DE102015200682A1

DE102015200682A1 - Verfahren zum Durchführen einer Kaltstartstrategie

Info

Publication number: DE102015200682A1
Application number: DE102015200682.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Weber; Rico Glöckner; Marcus Hiemer; Stephan Schinacher; Jan-Frederik Kuhn; Sven Bieber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2016-07-21

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Durchführen einer Kaltstartstrategie bei einem Fahrzeug mit einem Getriebe mit zumindest einem hydrostatischen Antrieb vorgeschlagen, wobei beim Start (100) des Fahrzeuges geprüft wird, ob Bedingungen der Kaltstartstrategie (300) vorliegen und ob Bedingungen zum Abbruch (200) vorliegen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Kaltstartstrategie gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Bei Getrieben mit zumindest einem hydrostatischen Antrieb ergibt sich der Nachteil im Gegensatz zu Wandlergetrieben, dass keine ausreichende Wärmeenergie in dem Getriebe erzeugt wird, um das Hydraulikmittel bzw. das Öl in dem Getriebe ausreichend zu erwärmen. Dies gilt besonders bei einem Kaltstart aber auch im laufenden Betrieb, z.B. wenn der Fahrer nicht sofort mit dem Anfahren beginnt.
Bei einer niedrigen Hydraulikmitteltemperatur ist das Öl unerwünscht viskos, welches zu einer Unterversorgung bei dem hydrostatischen Antrieb führen kann, wodurch unerwünschte Beschädigungen des Getriebes und des Antriebes auftreten können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, mit dem ein Betrieb bei ausreichender Hydraulikmitteltemperatur in dem Getriebe sichergestellt wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
Es wird somit ein Verfahren zum Durchführen einer Kaltstartstrategie bei einem Fahrzeug mit einem Getriebe mit zumindest einem hydrostatischen Antrieb vorgeschlagen, bei dem beim Start des Fahrzeuges geprüft wird, ob Bedingungen der Kaltstartstrategie vorliegen und ob Bedingungen zum Abbruch vorliegen.
Bei Fahrzeugen mit hydrostatischen Antrieb, wie zum Beispiel einem hydrostatisch-mechanisch-leistungsverzweigten Getriebe dem sogenannten c-Power Getriebe, können bei kaltem und somit viskosem Öl Schäden im Hydrostaten, zum Beispiel durch Ziehen der Kolben aus den Kolbenschuhen, auftreten, die zum Ausfall des Getriebes führen. Diese Schäden können unter anderem dadurch entstehen, dass nicht genügend Hydraulikmittel bzw. Öl nach gefördert werden kann und der Öldruck einbricht. Aus diesem Grund wird mit dem vorgeschlagenen Verfahren das Getriebe vorsichtig mit einer ständigen Überwachung über eine Kaltstartstrategie aufgewärmt.
Beispielsweise liegen die Temperaturmessstellen bei dem sogenannten c-Power Getriebe im Ansaugtrakt. Nachdem der Motor gestartet wurde und somit die Getriebeölpumpe einen Druck aufgebaut hat, werden an den Messstellen im Ansaugtrakt erhöhte Hydraulikmitteltemperaturen ermittelt, obwohl die Öl-Temperatur im Sumpf noch keine Reaktion auf die eingespeiste Wärme zeigt. Aufgrund der Lage des zentralen Temperaturmeßfühlers und der somit voreilenden gemessenen Hydraulikmitteltemperatur ist bei dem vorgeschlagenen Verfahren die Auswahl der Kaltstartstrategie zeitbasiert, da ausschließlich aus der gemessenen Hydrauliktemperatur kein Rückschluss auf die Viskosität gezogen werden kann.
Um beispielsweise das Umgehen der Kaltstartstrategie durch einen Neustart bzw. einen Klemmenwechsel zu verhindern, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Prüfen der Bedingungen der Kaltstartstrategie Informationen aus einem Fahrzeugspeicher, dem sogenannten EEPROM oder dergleichen, über vorherige Kaltstartstrategie und Abbrüche abgerufen. Dies bedeutet, dass ein im letzten Klemmenzyklus bzw. beim letzten Neustart nicht erfolgreich beendeter Kaltstart auch bei einem nächsten Neustart wieder angefordert wird, wenn keine Abbruchbedingungen vorliegen.
Als Abbruchbedingungen zum Abbrechen einer Kaltstartstrategie kann beispielhaft das Vorliegen eines Fahrerwunsches, der Getriebezustand und der Motorzustand oder dergleichen geprüft werden. Hinsichtlich des Vorliegens eines Fahrerwunsches kann zum Beispiel das Auslegen einer Parkbremse, die Veränderung der Fahrtrichtung oder dergleichen geprüft werden. Bezüglich des Getriebezustandes können Systemdrücke, Drehzahlen oder dergleichen geprüft werden. Hinsichtlich des Motorzustandes kann vorzugsweise die Drehzahl geprüft werden, um das Vorliegen einer Abbruchbedingung festzustellen.
Im Rahmen der Kaltstartstrategie des erfindungsgemäßen Verfahrens können mehrere Verfahrensschritte durchgeführt werden, wobei die Reihenfolge und die Länge der Verfahrensschritte bzw. Phasen je nach ermittelter Starttemperatur des Hydraulikmittels verändert werden können.
