DE10320775A1

DE10320775A1 - Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes mit einer Anfahrkupplung und mehreren Schaltelementen

Info

Publication number: DE10320775A1
Application number: DE2003120775
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Allgaier
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2004-12-02

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes mit einer Anfahrkupplung (40) und mehreren Schaltelementen (A bis D) beschrieben, bei dem in Abhängigkeit einer Fahrsituation, vorzugsweise bei einem reduzierten Kraftfluß zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb, die Anfahrkupplung (40) und wenigstens zwei der Schaltelemente (C, D) während einer aktivierten Rollverhinderungsfunktion derart angesteuert werden, daß an einem Abtrieb eines Kraftfahrzeugs ein gegen ein Bergabrollen entgegen einer angeforderten Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs wirkendes Bremsmoment ansteht. Das Bremsmoment entspricht einem in Abhängigkeit einer Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung (40) stehenden, auf den Abtrieb übertragbaren Antriebsmoment eines Antriebsaggregates oder einem Abstützmoment, welches von mindestens zwei der Schaltelemente (C, D) in wenigstens annähernd geschlossenem Zustand erzeugt wird. Eine Steuerung der Übertragungsfähigkeit des Anfahrelementes (40) und eine Steuerung der Übertragungsfähigkeit der Schaltelemente (C, D) stehen derart miteinander in Wechselwirkung, daß mindestens ein applizierter Wert des Bremsmomentes in Abhängigkeit einer Fahrzeugneigung generiert wird und am Abtrieb über das Anfahrelement (40) oder über die Schaltelemente (C, D) wenigstens während eines applizierbaren Zeitraumes anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes mit einer Anfahrkupplung und mehreren Schaltelementen, insbesondere eines Automatgetriebes für ein Kraftfahrzeug, bei dem in Abhängigkeit einer Fahrsituation, vorzugsweise bei einem reduzierten Kraftfluß zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb, die Anfahrkupplung und wenigstens zwei der Schaltelemente während einer aktiven Rollverhinderungsfunktion derart angesteuert werden, daß am Abtrieb ein gegen ein Bergabrollen entgegen einer angeforderten Bewegungsrichtung des Fahrzeugs wirkendes Bremsmoment ansteht.

Eine Steuerungsvorrichtung für ein Automatgetriebe ist aus der EP 0 781 946 B1 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, welche ein Schaltelement des Automatgetriebes darstellt, eingerückt, wodurch verhindert wird, daß sich eine Abtriebswelle des Automatgetriebes durch das Ausrücken der Eingangskupplung in eine einer angewählten Fahrtrichtung entgegengesetzte Richtung dreht.

Eine Übertragungsfähigkeit der Eingangskupplung wird während einer Schlupfphase geändert, während eine Übertragungsfähigkeit der Hill-Hold-Bremse jeweils in eine der jeweiligen Änderungsrichtung der Übertragungsfähigkeit der Eingangskupplung entgegengesetzte Richtung geändert wird. Die Übertragungsfähigkeit der Hill-Hold-Bremse wird in Ab hängigkeit eines Eingangs-/Ausgangs-Drehzahlverhältnisses eines Drehmomentwandlers geändert, welches wiederum in Abhängigkeit einer Übertragungsfähigkeit der Eingangskupplung steht.

Die vorbeschriebene Vorgehensweise der Steuerung einer Eingangskupplung in Verbindung mit einer gleichzeitigen Steuerung eines weiteren Schaltelementes eines Automatgetriebes ist aus der Praxis jeweils als eine sogenannte Standabkopplungsfunktion sowie als eine sogenannte Anfahrunterstützungsfunktion bekannt.

Mittels der Standabkopplungsfunktion soll im wesentlichen ein Kraftstoffverbrauch eines Kraftfahrzeuges nahe oder im Fahrzeugstillstand gesenkt werden. Dazu wird bei einer Abtriebsdrehzahl kleiner als ein Schwellwert die drehmomentführende Eingangskupplung des Automatgetriebes schlupfend betrieben oder vollständig geöffnet, so daß ein Antriebsmoment einer Antriebsmaschine nur zu einem geringen Teil in das Automatgetriebe eingeleitet wird.

Durch eine in der DE 100 23 053 A1 beschriebene Anfahrfunktion soll insbesondere ein Anfahrverhalten von turbodieselmotorisierten Fahrzeugen verbessert werden. Dabei wird eine sogenannte Anfahrunterstützungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer definierten Übertragungsfähigkeit betrieben, so daß ein Getriebeaufnahmemoment sowie eine Last der Antriebsmaschine reduziert ist und bei einem folgenden Anfahrvorgang ein Motorhochlaufgradient steiler ist als bei Antriebssträngen, welche ohne eine Anfahrunterstützungsfunktion betrieben werden. Mit der Anfahrunterstützungsfunktion wird eine Turboladeeinsatz drehzahl schnell erreicht und der Motormomentenaufbau beschleunigt.

