteuerbarer Schaltelemente herstellbar ist und ein hydraulischer
Systemdruck in dem Hydrauliksystem der Getriebeeinrichtung zum Ansteuern
der Schaltelemente zumindest beim Zuschalten der Brennkraftmaschine über eine
Einrichtung zur Sicherstellung einer Druckölversorgung der Getriebeeinrichtung
einstellbar ist, wird während
des Startvorganges der Brennkraftmaschine mittels einer Drehzahl-
oder einer Drehmomentüberwachung überprüft, ob sich
in der Getriebeeinrichtung ein durch den Startvorgang angeforderter
Kraftschluss einstellt.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird ein zur Verifizierung eines Kraftschlussaufbaus in einer Getriebeeinrichtung
erforderlicher Aufwand im Vergleich zu aus der Praxis bekannten
Systemen verringert, da bei der Überprüfung des
Kraftschlussaufbaus im Wesentlichen bereits im Fahrzeug vorhandene
Komponenten verwendet werden. So ist sowohl eine Drehzahlüberwachung
als auch eine Drehmomentüberwachung
in einem Antriebsstrang mittels insbesondere im Bereich einer Getriebeeinrichtung
vorhandener Drehzahlsensoren ohne zusätzliche Drucksensoren, Druckschalter
oder Strommesseinrichtungen auf kostengünstige Art und Weise bei gleichzeitig
im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Systemen verringertem Bauraumbedarf
durchführbar.
Des Weiteren sind die bei einer Drehmomentüberwachung herangezogenen Betriebszustandsparameter
im Antriebsstrang ebenfalls über
vorhandene Fahrzeugkomponenten ermittelbar und die bei der Überwachung
betrachteten Drehmomente über
entsprechende Algorithmen berechenbar.
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Bei
einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen,
dass die Überprüfung des
Kraftschlusses mittels einer im Antriebsstrang angeordneten Einrichtung
zur Ermittlung eines im Antriebsstrang geführten Drehmomentes durchgeführt wird,
um einen Rechenaufwand niedrig zu halten.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Variante des Verfahrens nach der Erfindung
wird während
der Drehzahlüberwachung
eine Abweichung zwischen einer getriebeeingangsseitigen Drehzahl
und einer getriebeausgangsseitigen Drehzahl der zur Darstellung
des Kraftschlusses vorgesehenen Schaltelemente ermittelt, wobei
die getriebeeingangsseitige Drehzahl in Abhängigkeit einer Antriebsdrehzahl
der Brennkraftmaschine und die getriebeausgangsseitige Drehzahl
in Abhängigkeit
einer Abtriebsdrehzahl des Antriebsstranges ermittelbar ist.
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Ist
einer Getriebeeinrichtung ein als hydrodynamischer Drehmomentwandler
ausgebildetes Anfahrelement zugeordnet, wird eine Turbinendrehzahl des
Drehmomentwandlers ermittelt und bei Vorliegen einer Turbinendrehzahl
größer als
ein Schwellwert ein unzureichender Kraftschlussaufbau in der Getriebeeinrichtung
angenommen, womit eine Fehlerverifizierung auf einfache Art und
Weise durchführbar
ist.
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Alternativ
hierzu wird bei einer weiteren vorteilhaften Variante des Verfahrens
nach der Erfindung bei einer Getriebeeinrichtung, welcher ein als hydrodynamischer
Drehmomentwandler ausgebildetes Anfahrelement zugeordnet ist, ein
Ist-Turbinenmoment des Drehmomentwandlers bestimmt, wobei das Ist-Turbinenmoment des
Drehmomentwandlers mit geringem Aufwand auf kostengünstige Weise über ein
die Charakteristik des Drehmomentwandlers abbildendes Wandlermoment
unter Berücksichtigung einer
Pumpendrehzahl des Drehmomentwandlers und einer Turbinendrehzahl
des Drehmomentwandlers ermittelt wird.
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Bei
einer Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung wird über das
Wandlermodell ein theoretisches maximales Turbinenmoment ermittelt, welches
sich bei vollständigem
Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung und der aktuellen Antriebsdrehzahl
der Brennkraftmaschine einstellt.