Während die Kaltstartstrategie im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird, ist sicherzustellen, dass der Antriebsstrang während der aktiven Kaltstartprozedur keinesfalls geschlossen ist. Durch das vorbeschriebene Auslesen des Fahrzeugspeichers wird eine so genannte Gedächtnisfunktion realisiert, wodurch die Kaltstartstrategie nicht umgangen werden kann.
Zum Erwärmen des Hydraulikmittels ist unter anderem die Ansteuerung von Schaltelementen, insbesondere von Wendekupplungen bei einem vorgeschalteten Wendegetriebe vorgesehen. Um die Kupplungsbelastung zwischen den Wendekupplungen zu verteilen, kann die Gedächtnisfunktion derart erweitert werden, dass aus dem Speicher auch Informationen bezüglich der Verwendung der einzelnen Wendekupplungen bei einer vorherigen Kaltstartstrategie abgespeichert und wieder neu abgerufen werden kann. Bei der Ansteuerung der Wendekupplungen zum Aufwärmen oder Halten der Hydraulikmitteltemperatur steht der Variator des Hydrostaten bzw. des hydrostatischen Antriebes in einer spezifischen Lage, um den Niederdruck im Hydrostaten über einen Hochdrucksensor abzusichern.
Des Weiteren ist ein Anpassen der Nulllage bei dem Hydrostaten für den Kaltstart vorgesehen, um gefährliche Beschleunigungen im Getriebe zu vermeiden. Die Aussteuerung und Zurücksteuerung des Variators ist geregelt und vorzugsweise temperaturabhängig. Ferner kann zur Absicherung die Motordrehzahl des Fahrzeuges bzw. des Motors während des Kaltstarts vom Getriebe beispielsweise von dem Getriebesteuergerät vorgegeben werden.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
1 ein Übersichtsablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Durchführen einer Kaltstartstrategie;
2 ein detailliertes Ablaufdiagramm gemäß 1;
3 ein Ablaufdiagramm der verschiedenen Verfahrensschritte der Kaltstartstrategie;
4 ein detailliertes Ablaufdiagramm bezüglich der Ermittlung der Abbruchbedingungen;
5 ein Diagramm mit dem zeitlichen Verlauf der Motorsolldrehzahl zum Verdeutlichen eines ersten Verfahrensschrittes der Kaltstartstrategie;
6 Diagramme mit den zeitlichen Verläufen von Systemdruck und Hydraulikmitteltemperatur im Sumpf zum Verdeutlichen eines zweiten Verfahrensschrittes der Kaltstartstrategie;
7 ein Diagramm mit dem zeitlichen Verlauf des Ansteuerstroms eines Positions-Regel-Ventils des hydrostatischen Antriebes zum Verdeutlichen eines dritten Verfahrensschrittes der Kaltstartstrategie;
8 mehrere Diagramme zum Verdeutlichen eines vierten Verfahrensschrittes der Kaltstartstrategie;
9 ein Diagramm mit dem zeitlichen Verlauf des Ansteuerstromes der Bereichskupplungen zum Verdeutlichen eines fünften Verfahrensschrittes der Kaltstartstrategie;
10 mehrere Diagramme zum verdeutlichen eines sechsten Verfahrensschrittes zum Schließen der Wendekupplungen bei der Kaltstartstrategie; und
11 mehrere Diagramme zum Verdeutlichen eines siebten Verfahrensschrittes der Kaltstartstrategie.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren gliedert sich im Wesentlichen in vier Sequenzen, wie in 1 angedeutet. Der Start 100 als Sequenz, mit dem Bestimmen der Startposition und der Länge der einzelnen Verfahrensschritte 311 bis 318 der Kaltstartstrategie 300, welche bei der Starttemperatur notwendig sind. Als weitere Sequenz ist der Abbruch 200 vorgesehen, der die Abbruchserkennung kennzeichnet, welche quasi parallel zur Kaltstartstrategie 300 abläuft und ständig die Abbruchsbedingungen prüft. Die Kaltstartstrategie 300 als Sequenz untergliedert sich in die einzelnen Funktionen bzw. Verfahrensschritte 311 bis 318, welche nacheinander aufgerufen werden. Als letzte Sequenz ist das Ende 400 dargestellt, welches das Schreiben von Informationen in den Fahrzeugspeicher zum Beispiel den EEPROM und das Übergehen in das normale unlimitierte Fahren bei einem erfolgreich durchgeführten Kaltstart beinhaltet.
Aus 2 ist ersichtlich, dass beim Klemmenstart bzw. beim Start 100 zunächst geprüft wird, ob im Fahrzeugspeicher eine Information abgelegt ist, dass zum Beispiel der letzte Kaltstart nicht beendet wurde. Ist dies der Fall, wird diese Information ausgelesen und mit der aktuell gemessenen Öltemperatur verglichen. Die Informationen, welche einen längeren Kaltstart erfordern, werden verwendet, um die Länge und die Startposition der Kaltstartprozedur 300 zu bestimmen.
