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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines Automatikgetriebes in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
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Beispielsweise aus der auf die Anmelderin zurückgehenden
DE 44 46 077 A1 ist eine Steuerung eines Automatikgetriebes zur Kriechverminderung oder Kriechverhinderung bekannt. Das Verfahren bezieht sich insbesondere auf Automatikgetriebe, die über einen Drehmomentwandler mit der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges verbunden sind. Der Drehmomentwandler weist eine motorseitige Pumpe und eine getriebeseitige Turbine auf. Die Pumpe ist mit der Brennkraftmaschine derart gekoppelt, dass ihre Drehzahl der Drehzahl der Brennkraftmaschine entspricht. Bei Stillstand des Kraftfahrzeuges treibt somit die Pumpe mit einer der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungsmotor entsprechenden Drehzahl die getriebeseitige Turbine derart an, dass ohne Betätigung des Bremssystems ein sogenanntes Kriechen des Kraftfahrzeuges auftreten würde.
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Eine Kriechverminderung bzw. Kriechverhinderung wird üblicherweise eingeschaltet, wenn aufgrund mindestens eines Fahrzeugparameters, z. B. bei Betätigung des Fahrzeug-Bremssystems während eines Leerlaufzustands der Verbrennungsmotor bei einem im wesentlichen angehaltenen Fahrzeug, der Wunsch des Fahrers zum Stillstand des Kraftfahrzeuges erkannt wird. Üblicherweise wird die Betätigung des Fahrzeug-Bremssystems über einen Schalter am Bremspedal, vorzugsweise den Bremslichtschalter, erkannt.
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Die Kriechverminderung bzw. Kriechverhinderung wird beispielsweise durch Hochschaltvorgänge ausgehend von einem momentan vorgewählten Gang oder durch Reduzierung des Druckes in einer/der für den momentan vorgewählten Gang zuständigen Kupplung realisiert.
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Grundsätzlich wird durch die Kriechverminderung eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs erreicht.
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Weiter werden - um Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen zu reduzieren - derzeit Verfahren und Systeme entwickelt und zum Teil auch bereits eingesetzt, welche die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs unter bestimmten Voraussetzungen bzw. bei Vorliegen vorgegebener Abschaltbedingungen automatisch abschalten und bei Vorliegen vorgegebener Anschaltbedingungen automatisch wieder anschalten. Derartige Verfahren und Systeme bzw. Start-Stopp-Einrichtungen sind vor allem für den Stadtverkehr zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs geeignet, da im Stadtverkehr das Fahrzeug oft an Ampeln oder aufgrund des Verkehrs zum Stehen kommt und der Betrieb der Brennkraftmaschine nicht erforderlich ist.
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Zum Beispiel ist aus der
EP 0 158 605 B1 eine Vorrichtung bekannt, die abhängig von verschiedenen Bedingungen ein Abstellen bzw. ein erneutes Starten der Brennkraftmaschine bewirkt. Eine Bedingung zum Einleiten eines automatischen Abschaltvorgangs ist beispielsweise, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit für eine bestimmte Zeit unterhalb eines Grenzwertes liegen muss, bevor die Brennkraftmaschine automatisch abgestellt wird.
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Aus der
DE 10 2008 060 350 A1 ist bereits ein Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine eines Automatikfahrzeugs mittels einer Start-Stopp-Einrichtung bekannt, bei dem die Start-Stopp-Einrichtung die Brennkraftmaschine automatisch abschaltet, wenn das Fahrzeug in den Stillstand abgebremst und für ein vorgegebenes Zeitintervall durch Betätigung des Bremspedals im Stillstand gehalten wurde.
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Aus der
DE 199 50 080 A1 ist ein Verfahren zur Start/Stopp-Steuerung eines Fahrzeugs mit automatisierter Kupplung bekannt, wobei der Motor automatisch abgeschaltet wird, wenn bei eingelegtem Gang die automatisierte Kupplung geöffnet ist und die Fußbremse betätigt ist, und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer das Fahrzeug steht.
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Bei Fahrzeugen mit Automatikgetrieben, die automatisch abgeschaltet werden, wenn das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird, ergibt sich aufgrund der Problematik, dass das Getriebe bzw. die getriebeseitige Turbine eines zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordneten Drehmomentwandlers steht und der Motor bzw. die mit dem Motor drehfest verbundene motorseitige Pumpe des Drehmomentwandlers noch läuft, das Problem, dass sich aufgrund der Drehzahldifferenz zwischen Motorausgang (bzw. Pumpenrad des Wandlers) und dem Getriebe (bzw. Turbinenrad des Wandlers) ein Getriebeaufnahmemoment aufbaut und der Antriebsstrang dadurch mit diesem Moment aufgespannt ist. Beim automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine wird das Moment schlagartig reduziert, was vom Fahrer aufgrund eines dadurch entstehenden Rucks des Fahrzeugs als unangenehm wahrgenommen werden kann.
