DE102015219952A1

DE102015219952A1 - Antriebssteuerung für ein Kraftfahrzeug mit einem zwischen einem Antriebsmotor und einem Automatikgetriebe angeordneten Drehmomentwandler

Info

Publication number: DE102015219952A1
Application number: DE102015219952.5A
Authority: DE
Inventors: Markus Hagenhoff
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2017-04-20

Abstract

Bei der erfindungsgemäßen Antriebssteuerung für ein Kraftfahrzeug mit einem zwischen einem Antriebsmotor und einem Automatikgetriebe angeordneten Drehmomentwandler, der durch Einrücken einer Wandlerkupplung überbrückbar ist, wird nach einem teilweisen oder vollständigen Öffnen der Wandlerkupplung aufgrund eines Anhaltevorgangs mittels mindestens einem elektronischen Steuergerät durch entsprechende Regelung der Antriebsmotordrehzahl diese an die Turbinendrehzahl Drehmomentwandlers angeglichen oder zumindest angenähert und danach die Wandlerkupplung unmittelbar wieder geschlossen, wenn nach dem Anhaltevorgang wieder eine Beschleunigung angefordert wird und wenn davor die Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers durch einen ausreichend niedrigen Gang nicht unter die Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors gesunken ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Antriebssteuerungen für Kraftfahrzeuge mit einem zwischen einem Antriebsmotor und einem Automatikgetriebe angeordneten Drehmomentwandler, wie sie beispielsweise aus der DE 44 07 951 C2 oder der DE 10 2005 008 455 A1 bekannt sind.
Beim Stand der Technik werden meist Kennlinien zur Steuerung der Wandlerkupplung in Abhängigkeit von der Abtriebsdrehzahl oder der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Fahrpedalwert oder dem Drosselklappenwert verwendet. Es können grundsätzlich darüber hinaus noch weitere Betriebsgrößen berücksichtigt werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Steuerung der Wandlerkupplung im Hinblick auf den Fahrkomfort und auf eine Verbrauchsreduzierung zu optimieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
Bei der erfindungsgemäßen Antriebssteuerung für ein Kraftfahrzeug mit einem zwischen einem Antriebsmotor und einem Automatikgetriebe angeordneten Drehmomentwandler, der durch Einrücken einer Wandlerkupplung überbrückbar ist, wird nach einem teilweisen oder vollständigen Öffnen der Wandlerkupplung aufgrund eines Anhaltevorgangs mittels mindestens einem elektronischen Steuergerät durch entsprechende Regelung der Antriebsmotordrehzahl diese an die Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers angeglichen oder zumindest angenähert und danach die Wandlerkupplung unmittelbar wieder geschlossen, wenn nach dem Anhaltevorgang wieder eine Beschleunigung angefordert wird und wenn vor der Wieder-Beschleunigungsanforderung die Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers durch einen ausreichend niedrigen Gang nicht unter die Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors gesunken ist.
Die Wandlerkupplung wird wieder geschlossen, wenn ein definierter Sollwert der Antriebsmotordrehzahl, insbesondere die Turbinendrehzahl (+/– Toleranzbereich), oder ein definierter Sollwert des Antriebsmotormoments erreicht ist.
Vorzugsweise ist ein ausreichend niedriger Gang der zweite Gang. Die erfindungsgemäße Regelung kann im ersten Gang (üblicher Anfahrgang) unterdrückt werden. Die Regelung kann nur in einem definierten unteren Geschwindigkeitsbereich vorgenommen werden.
Der Erfindung liegen folgende Erkenntnisse zugrunde:
Es wird von folgendem internen Stand der Technik ausgegangen:

– Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler und Überbrückungskupplung;
– Beim Anhalten wird die Überbrückungskupplung zu bestimmten Zeitpunkten geöffnet;
– Beim Anfahren erfolgt die Übertragung des Drehmoments hydraulisch bis bei geeigneten Geschwindigkeiten bzw. in einem geeigneten Gang die Überbrückungskupplung wieder geschlossen wird;
– Beim Anhalten ist das Öffnen der Überbrückungskupplung zu bestimmten Zeitpunkten erforderlich;
– Auch wenn das Fahrzeug nicht ganz zum Stillstand kommt, sondern oberhalb einer Geschwindigkeit, aus der – wenn sie zuvor stationär anläge – auch mit überbrücktem Drehmomentwandler beschleunigt werden könnte, wieder beschleunigt, ist häufig die Öffnung der Überbrückungskupplung bereits ganz oder teilweise vollzogen, weil das Öffnen einen bestimmten Zeitraum erfordert;
– Daraufhin beschleunigt das Fahrzeug zunächst mit hydrodynamischer Kraftübertragung im Drehmomentwandler und die Überbrückungskupplung wird unter (antreibender) Last wieder geschlossen;
– Es kann eine Drehzahlregelung während der Öffnung der Überbrückungskupplung beim Anhalten vorgenommen werden, um den Komfort beim Anhalten zu erhöhen (siehe z. B. DE 10 2010 001 975 A1 ), wobei aber bisher kein weiterer Einsatz einer Drehzahlführung beim Wiederbeschleunigen aus geringer Geschwindigkeit realisiert wird;
– Desweiteren sind Drehzahlführungen zum Zweck des Schließens einer Kupplung Stand der Technik, z. B. bei sogenannten Segel-Funktionen, bei Rückschaltungen die nicht kraftschlüssig möglich sind oder bei Gangwechselvorgängen in nicht lastschaltfähigen Getrieben (z. B. ”SMG” oder neuerdings auch Handschalter).