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Eine
weitere vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass
eine Differenz zwischen dem Ist-Turbinenmoment und dem theoretischen
maximalen Turbinenmoment bestimmt wird, wobei die Differenz mittels
eines betriebszustandsabhängigen
Sollwertes bewertet wird und bei Vorliegen einer Abweichung zwischen
der Differenz und dem Sollwert größer als ein vordefinierter Schwellwert
ein unzureichender Kraftschlussaufbau in der Getriebeeinrichtung
angenommen wird, wobei der Sollwert vorzugsweise in Abhängigkeit
verschiedener Betriebszustandsparameter des Antriebsstranges variiert,
um eine Bewertung des Kraftschlussaufbaus in der Getriebeeinrichtung
an den jeweils vorliegenden Betriebszustand des Antriebsstranges
angepasst durchführen
zu können.
Als Beispiele für
derartige Betriebszustandsparameter seien Motordrehzahl und Zeit
seit Motorstart genannt.
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Eine
weitere Möglichkeit
zur Anpassung der Überprüfung des
Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung an den Betriebszustandsverlauf
eines Startvorganges der Brennkraftmaschine ist bei einer weiteren
vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Starten
eines Zeitgebers zu Beginn des Startvorganges realisiert. Dabei
wird während des
Startvorganges jeweils ein Zeitraum zwischen dem Beginn des Startvorganges
und eines aktuellen Betriebspunktes des Antriebsstranges bestimmt,
wobei der Sollwert in Abhängigkeit
von mindestens des Zeitgebers variiert. Als Beispiele für zusätzliche
Abhängigkeiten
der Sollwertvariation seien Motordrehzahl und Getriebetemperatur
genannt.
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Bei
einer Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung als Doppelkupplungsgetriebe,
bei welchem der Kraftschluss über
Schaltstangen betätigte
Synchronisierungen hergestellt wird, wird bei einer weiteren Variante
des Verfahrens nach der Erfindung neben einer Drehzahlüberwachung
auch eine Überwachung von
Schaltstangenlagesensoren durchgeführt. Damit wird zusätzlich überprüft, ob in
der Getriebeeinrichtung die zur Herstellung des Kraftschlusses in
der Getriebeeinrichtung erforderliche Übersetzung in einem der Teilgetriebe eingelegt
ist und der Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung über die
vorzugsweise getriebeeingangsseitig angeordneten Kupplungen durch
entsprechende hydraulische Druckbeaufschlagung seitens der Einrichtung
zur Sicherstellung der Druckölversorgung
der Getriebeeinrichtung in gewünschtem
Umfang hergestellt wird.
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Die Überprüfung des
Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung wird bei einer Variante
des Verfahrens bei Überschreiten
einer Drehzahlschwelle der Antriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine
oder zu Beginn des Startvorganges der Brennkraftmaschine oder zu
einem vordefinierten Zeitpunkt nach dem Beginn des Startvorganges
gestartet.
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Des
Weiteren ist es bei einer weiteren Variante des Verfahrens vorgesehen,
dass die Überprüfung des
Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung nach Ablauf eines vordefinierten
Zeitraumes oder bei Überschreiten
einer weiteren Drehzahlschwelle der Antriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine
beendet wird.
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Bei
Erkennen eines unzureichenden Kraftschlussaufbaus in der Getriebeeinrichtung
wird bei einer Variante des Verfahrens ein Fehlerspeichereintrag
generiert, der zur Fehlerdiagnose während eines Werkstattbesuches
auf einfache Art und Weise auslesbar ist und zur Vereinfachung einer
Fehlersuche sowie zur Senkung der Reparaturkosten beiträgt.
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Darüber hinaus
wird der Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung bei einer weiteren
Variante des Verfahrens bei Erkennen eines unzureichenden Kraftschlussaufbaus
in der Getriebeeinrichtung aufgehoben, um eine sicherheitskritische
Fahrsituation zu vermeiden.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird der Kraftschlussaufbau in der Getriebeeinrichtung bei Beendigung
der Überprüfung des
Kraftschlussaufbaus und gleichzeitiger Ermittlung eines unzu reichenden
Kraftschlussaufbaus in der Getriebeeinrichtung als zulässiger Kraftschlussaufbau
bewertet, wenn keine sicherheitskritische Fahrsituation erwartet
wird.
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Wird
ein unzureichender Kraftschluss während der Überwachung erkannt, wird die
Motor-Start-Stopp-Funktion bei einer weiteren Variante des Verfahrens
deaktiviert, womit zukünftige
unerwünschte
Betriebszustände
des Antriebsstranges auf einfache Art und Weise vermieden werden.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Patentansprüchen
und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen
Ausführungsbeispielen.
