DE10239392A1

DE10239392A1 - Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes für ein Kraftfahrzeug mit einem Anfahrelement

Info

Publication number: DE10239392A1
Application number: DE2002139392
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl.-Ing. Popp; Peter Dipl.-Ing. Schiele; Bernd Dipl.-Ing. Allgaier; Christian Dipl.-Ing. Schwemer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-11

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeug-Automatgetriebes mit einem Anfahrelement und mehreren Schaltelementen beschrieben, bei dem ein über ein erstes Schaltelement übertragenes Antriebsmoment eines Antriebsmotors bei einer aktivierten Kupplungsschlupffunktion reduziert ist und dabei das erste Schaltelement in einem zumindest annähernd geöffneten Zustand gesteuert oder geregelt gehalten wird. Bei aktivierter oder angeforderter Kupplungsschlupffunktion wird ein zweites Schaltelement zur Generierung eines einem Aufnahmemoment des Anfahrelementes äquivalenten Reaktionsmomentes am Abtrieb des Automatgetriebes derart in einem zumindest annähernd geschlossenen Zustand gesteuert oder geregelt gehalten, daß am Abtrieb des Automatgetriebes ein gegen ein Bergabrollen entgegen einer angeforderten Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeuges wirkendes Bremsmoment ansteht, wobei ein drittes Schaltelement geschlossen ist und das zweite Schaltelement in Abhängigkeit einer Fahrzeugneigung angesteuert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes für ein Kraftfahrzeug, mit einem Anfahrelement und mehreren Schaltelementen, mit einer Kupplungsschlupffunktion, bei deren Aktivierung ein über ein als Kupplung ausgebildetes erstes Schaltelement übertragenes Antriebsmoment eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs reduziert ist und das erste Schaltelement dabei gesteuert oder geregelt in einem zumindest annähernd geöffneten Zustand gehalten wird, sowie mit einer Rollverhinderungsfunktion, bei deren Aktivierung das Automatgetriebes durch Betätigen eines als Bremse ausgebildeten zweiten Schaltelementen verblockt ist.

Aus der EP 0 781 946 B1 ist eine Steuerungsvorrichtung für ein Automatgetriebe bekannt, mit der eine neutrale Steuerung ausgeführt wird, um eine zwischen einem Getriebemechanismus und einem Antriebsmotor angeordnete Eingangskupplung auszurücken, wenn ein Fahrzeug in einem Vorwärtsfahrbereich angehalten hat. Gleichzeitig wird eine sogenannte Hill-Hold-Bremse eingerückt, wodurch verhindert wird, daß sich eine Abtriebswelle durch das Ausrücken der Eingangskupplung in eine "Rückwärtsrichtung" dreht. Eine Einrückkraft der Eingangskupplung wird während einer Schlupfphase geändert, während eine Einrückkraft der Hill-Ho1d-Bremse jeweils in eine der jeweiligen Änderungsrichtung der Einrückkraft der Eingangskupplung entgegengesetzte Richtung geändert wird. Die Einrückkraft der Hill-Hold-Bremse wird in Abhängigkeit eines Eingangs-/Ausgangs-Drehzahlverhältnis eines Drehmomentwandlers geändert, welches wiederum in Abhängigkeit einer Einrückkraft der Eingangskupplung steht.

Derartige Steuerungsfunktionen einer Eingangskupplung in Verbindung mit einer gleichzeitigen Steuerung eines weiteren Schaltelementes eines Getriebes sind in der Praxis als eine sogenannte Standabkoppelungsfunktion bekannt, aber auch als eine sogenannte Anfahrunterstützungsfunktion. Dabei soll durch die Standabkoppelungsfunktion hauptsächlich ein Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs bei Fahrzeugstillstand gesenkt werden. Hierzu wird in diesem Betriebszustand üblicherweise die normalerweise drehmomentführendes Eingangskupplung des Automatgetriebes zumindest teilweise in Schlupf gebracht oder auch vollständig geöffnet, mit der Folge eines reduzierten Aufnahmedrehmomentes des Automatgetriebes. Durch die Anfahrunterstützungsfunktion soll insbesondere ein Anfahrverhalten von turbodieselmotorisierten Fahrzeugen verbessert werden, wie beispielsweise in der DE 100 23 053 A1 offenbart. Ein Ziel der Anfahrunterstützungsfunktion ist, daß eine sogenannte Anfahrunterstützungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges auf einen definierten Schlupf eingestellt wird, wodurch ein Getriebeaufnahmemoment sinkt und bei einem folgenden Anfahrvorgang aus diesem Zustand ein Motorhochlaufgradient steiler ist als bei Antriebssträngen, welche ohne eine Anfahrunterstützungsfunktion betrieben werden. Mit der Anfahrunterstützungsfunktion wird eine Turboladereinsatzdrehzahl schneller erreicht und der Motormomentenaufbau beschleunigt.

Bei einem Anfahrwunsch eines Fahrers wird eine Eingangskupplung derart angesteuert, daß sich ein definierter Motorhochlaufgradient einstellt und bei Erreichen der Ladereinsatzdrehzahl über Differenzdrehzahlvorgaben in Richtung eines Synchronpunktes geregelt wird. Da während einer aktiven Anfahrunterstützungsfunktion nur ein stark reduzierter Kraftschluß zwischen einem Motor und einem Abtrieb eines Antriebsstranges besteht bzw. der Kraftschluß unter Umständen vollständig aufgehoben ist, ist das Fahrzeug an Steigungen nicht gegen ein ungewolltes Rollen bergab entgegen einer angewählten Fahrtrichtung gesichert. Deshalb wird in der Praxis eine Rückrollsicherung fahrzeugseitig durch eine automatisierte Feststellbremse oder getriebeseitig mit einer getriebeinternen Bremse bereitgestellt.

Der bei der Lösung der EP 0 781 946 B1 vorgeschlagene Zusammenhang zwischen der Einrückkraft der Eingangskupplung und der Einrückkraft der Hill-Hold-Bremse soll gewährleisten, daß eine Rückwärtsbewegung eines Fahrzeugs im Fahrzeugstillstand, insbesondere bei geöffneter Eingangskupplung, vermieden wird. Darüber hinaus soll durch die in Wechselwirkung miteinander stehenden Übertragungsfähigkeiten der Eingangskupplung und der Hill-Hold-Bremse keine wesentliche Änderung der Widerstandskraft auftreten, welche einer Rückwärtsbewegung eines Fahrzeuges entgegenwirkt.

Nachteilig dabei ist jedoch, daß bei einem Fahrzeug, welches beispielsweise in Vorwärtsfahrtrichtung bergab steht, nach einem Lösen einer Fahrzeugbremse und einer anschließenden Fahreranforderung "Anfahren" ein hohes Antriebsmoment eines Antriebsaggregates erforderlich ist, um ein Anfahren auszulösen. Daraus folgt, daß ein Anrollen eines Fahrzeugs nach dem Lösen der Fahrzeugbremse nicht sofort stattfindet, wodurch sich das Fahrverhalten in der Weise verschlechtert, daß bei einem Lösen der Fahrzeugbremse fahrzeugseitig zunächst keine Reaktion für einen Fahrer spürbar ist und ab einem bestimmten Schließzustand der Eingangskupplung das Fahrzeug ruckartig anfährt. Der Anfahrvorgang gestaltet sich dadurch entsprechend unkomfortabel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern eines von Kraftfahrzeug-Automatgetriebes mit einem Anfahrelement, einer Kupplung und zwei Bremsen zur Verfügung zu stellen, mit dem einerseits nahe einem Fahrzeugstillstand ein Kraftschluß zwischen einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs und dem Automatgetriebe reduziert werden kann, andererseits auch gleichzeitig eine Rollverhinderung ausgeführt wird, ohne daß eine Beeinträchtigung des Fahrkomforts auftritt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. des Patentanspruches 10 gelöst.