Liegt ein Anfahrwunsch eines Fahrers vor, wird die Anfahrunterstützungskupplung 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. Aus diesem Grund sind aus der Praxis bekannte Fahrzeuge mit fahrzeugseitigen sowie getriebeseitigen Rückrollsicherungen ausgeführt, die als automatisierte Feststellbremsen oder getriebeinterne Bremsen ausgebildet sind.

Der bei der Lösung der EP 0 781 946 B1 vorgeschlagene Zusammenhang zwischen der Übertragungsfähigkeit der Eingangskupplung und der Übertragungsfähigkeit 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" in Vorwärtsrichtung in der gleichen Art und Weise wie bei einem Anfahren in Richtung bergauf 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. Erst ab einer bestimmten Übertragungsfähigkeit der Eingangskupplung und dem Öffnen der Hill-Hold-Bremse fährt das Fahrzeug bei Vorliegen eines Anfahrmomentes einer Antriebsmaschine ruckartig an. Der Anfahrvorgang gestaltet sich dadurch entsprechend unkomfortabel.

Des weiteren ist von Nachteil, daß die vorbeschriebene Steuerung eines Automatgetriebes mit einer unzureichenden Sicherheitsstrategie ausgeführt ist, da die Übertragungsfähigkeit der Eingangskupplung in Abhängigkeit einer Übertragungsfähigkeit der Hill-Hold-Bremse reduziert wird, ohne zu überprüfen, ob das erforderliche Bremsmoment von der Hill-Hold-Bremse tatsächlich aufgebracht wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes mit einem Anfahrelement und mehreren Schaltelementen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur Verfügung zu stellen, mit dem beispielsweise eine Standabkopplungsfunktion und eine Anfahrunterstützungsfunktion in Verbindung mit einer Rollverhinderungsfunktion mit einer ausreichenden Sicherheitsstrategie durchführbar ist, ohne daß eine Beeinträchtigung des Fahrkomforts auftritt.

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

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes mit einer Anfahrkupplung und mehreren Schaltelementen, bei dem in Abhängigkeit einer Fahrsituation die Anfahrkupplung und wenigstens zwei der Schaltelemente während einer aktivierten Rollverhinderungsfunktion derart angesteuert werden, daß an einem Abtrieb eines Fahrzeugs ein gegen ein Bergabrollen entgegen einer angeforderten Bewegungsrichtung eines Fahrzeugs wirkendes Bremsmoment ansteht, wird ein Bergabrollen bei einem reduzierten Kraftfluß zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise während einer aktivierten Standabkopplungsfunktion oder einer aktivierten Anfahrunterstützungsfunktion, mit einer implementierten Sicherheitsstrategie wirksam verhindert.

Dies wird dadurch erreicht, daß bei einem reduzierten Kraftfluß zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb eines Antriebsstranges eine Anfahrkupplung und wenigstens zwei der Schaltelemente derart angesteuert werden, daß am Abtrieb ein Bremsmoment anliegt, welches einem in Abhängigkeit einer Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung stehenden, auf den Abtrieb übertragbaren Antriebsmoment eines Antriebsaggregates oder einem Abstützmoment, welches von mindestens zwei der Schaltelemente des Automatgetriebes in wenigstens annähernd geschlossenem Zustand erzeugt wird, entspricht.

Dabei ist eine Steuerung der Übertragungsfähigkeit des Anfahrelementes und eine Steuerung der Übertragungsfähig keit der Schaltelemente derart miteinander verknüpft, daß am Abtrieb mindestens ein applizierter Wert des Bremsmomentes über das Anfahrelement oder über die Schaltelemente wenigstens während eines definierten oder applizierbaren Zeitraumes anliegt. Diese Sicherheitsstrategie gewährleistet, daß für einen Fahrer selbst bei reduziertem Kraftfluß zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb zumindest eine zeitlich begrenzte Rollverhinderung zur Verfügung steht und sicherheitskritische Fahrsituationen vermieden werden.

Diese zeitlich begrenzte Rollverhinderung soll insbesondere während der Zeit zur Verfügung gestellt werden, die ein Fahrer benötigt, um seinen Fuß von einem Bremspedal zu nehmen und anschließend ein Fahrpedal für einen Anfahrvorgang zu betätigen. Während dieser Zeit wird ein Bergabrollen entgegen einer angewählten Fahrtrichtung sicher vermieden, und zwar auch dann, wenn in sicherheitskritischen Betriebszuständen eine Rollverhinderung über ein anfahrelementseitiges oder ein schaltelementseitiges Bremsmoment nicht realisiert werden kann. Bei den letztgenannten Betriebszuständen wird die Rollverhinderung dann entweder über ein schaltelementseitiges oder ein anfahrelementseitiges Bremsmoment eingestellt.