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Es
zeigt:
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1 eine
stark schematisierte Darstellung eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges
mit einer Brennkraftmaschine, einer Getriebeeinrichtung und einem
Abtrieb und
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2 eine
Gegenüberstellung
eines Verlaufes einer Antriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine und
einer Turbinendrehzahl während
eines Startvorganges der Brennkraftmaschine.
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1 zeigt
eine stark schematisierte Darstellung eines Fahrzeuges 1 mit
einem Antriebsstrang 2, die in an sich bekannter Art und
Weise mit einer Brennkraftmaschine 3 und einer Getriebeeinrichtung 4 ausgeführt ist.
Zwischen der Brennkraftmaschine 3 und der Getriebeeinrichtung 4 ist
ein vorliegend als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgebildetes
Anfahrelement 12 angeordnet. Die Getriebeeinrichtung 4 kann
grundsätzlich
jedes aus der Praxis bekannte automatisierte Handschaltgetriebe
oder Automatgetriebe sein, welches mit hydraulisch ansteuerbaren
Schaltelementen 5, 6, wie reibschlüssigen Schaltkupplungen
oder Lamellenbremsen, ausgebildet ist.
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In
der Getriebeeinrichtung 4 ist ein Kraftschluss mittels
der über
ein nicht näher
dargestelltes Hydrauliksystem hydraulisch ansteuerbaren Schaltelemente 5, 6 herstellbar.
Ein hydraulischer Systemdruck wird bei zugeschalteter Brennkraftmaschine 3 über eine
mechanisch antreibbare Getriebehauptpumpe 7 zur Verfügung gestellt.
Darüber
hinaus ist der Getriebeeinrichtung 4 eine elektrisch antreibbare Getriebepumpe 8 zugeordnet,
mittels der ein hydraulischer Systemdruck in dem Hydrauliksystem
der Getriebeeinrichtung 4 zum Ansteuern der Schaltelemente 5, 6 bei
abgeschalteter Brennkraftmaschine 3 einstellbar ist. Hiervon
abweichend besteht auch die Möglichkeit,
die Getriebeeinrichtung 4 mit einer als hydraulischer Druckspeicher
bzw. Ölvolumenspeicher
ausgeführten
Einrichtung zur Sicherstellung einer Druckölversorgung der Getriebeeinrichtung 4 bei abgeschalteter
Brennkraftmaschine 3 auszuführen. Dabei wird in dem hydraulischen
Druckspeicher ein Hydraulikfluidvolumen vorgehalten, welches beim Starten
der Brennkraftmaschine 3 ausreichend ist, die Schaltelemente 5 und 6 mit
dem zur Herstellung des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 erforderlichen
Druck über
das Hydrauliksystem zu beaufschlagen.
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Für eine Verbrauchsoptimierung
und eine Reduzierung von Schadstoffemissionen des Fahrzeuges 1 ist
eine so genannte Motor-Start-Stopp-Funktion vorgesehen, mittels
der die Brennkraftmaschine in vordefinierten Betriebszuständen des
Fahrzeuges 1 automatisiert abgeschaltet wird und bei Vorliegen
eines oder mehrerer vordefinierter Startkriterien wieder gestartet
wird.
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So
wird die Brennkraftmaschine 3 beispielsweise bei aktiviertem
Bremslicht und im Fahrzeugstillstand und/oder bei fahrerseitig betätigtem Kupplungspedal
selbst während
sehr kurzer Stillstandsphasen des Fahrzeuges bei Vorliegen einer Wählhebelposition "D" für
Vorwärtsfahrt
abgeschaltet und bei Vorliegen verschiedener Startkriterien, wie beispielsweise
bei Unterschreiten einer Bremsdruckschwelle, bei einem Lösen der
Fahrzeugbremse, bei deaktiviertem Bremslicht, bei einer fahrerseitigen Wählhebelbetätigung in
eine Position, in der ein Start der Brennkraftmaschine 3 angefordert
wird, bei einer Betätigung
des Gaspedals größer oder
kleiner als ein Schwellwert, bei einer steuersystemseitigen Ankündigung
eines Startvorganges der Brennkraftmaschine 3, bei Vorliegen
einer Abtriebsdrehzahl großer oder
kleiner eines Schwellwertes, bei Vorliegen einer vordefinierten
Ladebilanz eines elektrischen Speichers des Fahrzeuges 1 oder
in Abhängigkeit
von Komfortkriterien, wie eine Anforderung zur Klimatisierung der
Fahrgastzelle, wieder gestartet.