Dadurch, daß eine Ansteuerung einer Bremse, über welche an einem Abtrieb des Automatgetriebes ein gegen eine angeforderte Bewegungsrichtung des Fahrzeugs wirkendes Bremsmoment ansteht, in Abhängigkeit einer Fahrzeugneigung erfolgt, besteht vorteilhafterweise einerseits die Möglichkeit, eine Rollverhinderung durch das Bremsmoment der Bremse in Abhängigkeit der Fahrzeugneigung durchzuführen und andererseits eine Rollverhinderung in der Ebene und beispielsweise, wenn das Fahrzeug in Richtung der angewählten Fahrtrichtung bergab steht, nicht vorzusehen. Insbesondere bei letztgenannter Betriebssituation würde durch eine aktive Rollverhinderung ein Spannungswechsel im Antriebsstrang erzeugt, welcher bei einem Anfahren einen spürbaren Schlag im Antriebsstrang erzeugt, was jedoch unkomfortabel ist und in extremen Betriebssituationen sogar zu Schädigungen von Getriebebauteilen führen kann.

Weiterhin besteht mit dem Verfahren gemäß der Erfindung die Möglichkeit, trotz des Einsatzes einer als Standabkoppelungsfunktion oder Anfahrunterstützungsfunktion ausgeführten Kupplungsschlupffunktion ein einem Rückrollen entgegenwirkendes Bremsmoment seitens der Bremse in Abhängigkeit der Fahrzeugneigung derart einzustellen, daß das Fahrzeug entgegen einer vorgegebenen Fahrtrichtung, d. h. bei angewählter Vorwärtsfahrtrichtung ein Rückwärtsrollen hangabwärts oder bei eingelegtem Rückwärtsgang ein Vorwärtsrollen hangabwärts, bergab mit einer definierten Kriechgeschwindigkeit rollt und ein Fahrer über eine Betätigung einer Fahrzeugbremse dieser der angeforderten Fahrtrichtung entgegengesetzten Kriechbewegung, welche durch die Hangabtriebskraft bewirkt wird, entgegentreten kann.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

l ein Räderschema eines beispielhaften Automatgetriebes;

2 ein Schaltschema der Schaltelemente des Räderschemas gemäß 1;

3 ein Ablaufdiagramm (mit Teilfiguren 3A, 3B) eines ersten beispielhaften Verfahrens gemäß der Erfindung; und

4 ein Ablaufdiagramm eines zweiten beispielhaften Verfahrens gemäß der Erfindung.