Die durch die Verknüpfung der Steuerung des Anfahrelementes und der Steuerung der Schaltelemente vorliegende wechselseitige Absicherung gegen ein Bergabrollen bildet einen wesentlichen Teil der Sicherheitsstrategie. Das bedeutet, daß bei kritischen Betriebssituationen, bei welchen das Bremsmoment nicht über die eingestellte Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung oder nicht über die eingestellte Übertragungsfähigkeit der Schaltelemente zur Verfügung ge stellt wird, wird ein Bremsmoment über die Schaltelemente oder die Anfahrkupplung am Abtrieb des Fahrzeuges erzeugt, das einem Bergabrollen entgegenwirkt.

Dieses Bremsmoment wird zusätzlich in Abhängigkeit einer Fahrzeugneigung generiert, so daß einerseits die Möglichkeit besteht, eine Rollverhinderung am Hang durchzuführen und andererseits eine Rollverhinderung in der Ebene und beispielsweise in einer Betriebssituation, in der das Fahrzeug in Richtung der angewählten Fahrtrichtung bergab steht, nicht vorzusehen. Dabei ist es auch denkbar, eine Höhe des Bremsmomentes in Abhängigkeit der Fahrzeugneigung sowie einer Fahrzeugmasse einzustellen, wobei der Fahrzeugmasse ein vordefinierter Wert oder ein applizierbarer Wert zugewiesen sein kann.

Insbesondere während der letztgenannten Betriebssituation würde durch eine aktive Rollverhinderung ein Spannungswechsel im Antriebsstrang erzeugt, welcher bei einem Anfahren einen spürbaren Schlag im Antriebsstrang zur Folge hätte, was jedoch unkomfortabel ist und in extremen Betriebssituationen sogar zu Schädigungen von Getriebebauteilen führen kann.

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

Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigen:

1 ein Räderschema eines beispielhaften Automatgetriebes;

2 ein Schaltschema der Schaltelemente des Räderschemas gemäß 1;

3 ein stark verkürztes Ablaufdiagramm einer beispielhaften Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung;

4 einen Teil eines Ablaufdiagramms eines ersten Programm-Moduls des Verfahrens gemäß 3;

5 einen zweiten Teil eines Ablaufdiagramms des ersten Programm-Moduls des Verfahrens gemäß 3;

6 ein Ablaufdiagramm eines zweiten Programm-Moduls des Verfahrens gemäß 3;

7 ein Ablaufdiagramm eines dritten Programm-Moduls des Verfahrens gemäß 3;