Nachdem die Startposition und die Länge der jeweiligen Verfahrensschritte 311 bis 318 bestimmt worden, wird nun geprüft, ob alle Bedingungen für den Kaltstart erfüllt sind. Darunter fällt zum Beispiel das ein möglicher Fahrerwunsch, bei dem der Fahrer bei eingelegter Parksperrenbremse den Fahrerwunsch neutral anfordert oder die Motordrehzahl nicht außerhalb eines Bandes der Soll-Vorgabe ist oder die Hochdrücke im Getriebe im gültigen Bereich liegen oder dergleichen. Wenn sämtliche Bedingungen erfüllt sind, wird die Kaltstartstrategie 300 ausgeführt. Es ist zu beachten, dass die Abbruchsüberprüfung parallel läuft. D.h. in jedem Zyklus wird sowohl ein Schritt der Kaltstartstrategie ausgeführt als auch die Abbruchskriterien geprüft. Diese beiden Funktionen werden so lange aufgerufen bis entweder die Kaltstartstrategie 300 erfolgreich beendet wurde oder eine Umweltbedingung verletzt wurde. Im Falle eines Abbruchs 200 durch Umweltbedingungen wird eine Information in den Fahrzeugspeicher abgelegt, um den Abbruch 200 im nächsten Klemmenzyklus bzw. beim nächsten Neustart berücksichtigen zu können. Anschließend wird das Getriebe in einen Zustand versetzt, der keine Funktion gestattet und der nur über einen Neustart wieder aufgehoben werden kann. Im anderen Fall, wenn der Kaltstart erfolgreich beendet wurde, wird zum normalen Fahrbetrieb übergegangen.
In 4 sind die Abbruchkriterien bzw. der Abbruch 200 detailliert dargestellt. Es sind einige Einflussgrößen beispielhaft gezeigt, welche zu einem Abbruch 200 der Kaltstartstrategie 300 führen können. Unter anderem sind das Vorliegen eines Fahrerwunsches, zum Beispiel Vorwärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt oder das Auslegen der Parkbremse dargestellt, um möglicherweise den Kaltstart abzubrechen. Auch der Getriebezustand, wie zum Beispiel die internen Drehzahlen, die Temperaturen und die Drücke im Getriebe, sind ausschlaggebend, ob der Kaltstart abgebrochen werden muss. Wenn beispielsweise der Hochdruck unter eine Schwelle fällt, kann es zu dem bereits beschriebenen Ziehen der Kolben aus den Kolbenschuhen bei dem hydrostatischen Antrieb kommen. Eine weitere Bedingung liegt auch darin, dass während des Kaltstartes kein geschlossener Antriebsstrang vorliegt, um sicher zu gehen, dass keine unerwünschten Fahrzeugbewegungen auftreten. Ein weiteres Kriterium ist der Motorzustand, bei dem beispielhaft die Motordrehzahl erwähnt wird. Während des Kaltstarts wird der Motor durch das Getriebe geführt und falls die Drehzahl für eine gewisse Zeit außerhalb eines Toleranzbandes liegt wird der Abbruch des Kaltstarts durchgeführt. Dies ist vor allem bei überhöhten Motordrehzahlen entscheidend, da hier eine Schädigung des Getriebes auftreten kann. Der Abbruch 200 wird durchgeführt, sobald eine Bedingung nicht erfüllt ist. Nicht jeder Abbruch 200 hat einen Neustart bzw. Klemmenwechsel zur Folge. Vielmehr können bei leichten Fehlern, wie zum Beispiel dem Lösen der Parkbremse nur die Kaltstartstrategie 300 auf Anfang zurückgesetzt werden und die aktuelle Ansteuerung somit abgebrochen werden. Hierbei kann die Kaltstartstrategie 300 sofort nach Einlegen der Parkbremse wieder von Beginn an ohne einen Neustart durchgeführt werden.
4 zeigt die verschiedenen Phasen bzw. Verfahrensschritte 311 bis 318 der Kaltstartstrategie 300, welche aufgerufen werden. Je nach Starttemperatur wird mit unterschiedlichen Verfahrensschritten 311 bis 318 begonnen. Auch die Länge der jeweiligen Verfahrensschritte 311 bis 318 ist von der Starttemperatur des Hydraulikmittels abhängig. Somit kann eine optimale Dauer der Kaltstartstrategie 300 für sämtliche Temperaturen eingestellt werden. Die Kaltstartstrategie 300 umfasst den ersten Verfahrensschritt 311 zum Aufwärmen durch die Getriebeölpumpe, den zweiten Verfahrensschritt 312 zur Systemdruckkontrolle, den dritten Verfahrensschritt 313 zum Ansteuern des Hydrostaten, den vierten Verfahrensschritt 314 zum Aufwärmen, den fünften Verfahrensschritte 315 zum Pulsen der Bereichskupplungen, den sechsten Verfahrensschritt 316 zum Schließen der Wendekupplung, den siebten Verfahrensschritt 317 zum Warten auf limitiertes Fahren und den achten Verfahrensschritt 318 zum limitierten Fahren.