In l ist ein Räderschema 1 eines beispielhaften Automatgetriebes dargestellt, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft anwendbar ist.
Das gezeigte Automatgetriebe weist getriebeeingangsseitig einen ersten Planetenradsatz 2 und getriebeausgangsseitig einen zweiten Planetenradsatz 3 aufweist. Der zweite Planetenradsatz 3 ist als ein doppelter Planetenradsatz ausgeführt, wobei zwischen den beiden Planetenradsätzen 2 und 3 fünf Schaltelemente mit den Bezeichnungen A, B, C, D und E angeordnet sind. Die Schaltelemente C und D sind jeweils als Bremse ausgebildet. Zur Darstellung einer Übersetzung des Automatgetriebes sind jeweils zwei dieser Schaltelemente geschlossen, während die anderen geöffnet sind.
In dem schematisch durch das Räderschema 1 in l dargestellten Automatgetriebe sind sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang einstellbar, wobei ein in 2 näher gezeigtes Schaltschema den Zusammenhang zwischen den einzelnen Übersetzungsstufen des Automatgetriebes und den Schaltelementen A, B, C, D, E wiedergibt. Durch ein gleichzeitiges Schalten der beiden Bremsen C, D ist das Automatgetriebe verblockbar.
Dem Automatgetriebe ist ein als hydrodynamischer Drehmomentwandler 40 ausgebildetes Anfahrelement vorgeschaltet, über welche ein Antriebsmoment eines (nicht dargestellten) Antriebsmotors eines Kraftfahrzeuges auf eine Getriebeeingangswelle 5 und auf ein Hohlrad 6 des ersten Planetenradsatzes 2 geführt wird. Zur Überbrückung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 40 ist eine vorzugsweise geregelte Wandlerüberbrückungskupplung 41 vorgesehen. Das Hohlrad 6 des ersten Planetenradsatzes 2 ist mit einem Außenlamellenträger 7 des Schaltelementes E, welches als reibschlüssige Lamellenkupplung ausgeführt ist, verbunden. Zwischen einem Sonnenrad 8 des ersten Planetenradsatzes 2 und dem Hohlrad 6 des ersten Planetenradsatzes 2 wälzen sich Planetenräder 9 ab, welche drehbar auf einem Planetenträger 10 gelagert sind. Das Sonnenrad 8 des ersten Planetenradsatzes 2 ist fest mit einem schematisch angedeuteten Getriebegehäuse 11 verbunden.
Der Planetenträger 10 des ersten Planetenradsatzes 2 ist mit einem Außenlamellenträger 12 des Schaltelementes B, welches vorzugsweise als Lamellenkupplung ausgeführt ist, und mit einem Außenlamellenträger 13 des ebenfalls als Lamellenkupplung ausgeführten Schaltelementes A verbunden.
Ein Innenlamellenträger 14 des Schaltelementes E ist mit einem Planetenträger 15 des zweiten Planetenradsatzes 3 verbunden, so daß der Kraftfluß von der Getriebeeingangswelle 5 bei geschlossenem Schaltelement E direkt über den Planetenträger 15 des zweiten Planetenradsatzes 3 auf den zweiten Planetenradsatz 3 geführt wird.
Ein Innenlamellenträger 16 des Schaltelementes A ist mit einem kleinen Sonnenrad 17 des zweiten Planetenrad satzes 3 verbunden, so daß der Planetenträger 10 des ersten Planetenradsatzes 2 bei geschlossenem Schaltelement A fest mit dem kleinen Sonnenrad 17 des zweiten Planetenradsatzes 3 verbunden ist.
Des weiteren ist ein Innenlamellenträger 18 des Schaltelementes B mit einem großen Sonnenrad 19 des zweiten Planetenradsatzes 3 verbunden. Bei geschlossenem Schaltelement B wird demnach ein Eingangsdrehmoment des Automatgetriebes von der Getriebeeingangswelle 5 über das Hohlrad 6, die Planetenräder 9 und den Planetenträger 10 des ersten Planetenradsatzes 2 direkt auf das große Sonnenrad 19 des zweiten Planetenradsatzes 3 geführt. Zusätzlich ist das große Sonnenrad 19 des zweiten Planetenradsatzes 3 mit einem Innenlamellenträger 20 des Schaltelementes C, welches als Lamellenbremse ausgeführt ist, fest verbunden. Ein Außenlamellenträger 21 des Schaltelements C ist fest mit dem Getriebegehäuse 11 verbunden. Daraus folgt, daß das große Sonnenrad 19 bei geschlossenem Schaltelement C fest mit dem Getriebegehäuse 11 verbunden ist.
Das Schaltelement D ist vorliegend ebenfalls als Lamellenbremse ausgeführt, wobei ein Außenlamellenträger 22 des Schaltelementes D fest mit dem Getriebegehäuse 11 verbunden ist. Ein Innenlamellenträger 23 des Schaltelementes D ist mit dem Planetenträger 15 des zweiten Planetenradsatzes 3 verbunden.
Zwischen dem großen Sonnenrad 19 und einem Hohlrad 24 des zweiten Planetenradsatzes 3 wälzen sich breite Planetenräder 25 ab. Zwischen dem kleinen Sonnenrad 17 des zweiten Planetenradsatzes 3 und den breiten Planetenrädern 25 wälzen sich schmale Planetenräder 26 ab, wobei die breiten Planetenräder 25 und die schmalen Planetenräder 26 jeweils von dem Planetenträger 15 des zweiten Planetenradsatzes 3 gehalten sind. Das Hohlrad 24 des zweiten Planetenradsatzes 3 ist mit einer Getriebeabtriebswelle 27 verbunden.
Mit dem ersten Planetenradsatz 2 bzw. dem Umlaufgetriebebauteil ist über eine geeignete Ansteuerung des Schaltelementes E sowie der Schaltelemente A und B eine Leistungsverzweigung des Getriebeeingangsmomentes auf zwei Leistungspfade des Automatgetriebes durchführbar. An dem zweiten Planetenradsatz 3 wird im Gegensatz zu dem als Leistungsverzweigungselement ausgebildeten ersten Planetenradsatz 2 eine Leistungssummierung derart durchgeführt, daß ein aufgeteiltes und der jeweilig eingelegten Übersetzung entsprechend umgewandeltes Getriebeeingangsmoment summiert auf die Getriebeabtriebswelle 27 geführt wird.
Die Schaltelemente A bis E des in 1 dargestellten Automatgetriebes sind vorzugsweise elektrohydraulisch betätigbar, wobei es selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes liegt, die Schaltelemente alternativ dazu über eine geeignete mechanische Aktuatorik anzusteuern.
In einer anderen Ausführungsform des Automatgetriebes kann das Anfahrelement beispielsweise auch als Anfahrschaltelement ausgebildet sein, welches anstelle des Drehmomentwandlers 40 vor der Getriebeeingangswelle 5 angeordnet ist. In noch einer anderen Auführungsform kann das Anfahrelement auch als im Automatgetriebe integriertes Anfahrschaltelement ausgebildet sein.
Das zu dem Automatgetriebe der 1 gehörige Schaltschema der 2 ist in Form einer Tabelle 4 wiedergegeben, in deren erster Spalte die einzelnen Gangstufen für Vorwärtsfahrt "1", "2", "3", "4", "5", "6" und Rückwärtsfahrt "R" aufgeführt sind. Des weiteren sind in der ersten Zeile der Tabelle 4 des Schaltschemas die einzelnen Schaltelemente A bis E sowie eine Gesamtübersetzung i_getr des Automatgetriebes bei der jeweilig eingestellten Gangstufe aufgeführt.
Aus dem Schaltschema geht hervor, daß beispielsweise zur Einstellung der ersten Gangstufe bzw. der ersten Übersetzung "1" die Schaltelemente A und D geschlossen sind, während die Schaltelemente B, C und E sich gleichzeitig in geöffnetem Zustand befinden. Die dann eingestellte Getriebeübersetzung i_getr ist im Ausführungsbeispiel 4,279.
Bei einer Hochschaltung ausgehend von der ersten Gangstufe "1" in die zweite Gangstufe "2" bleibt das Schaltelement A geschlossen und das Schaltelement C wird zugeschaltet, wobei gleichzeitig das Schaltelement D abgeschaltet wird. Die Zuschaltung des als Lamellenkupplung ausgebildeten Schaltelementes C erfolgt mit einer Schlupfphase des Schaltelementes C zum Ausgleich einer Differenzdrehzahl in dem Getriebe.
Des weiteren geht aus der Tabelle 4 des Schaltschemas der 2 hervor, daß das Schaltelement A zur Darstellung der Gangstufen "1" bis "4" jeweils geschlossen ist, und daß jeweils das Schaltelement D, C, B oder E als weiteres Schaltelement zur Darstellung der entsprechenden Übersetzungsstufe des Getriebes verwendet wird. Diejenigen Schaltelemente, welche zur Einstellung einer Gangstufe geschlossen sind, sind in der Tabelle 4 des Schaltschemas durch einen Punkt gekennzeichnet, wobei die Zellen der Tabelle, welche keinen Punkt aufweisen, die Schaltelemente kennzeichnen, die jeweils geöffnet sind.
Durch ein gleichzeitiges Schalten der Schaltelemente D und C ist das dargestellte Automatgetriebe in einfacher Weise als „Hillholder" verblockbar.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeug-Automatgetriebes nach der Erfindung in Verbindung mit dem zuvor beschriebenen Automatgetriebe vorgestellt. Grundlage für den Einsatz des Verfahrens stellen Betriebszustände dar, bei welchen ein Kraftfluß zwischen einer Antriebsmotor und dem Getriebe bei oder nahe einem Fahrzeugstillstand über eine Kupplungsschlupffunktion reduziert werden kann, das heißt Betriebszustände des Automatgetriebes, in welchen der Kraftschluß zwischen Antriebsmotor und Automatgetriebe unterbrochen oder zumindest stark reduziert werden kann, wobei das Getriebe abtriebsseitig mit einer nachgeordneten Abtriebsachse des Fahrzeuges verbunden ist. Die Kupplungsschlupffunktion kann beispielsweise als Standabkoppelungsfunktion („Stand-By-Control") oder auch als Anfahrunterstützungsfunktion ausgebildet sein.