8 Kennlinien, die zur Klassifizierung von detektierten Fahrzeugneigungswerten herangezogen werden.

In 1 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 auf. Der zweite Planetenradsatz 3 ist als ein doppelter Planetenradsatz ausgeführt, wobei zwischen den beiden Planetenradsätzen 2, 3 fünf Schaltelemente mit den Bezeichnungen A, B, C, D, 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 1 dargestellten Automatgetriebe sind sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang einstellbar, wobei ein in 2 näher gezeigtes Schaltschema 4 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 eine als Lamellenkupplung ausgebildete Anfahrkupplung 40 vorgeschaltet, über welche in Abhängigkeit einer eingestellten Übertragungsfähigkeit ein Antriebsmoment eines (nicht dargestellten) Antriebsmotors eines Kraftfahrzeuges auf eine Getriebeeingangswelle 5 und auf ein Hohlrad 6 des ersten Planetenradsatzes 2 geführt wird, wobei die Anfahrkupplung bei einer weiteren Ausführung des Automatgetriebes diesem auch nachgeschaltet sein kann. 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 wäl zen 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 Planetenradsatzes 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.
Darüber hinaus 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 Planetenrad satz 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.
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 Übersetzung 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 ausgebilde ten 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 Schaltelement D und C ist das dargestellte Automatgetriebe in einfacher Weise als "Hillholder"-Getriebe 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 einem Antriebsmotor und dem Getriebe bei oder nahe einem Fahrzeugstillstand reduziert wird. Darunter werden Betriebszustände des Automatgetriebes subsummiert, in welchen der Kraftschluß zwischen Motor und Automatgetriebe unterbrochen oder zumindest stark reduziert wird, wobei das Getriebe abtriebsseitig mit einer nachgeordneten Abtriebsachse des Fahrzeuges verbunden ist.
Ist der Kraftschluß zwischen dem Motor und dem Automatgetriebe reduziert, wird hierzu die Anfahrkupplung 40 in einer im wesentlichen geöffneten Stellung mit stark herabgesetzter Übertragungsfähigkeit gehalten. In diesem Betriebszustand des Automatgetriebes ist das Fahrzeug an Steigungen gegen ein Bergabrollen nicht gesichert. Aus diesem Grund wird über das Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes gemäß der Erfindung eine getriebeseitige Rollverhinderung zur Verfügung gestellt, bei der ein einem Kriechmoment der Anfahrkupplung 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 über die Anfahrkupplung 40 übertragener Anteil eines Antriebsmomentes, der in Abhängigkeit der eingestellten Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung steht und über das Automatgetriebe zum Abtrieb geführt wird, wobei die Schaltelemente A und D geschlossen sind.
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 die Anfahrkupplung 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 Kraftfahrzeuges zumindest begrenzt.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispieles des Verfahrens zum Steuern eines Automatgetriebes gemäß der Erfindung, wobei der Ablaufplan nur eine verkürzte Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist.
Das anhand 3 beschriebene erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet eine Rollverhinderung bei gleichzeitiger Reduzierung eines Kraftschlusses zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb eines Fahrzeuges nahe eines Fahrzeugstillstandes bzw. bei einem Fahrzeugstillstand. Bei aktivierter Rollverhinderung wird am Abtrieb ein anfahrelementseitiges Bremsmoment angelegt, welches einer gesteuert eingestellten Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung 40 bei gleichzeitig geschlossenen Schaltelementen A und D entspricht.
Um während des Fahrzeugstillstandes oder nahe des Fahrzeugstillstandes eine Belastung der Anfahrkupplung 40 gering zu halten sowie einen Kraftstoffverbrauch zu verringern, wird am Abtrieb alternativ zu dem anfahrelementseitgen Bremsmoment ein schaltelementseitiges Bremsmoment angelegt, welches bei stark reduzierter Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung 40 und wenigstens geschlossenen Schaltelementen C und D zur Verfügung steht. Das Schaltelement A kann dabei aufgrund der reduzierten Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung 40 geschlossen bleiben, was insbesondere bei einer späteren Weiterfahrt von Vorteil ist, da die beiden für die erste Gangstufe benötigten Schaltelemente A und D bereits geschlossen sind und keine Wartezeit bis zum endgültigen Schließen der Schaltelemente A und D abgewartet werden muß. Damit wird eine Ansprechzeit des Automatgetriebes vorteilhafterweise kurz gehalten.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, das Schaltelement A zu öffnen, wodurch während der schaltele mentseitigen Rollverhinderung der Haltedruck für das Schaltelement A nicht permanent aufrecht erhalten werden muß und eine Leistungsaufnahme einer Hydraulikpumpe eines hydraulischen Steuersystems reduziert ist.