Die vorbeschriebene Reihenfolge der Verfahrensschritte 311 bis 318 ist nicht zwingend notwendig und kann sich verändern je nach Randbedingungen. Sämtliche Funktionen, die während der Kaltstartstrategie 300 im Rahmen der Verfahrensschritte 311 bis 317 ausgeführt werden, haben einen offenen Antriebsstrang zur Folge. D.h. das Fahrzeug kann aufgrund der Ansteuerung nicht bewegt werden. Die Überwachung gewährleistet zu jedem Zeitpunkt einen stehenden Abtrieb und öffnet den Antriebsstrang sofort, sobald sich der Abtrieb in Bewegung setzt.
In 5 ist der erste Verfahrensschritt 311 zum Aufwärmen des Hydraulikmittels durch die an den Antrieb angeschlossene Getriebeölpumpe anhand der Motorsolldrehzahl n_{mot_soll} erläutert. Die Funktion des Aufwärmens durch die Getriebeölpumpe, die direkt an den Antrieb gekoppelt und somit von der Motordrehzahl abhängig ist, ist in 5 dargestellt. Zunächst wird die geforderte Motordrehzahl mittels des Gradienten 311a auf eine niedrige Motordrehzahl 311b erhöht. Es wird absichtlich zunächst eine niedrige Motordrehzahl gefordert, um Kavitation an der Getriebeölpumpe zu vermeiden und somit die Getriebeölpumpe schonend zu betreiben. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer, welche zur Erwärmung des Öls führt, wird die Soll-Motordrehzahl wieder mit dem vorbestimmten Gradienten 311a auf eine höhere Motordrehzahl 311c angehoben, um mehr Verlustleistung in das System einzubringen.
Diese Drehzahl wird wiederum gehalten, bis mit der nächsten Funktion bzw. mit dem nächsten Verfahrensschritt fortgefahren wird.
6 verdeutlicht einen zweiten Verfahrensschritt 312 zum Kontrollieren des Systemdruckes p_HD und der Hydraulikmitteltemperatur im Sumpf C_sumpf. Hierzu ist der Verlauf des Systemdruckes p_HD und der Hydraulikmitteltemperatur im Sumpf C_sumpf über die Zeit t dargestellt. Die Systemdruck-Kontrolle soll absichern, dass der Systemdruck p_HD des Getriebes stabil ist und ausreichend hoch. Dafür wird der aktuell gemessene Druck 312a an den zwei Messstellen mit einem Schwellwert 312b verglichen. Der Druck muss für eine gewisse Zeit oberhalb des Schwellwertes 312b liegen, um die Funktion zu beenden. Des Weiteren wird die aktuell gemessene Temperatur 312c mit einem Schwellwert 312d verglichen. Erst wenn die Temperatur über diesem Schwellwert 312d liegt und der Druck für eine bestimmte Zeitdauer über dem Schwellwert 312b liegt, wird zum nächsten Verfahrensschritt weitergegangen.
In 7 ist der dritte Verfahrensschritt 313 zum Verstellen des hydrostatischen Antriebes dargestellt. Bei diesem Verfahrensschritt 313 wird der Hydrostat verschwenkt, um einen ersten Fluss durch das Positions-Regel-Ventil zu erhalten. Hierzu ist in 7 der Ansteuerstrom I_PRV des Positions-Regel-Ventils über die Zeit dargestellt. Bei dem dritten Verfahrensschritt 313 wird das Ventil mittels Pulsen bzw. Ansteuerimpulsen angesteuert, wobei der Ansteuerimpuls in Abhängigkeit der Starttemperatur des Hydraulikmittels bezüglich des Gradienten 313a, des oberen Wertes 313b, des unteren Wertes 313c und der Anzahl der Ansteuerimpulse 313d eingestellt wird. Die Einstellung ist jeweils Starttemperatur abhängig. Bei diesem Verfahrensschritt 313 sind die beiden Wendekupplung KW1, KW2 geöffnet, sofern ein vorgeschaltetes Wendegetriebe vorgesehen ist. Somit kann es zu keiner Beschleunigung der Axialkolbenmaschine kommen.
In 8 ist ein vierter Verfahrensschritt 314 der Kaltstartstrategie 300 zum Ansteuern zumindest eines Schaltelementes des Getriebes dargestellt. Hierzu sind zum einen der elektrische Ansteuerstrom I_KW der Wendekupplungen, der Ansteuerstrom I_PRV des Positions-Regel-Ventils, die Drehzahl n_{KW_sek} der Wendekupplung KW1, KW2 an der Sekundärseite, die Differenzdrehzahl Δn_KR der Wendekupplung zwischen Primärseite und Sekundärseite und die Drehzahl n_KitC des hydrostatischen Antriebes über die Zeit t dargestellt. Bei dem vierten Verfahrensschritt 314 werden Informationen aus dem Fahrzeugspeicher ausgelesen, mit welcher Wendekupplung KW1, KW2 das vorherige Mal der Kaltstart begonnen wurde. Dies wird dazu verwendet, um die Belastung der Wendekupplungen KW1, KW2 zu verteilen, da mittels dieser Informationen zwischen den beiden Wendekupplungen KW1, KW2 immer abwechselnd angefangen werden kann. Es wird somit mit der Wendekupplung KW1, KW2 begonnen, welche beim vorherigen Mal nicht als erste Kupplung KW1, KW2 verwendet wurde.