Während einer aktivierten Kupplungsschlupffunktion besteht kein oder nur ein reduzierter Kraftschluß zwischen Antriebsmotors und Abtrieb des Kraftfahrzeuges. In dem beispielhaften Automatgetriebe gemäß l wird hierzu das als Kupplung ausgebildetes Schaltelement A in einer im wesentlichen geöffneten Stellung mit stark herabgesetzter Übertragungsfähigkeit gehalten. Deshalb ist das Kraftfahrzeug an Steigungen gegen ein ungewolltes Rückrollen nicht gesichert. Aus diesem Grund wird über das Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes gemäß der Erfindung eine getriebe seitige Rollverhinderung zur Verfügung gestellt, bei der ein einem Kriechmoment des Anfahrelementes entsprechendes Bremsmoment, welches einem Bergabrollen entgegen einer angeforderten bzw. gewünschten Fahrtrichtung des Fahrzeuges entgegenwirkt, am Abtrieb erzeugt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kriechmoment ein Aufnahmemoment des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 40.
Das Bremsmoment bzw. Reaktionsmoment am Abtrieb ist vorzugsweise so lange darzustellen, bis ein Fahrer unter normalen Umständen einen Fuß von einer Fahrzeugbremse zu einem Fahrpedal bewegt, bis ein Motor auf eine für einen Anfahrvorgang günstige Drehzahl hochgelaufen ist oder eine Anfahrkupplung, welche im vorliegenden Fall dem Schaltelement A aus 1 entspricht, derart geschlossen ist, daß sie ein ausreichendes Drehmoment auf den Abtrieb überträgt und durch ihre eingestellte Übertragungsfähigkeit ein ungewolltes Rollen des Kraftfahrzeuges verhindert bzw. das Zurückrollen des Kraftfahrzeugs zumindest begrenzt.
In 3 ist nachfolgend ein Ablaufdiagramm eines ersten beispielhaften Verfahrens zum Steuern eines Automatgetriebes gemäß der Erfindung dargestellt, wobei der Ablaufplan nur eine verkürzte Darstellung des Verfahrens ist und zur besseren Übersichtlichkeit in zwei Teilfiguren 3A und 3B unterteilt ist.
Das anhand 3 beschriebene erfindungsgemäße Verfahren stellt eine Rollverhinderungsfunktion bei gleichzeitiger Reduzierung eines Kraftschlusses zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb eines Fahrzeuges nahe eines Fahrzeugstillstandes bzw. bei einem Fahrzeugstillstand dar.
Bei diesem Verfahren wird u. a. eine Fahrzeugneigung α in Richtung der angeforderten Fahrtrichtung, eine Betätigung einer Fahrzeugbremse, eine Betätigung eines Fahrpedales, eine Abtriebsdrehzahl n_ab des Automatgetriebes bzw. eine dazu äquivalente Raddrehzahl oder Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Status einer auf die drehmomentführende Anfahrkupplung A wirkende Kupplungsschlupffunktion, sowie vorzugsweise eine Fahrerwunschvorgabe für eine Fahrzeugrichtung, welche vom Fahrer des Kraftfahrzeugs über einen Wählhebel vorgebbar ist, berücksichtigt.
Bei dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes wird eine sogenannte Rollverhinderungsfunktion gestartet, wenn die Kupplungsschlupffunktion aktiviert, d.h. wirksam ist. In Verbindung mit dem zuvor anhand 1 und 2 beschriebenen Automatgetriebe ist zu diesem Zeitpunkt das im Beispiel als Lamellenbremse ausgeführte Schaltelement D des Getriebes geschlossen, und das Öffnen des zuvor drehmomentführenden, im Beispiel als Lamellenkupplung ausgeführten Schaltelementes A des Getriebes hat zumindest begonnen. Diese Abfrage ist in dem Ablaufdiagramm in 3A, in der ein erstes Progamm-Modul M1 dargestellt ist, als Unterscheidungsfunktion S1 bezeichnet.
Bei einem positivem Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S1 wird eine Schnellbefüllung der im Beispiel als Lamellenbremse ausgeführten Schaltelementes C in einer anschließenden Verarbeitungsfunktion S2 durchgeführt, wohingegen bei einem negativem Abfrageergebnis vor die Unterscheidungsfunktion S1 zurückverzweigt wird. Ziel der Verarbeitungsfunktion S2 ist eine druckseitige Vorbereitung der Bremse C, derart, daß am Ende der Schnellbefüllung ein Kolben einer Servoeinrichtung der Bremse C möglichst an den Lamellen der Bremse C anliegt, ohne bereits ein Drehmoment zu übertragen. Hierdurch werden die Reaktionszeiten beim Zuschalten der Bremse C, über die das Automatgetriebe in Verbindung mit dem bereits geschalteten Schaltelement D verblockt wird, verkürzt. In einer andern Ausgestaltung des Ablaufdiagramms kann die Verarbeitungsfunktion S2 auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen oder auch ganz entfallen.
Wie in 3A ersichtlich, wird anschließend in einer weiteren Unterscheidungsfunktion S3 überprüft, ob eine Abtriebsdrehzahl n_ab kleiner ist als ein Schwellwert n_ab_schwell der Abtriebsdrehzahl, der vorzugsweise wertemäßig nahe Null liegt. Bei einem positivem Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S3 wird die Rollverhinderung in einer nachfolgenden Verarbeitungsfunktion S4 gestartet und ein Druck p_C der Bremse C – beispielsweise rampenförmig oder über eine applizierbare Funktion – auf einen Haltedruck ph_C der Bremse C angehoben. Wenn die Bremse C mit dem Haltedruck ph_C angesteuert wird, wird sie in einer im wesentlichen geschlossenen Stellung gehalten und weist eine derartig hohe Übertragungsfähigkeit auf, daß am Abtrieb eines Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges ein Reaktionsmoment erzeugt wird, welches einem ungewollten Bergabrollen entgegen einer angewählten Fahrtrichtung entgegenwirkt bzw. das Rollen des Kraftfahrzeugs ganz verhindert. Wie bereits zuvor erläutert, ist die Bremse D des Automatgetriebes dabei stets geschlossen. Bei einem negativem Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S3 wird vor diese zurückverzweigt.
Die Fahrzeugneigung α bzw. eine Steigung des Untergrundes des Kraftfahrzeuges stellt für eine Aktivierung der Rollverhinderungsfunktion grundsätzlich ein wichtiges Ein stiegskriterium dar. Das heißt, daß die Rollverhinderungsfunktion erst bei Vorliegen einer Fahrzeugneigung α aktiv sein soll, die größer als ein Schwellwert α schwell der Fahrzeugneigung ist.
Da für die Aktivierung der Rollverhinderungsfunktion der Wert der Fahrzeugneigung sofort nach bzw. bei Unterschreiten des Schwellwertes n_ab_schwell der Abtriebsdrehzahl entscheidend ist, wird die Rollverhinderungsfunktion jedoch zunächst ohne exakte Kenntnis des Neigungswertes α des Fahrzeuges aktiviert. Dies resultiert daraus, daß ein Neigungssensor direkt nach einem Bremsvorgang eventuell zunächst einen verfälschten Wert ausgibt. Somit kann ein nach dem Start der Rollverhinderungsfunktion gemessenes Signal eines Neigungssensors erst nach Ablauf einer gewissen Verzögerungszeit als verläßliches Prüfkriterium für nachfolgende Verarbeitungsfunktionen verwendet werden.
In der Verarbeitungsfunktion S4 wird hierzu zeitgleich mit dem Start der Rollverhinderung und der Anhebung des Druckes p_C eine vorgebbare Wartezeit gestartet. In einer nachfolgenden Unterscheidungsfunktion S5 wird geprüft, ob diese applizierbare Wartezeit angelaufen ist. Erst nach Ablauf der Wartezeit wird in einer Unterscheidungs funktion S6 überprüft, ob eine aktuelle Fahrzeugneigung α größer als ein Schwellwert α_schwell der Fahrzeugneigung ist.
Bei negativem Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S6 wird der Druck p_C der Bremse C in einer nachfolgenden Verarbeitungsfunktion S7 beispielsweise über eine zeitgesteuerte Rampe abgebaut, so daß von der Bremse C kein Reaktionsmoment mehr am Abtrieb erzeugt wird. Anschließend ist die Funktion beendet. Bei positivem Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S6 hingegen wird die Funktion mit einem zweiten Programm-Modul M2 fortgesetzt, welches in 3B dargestellt ist.
Durch den sofortigen Start der Rollverhinderungsfunktion und der Wartezeit bei Unterschreiten des Schwellwertes n_ab_schwell der Abtriebsdrehzahl n_ab wird eine Lücke im Haltezustand bei Fahrzeugstillstand oder nahe dem Fahrzeugstillstand vermieden, da auf jeden Fall sofort in die Rollverhinderungsfunktion eingestiegen wird. Nach Ablauf der applizierbaren Zeit wird überprüft, ob eine für die Aktivierung der Rollverhinderungsfunktion erforderliche Steigung bzw. Fahrzeugneigung vorliegt. Wird über den Neigungssensor in Richtung der angeforderten Fahrtrichtung ein Gefälle oder eine zu flache Steigung erkannt, wird die Rollverhinderungsfunktion deaktiviert, da eine aktive Rollverhinderungsfunktion in der Ebene oder bergab nicht sinnvoll ist und einen Spannungswechsel im Antriebsstrang erzeugen würde, der beim Anfahren zu einem spürbaren Schlag führen kann.
Wenn der vorgegebene Schwellwert n_ab_schwell der Abtriebsdrehzahl n_ab unterschritten wird und die Übertragungsfähigkeit der Kupplung A im Rahmen der laufenden Kupplungsschlupffunktion reduziert ist, wird – wie bereits erwähnt – der Druck der Bremse C innerhalb einer definierten Rampenzeit bzw. über eine applizierbare Funktion auf den Haltedruck ph_C erhöht, bei welchem die Bremse C ein über den Abtrieb in das Automatgetriebe als Schubmoment eingeleitetes Drehmoment übertragen kann und so eine von der Fahrzeugmasse erzeugte Hangabtriebskraft in Verbindung mit der geschlossenen Bremse D an dem Getriebegehäuse abstützen kann.