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Der Vollständigkeit halber wird nun noch auf die
DE 10 2007 009 833 B4 hingewiesen, welche ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Abschaltvorgangs einer Brennkraftmaschine offenbart, bei dem die Abschaltmaßnahmen in vorbereitende Abschaltmaßnahmen und restliche Abschaltmaßnahmen aufgeteilt werden. Die vorbereitenden Abschaltmaßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine werden dabei bereits vor dem Vorliegen aller vorgegebenen Abschaltbedingungen vorgenommen, so dass ein schnelles und komfortableres automatisches Abschalten der Brennkraftmaschine ermöglicht wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren eingangs genannter Art anzugeben, welches ein komfortables automatisches Abschalten der Brennkraftmaschine ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
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Bei der Erfindung wird von einem bereits bekannten Verfahren zur Steuerung eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer Brennkraftmaschine, das zumindest teilweise mittels einer elektronischen Getriebesteuereinheit zur Steuerung des Automatikgetriebes durchgeführt wird, ausgegangen. Weiter umfasst das Kraftfahrzeug eine elektronische Motorsteuereinheit, welche Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine einleitet, wenn das Kraftfahrzeug in den Stillstand abgebremst und vorteilhafterweise für ein vorgegebenen Zeitintervall durch Betätigung des Bremspedals im Stillstand gehalten wurde.
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Grundgedanke der Erfindung ist nun, durch geeignete Maßnahmen sicherzustellen, dass beim Einleiten des automatischen Abschaltvorgangs ein geringes Getriebeaufnahmemoment vorliegt, so dass beim automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine entweder kein, oder nur ein sehr geringer Ruck infolge des schnellen Momentenabbaus erzeugt wird. Darauf basierend zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass mittels der elektronischen Motorsteuereinheit zu einem definierten Zeitpunkt vor dem Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine an die Getriebesteuereinheit ein Anforderungsbefehl zum zumindest teilweisen Öffnen oder Offenlassen mindestens einer Kupplung des aktuellen Ganges ausgegeben wird.
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In analoger Weise zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass zu einem definierten Zeitpunkt vor dem Einleiten von den Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine mittels der Getriebesteuereinheit ein zumindest teilweises Öffnen oder Offenlassen mindestens einer Kupplung des aktuellen Ganges veranlasst wird.
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Da zum Zeitpunkt, zu dem der Anforderungsbefehl an die Getriebesteuereinheit gesendet wird bzw. die Getriebesteuereinheit das Öffnen der Kupplung veranlasst, ein Gangwechsel vorgenommen werden kann oder unmittelbar bevorsteht, kann auch die dem zukünftig eingelegten Gang zugeordnete Kupplung entsprechend angesteuert werden.
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Durch das Öffnen oder Offenlassen des Schaltübertragungsmechanismus, was somit zu einer Drehfähigkeit der getriebeseitigen Turbine führt, wird die Differenzdrehzahl zwischen Motor und Getriebe reduziert, so dass sich wiederum ein reduziertes Getriebeaufnahmemoment einstellt. Somit muss beim automatischen Abschaltvorgang der Brennkraftmaschine nur ein geringeres Getriebeaufnahmemoment abgebaut werden, was wiederum geringere Längs- und/oder Querschwingungen verursacht. Der möglicherweise noch entstehende Ruck wird kleiner, vorteilhafterweise so klein, dass er vom Fahrer nicht mehr als unkomfortabel wahrgenommen wird. Der definierte Zeitpunkt kann fest oder variabel vorgegeben werden.
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Vorteilhafterweise wird ein derartiger Anforderungsbefehl zum zumindest teilweisen Öffnen oder Offenlassen der mindestens einen Kupplung ausgegeben, dass sich ein vorgegebener Kupplungsschlupf einstellt bzw. wird mittels der Getriebesteuereinheit ein derartiges zumindest teilweises Öffnen der Kupplung veranlasst, dass sich ein vorgegebener Kupplungsschlupf einstellt. Das zumindest teilweise Öffnen der Kupplung zum einstellen eines vorgegebenen Kupplungsschlupfs kann wiederum durch eine Reduzierung des Kupplungsdrucks veranlasst werden.