Während der Schließphase steht der Variator des hydrostatischen Antriebes in einer spezifischen Lage um über einen Hochdrucksensor immer den Niederdruck im Hydrostaten abzusichern (Unterversorgung). Um die Wendekupplung KW1, KW2 zu schließen, wird zunächst ein Sprung auf einen definierten kleinen Ansteuerstrom durchgeführt. Ausgehend von diesem definierten Wert wird über einen ersten kleineren Gradienten 314a der Ansteuerstrom I_KW erhöht. Wird nun anhand der berechneten oder gemessenen Drehzahl im System an der Sekundärseite der zu schließenden Wendekupplung eine Drehzahl 314f festgestellt, welche größer als der Schwellwert 314g ist, so wird ab diesem Zeitpunkt der Strom an der Wendekupplung mit einem zweiten höheren Gradienten 314b erhöht. Dies führt dazu, dass die Wendekupplung nicht so lange schleift, wie wenn nur der erste kleinere Gradient 314a verwendet würde und schont somit die Wendekupplungen KW1 und KW2. Nachdem die Differenzdrehzahl 314i zwischen Primärseite und Sekundärseite der Wendekupplung soweit abgebaut ist, dass die Differenzdrehzahl 314i unterhalb des Schwellwertes 314h liegt, wird die Wendekupplung KW1 komplett geschlossen und dafür mit dem Ansteuerstrom 314c beaufschlagt. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer wird der Ansteuerstrom 314d des Position-Regel-Ventils des hydrostatischen Antriebes oberhalb der Ansprechschwelle eingestellt. Somit wird mit dem Ausschenken des Hydrostaten begonnen, indem die entsprechende Ansprechschwelle überschritten wird. Dies führt zu einer Bewegung des Hydrostaten und erwärmt somit die Bauteile des hydrostatischen Antriebes. Um das System in Bewegung zu halten, wird im teilausgeschwenkten Bereich eine Art Sägezahnfunktion ausgeführt. Diese führt zum ständigen Hin- und Herschwenken des Hydrostaten. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer wird der Hydrostat wieder zurück geschwenkt bzw. wird die Ansteuerung des hydrostatischen Antriebes beendet. Hierbei wird jedoch nur so lange zurückgeschwenkt, bis an der Drehzahl des hydrostatischen Antriebes n_KitC bzw. 314k eine Drehzahl von Null detektiert wird. Dieser neue Stromwert 314e wird somit als neue Nulllage für den Hydrostaten während des Kaltstarts herangezogen. Nachdem der Hydrostat nun zurück geschwenkt ist, wird noch eine vorbestimmte Zeitdauer gewartet, bis die Wendekupplung KW1 geöffnet wird. Der vorbeschriebene Verfahrensschritt 314 kann nun bei der zweiten Wendekupplung KW2 wiederholt werden, um anschließend mit dem nächsten Verfahrensschritt fortzufahren.
In 9 ist ein fünfter Verfahrensschritt 315 der Kaltstartstrategie 300 zum sequenziellen Pulsen von Bereichskupplungen einer dem Getriebe nachgeschalteten Bereichsgruppe anhand eines Diagrammes mit dem Verlauf des Ansteuerstroms I_KB zum Betätigen der Bereichskupplungen verdeutlicht. Bei dem fünften Verfahrensschritt 315 werden die Bereichskupplungen sequenziell nacheinander gepulst. Dies bedeutet dass zunächst die erste Bereichskupplung mehrfach gepulst und anschließend die zweite Bereichskupplung ebenfalls gepulst wird. Die einzelnen Ansteuerimpulse KB1, KB2 bestehen immer aus einer ersten Rampe 315a auf den Stromendwert 315b und einer zweiten Rampe auf den Ruhestromwert 315c. Der Stromwert wird sowohl von oben als auch unten für eine Zeitdauer gehalten. Nachdem alle Bereichskupplungen durchlaufen wurden, kann mit dem nächsten Verfahrensschritt begonnen werden.
In 10 ist ein sechster Verfahrensschritt 316 zum Schließen der Wendekupplungen KW1, KW2 dargestellt. Bei dem sechsten Verfahrensschritt 316 ist eine ähnliche Vorgehensweise wie bei dem vierten Verfahrensschritt 314. Zunächst wird die erste Wendekupplung KW1 auf einen für den kaltstartoptimierten Druck 316a eingestellt und bei diesem gehalten, bis die Drehzahl auf der Sekundärseite der Wendekupplung KW1 über einem Drehzahl-Schwellwert 316e liegt. Anschließend wird über einen vorbestimmten Gradienten 316b der Ansteuerstrom erhöht, bis die Differenzdrehzahl zwischen Primärseite und Sekundärseite der Wendekupplung KW1 kleiner als der Schwellwert 316f ist. Danach wird die Wendekupplung HW1 mit dem Ansteuerdruck 316c zum Schließen der Wendekupplung HW1 beaufschlagt.