Beim Überbrücken des Drehmomentwandlers nach dem Anfahren kommt derzeit keine Drehzahlführung zum Einsatz. Beim Wiederanfahren kurz vor dem Stillstand werden daher große Teile des Antriebsmoments analog des Anfahrens aus dem Stand hydrodynamisch übertragen, mit folgenden Auswirkungen:

– Weniger sportlich empfundene Anbindung;
– Unnötig hohe Drehzahlen;
– Wirkungsgradverlust bei Antriebsmaschine und im Getriebe.

Ist die Wandlerüberbrückungskupplung zum Zweck des Anhaltens bereits ganz oder teilweise geöffnet, und das Fahrzeug wird erneut beschleunigt, und hat die Turbinenseite des Wandlers durch einen ausreichend niedrig gewählten Gang keine geringere Drehzahl als die aktuelle Motor-Leerlaufdrehzahl, so wird erfindungsgemäß durch geeignete Signale an die Motorsteuerung ein ganzer oder teilweiser Drehzahlangleich der Antriebsmaschine an die Turbinenseite des Drehmomentwandlers durchgeführt bzw. ein Ansteigen der Motordrehzahl über die Wandler-Turbinendrehzahl vorübergehend unterbunden. Bei ausreichend angeglichener Drehzahl erfolgt dann ein schnelles und dennoch komfortables Schließen der Überbrückungskupplung. Dabei kann als Trigger-Signal eine Soll-Drehzahl und/oder ein Soll-Drehmoment zum Einsatz kommen.
Durch die Erfindung werden folgende Vorteile gemeinsam erreicht:

– Erhöhung des Anhaltekomforts;
– Niedrige Drehzahlen beim Ausrollen ohne den Motor unter seine Leerlaufdrehzahl zu drücken;
– Direkte Anbindung bei erneuter Beschleunigung aus niedriger Geschwindigkeit, insbesondere im Stop&Go-Verkehr;
– Verbrauchsvorteile.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt schematisch die Verläufe der Antriebsmotordrehzahlen bei einer Wiederbeschleunigung nach einem Anhaltevorgang mit und ohne Erfindung im Vergleich.
Bei Antriebssystemen in Kraftfahrzeugen mit mindestens einem Antriebsmotor und einem Automatikgetriebe sind üblicherweise bereits ein elektronisches Motor-Steuergerät und ein elektronisches Getriebe-Steuergerät vorgesehen, die verschiedene Eingangssignale erhalten, die miteinander über ein Datenbussystem und/oder über konventionelle elektrische Leitungen miteinander kommunizieren und die basierend auf programmierten Funktions-Modulen verschiedene Aktuatoren zur Motor- und Getriebesteuerung aktivieren oder deaktivieren. Diese Komponenten sind bereits bekannt und sind daher hier nicht eigens dargestellt.
Die Erfindung kann entweder durch ein Funktionsmodul in einem einzigen oder durch mehrere Funktionsmodule in mehreren miteinander kommunizierenden elektronischen Steuergeräten realisiert werden. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Antriebssteuerung durch Funktions-Teilmodule sowohl im elektronischen Motor-Steuergerät als auch im elektronischen Getriebe-Steuergerät durchführbar sein.
Anhand der Zeichnung wird im Folgenden näher auf die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Antriebssteuerung eingegangen:
In der Zeichnung sind schematisch Zeitverläufe folgender Betriebsgrößen dargestellt:

– Turbinendrehzahl n_T des Drehmomentwandlers
– Antriebsmotordrehzahl n_M_1 nach dem Stand der Technik
– Antriebsmotordrehzahl n_M_2 nach der Erfindung
– Leerlaufdrehzahl n_M_LL des Antriebsmotors
– Abtriebsdrehzahl des Getriebes n_ab bzw. Fahrzeuggeschwindigkeit v
– Antriebsmotormoment M_M_1 nach dem Stand der Technik
– Antriebsmotormoment M_M_2 nach der Erfindung

