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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Übersetzungs-
bzw. Gangüberwachung
für ein
Automatgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Die
immer steigende Komplexität
von in Kraftfahrzeugen eingesetzten Automatgetrieben (mit und ohne
Wandler) und automatisierten Schaltgetrieben stellt immer höhere Ansprüche an die
entsprechenden Diagnose- und Überwachungssysteme. Hierbei
sollen Diagnose- und Überwachungssysteme primär den Personenschutz
bzw. die Fahrsicherheit gewährleisten;
ein weiteres Ziel ist die Gewährleistung
der Fahrzeugverfügbarkeit
sowie des Schutzes des Getriebes und dessen Komponenten.
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Bei
heutigen Automatgetrieben und automatisierten Schaltgetrieben (z.B.
automatisiertes Handschaltgetriebe oder Doppelkupplungsgetriebe)
werden nach dem Stand der Technik die Schutzmechanismen zunehmend
in die Software und Hardware der elektronischen Getriebesteuerung
integriert. Insbesondere bei den sogenannten shift by wire Systemen,
bei denen der Fahrer nicht mehr direkt in das System eingreifen
kann, werden ganz besondere Anforderungen an die Schutz- und Überwachungsmechanismen
gestellt.
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Aus
dem Stand der Technik sind Sicherheitssysteme für Automatgetriebe bekannt.
Beispielsweise wird im Rahmen der
DE 196 01 618 A1 der Anmelderin vorgeschlagen,
Funktionsstörungen
außerhalb der
Schaltungen durch Überwachung
der gemessenen Getriebeeingangs- und Ausgangsdrehzahlen zu detektieren.
Anschließend
wird aus dem aktuellen Gang in einen Ersatzgang geschaltet, welcher,
wenn möglich,
der nächst
höhere
ist; sollte der aktuelle Gang der höchste sein, dann wird in den
nächst
niedrigeren geschaltet. Im Rahmen der
DE 196 01 618 A1 ist für jeden
Gang ein Symptomzähler
vorgesehen, der bei Vorhandensein einer Fehlfunktion um Eins inkrementiert
wird, wobei beim Überschreiten
eines vorgegebenen Grenzwertes für
den Symptomzähler ein
Notfahrprogramm aktiviert wird.
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Aus
der
DE 195 27 414
A1 ist bekannt, während
der Schaltvorgänge
eine Funktionsstörung
beispielsweise durch Überwachung
der Differenzdrehzahl am kommenden Schaltelement zu erkennen, wobei
bei erkannter Störung
in den alten Gang zurückgegangen
wird.
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Für die Erkennung
der Funktionsstörungen sind
nach dem Stand der Technik üblicherweise
entsprechende Drehzahl- bzw. Überwachungsschwellen vorhanden,
bei denen bei Überschreitung
nach einer ebenfalls vorhandenen Filterzeit auf eine Fehlfunktion
geschlossen wird. Die Filterzeit kann auch durch einen Störungszähler dargestellt
sein.
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Damit
die Überwachung
aktiviert ist, müssen weitere
Bedingungen erfüllt
sein. Diese sogenannten Prüfbedingungen
sind notwendig, um Betriebszustände
von der Überwachungsfunktion
auszuklammern, in denen eine Überwachung
mit den Überwachungsschwellen
für den
Hauptfahrbereich zu Problemen, d.h. Fehldiagnosen führen kann.
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Demnach
werden die Überwachungen
aktiv gesetzt, wenn jeweils Getriebetemperaturschwellen erreicht
werden, Getriebeausgangsdrehzahlen und Motordrehzahlschwellen überschritten
werden, Verzögerungszeiten
abgelaufen sind, bzw. wenn über längere Zeiträume konstante
Zustände
herrschen. Um die Überwachungen
trotzdem über
große
Bereiche bzw. Zustände
des Getriebes aktiv zu halten, werden die Überwachungsschwellen bei Einhalten dieser
Bedingungen größer gewählt als
für den Hauptbereich
unbedingt erforderlich, um die Randbereiche der Betriebszustände abzudecken.
Dies kann jedoch zu einer verzögerten
Fehlererkennung im Normalbereich des Getriebes führen.