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Mit
Hilfe der Getriebepumpe 8 wird die hydraulische Versorgung
der Getriebeeinrichtung 4 bei abgeschalteter Brennkraftmaschine 3 und
dabei nicht fördernder
Getriebehauptpumpe 7 aufrecht erhalten und der angeforderte
Betriebszustand in der Getriebeeinrichtung 4 durch entsprechende
hydraulische Ansteuerung der Schaltelemente 5 und 6 sowie weiterer
in 1 nicht dargestellter und hydraulisch ansteuerbarer
Getriebeelemente eingestellt.
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Nachfolgend
wird das erfindungsgemäße Verfahren
in Verbindung mit der Darstellung gemäß 2 näher beschrieben.
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Zu
einem Zeitpunkt T0 ist die Brennkraftmaschine 3 durch die
aktivierte Motor-Start-Stopp-Funktion abgeschaltet, wobei die Getriebehauptpumpe 7, welche
vorliegend über
eine Getriebeeingangswelle mechanisch antreibbar ist, keinen Druck über das Hydrauliksystem
der Getriebeeinrichtung 4 zur Verfügung stellt. Die Druckversorgung
der Getriebeeinrichtung 4 erfolgt in diesem Betriebszustand
des Antriebsstranges 2 über
die elektrisch angetriebene Getriebepumpe 8.
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Zu
einem Zeitpunkt T1 ergeht eine Anforderung zum Starten der Brennkraftmaschine 3,
weshalb ein Verlauf n_mot der Antriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine 3 in
der in 2 dargestellten Art und Weise ansteigt. Der Anstieg
der Antriebsdrehzahl n_mot der Brennkraftmaschine 3 führt zu einem
Anstieg eines Verlaufes einer Turbinendrehzahl n_t des hydrodynamischen
Dreh momentwandlers 12, der bis zu einem Zeitpunkt T2 im
Wesentlichen dem Verlauf der Antriebsdrehzahl n_mot der Brennkraftmaschine 3 entspricht.
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Zu
einem Zeitpunkt T3, der dem Zeitpunkt T2 zeitlich vorgelagert ist,
wird eine Überwachung
des Kraftschlussaufbaus in der Getriebeeinrichtung 4 gestartet,
wobei während
der aktivierten Überwachung überprüft wird,
ob sich in der Getriebeeinrichtung 4 ein durch den Startvorgang
der Brennkraftmaschine 3 angeforderter Kraftschluss einstellt.
Dabei wird mittels einer nicht näher
dargestellten Drehzahlsensorik der Getriebeeinrichtung 4 die
Turbinendrehzahl n_t des Drehmomentwandlers 12 ermittelt.
Bei Vorliegen einer Turbinendrehzahl n_t zu einem Zeitpunkt T4,
zu welchem die Überwachung
des Kraftschlussaufbaus beendet wird, größer als ein Schwellwert, wird
ein unzureichender Kraftschlussaufbau in der Getriebeeinrichtung 4 angenommen.
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Bei
dem in 2 dargestellten Betriebszustandsverlauf des Startvorganges
der Brennkraftmaschine 3 weicht der Verlauf der Turbinendrehzahl
n_t ab dem Zeitpunkt T2 zunehmend von dem Verlauf der Antriebsdrehzahl
n_mot der Brennkraftmaschine 3 ab, die vorliegend zum Zeitpunkt
T4 die Motorleerlaufdrehzahl n_mot_LL überschreitet und nach einem
Drehzahlüberschwinger
zu einem Zeitpunkt T5 über
ein Motorsteuergerät
auf das Niveau der Motorleerlaufdrehzahl n_mot_LL der Brennkraftmaschine 3 eingestellt
wird. Die Turbinendrehzahl n_t sinkt mit zunehmender Zeitdauer t
des Startvorganges der Brennkraftmaschine 3 stetig in Richtung
des Wertes Null ab bzw. bis zum Synchronpunkt der am Gang beteiligten
Kupplungen, wobei die Turbinendrehzahl n_t zum Zeitpunkt T4 kleiner
als ein Schwellwert n_t_schwell der Turbinendrehzahl ist bzw. den
Synchronpunkt erreicht, weshalb der Kraftschlussaufbau in der Getriebeeinrichtung 4 durch
die Überwachung als
ausreichend bewertet wird.
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Die
positive Bewertung des Kraftschlussaufbaus beruht auf der Kenntnis,
dass die Turbinendrehzahl n_t nur bei ausreichendem Kraftschlussaufbau in der
Getriebeeinrichtung 4 auf das Niveau von Abtriebsdrehzahl
multipliziert mit Übersetzung
n_t = n_ab × i_gang
absinkt. Da sich das Fahrzeug im Stillstand oder nahe Stillstand
befindet, kann bei stehender Turbine des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 12 ein
vollständiger
Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung 4 angenommen werden.