Im Laufe eines Anhaltevorganges mit abnehmender Antriebsmotordrehzahl n_M nach dem Loslassen des Fahrpedals wird zum Zeitpunkt t1 vom Getriebe-Steuergerät ein Befehl zum Öffnen der Wandlerkupplung und gegebenenfalls zum Zeitpunkt t2, der hier beispielsweise gleich dem Zeitpunkt t1 oder unmittelbar danach sein kann, ein Rückschaltbefehl, z. B. vom dritten in den zweiten Gang, ausgegeben. Der Ablauf der Rückschaltung wird mit dem Zeitfenster dt angedeutet. Der Anhaltevorgang ist insbesondere ein Ausrollen im Schubbetrieb, der nicht zwingend bis zum Anhalten im Stillstand führen muss.
Zum Zeitpunkt t3 soll insbesondere durch erneute Betätigung des Fahrpedals nach bzw. während des Anhaltevorgangs wieder eine Beschleunigung angefordert werden. Daraufhin wird zum Zeitpunkt t4, der hier beispielsweise auch gleich dem Zeitpunkt t3 oder unmittelbar danach sein kann, ein Befehl zum Schließen der Wandlerkupplung ausgegeben.
Nach dem Stand der Technik entsteht ohne die erfindungsgemäße Regelung der Antriebsmotordrehzahl n_M ein Drehzahlanstieg gemäß dem Verlauf n_M_1, wodurch sich eine relativ hohe Drehzahldifferenz zur Turbinendrehzahl n_T einstellen kann. Durch diese Drehzahldifferenz verzögert sich das Schließen der Wandlerkupplung bis zum Zeitpunkt t5.
Erfindungsgemäß soll jedoch ein möglichst schnelles Schließen der Wandlerkupplung erreicht werden. Die Turbinendrehzahl n_T des Drehmomentwandlers ist hier durch einen ausreichend niedrigen Gang (hier beispielsweise den zweiten Gang) nicht unter die Leerlaufdrehzahl n_M_LL des Antriebsmotors gesunken, als zum Zeitpunkt t2 die Wieder-Beschleunigung angefordert wurde. Demnach wird nun die Antriebsmotordrehzahl n_M gemäß dem Verlauf n_M_2 derart geregelt, dass sie möglichst nahe an die Turbinendrehzahl n_T des Drehmomentwandlers angeglichen wird. Zum Zeitpunkt t5' kann dann die Wandlerkupplung ohne unkomfortablem Ruck geschlossen werden, weil die Antriebsmotordrehzahl n_M die Turbinendrehzahl n_T als vorgegebene Soll-Drehzahl erreicht hat. Alternativ kann auch das Erreichen eines vorgegebenen Soll-Drehmoments zum Schließen der Wandlerkupplung führen (siehe Verlauf des Antriebsmotormoments M_M_2).
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Regelung zum Angleichen der Antriebsmotordrehzahl n_M an die Tubinenedrehzahl n_T nur in einem definierten unteren Geschwindigkeitsbereich vorgenommen, z. B. etwa 10 km/h < v < 15 km/h. Die erfindungsgemäße Regelung kann auch im ersten Gang (Anfahrgang) unterbunden werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4407951 C2 [0001]
DE 102005008455 A1 [0001]
DE 102010001975 A1 [0008]

Claims

Antriebssteuerung für ein Kraftfahrzeug mit einem zwischen einem Antriebsmotor und einem Automatikgetriebe angeordneten Drehmomentwandler, der durch Einrücken einer Wandlerkupplung überbrückbar ist, wobei nach einem teilweisen oder vollständigen Öffnen der Wandlerkupplung aufgrund eines Anhaltevorgangs (Zeitpunkt t1) mittels mindestens einer elektronischen Steuereinheit durch Regelung der Antriebsmotordrehzahl (n_M_2) diese an die Turbinendrehzahl (n_T) des Drehmomentwandlers zumindest angenähert wird und danach die Wandlerkupplung unmittelbar wieder geschlossen wird, wenn nach dem Anhaltevorgang wieder eine Beschleunigung angefordert wird (Zeitpunkt t3) und wenn davor die Turbinendrehzahl (n_T) des Drehmomentwandlers durch einen ausreichend niedrigen Gang nicht unter die Leerlaufdrehzahl (n_M_LL) des Antriebsmotors gesunken ist.
Antriebssteuerung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerkupplung wieder geschlossen wird, wenn ein definierter Sollwert der Antriebsmotordrehzahl (n_M_2) oder ein definierter Sollwert des Antriebsmotormoments (M_M_2) erreicht ist (Zeitpunkt t5').
Antriebssteuerung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein ausreichend niedriger Gang der zweite Gang ist.
Antriebssteuerung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung nur in einem definierten unteren Geschwindigkeitsbereich vorgenommen wird.
Antriebssteuerung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung nicht im ersten Gang vorgenommen wird.
Antriebssystem mit mindestens einem elektronischen Steuergerät, das ein entsprechend programmiertes Funktionsmodul zur Durchführung einer Antriebssteuerung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche aufweist, wobei das Funktionsmodul auch auf mehrere Steuergeräte aufgeteilt sein kann.