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Neben dem Öffnen bzw. dem Offenlassen der Kupplung bzw. des Schaltübertragungsmechanismus zu einem definierten Zeitpunkt vor dem Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine können auch weitere Vorbereitungsmaßnahmen eingeleitet werden, insbesondere solche, die sich ebenfalls in positiver Weise auf den Komfort beim automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine im Stillstand des Kraftfahrzeugs auswirken.
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So kann vorteilhafterweise das Verfahren derart weitergebildet sein, dass die elektronische Motorsteuereinheit zu einem definierten zweiten Zeitpunkt vor dem Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine, wobei der definierte zweite Zeitpunkt mit dem definierten (ersten) Zeitpunkt identisch sein kann, insbesondere bei Vorliegen definierter Bedingungen, bei denen sichergestellt ist, so dass sich bei einer Änderung bzw. Reduzierung der Drehzahl der Brennkraftmaschine keine negativen Auswirkungen auf den Betrieb des Kraftfahrzeugs bzw. auf den automatischen Abschaltvorgang ergeben, eine Änderung bzw. Reduzierung der aktuellen Drehzahl der Brennkraftmaschine veranlasst.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann z. B. im Sinne einer definierten Bedingung der Betrieb einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden, da beim Betrieb der Klimaanlage die Drehzahl der Brennkraftmaschine in der Regel höher ist, als wenn die Klimaanlage nicht in Betrieb, also deaktiviert ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann demnach derart weitergebildet sein, dass bei Betrieb einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs, der eine höhere Drehzahl der Brennkraftmaschine erfordert, zu dem definierten (zweiten) Zeitpunkt vor dem Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf einen Wert reduziert wird, der prinzipiell bei deaktivierter Klimaanlage eingestellt wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt schematisch
- 1 eine Antriebsanordnung für Kraftfahrzeuge bestehend aus einer Brennkraftmaschine, einem Drehmomentwandler und einem automatischen Getriebe und
- 2 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines Automatikgetriebes.
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In 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Automatikgetriebe 3 über einen Drehmomentwandler 2 verbunden. Mit der schematisch dargestellten Kupplung 4 soll ein Beispiel für alle Kupplungen (bzw. Schaltübertragungsmechanismen) des Automatikgetriebes 3 dargestellt werden, die zum Einlegen der einzelnen Gänge erforderlich sind.
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Zum Einlegen eines aktuellen Soll-Ganges werden alle diesem Gang zugeordneten Kupplungen (z.B. auch 4) geschlossen, um das Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 auf den Abtriebsstrang des Getriebes 3 zu übertragen.
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Die Brennkraftmaschine 1 wird grundsätzlich mittels einer elektronischen Motorsteuereinheit 5 gesteuert. Das Getriebe 3 wird grundsätzlich mittels einer elektronischen Getriebesteuereinheit 7 gesteuert. Die Getriebesteuereinheit 7 ist hierzu auch mit einem üblichen, vorzugsweise elektronischen Getriebewählhebel H zum Einlegen unterschiedlicher Getriebe-Positionen, z. B. P, R, N und D, verbunden. Die Position D ist üblicherweise eine sogenannte Fahrstufe, in der automatisch die von der Getriebesteuereinheit 3 vorgegebenen Gänge eingelegt werden.
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Ergänzend wird angemerkt, dass die Getriebesteuereinheit 7 und die Motorsteuereinheit 5 zwei getrennte Steuergeräte sein können oder in einem gemeinsamen Steuergerät integriert sein können. Die Steuereinheiten 5 und 7 können beispielsweise über einen Datenbus Befehle oder Informationen austauschen. Beispielsweise erhält die Motorsteuereinheit 5 auch direkt oder indirekt aus entsprechenden Sensorsignalen die Fahrzeuggeschwindigkeit v, und den Zustand einer Fahrzeugbremse B.
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Anhand der 2 wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die den automatischen Abschaltvorgang vornehmenden Verfahrensschritte sind dabei in der elektronischen Motorsteuereinheit 5 integriert, die zumindest im Schritt 130 bzw. 130A die elektronische Getriebesteuerung 7 beeinflusst.
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In einem ersten Schritt 100 werden alle Vorbedingungen (Betriebsbedingungen und Zusatzbedingungen), die für ein automatisches Abschalten der Brennkraftmaschine notwendig sind, abgefragt. Hierbei handelt es sich bspw. um die Fahrzeuggeschwindigkeit, die in etwa Null (Stillstand des Fahrzeugs) sein muss, die Drehzahl, die unter einem vorgegebenen Grenzwert liegen muss und das Bremspedal, das betätigt werden muss. Nur wenn alle Vorbedingungen erfüllt sind, wird das Verfahren weiter durchgeführt.