Bei einer von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel abweichenden Ausführungsform des Automatgetriebes ist die Anfahrkupplung 40 des Automatgetriebes gemäß 1 in das Automatgetriebe integriert und gleichzeitig als Anfahrschaltelement ausgebildet. Bei Anwendung dieses Getriebeprinzips auf das Automatgetriebe gemäß 1 sind die Anfahrkupplung 40 und das Schaltelement A des Automatgetriebe gemäß 1 als bauliche Einheit ausgeführt und stellen ein in das Automatgetriebe integriertes Anfahrschaltelement dar. Bei dieser Ausgestaltung eines Automatgetriebes wird das anfahrelementseitge Bremsmoment bei geschlossenem Schaltelement D und einer gegenüber einem geschlossenen Zustand des Schaltelementes A reduzierten Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes A eingestellt. Das schaltelementseitige Bremsmoment wird durch die gleichzeitig geschlossen gehaltenen Schaltelemente C und D bei gleichzeitig geöffnetem Schaltelement A dargestellt.
Die nachfolgende Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Darstellungen gemäß 3 bis 9 berücksichtigt jeweils sowohl Automatgetriebe mit separater Anfahrkupplung als auch Automatgetriebe mit integrierter Anfahrkupplung. In der Beschreibung wird zwischen diesen beiden verschieden ausgeführten Getriebekonzepten nicht unterschieden. Bei dem Automatgetriebe mit separater Anfahrkupplung wird jeweils die Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung durch Veränderung des Drucks p_AK einge stellt, während die Ansteuerung des Schaltelements A in der Beschreibung nicht näher erläutert wird.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf ein Automatgetriebe mit einer integrierten Anfahrkupplung, erfolgt die Ansteuerung der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes A in der gleichen Weise wie die nachfolgend beschriebene Steuerung der Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung 40 des Automatgetriebes mit separater Anfahrkupplung.
Aus diesem Grund wird in der nachfolgenden Beschreibung der Übersichtlichkeit halber lediglich auf die Anfahrkupplung 40 und den Ansteuerdruck p_AK der Anfahrkupplung 40 Bezug genommen. D. h., daß bei einer Anwendung des Verfahrens auf ein Automatgetriebe mit integrierter Anfahrkupplung eine Einstellung des Ansteuerdrucks p_A des integrierten Anfahrschaltelementes in der gleichen Art und Weise durchzuführen ist wie die nachbeschriebenen Veränderungen des Ansteuerdrucks p_AK der Anfahrkupplung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird u. a. eine Fahrzeugneigung α in Richtung der angeforderten Fahrtrichtung, eine Betätigung einer Fahrzeugbremse, eine Betätigung eines Fahrpedales, eine Abtriebs- oder Raddrehzahl n_ab des Automatgetriebes bzw. eine dazu äquivalente Raddrehzahl oder Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Übertragungsfähigkeit der drehmomentführenden Anfahrkupplung sowie vorzugsweise eine Fahrerwunschvorgabe für eine Fahrtrichtung, welche vom Fahrer des Kraftfahrzeuges über einen Wählhebel vorgebbar ist, berücksichtigt.
Dazu wird während einer Verarbeitungsfunktion S15 eine Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung 40 durch eine Reduzierung des Ansteuerdrucks p_AK zur Vermeidung eines Abwürgens der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs in einem Fahrzeugstillstand oder nahe des Fahrzeugstillstandes verringert, und eine sogenannte Rollverhinderungsfunktion während einer Verarbeitungsfunktion S16 aktiviert, wenn während einer Unterscheidungsfunktion S1 festgestellt wird, daß eine Abtriebsdrehzahl n_ab kleiner als ein Schwellwert n_ab_schwell der Abtriebsdrehzahl ist. Der Schwellwert n_ab_schwell der Abtriebsdrehzahl liegt vorzugsweise wertemäßig nahe Null und die Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung 40 ist nach der Reduzierung des Ansteuerdrucks p_AK derart eingestellt, daß am Abtrieb des Fahrzeugs ein Kriechmoment bzw. ein anfahrelementseitiges Bremsmoment anliegt.
Bei einem positiven Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S1 wird eine im Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht näher aufgeführte Schnellbefüllung des im Beispiel als Lamellenbremse ausgeführten Schaltelementes C durchgeführt, wohingegen bei einem negativen Abfrageergebnis vor die Unterscheidungsfunktion S1 zurückverzweigt wird.
Ziel der Schnellbefüllung ist eine druckseitige Vorbereitung der Lamellenbremse C derart, daß am Ende der Schnellbefüllung ein Kolben einer Servoeinrichtung der Lamellenbremse 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 welches das Automatgetriebe in Verbindung mit dem bereits geschalteten Schaltelement D verblockt wird, ver kürzt. In einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Schnellbefüllung des Schaltelement C auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen oder auch ganz entfallen.
Nach dem Aktivieren der Rollverhinderungsfunktion wird in einer Verarbeitungsfunktion S17 eine Zeitüberwachung TIMER I gestartet und anschließend ein erstes Programm-Modul MI gestartet, dessen Ablaufdiagramm in 4 und 5 dargestellt ist.