Die Höhe des Bremsmomentes an der Bremse C ist dabei derart gewählt, daß es – bezogen auf den Abtrieb des Automatgetriebes – in seiner Größe dem des theoretischen Wandleraufnahmemomentes des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 40 aus l entspricht. Daraus resultiert ein im wesentlichen ähnliches Verhalten wie bei einem aus der Praxis hinlänglich bekannten Automatgetriebe, welches ohne Drehmomentreduzierungsfunktion sowie ohne Rückrollverhinderungsfunktion betrieben wird. Das Fahrzeug rollt somit bei hoher Zuladung oder an großen Steigungen wie ein Fahrzeug bergab, welches mit einem solchen aus der Praxis bekannten Wandlerautomaten ausgeführt ist. Sollte anstelle des Drehmomentwandlers ein Anfahrschaltelement als Anfahrelement des Automatgetriebes vorgesehen sein, ist die Höhe des Bremsmomentes an der Bremse C entsprechend dem durch das Anfahrschaltelement üblicherweise erzeugten Kriechmoment des Kraftfahrzeugs gewählt.
Um sicherheitskritische Zustände zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß sich ein Fahrer bei Vorliegen einer Bergsituation aktiv beteiligt. Dabei wird über die aktivierte Rollverhinderungsfunktion sichergestellt, daß während eines Wechsels von der Betätigung der Fahrzeugbremse hin zu einer Betätigung eines Fahrpedals ein unerwartetes Bergabrollen des Fahrzeuges vermieden wird.
Wie bereits erwähnt, wird nach erfolgter Bestimmung der aktuellen Fahrzeugneigung α größer dem vorgebbaren Schwellwert α_schwell das Programm-Modul M2 aufgerufen. In einer ersten Verarbeitungsfunktion S8 des Programm- Moduls M2 wird ein auf eine vorgebbare Zeit eingestellter Timer gestartet. Erfindungsgemäß bleibt die in der Verarbeitungsfunktion S4 gestartete Rollverhinderung genau solange aktiviert, wie dieser Timer läuft und gleichzeitig weder Fahrzeugbremse noch Fahrpedal vom Fahrer betätigt werden. Zu diesem Zweck verzweigt das Ablaufdiagramm nach der Verarbeitungsfunktion S8 in zwei parallele Unterscheidungsfunktionen S9 und 513. Während in der Unterscheidungsfunktion S9 geprüft wird, ob die Fahrzeugbremse aktiv ist, wird in der Unterscheidungsfunktion S13 geprüft, ob das Fahrpedal betätigt ist. Der Timer ist dabei beispielsweise auf eine Sekunde oder eineinhalb Sekunden eingestellt.
Bei positivem Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S9 wird in einer nachfolgenden Verarbeitungsfunktion S10 ein Reset des Timers durchgeführt und anschließend im Funktionablauf vor die Verarbeitungsfunktion S8 zurückgesprungen. Im Falle einer Betätigung der Fahrzeugbremse bleibt das Automatgetriebe also weiterhin über die Rollverhinderungsfunktion verblockt. Bei negativem Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S9 wird der Funktionsablauf mit einer Unterscheidungsfunktion S11 fortgesetzt, in der geprüft wird, ob der Timer abgelaufen ist. Ist dies nicht der Fall, erfolgt ein Rücksprung im Ablaufdiagramm unmittelbar hinter die Verarbeitungsfunktion S8, also vor die parallele Verzweigung zu den beiden Unterscheidungsfunktionen S9, S13. Dieser Funktionsablauf stellt sicher, daß der Fahrer bei einem Lösevorgang der Fahrzeugbremse stets eine reproduzierbar gleiche Fahrzeugreaktion verspürt, nämlich ein Losrollen nach Ablauf einer vergleichsweisen kleinen Zeitspanne (beispielsweise eins bis zwei Sekunden), auch wenn er das Gaspedal nicht betätigt. Der Fahrer ist also aktiv in das Geschehen eingebunden und so vor möglichen Fehl reaktionen wie beispielsweise ein versehentliches Verlassen des Kraftfahrzeugs bei noch eingelegter Fahrposition des Automatgetriebes bewahrt.
Nach Ablauf des applizierbaren Timers, also bei positivem Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S11, wird in einer nachfolgenden Verarbeitungsfunktion S12 der Druck p_C der Bremse C wieder reduziert, zumindest soweit, daß die Bremse C am Abtrieb kein einem Rückrollen des Kraftfahrzeugs entgegenwirkendes Abstützmoment mehr überträgt bzw. kein Hangabtriebsmoment mehr abstützt. Anschließend ist das Verfahren zum Steuern des Automatgetriebes beendet. Im einfachsten Ausführungsbeispiel wird die Bremse C über eine zeitgesteuerte Rampenfunktion geöffnet.
Ist zu dem Zeitpunkt, an dem die Bremse C infolge der Druckabsenkung von p_C die Hangabtriebskraft des Kraftfahrzeugs nicht mehr übertragen kann, die zuvor zumindest weitgehend geöffnete Kupplung A, die ja bei einem Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs in der ersten Gangstufe „1" zusammen mit der unverändert geschlossenen Bremse D drehmomentführend ist, noch nicht hinreichend geschlossen, so wird das Kraftfahrzeug losrollen. Ist dieser gewollte Effekt vom Fahrer unerwünscht, so wird er die Fahrzeugbremse in gewohnter Weise wieder betätigen, mit der Folge eines erneuten Funktionsstartes.
Bei negativem Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S13, in der eine Betätigung des Fahrpedals geprüft wird, wird der Funktionsablauf ebenfalls mit der Unterscheidungsfunktion S11 und dem danach folgenden Programmablauf fortgesetzt. Bei positivem Abfrageergebnis jedoch erfolgt der Druckabbau der zuvor zumindest weitgehend geschlossenen Bremse C zweckmäßigerweise nach einem anderen Algorithmus, wodurch der Fahrerwunsch, daß das Kraftfahrzeug nun anfahren soll, besonders berücksichtigt wird.
Der Ausstieg aus der Rollverhinderungsfunktion kann ohne ein Rollen des Kraftfahrzeugs prinzipiell dann erfolgen, wenn das von der Kupplung A übertragene Drehmoment M_kuppl_A dem aktuellen Hangabtriebsmoment entspricht. Das Hangabtriebsmoment ist unter Bezugnahme auf ein Turbinenmoment des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 40, der im dargestellten Beispiel das Anfahrelement des Automatgetriebes bildet, beispielsweise über folgende Formel M_roll = m_fzg⋅9,81⋅α⋅0,01⋅r_rad/(i_ha⋅i_getr) berechenbar. Dabei stellt M_roll das theoretische von der Kupplung A zu übertragende Drehmoment M_kuppl_A zur Vermeidung einer Rollbewegung des Kraftfahrzeuges bergab und entgegen einer angewählten Fahrtrichtung dar und errechnet sich aus dem Produkt von Fahrzeugmasse m_fzg, Erdbeschleunigung, Fahrzeugneigung α und Radradius r_rad, dividiert durch das Produkt aus Antriebsachsübersetzung i_ha und Getriebeübersetzung i_getr. Da die Fahrzeugzuladung keine feste Größe darstellt und als aktueller Wert nur schwer ermittelbar ist, kann bei der Berechnung von M_roll eine hauptsächlich verwendete Zuladung als Konstante herangezogen werden, also mit einer normierten Fahrzeug-Gesamtmasse gerechnet werden. Dies bedeutet dann aber, daß bei höheren Fahrzeugbeladungen das berechnete Drehmoment M_roll nicht ausreichend ist, um das Fahrzeug gegen ein Rückwärtsrollen zu sichern.
Bei Vorliegen eines Hangabtriebsmomentes, welches größer ist als ein über die Bremse C simuliertes Wandleraufnahmemoment, ist entweder eine Steigung bzw. eine Fahrzeugneigung α oder eine Zuladung derartig hoch, daß das Bremsmoment der Bremse C nicht ausreicht, um das Fahrzeug gegen ein Rollen hangabwärts entgegen der angewählten Fahrtrichtung zu sichern. Deshalb kann es in einer Variante des Verfahrens nach der Erfindung vorgesehen werden, daß bei Erkennen eines Bergabrollens das Bremsmoment durch eine Vergrößerung des Druckes p_C des Schaltelementes C erhöht wird.
Bei einem gewollten Anfahrvorgang des Kraftfahrzeug, den der Fahrer über eine Fahrpedalbetätigung auslöst, erfolgt ein Ausstieg aus der Rollverhinderungsfunktion vorzugsweise also derart, daß eine Übertragungsfähigkeit der Bremse C durch Reduzierung des Druckes p_C der Bremse C jeweils soweit verringert wird, wie eine Übertragungsfähigkeit der zuvor zumindest weitgehend geöffneten Kupplung A angehoben wird. Der endgültige Ausstieg aus der Rollverhinderungsfunktion erfolgt linear in Richtung eines Endpunktes, an dem die Kupplung A genau das Drehmoment überträgt, welches zuvor bei aktiver Rollverhinderungsfunktion im wesentlichen von der Bremse C als Bremsmoment aufgebracht wurde, wobei die Übertragungsmomente selbstverständlich wertemäßig jeweils auf den Abtrieb des Automatgetriebes bezogen sind. Somit ist gewährleistet, daß eine durch die Rollverhinderungsfunktion erzeugte Kriechneigung des Fahrzeugs bis zum endgültigen Ausstieg aus der Rollverhinderungsfunktion konstant vorliegt.
Wie in 3B ersichtlich, erfolgt bei positivem Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S13 – also bei betätigtem Fahrpedal – in einer nachfolgenden Verarbeitungsfunktion S14 hierzu zunächst ein Reset des Timers. Anschließend wird der Druck p_C der Bremse C in einer Verarbeitungsfunktion S15 zumindest soweit reduziert, daß die Bremse C am Abtrieb kein einem Rückrollen des Kraftfahrzeugs entgegenwirkendes Abstützmoment mehr überträgt bzw. kein Hangabtriebsmoment mehr abstützt. Im dargestellten Beispiel erfolgt des Druckabbau von p_C in Abhängigkeit des von der Kupplung A übertragenen Kupplungsmomentes M_kuppl_A. Anschließend ist das Verfahren zum Steuern des Automatgetriebes beendet.