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Sind alle Vorbedingungen erfüllt, wird in einem zweiten Schritt 110 eine LED als Anzeigeelement eingeschalten. Damit wird dem Kraftfahrzeugfahrer mitgeteilt, dass die Brennkraftmaschine nach einer vorgegebenen Zeit ausgeschalten wird, wenn er dies nicht verhindert. Gleichzeitig wird im Schritt 110 ein Timer gestartet, der die Zeit t überwacht.
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Anschließend wird in einem nächsten Schritt 120 die vergangene Zeit t im Vergleich zu einem vorgegebenen ersten Zeitintervall Tmax1 bzw. einem definierten Zeitpunkt Tmax1 überwacht. Das Zeitintervall bzw. der definierte (End-)Zeitpunkt Tmax1 des Zeitintervalls ist dabei derart gewählt, dass er anzeigt, dass mit Ablauf dieses ersten Zeitintervalls Tmax1 der Zeitpunkt zum Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine unmittelbar bevorsteht. Zwischen dem Ablauf dieser ersten Zeitintervalls Tmax1 und dem Beginn des automatischen Abschaltvorgangs der Brennkraftmaschine liegen bspw. nur 600ms. Der Zeitpunkt Tmax1 kennzeichnet somit einen definierten (erster) Zeitpunkt vor dem Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschaltvorgang der Brennkraftmaschine.
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Solange die verstrichene Zeit t innerhalb des vorgegebenen ersten Zeitintervalls Tmax1 liegt, wird in einem nächsten Schritt 140 kontinuierlich überwacht, ob eine Abbruchbedingung vorliegt. Eine Abbruchbedingung kann bspw. dann Vorliegen, wenn der Fahrer aufgrund eines Losfahrwunsches das Bremspedal löst. Wenn keine Abbruchbedingung detektiert wird, wird zum Schritt 120 zurückgesprungen und die Zeitüberwachung weiterhin durchgeführt.
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Wird im Schritt 140 aber das Vorliegen einer Abbruchbedingung bspw. aufgrund eines Lösens des Bremspedals detektiert, ist dies das Signal, dass in einem nächsten Schritt 150 das automatische Abschalten der Brennkraftmaschine verhindert wird und die Brennkraftmaschine in Betrieb bleibt. Erst wenn in einem letzten Schritt 160 Gas gegeben wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit wieder größer als in etwa Null ist, beginnt das Verfahren von Neuem.
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Wenn nun im Schritt 120 jedoch festgestellt wird, dass die vergangene Zeit t zumindest nicht kleiner als das vorgegebene Zeitintervall Tmax1 ist, sendet die elektronische Motorsteuereinheit 5 im Schritt 130 einen Aufforderungsbefehl AB an die Getriebesteuereinheit 7 mit dem Hinweis aus, dass der automatische Abschaltvorgang unmittelbar bevorsteht. Weiter wird im Schritt 130 durch die Motorsteuereinheit 5 zu dem definierten Zeitpunkt Tmax1 vor dem Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine veranlasst, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine nMot derart verändert wird, dass die aktuelle Drehzahl n_a um einen vorgegebenen Differenz-Drehzahlwert dn abgesenkt wird.
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Die Getriebesteuereinheit 7 veranlasst nun auf den Aufforderungsbefehl AB der elektronischen Motorsteuereinheit 5 im Schritt 130A ein teilweises Öffnen der Kupplung des aktuell eingelegten Gangs, so dass sich ein Schlupf einstellt.
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Nach diesen vorbereitenden Maßnahmen in Schritt 130 und 130A wird zum Schritt 135 übergegangen und abgewartet, bis ein vorgegebenes zweites Zeitintervall Tmax2, welches das Einleiten der Abschaltmaßnahmen der Brennkraftmaschine zur Folge hat, abgelaufen ist. Ist dieser Zeitpunkt Tmax2 bzw. das Ende dieses zweiten Zeitintervalls Tmax2 erreicht, werden im nächsten Schritt 170 die Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine eingeleitet und die Brennkraftmaschine abgeschaltet.
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Durch dieses Verfahren kann somit auf einfache und kostengünstige Weise sichergestellt werden, dass insbesondere bei Fahrzeugen, die mit einem Automatikgetriebe ausgestattet sind, ein komfortabler, im Idealfall ruckfreier automatischer Abschaltvorgang erreicht wird.