Dieser Ansteuerstrom 316c wird für eine vorbestimmte Zeitdauer gehalten und anschließend wird die Wendekupplung KW1 wieder geöffnet. Nachdem die Drehzahl an der Sekundärseite der Wendekupplung KW1 abgebaut und eine zusätzliche Wartezeit abgewartet wurde, wird die zweite Wendekupplung KW2 über die gleiche Ansteuerungsmethode geschlossen. Dies wird mehrfach für beide Wendekupplungen KW1, KW2 ausgeführt, welches als Ansteuerphase 316d der Wendekupplungen KW1, KW2 bezeichnet ist, um anschließend mit zum Beispiel dem siebten Verfahrensschritt 317 zum Warten auf limitiertes Fahren fortzufahren.
11 ist der siebente Verfahrensschritt 317 zum Halten der Hydraulikmitteltemperatur und zum Warten auf limitiertes Fahren dargestellt. Ab diesem Verfahrensschritt 317 hat der Fahrer durch Auslegen der Parkbremse die Möglichkeit in das limitierte Fahren überzugehen. Der Übergang wird dem Fahrer mittels dem Absenken der Motordrehzahl und somit akustisch signalisiert, welches das Ende der aktiven Phase der Kaltstartstrategie 300 bedeutet. Der siebente Verfahrensschritt 317 ist dazu da, ein Abkühlen des Getriebes zu verhindern, wenn der Fahrer nicht gleich nach der Kaltstartprozedur losfahren möchte.
Dazu wird über ein ausgewähltes Schließverfahren der Wendekupplung KW1, KW2, welches in 11 dargestellt ist, eine der beiden Wendekupplungen KW1, KW2 geschlossen. Beim siebten Verfahrensschritt 17 wird ein definierter Ansteuerstrom 317a an der ersten Wendekupplung KW1 angelegt. Der definierte Stromwert 317a wird über einen vorbestimmten Gradienten 317b erhöht, wenn der Drehzahl-Schwellwert 317d an der Sekundärseite überstiegen wird. Nach Abbau der Differenzdrehzahl unterhalb eines Schwellwertes 317e wird der Ansteuerstrom auf den Wert 317c zum Schließen der ersten Wendekupplung KW1 angehoben. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer oder auf einen vorher erfolgten Eingriff des Fahrers hin wird die erste Wendekupplung KW1 wieder geöffnet und die zweite Wendekupplung KW2 entsprechend angesteuert, bis ein Abbruchkriterium 317f vorliegt. Dies kann zum Beispiel dadurch vorkommen, dass die Parkbremse ausgelegt wird. Dann wird die Wendekupplung KW1, KW2 geöffnet und nach limitiertem Fahren verzweigt.
Der achte Verfahrensschritt 318 der Kaltstartstrategie 300 dient zum limitieren Fahren. Bei diesem Verfahrensschritt 318 ist es möglich, einen geschlossenen Antriebsstrang zu erhalten. Während diesem Verfahrensschritt 318 gibt es verschiedene Restriktionen zum Einstellen. Unter anderem ist es möglich, den Maximalwert der Abtriebsdrehzahl zu beschränken, die Dynamik aufgrund des noch kalten und somit trägen Getriebes zu limitieren oder Reversierung zu verbieten. Ein Abbruch 200 der Kaltstartstrategie 300 wird in dem Speicher EEPROM abgelegt und danach wird das Getriebesteuergerät heruntergefahren, wenn Bedingungen zum Abbruch 200 vorliegen. Wenn die Kaltstartstrategie 300 erfolgreich beendet worden ist, wird ein unlimitiertes Fahren dem Fahrer ermöglicht.
Bevorzugt kann das vorbeschriebene Verfahren bei einem hydrostatischmechanisch-leistungsverzweigten Getriebe durchgeführt werden.
Bezugszeichenliste

100: Start
200: Abbruch
300: Kaltstartstrategie
400: Ende
EEPROM: Fahrzeug-Speicher
n_{mot_soll}: Motorsolldrehzahl
KW1: erste Wendekupplung
KW2: zweite Wendekupplung
311: erster Verfahrensschritt
311a: Gradient
311b: vorbestimmt niedrige Motordrehzahl
311c: vorbestimmt höhere Motordrehzahl
p_HD: Systemdruck
C_sumpf: Hydraulikmitteltemperatur im Sumpf
312: zweiter Verfahrensschritt
312a: aktuell gemessener Systemdruck
312b: Schwellwert des Systemdruckes
312c: aktuell gemessene Hydraulikmitteltemperatur im Sumpf
312d: Schwellwert der Hydraulikmitteltemperatur
313: dritter Verfahrensschritt
I_PRV: Ansteuerstrom des Positions-Regel-Ventils
313a: Gradient
313b: oberer Impulswert
313c: unterer Impulswert
313d: Anzahl der Ansteuerimpulse
314: vierter Verfahrensschritt
I_KW: Ansteuerstrom der Wendekupplung
Δn_KR: Differenzdrehzahl an der Wendekupplung
n_{KW_sek}: Drehzahl an der Sekundärseite der Wendekupplung
n_KitC: Drehzahl des hydrostatischen Antriebes
314a: erster kleinerer Gradient
314b: zweiter größerer Gradient
314c: Ansteuerstrom zum Schließen der Wendekupplung
314d: Ansteuerstrom des Positions-Regel-Ventils
314e: Ansteuerstromwert als neue Nulllage für den Hydrostaten
314f: Drehzahl an der Sekundärseite
314g: Drehzahlschwelle an der Sekundärseite
314h: Differenzdrehzahlschwelle
314i: Differenzdrehzahl
314k: Drehzahl des hydrostatischen Antriebes
315: fünfter Verfahrensschritt
I_KB: Ansteuerstrom zum Betätigen der Bereichskupplungen