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Alternativ
hierzu ist der Kraftschlussaufbau in einer Getriebeeinrichtung mit
Hilfe einer Drehzahlsensorik eines automatisierten Getriebes während eines
Startvorganges einer Brennkraftmaschine durch Betrachten der Drehzahlen
zwischen einem Getriebeabtrieb, welche beispielsweise mit Hilfe
von Raddrehzahlsensoren berechenbar sind, und einem Getriebeeingang
oder einer Getriebedrehzahl eines rotierenden Getriebebauteils der
Getriebeeinrichtung überwachbar,
wobei die Drehzahlen mit Hilfe der in der Getriebeeinrichtung 3 aktuell
eingelegten Übersetzung
bewertet werden können.
Aus den Drehzahlen ist eine aktuell mit der Getriebeeinrichtung
darstellbare Ist-Übersetzung
bestimmbar, die einer mit dem angeforderten Startvorgang korrespondierenden
Soll-Übersetzung
gegenübergestellt
wird. Liegt eine unzulässige
Abweichung zwischen den Übersetzungen
vor, wird ein ungenügender
Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung angenommen.
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Wird
ein unzureichender Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung ermittelt,
wird eine fehlerhafte Druckversorgung der Getriebeeinrichtung 4,
beispielsweise durch eine unzureichende Pumpenleistung, einen Pumpendefekt
oder einen Systemfehler, wie zu große Leckagen im System, angenommen.
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Dabei
wird ein Fehlerspeichereintrag generiert und/oder eine Ersatzmaßnahme ausgeführt, um das
Fahrzeug in einen sicheren Zustand zu überführen. Zur Vermeidung eines
sicherheitskritischen Fahrzustandes wird der Kraftschluss in der
Getriebeeinrichtung aufgehoben, so dass das Fahrzeug selbst bei
gestarteter Brennkraftmaschine nicht anfahrbar ist. Dies resultiert
aus der Tatsache, dass der Fahrer von einer gewohnten Anfahrleistung
des Fahrzeu ges ausgeht, die ihm jedoch innerhalb des von ihm erwarteten
Zeitraumes aufgrund eines verzögerten
Kraftschlussaufbaus in der Getriebeeinrichtung nicht zur Verfügung steht.
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Wird
jedoch aufgrund eines Verhaltens des Fahrers oder weiterer Entscheidungskriterien
keine sicherheitskritische Fahrsituation erwartet bzw. auf "Fluchtfunktion" erkannt, wird der
Kraftschluss bei unzureichendem Kraftschlussaufbau in der Getriebeeinrichtung
im Getriebe nicht aufgehoben.
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Dabei
sind beispielsweise eine Fahrpedalbetätigung, eine Bremspedalbetätigung,
eine Anforderung zum Starten der Brennkraftmaschine aufgrund eines
Systemfehlers, ein Verlassen des Fahrzeugs durch den Fahrer, was
durch einen Sitzbelegungssensor, einen Türkontaktsensor, einen Haubenkontaktsensor
oder dergleichen verifizierbar ist, eine erkannte Fahrzeugbewegung
oder ein Zustand einer fahrzeugseitigen Rollverhinderungsfunktion
beziehungsweise eines Bremsanfahrassistenten, als Entscheidungskriterien
geeignet.
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Alternativ
zu der zu 2 beschriebenen zeitabhängigen Überwachung
des Kraftschlussaufbaus in der Getriebeeinrichtung 4 besteht
auch die Möglichkeit,
die Überwachung
in Abhängigkeit
einer Drehzahlschwelle n_mot1 der Antriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine 3 zu
starten und bei Erreichen einer weiteren Drehzahlschwelle n_mot2
der Antriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine 3 zu beenden.
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Zusätzlich besteht
jedoch auch die Möglichkeit,
die Überwachung
des Kraftschlussaufbaus in der Getriebeeinrichtung zu einem bestimmten
Zeitpunkt zu starten und bei Überschreiten
einer Drehzahlschwelle der Antriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine
oder auch bei vorzeitigem Erreichen des Synchronzustands der am
Gang beteiligten Kupplungen zu beenden.