Anschließend wird über eine in 1 nicht näher dargestellte Neigungssensoreinrichtung eine aktuelle Fahrzeugneigung α_akt bestimmt und in einer Unterscheidungsfunktion S2 überprüft, ob ein Neigungssensor der Neigungssensoreinrichtung defekt ist.
Ist die Durchführung der Rollverhinderung durch einen Defekt der Steuerung des Automatgetriebes, beispielsweise wegen eines Ausfalls des Neigungssensors, nicht mehr aktivierbar, wird die Rollverhinderung in einer Verarbeitungsfunktion S18 über die Anfahrkupplung 40 und über die gleichzeitig geschlossenen Schaltelemente A und D über ein anfahrelementseitiges Bremsmoment dauerhaft eingestellt, womit sicherheitskritische Betriebszustände wirkungsvoll vermieden werden. Anschließend wird in einer Verarbeitungsfunktion S19 eine Fehlermeldung an einen Fahrer und/oder eine Getriebesteuereinrichtung ausgegeben und das erfindungsgemäße Verfahren in einer weiteren Verarbeitungsfunktion S21 beendet.
Wird in der Unterscheidungsfunktion S2 jedoch festgestellt, daß die Funktion der Neigungssensoreinrichtung ge währleistet ist, wird in einer Unterscheidungsfunktion S3 überprüft, ob eine Drehrichtung der Abtriebsdrehzahl n_ab einer angewählten Fahrtrichtung entspricht und die Abtriebsdrehzahl n_ab kleiner als ein Grenzwert n_ab_grenz der Abtriebsdrehzahl ist, wobei der Grenzwert n_ab_grenz vorzugsweise wertemäßig nahe Null liegt.
Da das Bremsmoment an dieser Stelle des erfindungsgemäßen Verfahrens als anfahrelementseitiges Bremsmoment am Abtrieb des Fahrzeugs über die schlupfende Anfahrkupplung 40 sowie die beiden geschlossenen Schaltelemente A und D anliegt, wird bei einem negativen Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S3 über eine Verbindung b-b direkt zu einer in 5 dargestellten Verarbeitungsfunktion S4 des ersten Programm-Moduls MI verzweigt, während welcher ein Ansteuerdruck p_C des Schaltelementes C – beispielsweise rampenförmig oder über eine applizierbare Funktion – auf einen Haltedruck ph_C der Lamellenbremse C angehoben wird.
Wird das Schaltelement bzw. die Bremse C mit dem Haltedruck ph_C angesteuert, wird sie in einer im wesentlichen geschlossenen Stellung gehalten und weist eine derartig hohe Übertragungsfähigkeit auf, daß sie in Kombination mit dem geschlossenen Schaltelement D am Abtrieb eines Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges ein schaltelementseitiges Bremsmoment erzeugt, welches einem ungewollten Bergabrollen entgegen einer angewählten Fahrtrichtung entgegen wirkt bzw. das Rollen des Kraftfahrzeuges ganz verhindert. Wie bereits zuvor erläutert, ist das Schaltelement D des Automatgetriebes während des erfindungsgemäßen Verfahrens stets geschlossen.
Bei einem positiven Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S3 wird in eine in 5 dargestellte Klassifizierung der über den Neigungssensor ermittelten aktuellen Fahrzeugneigung α_akt des ersten Programm-Moduls MI verzweigt.
Die Klassifizierung der über die Neigungssensoreinrichtung ermittelten Werte der aktuellen Fahrzeugneigung α_akt wird durchgeführt, da aus der Praxis bekannte Neigungssensoren durch Beschleunigungen beeinflußt werden und zudem eine derartige Eigendynamik aufweisen, daß ein Neigungssensor direkt nach dem Abbremsen eines Fahrzeuges nicht die aktuelle Steigung anzeigt, sondern einen verfälschten Wert ausgibt.
Aus diesem Grund werden die ermittelten Neigungssensorwerte bzw. die aktuellen Fahrzeugneigungen α_akt über die in 5 dargestellte Klassifizierungssystematik jeweils einer von vier in 9 dargestellten Sensorklassen SK1, SK2, SK3 oder SK4 in Abhängigkeit der Zeitüberwachung TIMER I zugeteilt. Für die Klassifizierung werden über in 8 dargestellte Kennlinien K1, K2 mit den Einstiegsschwellen α_schwell_1, α_schwell_2, α_schwell_3 und α_schwell_4 und den die Sensorklassen gegeneinander abgrenzenden Zeitwerte t_TIMER_1, t_TIMER_2, t_TIMER_3 und t_TIMER_4 herangezogen, welche entweder empirisch applizierte Werte oder über geeignete Adaptionsroutinen ermittelte Werte sind.
In der in 8 gezeigten Darstellung ist eine Fahrzeugneigung in Prozent über der Zeit t aufgetragen, wobei die beiden Kennlinien K1 und K2 die Diagrammfläche in drei Bereiche B1, B2 und B3 aufteilen. Die zur Klassifikation der ermittelten Fahrzeugneigungen verwendeten Kennlinien K1 und K2 sind vorliegend exemplarisch für jede der Sensorklasse SK1 bis SK4 als lineare Verläufe mit unterschiedlichen Steigungen ausgeführt.
Werden Werte der Fahrzeugneigung α_akt ermittelt, die im ersten Bereich B1, d. h. zwischen dem positiven Bereich der Abszisse und der Kennlinie K1, angeordnet sind, werden diesen Werten jeweils hohe Wahrscheinlichkeiten zugeordnet. Dies bewirkt eine Ansteuerung des Schaltelementes C dahingehend, daß am Abtrieb ein schaltelementseitiges Bremsmoment bei gleichzeitig reduzierter Übertragungsfähigkeit bzw. reduziertem Ansteuerdruck p_AK der Anfahrkupplung 40 anliegt.