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Des
weiteren können
ungenaue Signale für die Überwachung,
welche aus der eigentlichen Toleranz der Drehzahlerfassung resultieren
oder bei Ausfall einer Drehzahl und Heranziehen einer Ersatzdrehzahl
(dies ist beispielsweise der Fall, wenn anstelle der Getriebeausgangsdrehzahl
die Raddrehzahl verwendet wird) mit entsprechenden Abweichungen
generiert werden, zu unnötig
großen Überwachungsschwellen
führen,
was bei tatsächlichen Fehlfunktionen
in einer verspäteten
Erkennung bzw. in einer Nichterkennung resultiert.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von
dem genannten Stand der Technik ein Verfahren zur Optimierung der Übersetzungs-
bzw. Gangüberwachung
für ein
Automatgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs
anzugeben, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
soll ein sicheres und schnelles Erkennen von Fehlfunktionen bei
allen Betriebszuständen
gewährleisten
und sicherheitskritische Fahrzustände durch schnelle Reaktionen
vermeiden. Außerdem
soll ein sicheres Erkennen von Fehlfunktionen auch bei Ausfall von
Signalen oder bei Umschalten auf Ersatzsignale mit geringerer Genauigkeit
ermöglicht
werden.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere
Varianten und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach
wird ein Verfahren zur Optimierung der Übersetzungs- bzw. Gangüberwachung
für ein
Automatgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs
vorgeschlagen, bei dem sowohl während
als auch außerhalb
von Schaltungen bei Überschreitung
von vorgegebenen Überwachungs-
bzw. Drehzahlschwellen nach einer Filterzeit auf eine Fehlfunktion
geschlossen wird, wobei die Filterzeit auch durch einen Störungszähler darstellbar
ist, bei dem die Überwachungsschwellen
in Abhängigkeit
von der Güte
bzw. Genauigkeit von Eingangssignalen und/oder in Abhängigkeit
vom Betriebszustand und/oder Getriebeverhalten angepasst werden.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren werden
die für
den Normalbereich bzw. den Bereich optimaler Signalgüte und/oder
optimalen Betriebszustandes und/oder optimalen Getriebeverhaltens
notwendigen Überwachungsschwellen
so eng wie möglich
gehalten, wobei um diesen Bereich herum weitere Bereiche mit entsprechend
zugeordneten Überwachungsschwellen
definiert werden. Diese Bereiche werden bei Erreichen von Betriebszuständen, bei
denen die Genauigkeit der Signale sinkt und/oder die Auswirkung
der Toleranzwerte steigt und/oder das Getriebeverhalten nicht den
Vorgaben der Steuerung entspricht, aktiviert.
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Somit
ist es möglich,
die Überwachung
für den
Normalbereich zu verbessern und gleichzeitig die Überwachung über weitere
Betriebsbereiche lückenlos
aufrecht zu halten und nicht abzuschalten.
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Bei
den Überwachungsschwellen
können sowohl
die eigentlich überwachten
Schwellen als auch die Filterung entweder durch Filterzeit oder
Störungszähler entsprechend
verändert
werden.
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Bevorzugterweise
werden die Überwachungsschwellen
für den
Hauptbereich (Normalbereich) so eng wie möglich gewählt, während bei Verlassen des Hauptbereichs
ein Satz von größeren Überwachungsschwellen
verwendet wird. Wird ein Bereich mit noch geringerer Signalgüte oder
Vorgabefolgeverhalten erreicht, dann wird auf einen Bereich mit
noch größeren Überwachungsschwellen umgeschaltet.
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Hierbei
können
so viele Bereiche definiert werden, bis eine Überwachung durch nicht reproduzierbare
Abläufe
oder nicht mehr auswertbare Eingangssignale wirklich keinen Sinn
mehr macht. Erfindungsgemäß ist es
möglich,
bei Auswahl eines Überwachungssignals
und Umschaltung auf ein Ersatzsignal mit jedoch schlechterer Signalgüte bzw.
größerem Toleranzbereich
auf eine andere Überwachungsklasse
bzw. auf einen anderen Satz von Überwachungsschwellen
umzuschalten.
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Durch
das hier vorgestellte Verfahren wird die Störungserkennung an die momentan
vorhandene Signalgüte
der Überwachungsgrößen, das
momentan vorhandene Toleranzverhalten oder das momentan erreichbare
Getriebeverhalten angepasst, so dass keine Fehldiagnosen mit entsprechender
Auswirkung auf die Fahrzeugverfügbarkeit
bzw. auf die Fahrbar keit des Fahrzeugs verursacht werden. Gleichzeitig
ist es möglich,
im Bereich guter bis optimaler Signale, Regelfähigkeit und Vorgabefolgeverhalten
die Überwachungsschwellen
so einzuengen, dass Fehlfunktionen sehr früh bzw. auch in schwierig zu
detektierenden Betriebszuständen
(z.B. Gangsprünge
mit kleiner Drehzahländerung,
Schubbetrieb,...) erkannt werden.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es stellen
dar:
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1:
Eine Darstellung der Erkennung einer Fehlfunktion für unterschiedliche
Signalgüten
bei unterschiedlichen Drehzahlschwellen gemäß der Erfindung;
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2:
Eine Darstellung der Erkennung einer Fehlfunktion für unterschiedliche
Signalgüten
bei unterschiedlichen Filterzeiten gemäß der Erfindung;
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3:
Eine Darstellung der Erkennung/Nichterkennung einer Fehlfunktion
in Abhängigkeit
von der Signalgüte
anhand einer Drehzahländerung;
und
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4:
Eine Darstellung der Überwachungsschwellen
und der Überwachungsbereiche
in Abhängigkeit
von der Getriebetemperatur gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Im
Rahmen des in 1 gezeigten Beispiels ist die
Drehzahl als Funktion der Zeit dargestellt. Hierbei bezeichnet n_ab
die Abtriebsdrehzahl und i_gang die Gangübersetzung. Zum Zeitpunkt t_0
verlässt
die Drehzahl die Synchrondrehzahl. Wenn die Signalgüte gut ist,
dann weist erfindungsgemäß die Drehzahlschwelle
bzw. Überwachungsschwel le
einen kleinen Wert S_1 auf, so dass eine Fehlfunktion nach der Filterzeit
t_f nach dem Überschreiten
von S_1 zum frühen
Zeitpunkt t_1 erkannt wird. Wenn die Signalgüte dahingegen schlecht ist
oder wenn ein Ersatzsignal vorliegt, dann ist erfindungsgemäß der Wert
S_2 für
die Überwachungsschwelle
höher,
so dass eine Fehlfunktion bei gleicher Filterzeit t_f zum späteren Zeitpunkt
t_2 erkannt wird.