Dabei liegt es im Ermessen des Fachmanns, den Druckabbau der Bremse C auch in Abhängigkeit anderer oder auch zusätzlicher Parameter wie eine Drehmomentenreduzierung der Kupplungsschlupffunktion, ein aktueller Fahrpedalwert, eine Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals, eine Fahrzeugmasse, der zuvor bestimmte Fahrzeugneigungswinkel, eine Zeitkonstante usw. auszuführen.
Ist das Hangabtriebsmoment kleiner als das simulierte Wandleraufnahmemoment der Bremse C, d. h. ist das erzeugte Bremsmoment größer als das tatsächlich erforderliche Reaktionsmoment, wird das Fahrzeug sicher am Hang gehalten. Wenn das Bremsmoment der Bremse C stetig in dem Maße reduziert wird, in dem das von der Kupplung A übertragene Drehmoment angehoben wird, wirkt das von der Kupplung A übertragene Drehmoment ab einer Überschreitung des Hangabtriebsmomentes dem Überschuß des Bremsmomentes der Bremse C entgegen, und es entsteht ein sogenanntes "Kleben". Um dies zu vermeiden, kann vorgesehen sein, daß das Bremsmoment der Bremse C linear reduziert wird, bis die Kupplung A das für die vorliegende Steigung erforderliche Reaktionsmoment überträgt.
Unabhängig davon ist es zweckmäßig, das von der Kupplung A übertragene Drehmoment so lange zu überwachen, bis die Kupplungsschlupffunktion der Kupplung A deaktiviert wird, da bei Unterschreiten des erforderlichen Reaktionsmomentes am Abtrieb, welches einem Rollen hangabwärts entgegen einer angeforderten Fahrtrichtung entgegenwirkt, über die Rollverhinderungsfunktion ein entsprechendes Bremsmoment seitens der Bremse C zur Verfügung gestellt werden muß. Das bedeutet, daß die Bremse C bei aktivierter Kupplungsschlupffunktion der Kupplung A in ihrem Betriebszustand gehalten wird und der Druck p_C der Bremse C auf derem Befülldruck gehalten wird.
4 zeigt nun ein Ablaufdiagramm eines zweiten beispielhaften Verfahrens zum Steuern eines Automatgetriebes gemäß der Erfindung, wobei der Ablaufplan wiederum nur eine verkürzte Darstellung des Verfahrens ist.
Das nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren stellt eine Rollverhinderungsfunktion dar, die bei Erfüllung bestimmter Startbedingungen gestartet wird – im Unterschied zum zuvor beschriebenen ersten Verfahren gemäß 3 – auch ohne vorheriges Wirken der Kupplungsschlupffunktion.
Dabei wird – ähnlich wie bei dem anhand von 3A und 3B zuvor detailliert beschriebenen ersten Verfahren – u.a. auch die Fahrzeugneigung α in Richtung der angeforderten Fahrtrichtung, die Betätigung einer Fahrzeugbremse, die Betätigung des Fahrpedales, die Abtriebsdrehzahl n_ab, der Status der auf die Kupplung A wirkende Kupplungsschlupffunktion, sowie vorzugsweise die Fahrerwunschvorgabe für die über den Schalthebel vorgebbare Fahrzeugrichtung berücksichtigt.
Ein gleichzeitiges Wirken von Rollverhinderungsfunktion und Reduzierung des Kraftschlusses zwischen Antriebsmotor und Kraftfahrzeug-Abtrieb wird erst nach erfolgter Bestimmung der aktuellen Fahrzeugneigung α ausgelöst.
Als wesentliches Startkriterium für die Durchführung des zweiten Verfahrens zur Steuerung des Automatgetriebes ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Status „Kupplungsschlupffunktion angefordert" vorliegt. Eine derartige Anforderung an das Automatgetriebe kann in bekannter Weise beispielsweise durch das Vorliegen einer definierten Kombination aktueller Signale wie „Fahrzeugstillstand" bzw. „niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit", „Fahrzeugbremse betätigt" und „Vorwärtsgang über Wählhebel des Automatgetriebe angefordert" ausgelöst werden. Zu diesem Zeitpunkt sind die drehmomnetführenden Schaltelemente A und D geschlossen. Die entsprechende Abfrage ist in dem Ablaufdiagramm in 4 durch eine Unterscheidungsfunktion S16 dargestellt.
Bei einem positivem Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S16 wird – wie auch bei dem ersten Verfahren gemäß 3 – optional eine Schnellbefüllung der Lamellenbremse C durchgeführt (Verarbeitungsfunktion S2), wohingegen bei einem negativem Abfrageergebnis vor die Unterscheidungsfunktion S16 zurückverzweigt wird. Die druckseitige Vorbereitung der Bremse C durch die Schnellbefüllung kann auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen oder auch ganz entfallen.
Anschließend wird in der Unterscheidungsfunktion S3 überprüft, ob eine Abtriebsdrehzahl n_ab kleiner als ein – vorzugsweise wertemäßig nahe Null liegender – Schwellwert n_ab_schwell ist. Dieser Verfahrensablauf macht deutlich, daß zur Verkürzung der Reaktionszeit zwischen Auslösen und tatsächlichem Wirken der Rollverhinderungsfunktion nunmehr nicht erst abgewartet werden muß, bis das Kraftfahrzeug tatsächlich steht und die Kupplungsschlupffunktion tatsächlich bereits einen mehr oder weniger großen Schlupf in der Kupplung A aufgebaut hat.
Bei einem positivem Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S3 wird in einer folgenden Verarbeitungsfunktion S17 die applizierbare Wartezeit gestartet, die erforderlich ist, um einen verläßlichen Wert der aktuellen Fahrzeugneigung α bestimmen zu können. Der theoretische Hintergrund hierzu wurde bereits im Rahmen der Beschreibung des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens im Detail erläutert. In der nachfolgenden Unterscheidungsfunktion S5 wird geprüft, ob diese applizierbare Wartezeit angelaufen ist. Erst nach Ablauf der Wartezeit wird in der Unterscheidungsfunktion S6 überprüft, ob die aktuelle Fahrzeugneigung α größer ist als der Schwellwert α_schwell.
Bei einem positiven Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S6 wird in einer Verarbeitungsfunktion S18 die Rollverhinderung gestartet und der Druck p_C der Bremse C – beispielsweise rampenförmig oder über eine applizierbare Funktion – auf den Haltedruck ph_C der Bremse C angehoben. Der Haltedruck ph_C hält die Bremse C in einer im wesentlichen geschlossenen Stellung mit einer derart hohen Übertragungsfähigkeit, daß am Abtrieb eines Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges ein Reaktionsmoment erzeugt wird, welches einem ungewollten Bergabrollen entgegen einer angewählten Fahrtrichtung entgegenwirkt bzw. das Rollen des Kraftfahrzeugs ganz verhindert. Die Bremse D des Automatgetriebes ist und bleibt dabei stets geschlossen. Hinsichtlich der betragsmäßigen Auslegung des Ansteuerdruckes p_C wird auf die detaillierte Beschreibung im Rahmen der Verarbeitungsfunktion S4 (3A) verwiesen.
Weiterhin wird in der Verarbeitungsfunktion S18 die Auslösung der vor Beginn des zweiten Verfahrens angeforderten Kupplungsschlupffunktion freigegeben, die dann von einem Getriebesteuergerät des Automatgetriebes durchgeführt werden kann. Nach der Verarbeitungsfunktion S18 wird das zweite erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des Automatgetriebes mit dem Programm-Modul M2 fortgesetzt. Das Programm-Modul M2 wurde bereits anhand 3B im Rahmen der Beschreibung des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens detailliert erläutert, sodaß auf eine erneute Beschreibung an dieser Stelle verzichtet werden kann.
Bei einem negativen Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S6 besteht aufgrund der nicht vorhandenen oder nur geringen Fahrzeugneigung α keine Notwendigkeit, die Rollverhinderungsfunktion zu aktivieren. Entsprechend wird dann in einer nachfolgenden Verarbeitungsfunktion S19 der Druck p_C der Bremse wieder abgebaut, sofern die in der Verarbeitungsfunktion S2 vorgeschlagene Schnellbefüllung der Bremse C erfolgt ist. Der Druckabbau erfolgt beispielsweise über eine zeitgesteuerte Rampe, so daß von der Bremse C kein Reaktionsmoment mehr am Abtrieb erzeugt wird. Anschließend ist die Funktion beendet.
In einer Variante des Verfahrens zum Steuern des Automatgetriebes gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Reaktionsmoment der Bremse C bei aktivierter Rollverhinderungsfunktion derart hoch ist, daß das Fahrzeug bis zu einer Fahrzeugneigung von beispielsweise etwa 12 % gegen ein Rückrollen gesichert ist und bei höheren Fahrzeugneigungen bzw. Steigungen ein Kriechen bzw. Bergabrollen des Fahrzeugs auftritt. Dabei liegt es selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes, das Reaktionsmoment der Bremse C in Abhängigkeit des ermittelten Neigungswinkels der Fahrzeugneigung einzustellen, so daß auch bei höheren Steigungen als 12 % ein Rollen des Fahrzeuges in Richtung des Hanges verhindert wird.
Darüber hinaus kann es auch vorgesehen sein, daß die Fahrzeugmasse m_fzg im Betrieb des Fahrzeuges durch geeignete Überwachungsmittel (Sensoren) und/oder Rechenmittel exakt bestimmt wird, so daß eine genauere Ermittlung des Hangabtriebsmomentes und des aufzubringenden Haltemomentes bzw. Reaktionsmomentes der Bremse C gegeben ist.
Die Einstellung des Reaktionsmomentes durch die Bremse C, welches durch eine Ansteuerung der Bremse C über den Druck p_C erfolgt, kann jeweils in Abhängigkeit des vorliegenden Anwendungsfalles erfolgen, wobei die Erhöhung sowie die Absenkung des Druckes p_C nicht nur rampenförmig, sondern auch sprungförmig, voreilend oder einem detektierten Ereignis nacheilend vorgesehen sein kann.