Werden Werte der Fahrzeugneigung a ermittelt, die im dritten Bereich B3 des Diagramms gemäß 8, d. h. im wesentlichen zwischen der Kennlinie K2 und dem negativen Bereich der Abszisse, angeordnet sind, werden diese ebenfalls als wahrscheinlich angenommen. Bei Vorliegen solcher Werte der Fahrzeugneigung α wird die Rollverhinderung deaktiviert, da das Fahrzeug mit hoher Wahrscheinlichkeit in Richtung der angewählten Fahrtrichtung bergab steht und ein Bergabrollen entgegen der angewählten Fahrtrichtung nicht erwartet wird. Das Schaltelement C wird in diesem Fall nicht geschaltet und der Ansteuerdruck der Anfahrkupplung 40 wird derart reduziert, daß die Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung nahezu Null ist. In diesem Zustand des Antriebsstranges liegt am Abtrieb weder ein schaltelementseitiges noch ein anfahrelementseitiges Bremsmoment an.
Sind die ermittelten Werte der Fahrzeugneigung α_akt dagegen in dem zweiten Bereich B2 der Diagrammfläche, d. h. im Bereich der Diagrammfläche zwischen den beiden Kennlinien K1 und K2 auf der der Abszisse abgewandten Seite des Schnittpunktes zwischen den beiden Kennlinien, angeordnet, werden diesen Werten geringere Wahrscheinlichkeiten zugeordnet und keine Maßnahmen eingeleitet. Es wird am Abtrieb weiterhin ein anfahrelementseitiges Bremsmoment zur Verfügung gestellt, da bezüglich derartiger Werte der Fahrzeugneigung α noch keine sichere Aussage über einen tatsächlichen Zustand des Neigungssensors und der tatsächlichen Fahrzeugneigung gemacht werden kann.
Erst mit Überschreiten des Zeitwertes t_TIMER_1, d. h. einem Zeitpunkt, zu dem ein Einschwingen des Neigungssensors mit großer Wahrscheinlichkeit abgeschlossen ist, wird eine ermittelte Fahrzeugneigung α_akt der ersten Sensorklasse SK1 zugeordnet und eine hohe Wahrscheinlichkeit zugewiesen. Ab diesem Zeitpunkt ist die ermittelte Fahrzeugneigung α_akt entweder im ersten Bereich B1, im dritten Bereich B3 oder direkt auf den beiden in diesem Bereich zusammenfallenden Kennlinien K1 und K2 angeordnet und es wird die vorbeschriebene Ansteuerung der Anfahrkupplung 40, des Schaltelementes A und des Schaltelementes C in entsprechender Art und Weise durchgeführt, wobei die beiden Kennlinien K1, K2 im Überlappungsbereich dem ersten Bereich B1 zugeordnet sind.
Die Vorgehensweise bei der Klassifizierung der ermittelten aktuellen Fahrzeugneigungen α_akt ist dabei derart, daß zunächst in einer in 5 dargestellten Unterscheidungsfunktion S6 überprüft wird, ob die Zeitüberwachung TIMER I länger als der Zeitwert t_TIMER_4 läuft. Bei einem negativen Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S6 wird in einer Unterscheidungsfunktion S36 überprüft, ob die zuvor in der Verarbeitungsfunktion S9 ermittelte Fahrzeugneigung α_akt größer als der Schwellwert α_schwell_4 der vierten Sensorklasse SK4 ist. Weist die Fahrzeugneigung α_akt beispielsweise einen Wert von 10% auf, liegt sie im zweiten Bereich B2 der Diagrammfläche und wird als weniger wahrscheinlicher Wert klassifiziert. In diesem Fall wird der aktuelle Wert der Fahrzeugneigung α_akt als unbrauchbar verworfen und von der Unterscheidungsfunktion S15 über eine Verbindung c-c zu einer in 4 dargestellten Verarbeitungsfunktion S5 verzweigt, in der die Rollverhinderung über die Anfahrkupplung 40 eingestellt wird.
D. h., daß das abtriebsseitige Bremsmoment über die beiden geschlossenen Schaltelement A und D sowie durch eine entsprechend eingestellte Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung 40 am Abtrieb erzeugt wird. Dazu wird der Druck p_AK der Anfahrkupplung 40 auf einen vorliegend als Haltedruck ph_AK bezeichneten Wert eingestellt, der die Anfahrkupplung 40 in einem Schlupfzustand hält und das Antriebsmoment der Antriebsmaschine zu einem bestimmten Anteil in das Getriebe einleitet, so daß am Abtrieb ein anfahrelementseitiges Bremsmoment zur Behinderung einer bergab gerichteten Rollbewegung des Fahrzeuges entgegen einer angewählten Fahrtrichtung anliegt.
Weist die aktuelle Fahrzeugneigung α_akt bei der Überprüfung jedoch einen Wert auf, der größer als der Schwellwert α_schwell_4 ist, ist der Wert der Fahrzeugneigung in dem ersten Bereich B1 der Diagrammfläche angeordnet und wird als Wert mit einer hohen Wahrscheinlichkeit klassifiziert. Dies führt zu einem positiven Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S15 und es wird zu der Verarbeitungsfunktion S4 und anschließend zu dem zweiten Programm-Modul MII verzweigt.
Das bedeutet, daß zunächst in einer Unterscheidungsfunktion S6 ermittelt wird, ob die Zeitüberwachung TIMER_I größer als der Zeitwert t_TIMER_4 ist. Bei einem negativen Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S6 wird in einer Unterscheidungsfunktion S7 überprüft, ob die Zeitüberwachung TIMER I kleiner als der Zeitwert t_TIMER_3 ist.
Bei einem positiven Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S7 wird in einer Unterscheidungsfunktion S8 überprüft, ob der aktuell ermittelte Wert der Fahrzeugneigung α_akt größer als der Schwellwert α_schwell_3 der dritten Sensorklasse SK3 ist. Bei einem negativen Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S8 wird über eine Verbindung d-d zu der Verarbeitungsfunktion S5 verzweigt und die Rollverhinderung in der vorbeschriebenen Art und Weise über die Anfahrkupplung 40 und die Schaltelement A und D zur Verfügung gestellt. Anschließend wird zu der Verarbeitungsfunktion S9 zurück verzweigt, in der erneut die aktuelle Fahrzeugneigung α_akt bestimmt wird.
