DE102007046735B4

DE102007046735B4 - Verfahren zur Verhinderung einer Überlastung der Anfahrkupplung

Info

Publication number: DE102007046735B4
Application number: DE102007046735.6A
Authority: DE
Inventors: Stefan-Ulrich Prange; Wilhelm Moser; Rachid Mansour
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2019-05-02
Anticipated expiration: 2027-09-29
Also published as: DE102007046735A1

Abstract

Verfahren zur Verhinderung einer Überlastung der Anfahrkupplung während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang bei einem automatisierten Schaltgetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer tatsächlichen oder möglichen Überhitzung der Anfahrkupplung während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang eine Notrückschaltung durchgeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verhinderung einer Überlastung der Anfahrkupplung während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang bei einem automatisierten Schaltgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein automatisiertes Schaltgetriebe umfasst nach dem Stand der Technik eine elektromechanische Kupplungssteuerung und eine elektromechanische Getriebesteuerung sowie eine Steuerelektronik, welche mit der Steuerelektronik des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs über in der Regel einen CAN-Bus in Verbindung steht.
Schaltsysteme von automatisierten Schaltgetrieben umfassen auch konventionelle, z.T. auch manuell betätigbare Schaltelemente, umfassend eine zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe angeordnete Anfahrkupplung und Schaltelemente zum Wählen und Schalten der einzelnen Gänge, wobei die Betätigung der Schaltelemente über entsprechende in der Regel als hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Kolben-Zylinder-Anordnungen oder als elektrische Aktuatoren ausgebildete Betätigungselemente erfolgt. Ein automatisiertes Schaltgetriebe ist beispielsweise in der DE 102 30 612 A1 beschrieben.
Bei ein automatisiertes Schaltgetriebe umfassenden Fahrzeugen wird ein Anfahrvorgang eines Fahrzeuges ausgelöst, wenn bei eingelegtem Gang im Stillstand die Fahrpedalstellung einen definierten Grenzwert überschreitet. Hierbei wird die Fahrpedalstellung der Steuerung des automatisierten Getriebes von der Steuerung des Verbrennungsmotors in der Regel über den CAN-Bus übermittelt.
Beim Anfahren wird die Motordrehzahl von der Getriebesteuerung auf einen Zielwert eingeregelt, indem sie das Motormoment über CAN an die Steuerung des Verbrennungsmotors vorgibt, wobei die sich im Schlupf befindliche Kupplung soweit geschlossen wird, dass ein vorgegebenes zu übertragendes Moment erreicht wird. Das System verharrt in diesem Zustand bis die Getriebeeingangsdrehzahl die Motordrehzahl erreicht hat, wobei dann die Kupplung komplett geschlossen wird, wodurch der Anfahrvorgang abgeschlossen ist; das Motormoment wird nach dem Schließen der Kupplung entsprechend dem Fahrerwunsch eingestellt.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Vermeidung einer Überlastung der Anfahrkupplung eines automatisierten Getriebes während des oben beschriebenen Anfahrvorgangs bekannt. Beispielsweise ist aus der DE 10 2005 033 077 A1 ein Verfahren zur Vorausbestimmung einer Überlastung einer automatisiert betätigten Kupplung eines Fahrzeugs während einer Schlupfphase und zum Vermeiden der Überlastung der Kupplung bekannt, wobei nach dem bekannten Verfahren die während einer vorbestimmten ersten Zeitdauer der Schlupfphase in die Kupplung eingetragene Energie bestimmt wird und/oder die aktuelle Temperatur der Kupplung erfasst wird und anhand der zu erwartenden zweiten Zeitdauer der Schlupfphase der zu erwartende Energieeintrag in die Kupplung und/oder die zu erwartende Kupplungstemperatur bestimmt wird und in Abhängigkeit von dem zu erwartenden Energieeintrag und/oder der zu erwartenden Kupplungstemperatur Maßnahmen zum Vermeiden der Überlastung ergriffen werden.
Als Maßnahme zum Vermeiden der Überlastung wird vorgeschlagen, den Grad der Überanpressung der Kupplung zu erhöhen und/oder einen Motoreingriff durchzuführen, um das zu übertragende Moment zu reduzieren.
Ein weiteres Verfahren zum Schützen einer automatisierten Reibungskupplung eines Fahrzeugs gegen Überlastung ist aus der DE 199 21 920 A1 bekannt.
Aus der DE 196 02 006 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ansteuerung einer Kupplung, die im Kraftfluss zwischen einer Antriebsmaschine und einer übersetzungsveränderlichen Einrichtung eines Fahrzeuges angeordnet ist, bekannt. Während der Ansteuerung der Kupplung wird eine Temperatur der Kupplung ermittelt und mit zumindest einem Grenzwert verglichen. Überschreitet die Temperatur der Kupplung einen Grenzwert, dann wird eine hohe thermische Belastung der Kupplung signalisiert und/oder es werden Schutzmaßnahmen eingeleitet.
Ein Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe ist aus der DE 102 18 186 A1 bekannt.