1: Räderschema
2: erster Planetenradsatz
3: zweiter Planetenradsatz
4: Tabelle Schaltschema
5: Getriebeeingangswelle
6: Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
7: Außenlamellenträger des Schaltelementes E
8: Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
9: Planetenräder des ersten Planetenradsatzes
10: Planetenträger des ersten Planetenradsatzes
11: Getriebegehäuse
12: Außenlamellenträger des Schaltelementes B
13: Außenlamellenträger des Schaltelementes A
14: Innenlamellenträger des Schaltelementes E
15: Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes
16: Innenlamellenträger des Schaltelementes A
17: kleines Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
18: Innenlamellenträger des Schaltelementes B
19: großes Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
20: Innenlamellenträger des Schaltelementes C
21: Außenlamellenträger des Schaltelementes C
22: Außenlamellenträger des Schaltelementes D
23: Innenlamellenträger des Schaltelementes D
24: Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
25: breite Plantetenräder des zweiten Planetenradsatzes
26: schmale Plantetenräder des zweiten Planetenradsatzes
27: Getriebeabtriebswelle
40: hydrodynamischer Drehmomentwandler
41: Wandlerüberbrückungskupplung
α: Fahrzeugneigung
α_schwell: Schwellwert der Fahrzeugneigung
n_ab: Abtriebsdrehzahl
n_ab_schwell: Schwellwert der Abtriebsdrehzahl
p_A: Druck des Schaltelementes A
p_C: Druck des Schaltelementes C
ph_C: Haltedruck des Schaltelementes C
A, B, C, D, E: Schaltelement
M_kuppl_Aübertragbares: Drehmoment des Schaltelementes A
M1, M2: Programm-Modul
S1: Unterscheidungsfunktion
S2: Verarbeitungsfunktion
S3: Unterscheidungsfunktion
S4: Verarbeitungsfunktion
S5, S6: Unterscheidungsfunktion
S7, S8: Verarbeitungsfunktion
S9: Unterscheidungsfunktion
S10: Verarbeitungsfunktion
S11: Unterscheidungsfunktion
S12: Verarbeitungsfunktion
S13: Unterscheidungsfunktion
S14, S15: Verarbeitungsfunktion
S16: Unterscheidungsfunktion
S17, S18, S19: Verarbeitungsfunktion