315: fünfter Verfahrensschritt
KB1: Ansteuerimpuls erste Bereichskupplung
KB2: Ansteuerimpuls zweite Bereichskupplung
315a: erste Rampe auf den Stromendwert
315b: Stromendwert
315c: Ruhestromwert
316: sechster Verfahrensschritt
316a: kaltstartoptimierter Ansteuerdruck der Wendekupplung
316b: Gradient
316c: Ansteuerdruck zum Schließen der Wendekupplung
316d: Ansteuerphase der Wendekupplungen
316e: Drehzahl-Schwellwert an der Sekundärseite
316f: Differenzdrehzahl-Schwellwert
Δ_KW: Differenzdrehzahl zwischen Primär- und Sekundärseite
n_{KW_sek}: Drehzahl an der Sekundärseite
317: siebenter Verfahrensschritt
317a: definierter Ansteuerstrom der Wendekupplung
317b: vorbestimmter Gradient
317c: Ansteuerstrom zum Schließen der Wendekupplung
317d: Drehzahl-Schwellwert an der Sekundärseite
317e: Schwellwertes der Differenzdrehzahl
317f: Vorliegen eines Abbruchkriteriums
318: achter Verfahrensschritt
t: Zeit

Claims

Verfahren zum Durchführen einer Kaltstartstrategie bei einem Fahrzeug mit einem Getriebe mit zumindest einem hydrostatischen Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass beim Start (100) des Fahrzeuges geprüft wird, ob Bedingungen der Kaltstartstrategie (300) vorliegen und ob Bedingungen zum Abbruch (200) vorliegen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Prüfen der der Bedingungen der Kaltstartstrategie (300) aus einem Fahrzeugspeicher (EEPROM) Informationen über vorherige Kaltstartstrategien (300) und Abbrüche (200) abgerufen werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Bedingungen zum Abbruch (200) zumindest das Vorliegen eines Fahrerwunsches, der Getriebezustand und der Motorzustand geprüft wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kaltstartstrategie (300) mehrere Verfahrensschritte (311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318) durchgeführt werden, wobei die Reihenfolge und die Länge der Verfahrensschritte je nach Starttemperatur des Hydraulikmittels verändert werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kaltstartstrategie (300) ein erster Verfahrensschritt (311) zum Aufwärmen des Hydraulikmittels durch die an den Antrieb angeschlossene Getriebeölpumpe durchgeführt wird, bei dem die Motordrehzahl über einen vorbestimmten Gradienten (311a) auf eine erste vorbestimmte Motordrehzahl (311b) erhöht wird und dass nach einer vorbestimmten Zeitdauer die Motordrehzahl (311b) über den vorbestimmten Gradienten (311a) auf eine höhere Soll-Motordrehzahl (311c) zum Erhöhen der Verlustleistung angehoben wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kaltstartstrategie (300) ein zweiter Verfahrensschritt (312) zum Kontrollieren des Systemdruckes (p_HD) und der Hydraulikmitteltemperatur (C_sumpf) im Sumpf durchgeführt wird, bei dem der aktuell gemessene Systemdruck (312a) an mehreren Messstellen mit einem Systemdruck-Schwellwert (312b) verglichen wird, bei dem die aktuell gemessene Hydraulikmitteltemperatur im Sumpf (312c) mit einem Hydraulikmitteltemperatur-Schwellwert (312d) verglichen wird, und bei dem der Verfahrensschritt (312) beendet wird, wenn der aktuell gemessene Systemdruck (312a) für eine vorbestimmte Zeitdauer oberhalb des Schwellwertes (312b) und die gemessene Hydraulikmitteltemperatur (312c) für eine bestimmte Zeitdauer oberhalb des Schwellwertes (312) liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kaltstartstrategie (300) ein dritter Verfahrensschritt (313) zum Verstellen des hydrostatischen Antriebes durchgeführt wird, bei dem ein Position-Regel-Ventil mittels Ansteuerstromimpulsen angesteuert wird, wobei die Ansteuerstromimpulse in Abhängigkeit der Starttemperatur des Hydraulikmittels bezüglich des Gradienten (313a), des oberen Wertes (313b), des unteren Wertes (313c) und der Anzahl der Ansteuerstromimpulse (313d) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kaltstartstrategie (300) ein vierter Verfahrensschritt (314) zum Ansteuern zumindest eines Schaltelementes des Getriebes durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem vorgeschalteten Wendegetriebe als Schaltelement die erste Wendekupplung (KW1) und die zweite Wendekupplung (KW2) abwechselnd angesteuert werden, wobei aus dem Speicher (EEPROM) Informationen ausgelesen werden, mit welcher Wendekupplung (KW1, KW2) bei der vorherigen Kaltstartstrategie (300) begonnen wurde, um bei der aktuellen Kaltstartstrategie (300) mit der anderen Wendekupplung (KW1, KW2) zu beginnen.