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In 2 ist
dieselbe Situation für
unterschiedliche Filterzeiten dargestellt. Zum Zeitpunkt t_0 verlässt die
Drehzahl die Synchrondrehzahl. Wenn die Signalgüte gut ist, dann weist erfindungsgemäß die Filterzeit
einen kleinen Wert t_f1 auf, so dass eine Fehlfunktion zum Zeitpunkt
t_1 nach dem Überschreiten
von t_f1 erkannt wird. Bei schlechter Signalgüte ist erfindungsgemäß der Wert
t_f2 für
die Filterzeit höher,
so dass eine Fehlfunktion bei gleicher Drehzahlschwelle S zum späteren Zeitpunkt
t_2 erkannt wird.
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Bei
schlechter Signalgüte
kann eine Drehzahländerung
auftreten, welche nicht aus einer Fehlfunktion resultiert. Dies
kann der Fall sein, wenn ein Ersatzsignal verwendet wird, beispielsweise
die Raddrehzahlen anstelle der Getriebeausgangsdrehzahl. Dieselbe
Drehzahländerung
bei optimaler Signalgüte resultiert
dahingegen aus einer Fehlfunktion, da dies nur aufgrund einer Schädigung der
Reibbeläge
möglich
ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren
kann zwischen den beiden Fällen
unterschieden werden, so dass nur die tatsächliche Fehlfunktion erkannt wird.
Dies wird in 3 veranschaulicht.
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Aufgrund
der erfindungsgemäßen höheren Drehzahl-
bzw. Überwachungsschwelle
S_2 im Bereich schlechter Signalgüte wird diese von der Differenzdrehzahl
nicht überschritten,
so dass keine Fehlfunktion erkannt wird. Dieselbe Abweichung im
Bereich optimaler Signalgüte
führt zu
einer schnellen Erkennung einer Fehlfunktion, da die wesentlich niedrigere
Drehzahlschwelle S_1 schnell überschritten
wird, so dass nach der Filterzeit t_f zum Zeitpunkt t_1 die Fehlfunktion
erkannt wird.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
wird eine lückenlose Überwachung
des Getriebes gewährleistet.
Dies wird am Beispiel der Getriebetemperatur c_getr in 4 veranschaulicht.
Die beiden Diagramme stellen den Überwachungsbereich und die
Größe der Überwachungsschwellen
in ABhängigkeit
von der Getriebetemperatur c_getr gemäß dem Stand der Technik und
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
dar.
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Aus
dem oberen Diagramm, welches die Situation nach dem Stand der Technik
darstellt, ist zu entnehmen, dass die Überwachung erst ab einer bestimmten
Temperatur aktiviert wird; zudem ist die Größe der Überwachungsschwelle konstant.
Der Überwachungsbereich
ist hierbei in beiden Diagrammen schraffiert dargestellt.
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Dahingegen
ermöglicht
das erfindungsgemäße Verfahren
eine bei niedrigeren Temperaturen beginnende Überwachung. Hierbei sind die Überwachungsschwellen
in den Bereichen sehr niedriger und sehr hoher Temperatur höher als
die Schwellen im optimalen Bereich.
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Dadurch
wird die Überwachung
für den
Normalbereich durch die niedrigen Überwachungsschwellen verbessert;
zudem kann ein wesentlich breiterer Bereich als nach dem Stand der
Technik überwacht
werden. Die Anpassung der Werte für die Drehzahlschwellen bzw.
die Filterzeit kann gemäß der Erfindung
kontinuierlich oder in diskreten Schritten erfolgen.