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Wiederum
alternativ hierzu kann es auch vorgesehen sein, dass die Überwachung
des Kraftschlussaufbaus in der Getriebeeinrichtung bei Überschreiten
einer Drehzahlschwelle der Antriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine
gestartet wird und nach Ablauf eines vordefinierten Zeitraumes beendet
wird.
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Bei
einer weiteren Variante des Verfahrens wird bei dem Antriebsstrang 2 gemäß 1 durch eine Überwachung
eines Turbinenmomentes des Drehmomentwandlers 12 überprüft, ob der
Kraftschlussaufbau in der Getriebeeinrichtung 4 während des
Startvorganges der Brennkraftmaschine 3 korrekt in definiertem
Maße erfolgt.
Das Turbinenmoment wird über
ein die Charakteristik des Drehmomentwandlers 12 abbildendes
Wandlermoment unter Berücksichtigung
der Turbinendrehzahl und der Pumpendrehzahl berechnet.
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Dabei
wird davon ausgegangen, dass die jeweils aktuelle Antriebsdrehzahl
der Brennkraftmaschine 3 bei entsprechender Getriebeabtriebsdrehzahl,
welche bei vollem Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung 4 dem
Produkt aus einer theoretischen Turbinendrehzahl und der aktuell
in der Getriebeeinrichtung 4 eingelegten Übersetzung
entspricht, bei vollständigem
Kraftschluss in der Getriebeeinrichtung 4 über die
Wandlerkennung ein maximales Turbinenmoment erzeugt. Gleichzeitig
wird aus der Antriebsdrehzahl der Antriebsmaschine 3 und
aus einer über
einen Drehzahlsensor bestimmten Turbinendrehzahl ein Ist-Turbinenmoment
errechnet oder über
eine geeignete Sensorik direkt ermittelt. Anschließend wird
eine Abweichung zwischen dem maximalen Turbinenmoment und dem Ist-Turbinenmoment
ermittelt und einem Sollwert gegenüber gestellt. Dabei besteht
die Möglichkeit,
den Sollwert funktional abhängig
von der seit dem Beginn des Startvorganges der Brennkraftmaschine 3 verstrichenen
Zeit und/oder der aktuellen Antriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine
und/oder einer aktuellen Getriebetemperatur und/oder weiterer Betriebszustandsparameter
des Antriebsstranges 2 auszuführen und während des Startvorganges zu
berechnen oder aus Kennfeldern auszulesen. Ist eine Differenz zwischen
der Abweichung zwischen dem maximalen Turbinenmoment und dem Ist-Turbinenmoment
und dem Sollwert größer als
ein vordefinierter Schwellwert, wird auf einen unzureichenden Aufbau
des Kraftschlusses in der Getriebeeinrichtung 4 geschlossen.
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Generell
besteht jedoch in Abhängigkeit
des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles auch die Möglichkeit,
die Überwachung
des Kraftschlussaufbaus in einer Getriebeeinrichtung anstatt über die vorbeschriebene
rechnerische Bestimmung des Turbinenmomentes über einen im Antriebsstrang
vorgesehenen Drehmomentsensor beziehungsweise Drehmomentschalter
durchzuführen.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist grundsätzlich
in einer Getriebeeinrichtung eine Fehlererkennung durchführbar, um
noch vor einem nennenswerten Aufbau eines Abtriebsmomentes während Startvorgängen einer
Brennkraftmaschine entsprechende Ersatzmaßnahmen auslösen zu können und
das Fahrzeug in sicherheitsunkritische Zustände zu versetzen sowie einen
Fahrer über
einen unzureichenden Kraftschlussaufbau im Bereich der Getriebeeinrichtung
zu informieren, wobei dies mit dem erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich
zu herkömmlichen
Fahrzeugsystemen kostengünstiger
bei gleichzeitig geringerem Bauraumbedarf umsetzbar ist.
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Antriebsstrang
- 3
- Brennkraftmaschine
- 4
- Getriebeeinrichtung
- 5
- Schaltelement
- 6
- Schaltelement
- 7
- Getriebehauptpumpe
- 8
- Getriebepumpe
- 12
- Anfahrelement
- n_ab
- Abtriebsdrehzahl
- n_mot
- Antriebsdrehzahl
der Brennkraftmaschine
- n_mot1
- Drehzahlschwelle
- n_mot2
- Drehzahlschwelle
- n_mot_LL
- Leerlaufdrehzahl
der Brennkraftmaschine
- n_t
- Turbinendrehzahl
- n_t_schwell
- Schwellwert
- T0–T5
- diskreter
Zeitpunkt
- t
- Zeit