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schließen der ersten Wendekupplung (KW1) der elektrische Ansteuerstrom (I_KW) auf einen definierten Wert erhöht wird, dass ausgehend von diesem definierten Wert über einen ersten kleineren Gradienten (314a) der Ansteuerstrom (I_KW) erhöht wird, dass der Ansteuerstrom (I_KW) über einen zweiten größeren Gradienten (314b) erhöht wird, wenn die Drehzahl (314f) an der Sekundärseite der Wendekupplung (KW1) größer als ein Drehzahl-Schwellwert (314g) ist, und dass die erste Wendekupplung (KW1) mit dem Ansteuerstrom (314c) zum Schließen der Wendekupplung (KW1) nach Abbau der Differenzdrehzahl (314i) zwischen Primär- und Sekundärseite beaufschlagt wird, dass nach einer vorbestimmten Zeitdauer der Ansteuerstrom (314d) des Positions-Regel-Ventils des hydrostatischen Antriebes oberhalb der Ansprechschwelle eingestellt wird, wodurch ein Verschwenken des hydrostatischen Antriebes erfolgt, dass nach Ablauf der eingestellten Zeitdauer die Ansteuerung des hydrostatischen Antriebes beendet wird, und dass nach einer vorbestimmten Zeitdauer die erste Wendekupplung (KW1) wieder geöffnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kaltstartstrategie (300) ein fünfter Verfahrensschritt (315) zum sequenziellen Pulsen von Bereichskupplungen einer dem Getriebe nachgeschalteten Bereichsgruppe.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bereichskupplung gepulst wird und anschließend die zweite Bereichskupplung gepulst wird, wobei die einzelnen Ansteuerimpulse (KB1, KB2) bei den Bereichskupplungen aus einer ersten Rampe (315a) auf den Stromendwert (315b) und einer zweiten Rampe auf den Ruhestromwert (315c) gebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kaltstartstrategie (300) ein sechster Verfahrensschritt (316) zum Schließen der Wendekupplungen (KW1, KW2) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wendekupplung (KW1) zunächst auf einen für den Kaltstart optimierten Ansteuerstrom (316a) eingestellt und gehalten wird, bis die Drehzahl (n_{KW_sek}) an der Sekundärseite der Wendekupplung (KW1) oberhalb eines Drehzahl-Schwellwertes (316e) an der Sekundärseite liegt, dass anschließend über einen Gradienten (316b) der Ansteuerstrom erhöht wird, bis die Differenzdrehzahl (Δ_KW) zwischen Primärseite und Sekundärseite der Wendekupplung (KW1) kleiner als der Schwellwert (316f) ist, dass die Wendekupplung (KW1) mit dem Ansteuerstrom (316c) zum Schließen der Wendekupplung (KW1) beaufschlagt wird, wenn die Differenzdrehzahl (Δ_KW) den Schwellwert (316f) erreicht oder unterschritten hat, dass dieser Ansteuerstrom (316c) für eine vorbestimmte Zeitdauer gehalten wird, und dass anschließend die Wendekupplung (KW1) wieder geöffnet wird, und dass die zweite Wendekupplung (KW2) über die gleichen Verfahrensschritt (316) angesteuert wird, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer beendet und die Drehzahl (n_{KW_sek}) an der Sekundärseite der ersten Wendekupplung (KW1) abgebaut ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kaltstartstrategie (300) ein siebenter Verfahrensschritt (317) zum Halten der Hydraulikmitteltemperatur und zum Warten auf limitiertes Fahren durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein definierter Ansteuerstrom (317a) an der ersten Wendekupplung (KW1) angelegt wird, dass der definierte Stromwert über einen vorbestimmten Gradienten (317b) erhöht wird, wenn der Drehzahl-Schwellwert (317d) an der Sekundärseite überstiegen wird, dass nach Abbau der Differenzdrehzahl (Δ_KW) unterhalb eines Schwellwertes (317e) der Ansteuerstrom (I_KW) auf den Wert (317c) zum Schließen der ersten Wendekupplung (KW1) angehoben wird, und dass nach einer vorbestimmten Zeitdauer die erste Wendekupplung (KW1) wieder geöffnet wird und die zweite Wendekupplung (KW2) entsprechend angesteuert wird, bis ein Abbruchskriterium (317f) vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kaltstartstrategie (300) ein achter Verfahrensschritt (318) zum limitierten Fahren durchgeführt wird, bei dem der Antriebsstrang zum limitierten Fahren geschlossen wird, wobei die Abtriebsdrehzahl beschränkt wird und/oder die Dynamik limitiert wird und/oder Reversierungen des Getriebes verhindert werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abbruch einer Kaltstartstrategie (300) in dem Speicher (EEPROM) abgelegt wird und danach das Getriebesteuergerät heruntergefahren wird, wenn Bedingungen zum Abbruch (200) vorliegen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein unlimitiertes Fahren durchgeführt wird, wenn die Kaltstartstrategie (300) erfolgreich beendet worden ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einem hydrostatisch-mechanisch-leistungsverzweigten Getriebe durchgeführt wird.