In der Praxis kann es jedoch vorkommen, dass ein Anfahrvorgang in einem höheren Gang startet; beispielsweise ist dies der Fall, wenn der Fahrer aus einem Ausrollvorgang wieder beschleunigen will und das Getriebe durch schlecht abgestimmte Fahrstrategie oder auch durch fehlerhafte Bedienung im manuellen Betrieb in dem höheren Gang bleibt. Wenn der Anfahrvorgang in einem höheren Gang startet, kann dies dazu führen, dass die Kupplung nicht mehr genügend Moment übertragen kann, wodurch die Getriebeeingangsdrehzahl die Motordrehzahl nicht erreichen kann und die Kupplung im Schlupfzustand bleibt. In diesem Fall besteht in nachteiliger Weise die Gefahr, dass der Kupplungsbelag überhitzt bzw. zerstört wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verhinderung einer Überlastung der Anfahrkupplung während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang bei einem automatisierten Schaltgetriebe anzugeben, durch dessen Durchführung eine Überhitzung der Kupplung auf einfache Weise vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird vorgeschlagen, für den Fall einer tatsächlichen oder möglichen Überhitzung der Anfahrkupplung während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang eine Notrückschaltung durchzuführen.
Gemäß der Erfindung wird während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang die Kupplungstemperatur kontinuierlich überwacht, wobei die Überwachung anhand einer mittels eines Modells geschätzten oder einer erfassten Temperatur erfolgt.
Wenn die geschätzte oder erfasste Kupplungstemperatur einen vorgegebenen parametrierbaren Schwellenwert überschreitet, wird ein Timer gestartet, wobei, wenn anschließend die vom Timer erfasste Zeit eine applizierbare Zeit überschreitet, der aktuelle Gang auf einen in der Steuerelektronik berechneten oder abgelegten Gang, der vorzugsweise der der Situation entsprechende „kickdown“ Gang ist, korrigiert wird, unabhängig davon, ob das Getriebe in einem Automatikmodus oder im manuellen Modus betrieben wird. Optional kann hierbei eine visuelle und/oder akustische Warnung ausgegeben werden, um den Fahrer zu informieren.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Notrückschaltung schnellstmöglich, d.h. mit erhöhten Schaltkräften durchgeführt. Dies ist insbesondere bei Fällen relevant, bei denen der Anfahrvorgang in einem höheren Gang auf einer Steigung durchgeführt wird.
Nach der Durchführung der Notschaltung wird der Anfahrvorgang erfindungsgemäß im neuen, niedrigeren Gang zu Ende fortgesetzt, wobei, für den Fall, dass eine Warnung ausgegeben worden ist, diese nach dem vollständigen Schließen der Kupplung zurückgenommen wird.
Gemäß einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der neu eingelegte, niedrigere Gang für eine vorgegebene Zeit gehalten, so dass das System bzw. die Fahrstrategie oder der Fahrer nicht sofort einen höheren Gang einlegen können, wodurch eine erneute kritische Situation vermieden wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des beigefügten vereinfachten Ablaufdiagramms beispielhaft näher erläutert.
Zu Beginn des Verfahrens bei eingelegtem höherem Gang und bei einer einen definierten Grenzwert überschreitenden Fahrpedalstellung wird geprüft, ob ein Anfahrvorgang durchgeführt werden soll; beispielsweise ist dies der Fall, wenn die Anfahrkupplung geöffnet ist. Für den Fall, dass es sich bei der Situation um einen Anfahrvorgang handelt, wird ein Timer gesetzt (aber nicht gestartet) und es wird die Kupplungstemperatur kontinuierlich überwacht, wobei die Überwachung anhand einer mittels eines Modells geschätzten oder anhand einer über geeignete Sensoren erfassten Temperatur erfolgt.
In einem nächsten Schritt wird, wenn die geschätzte oder erfasste Kupplungstemperatur einen vorgegebenen parametrierbaren Schwellenwert überschreitet, ein Timer gestartet, wobei, wenn die vom Timer erfasste Zeit eine applizierbare Zeit überschreitet, die Anfahrkupplung geöffnet wird und eine Notrückschaltung auf einen in der Steuerelektronik berechneten oder abgelegten Gang durchgeführt wird. Der niedrigere Gang kann in vorteilhafter Weise der „kick-down“ Gang sein oder es kann der nächstniedrigere Gang sein.
Die Notschaltung erfolgt gemäß der Erfindung unabhängig davon, ob das Getriebe in einem Automatikmodus oder im manuellen Modus betrieben wird. Optional wird bei Überschreitung der applizierbaren Zeit eine optische und/oder akustische Warnung ausgegeben.
Nach erfolgter Notrückschaltung beginnt ein neuer Anfahrvorgang, wobei für den Fall, dass der neue Gang nicht der niedrigstmögliche ist, das Verfahren erneut durchgeführt wird.
Wie aus der Figur ersichtlich, wird nach Überschreitung des vorgegebenen parametrierbaren Schwellenwertes für die Kupplungstemperatur der Anfahrvorgang im ursprünglich geschalteten Gang fortgesetzt, so lange die vom Timer erfasste Zeit eine applizierbare Zeit nicht überschreitet. Nach Abschluss des Anfahrvorgangs im ursprünglich geschalteten Gang wird der Timer zurückgesetzt.
Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Timer bereits zu Beginn des Anfahrvorgangs gestartet werden. Hierbei kann im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Notrückschaltung nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit unabhängig von der Kupplungstemperatur erfolgt, um die Schlupfphase der Kupplung zu verkürzen.