Claims

Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes für ein Kraftfahrzeug, mit einem Anfahrelement (40) und mehreren Schaltelementen (A, C, D), mit einer Kupplungsschlupffunktion, bei deren Aktivierung ein über ein erstes Schaltelement (A) übertragenes Antriebsmoment eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs reduziert ist und das erste Schaltelement (A) dabei gesteuert oder geregelt in einem zumindest annähernd geöffneten Zustand gehalten wird, sowie mit einer Rollverhinderungsfunktion, über die bei aktivierter Kupplungsschlupffunktion ein zweites Schaltelement (C) zur Generierung eines einem Aufnahmemoment des Anfahrelementes (40) äquivalenten Reaktionsmomentes am Abtrieb des Automatgetriebes derart in einem zumindest annähernd geschlossenen Zustand gesteuert oder geregelt gehalten wird, daß am Abtrieb des Automatgetriebes ein gegen ein Bergabrollen entgegen einer angeforderten Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs wirkendes Bremsmoment ansteht, wobei ein drittes Schaltelement (D) geschlossen ist und das zweite Schaltelement (C) in Abhängigkeit einer aktuellen Fahrzeugneigung (α) angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollverhinderungsfunktion gestartet wird, wenn eine Abtriebsdrehzahl (n_ab) des Automatgetriebes oder eine dazu äquivalente Größe kleiner ist als ein Schwellwert (n_ab_schwell) der Abtriebsdrehzahl bzw. kleiner ist als ein Schwellwert der zur Abtriebsdrehzahl äquivalenten Größe.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druck (p_C) des zweiten Schaltelementes (C) über eine Druckrampe oder über eine applizierbare Funktion auf einen Haltedruck (ph_C) erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zeitgleich mit dem Start der Rollverhinderungsfunktion eine applizierbare Wartezeit gestartet wird und nach Ablauf dieser applizierbaren Wartezeit die aktuelle Fahrzeugneigung (α) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die aktuelle Fahrzeugneigung (α) größer als ein Schwellwert (α_schwell) der Fahrzeugneigung ist, die Rollverhinderungsfunktion bei nicht betätigter Fahrzeugbremse des Kraftfahrzeugs und nicht betätigtem Fahrpedal des Kraftfahrzeugs solange aktiviert bleibt, bis eine applizierbare Zeit eines Timers abgelaufen ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Timer erneut gestartet wird, wenn die Fahrzeugbremse des Kraftfahrzeugs vor Ablauf der applizierbaren Zeit des Timers betätigt ist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die applizierbare Zeit des Timers abgelaufen ist, der Druck (p_C) des zweiten Schaltelementes (C) über eine insbesondere zeitgesteuerte Druckrampe oder über eine applizierbare Funktion derart reduziert wird, daß sich das zweite Schaltelement (C) zumindest annähernd in einem geöffneten Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Fahrpedal des Kraftfahrzeugs vor Ablauf der applizierbaren Zeit des Timers betätigt ist, der Druck (p_C) des zweiten Schaltelementes (C) über eine applizierbare Funktion, derart reduziert wird, daß sich das zweite Schaltelement (C) zumindest annähernd in einem geöffneten Zustand befindet, wobei die applizierbare Funktion ein von dem ersten Schaltelement (A) übertragenes Kupplungsmoment (M_kuppl_A) und/oder eine Drehmomentreduzierung der Kupplungsschlupffunktion und/oder ein aktueller Fahrpedalwert und/oder eine Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals und/oder die ermittelte Fahrzeugneigung (α) und/oder eine Fahrzeugmasse des Kraftfahrzeugs berücksichtigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die aktuelle Fahrzeugneigung (α) kleiner/gleich dem Schwellwert (α_schwell) der Fahrzeugneigung ist, der Druck (p_C) des zweiten Schaltelementes (C) über eine Druckrampe oder eine applizierbare Funktion derart reduziert wird, daß sich das zweite Schaltelement (C) zumindest annähernd in einem geöffneten Zustand befindet.
Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes für ein Kraftfahrzeug, mit einem Anfahrelement (40) und mehreren Schaltelementen (A, C, D), mit einer Kupplungsschlupffunktion, bei deren Aktivierung ein über ein erstes Schaltelement (A) übertragenes Antriebsmoment eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs reduziert ist und das erste Schaltelement (A) dabei gesteuert oder geregelt in einem zumindest annähernd geöffneten Zustand gehalten wird, sowie mit einer Rollverhinderungsfunktion, über die bei angeforderter Kupplungsschlupffunktion ein zweites Schaltelement (C) zur Generierung eines einem Aufnahmemoment des Anfahrelementes (40) äquivalenten Reaktionsmomentes am Abtrieb des Automatgetriebes derart in einem zumindest annähernd geschlossenen Zustand gesteuert oder geregelt gehalten wird, daß am Abtrieb des Automatgetriebes ein gegen ein Bergabrollen entgegen einer angeforderten Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs wirkendes Bremsmoment ansteht, wobei ein drittes Schaltelement (D) geschlossen ist und das zweite Schaltelement (C) in Abhängigkeit einer aktuellen Fahrzeugneigung (α) angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine applizierbare Wartezeit gestartet wird, wenn die Kupplungsschlupffunktion angefordert und eine Abtriebsdrehzahl (n_ab) des Automatgetriebes oder eine dazu äquivalente Größe kleiner ist als ein Schwellwert (n_ab_schwell) der Abtriebsdrehzahl bzw. kleiner ist als ein Schwellwert der zur Abtriebsdrehzahl äquivalenten Größe, und daß nach Ablauf dieser applizierbaren Wartezeit die aktuelle Fahrzeugneigung (α) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollverhinderungsfunktion gestartet wird, wenn eine Abtriebsdrehzahl (n_ab) des Automatgetriebes oder eine dazu äquivalente Größe kleiner ist als ein Schwellwert (n_ab_schwell) der Abtriebsdrehzahl bzw. kleiner ist als ein Schwellwert der zur Abtriebsdrehzahl äquivalenten Größe, und wenn die aktuelle Fahrzeugneigung (α) größer ist als ein Schwellwert (α_schwell) der Fahrzeugneigung.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druck (p_C) des zweiten Schaltelementes (C) über eine Druckrampe oder über eine applizierbare Funktion auf einen Haltedruck (ph_C) erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zeitgleich mit dem Start der Rollverhinderungsfunktion die angeforderte Kupplungsschlupffunktion zur Ausführung freigegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollverhinderungsfunktion bei nicht betätigter Fahrzeugbremse des Kraftfahrzeugs und nicht betätigtem Fahrpedal des Kraftfahrzeugs solange aktiviert bleibt, bis eine applizierbare Zeit eines Timers abgelaufen ist.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Timer erneut gestartet wird, wenn die Fahrzeugbremse des Kraftfahrzeugs vor Ablauf der applizierbaren Zeit des Timers betätigt ist.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die applizierbare Zeit des Timers abgelaufen ist, der Druck (p_C) des zweiten Schaltelementes (C) über eine insbesondere zeitgesteuerte Druckrampe oder über eine applizierbare Funktion derart reduziert wird, daß sich das zweite Schaltelement (C) zumindest annähernd in einem geöffneten Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Fahrpedal des Kraftfahrzeugs vor Ablauf der applizierbaren Zeit des Timers betätigt ist, der Druck (p_C) des zweiten Schaltelementes (C) über eine applizierbare Funktion, derart reduziert wird, daß sich das zweite Schaltelement (C) zumindest annähernd in einem geöffneten Zustand befindet, wobei die applizierbare Funktion ein von dem ersten Schaltelement (A) übertragenes Kupplungsmoment (M kuppl A) und/oder eine Drehmomentreduzierung der Kupplungsschlupffunktion und/oder ein aktueller Fahrpedalwert und/oder eine Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals und/oder die ermittelte Fahrzeugneigung (α) und/oder eine Fahrzeugmasse des Kraftfahrzeugs berücksichtigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die aktuelle Fahrzeugneigung (α) kleiner/gleich dem Schwellwert (α_schwell) der Fahrzeugneigung ist, der Druck (p_C) des zweiten Schaltelementes (C) über eine Druckrampe oder eine applizierbare Funktion derart reduziert wird, daß sich das zweite Schaltelement (C) zumindest annähernd in einem geöffneten Zustand befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die angeforderte Kupplungsschlupffunktion zur Ausführung freigegeben wird, wenn die aktuelle Fahrzeugneigung (α) kleiner/gleich dem Schwellwert (α_schwell) der Fahrzeugneigung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aktivierung oder bei Anforderung der Kupplungsschlupffunktion eine Schnellbefüllung des zweiten Schaltelementes (C) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrelement (40) ein hydrodynamischer Drehmomentwandler ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrelement (40) ein Anfahrschaltelement ist.