Claims

Verfahren zur Verhinderung einer Überlastung der Anfahrkupplung während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang bei einem automatisierten Schaltgetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer tatsächlichen oder möglichen Überhitzung der Anfahrkupplung während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang eine Notrückschaltung durchgeführt wird.
Verfahren zur Verhinderung einer Überlastung der Anfahrkupplung während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang bei einem automatisierten Schaltgetriebe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Notrückschaltung schnellstmöglich, d.h. mit erhöhten Schaltkräften durchgeführt wird.
Verfahren zur Verhinderung einer Überlastung der Anfahrkupplung während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang bei einem automatisierten Schaltgetriebe, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang die Kupplungstemperatur kontinuierlich überwacht wird, wobei, wenn die Kupplungstemperatur einen vorgegebenen parametrierbaren Schwellenwert überschreitet, ein Timer gestartet wird, wobei, wenn die vom Timer erfasste Zeit eine applizierbare Zeit überschreitet, eine Notrückschaltung auf einen in der Steuerelektronik berechneten oder abgelegten Gang durchgeführt wird, unabhängig davon, ob das Getriebe in einem Automatikmodus oder im manuellen Modus betrieben wird und wobei anschließend der Anfahrvorgang im neuen, niedrigeren Gang fortgesetzt wird.
Verfahren zur Verhinderung einer Überlastung der Anfahrkupplung während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang bei einem automatisierten Schaltgetriebe, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung der applizierbaren Zeit eine visuelle und/oder akustische Warnung ausgegeben wird, die nach erfolgter Notrückschaltung und dem vollständigen Schließen der Kupplung zurückgenommen wird.
Verfahren zur Verhinderung einer Überlastung der Anfahrkupplung während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang bei einem automatisierten Schaltgetriebe, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der neu eingelegte, niedrigere Gang für eine vorgegebene Zeit gehalten wird, so dass das System bzw. die Fahrstrategie oder der Fahrer nicht sofort einen höheren Gang einlegen können.
Verfahren zur Verhinderung einer Überlastung der Anfahrkupplung während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang bei einem automatisierten Schaltgetriebe, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung der Kupplungstemperatur anhand einer mittels eines Modells geschätzten oder einer erfassten Temperatur erfolgt.
Verfahren zur Verhinderung einer Überlastung der Anfahrkupplung während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang bei einem automatisierten Schaltgetriebe, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gang der Notrückschaltung der „kickdown“ Gang ist.
Verfahren zur Verhinderung einer Überlastung der Anfahrkupplung während eines Anfahrvorgangs in einem höheren Gang bei einem automatisierten Schaltgetriebe, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gang der Notrückschaltung der nächstniedrigere Gang ist.