Daran schließen sich die vorbeschriebenen Abfragen der Unterscheidungsfunktionen S2 und S3 sowie der Unterscheidungsfunktionen S6 und S7 an, wobei von der Unterscheidungsfunktion S3 zu der Unterscheidungsfunktion S6 über die Verbindung a-a verzeigt wird. Bei einem negativen Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S7 wird zu einer Unterscheidungsfunktion S10 verzweigt, in der überprüft wird, ob die Zeitüberwachung TIMER I kleiner als der Zeitwert t_TIMER_2 ist. Bei einem positiven Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S10 wird in einer Unterscheidungsfunktion S11 überprüft, ob die aktuelle Fahrzeugneigung α_akt größer als der Schwellwert α_schwell_2 der zweiten Sensorklasse SK2 ist. Bei einem negativen Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S11 wird über eine Verbindung e-e wiederum zu der Verarbeitungsfunktion S5 verzweigt und anschließend die aktuelle Fahrzeugneigung α_akt in der Verarbeitungsfunktion S9 bestimmt.
Daran anschließend wird, da die Zeitüberwachung TIMER I weiterläuft, in einer Unterscheidungsfunktion S12 überprüft, ob die Zeitüberwachung TIMER I kleiner als der Zeitwert t_TIMER_1 der ersten Sensorklasse SK1 ist. Bei einem positiven Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S12 wird in einer Unterscheidungsfunktion S13 überprüft, ob die aktuelle Fahrzeugneigung α_akt größer als der Schwellwert α_schwell_1 der ersten Sensorklasse SK1 ist. Bei einem negativen Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S13 wird die Rollverhinderung wiederum über die Verarbeitungsfunktion S5 eingestellt und anschließend in der Verarbeitungsfunktion S9 die aktuelle Fahrzeugneigung α_akt erneut bestimmt.
Daran anschließend wird bei einem negativen Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S2 und bei einem positiven Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S3 in der Unterscheidungsfunktion S14 entsprechend des fortgeschrittenen Zeitwertes der Zeitüberwachung TIMER I überprüft, ob die aktuelle Fahrzeugneigung α_akt größer als der Schwellwert α_schwell_1 der ersten Sensorklasse SK1 ist. Bei nega tivem Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S14 wird zu einem dritten Programm-Modul MIII verzweigt, ohne die Übertragungsfähigkeit bzw. den Ansteuerdruck p_AK der Anfahrkupplung 40 zu reduzieren oder den Ansteuerdruck bzw. die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes C derart zu erhöhen, daß am Abtrieb nach wie vor ein anfahrelementseitiges und kein schaltelementseitiges Bremsmoment anliegt. Ein beispielhaftes Ablaufdiagramm des dritten Programm-Moduls MIII ist in 7 dargestellt.
Bei einem positiven Abfrageergebnis der Verarbeitungsfunktion S14 wird zu der Verarbeitungsfunktion S4 verzweigt und der Druck p_C des Schaltelementes C auf den Haltedruck ph_C angehoben. Gleichzeitig wird die Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung 40 derart reduziert, daß über diese nahezu kein Drehmoment mehr von der Antriebsmaschine in das Getriebe geführt wird.
Weisen die Unterscheidungsfunktionen S36, S8, S11 oder S13 vor den Zeitwerten t_TIMER_4, t_TIMER_3, t_TIMER_2 oder t_TIMER_1 jeweils ein positives Abfrageergebnis auf, wird direkt zu der Verarbeitungsfunktion S4 verzweigt und am Abtrieb ein schaltelementseitiges Bremsmoment zur Verfügung gestellt, wobei die Anfahrkupplung 40 bzw. ein in das Automatgetriebe integriertes Anfahrschaltelement gleichzeitig geöffnet wird bzw. deren Übertragungsfähigkeit derart herabgesetzt wird, daß über die Anfahrkupplung 40 oder das integrierte Anfahrschaltelement nahezu kein Drehmoment mehr führbar ist.
Des weiteren wird während den Unterscheidungsfunktionen S36, S8, S11 oder S13 vor den Zeitwerten t_TIMER_4, t_TIMER_3, t_TIMER_2 oder t_TIMER_1 überprüft, ob die aktu ell ermittelten Fahrzeugneigungen α_akt Werte aufweisen, die in dem in 8 gezeigten Diagrammbereich B3 angeordnet sind. In derartigen Fällen wird die vorbeschriebene Klassifikation durchgeführt und in nicht näher dargestellter Art und Weise direkt zu dem dritten Programm-Modul MIII verzweigt, wobei das erfindungsgemäße Verfahren anschließend in der in 7 verkürzt dargestellten Art und Weise weiter durchgeführt wird.
In Abhängigkeit der aktuellen Fahrzeugneigung α_akt, des Abfrageergebnisses der Unterscheidungsfunktion S3 sowie der Klassifikation der ermittelten Fahrzeugneigungen α_akt wird nach dem Verlassen des ersten Programm-Moduls MI – ausgehend von der Verarbeitungsfunktion S4 – das erfindungsgemäße Verfahren mit dem zweiten Programm-Modul MII fortgesetzt, dessen Ablaufdiagramm in 6 dargestellt ist.
Dabei liegt am Abtrieb des Kraftfahrzeuges entweder ein anfahrelementseitiges oder ein schaltelementseitiges Bremsmoment an. Mit Einstieg in das zweite Programm-Modul MII wird in einer Verarbeitungsfunktion S20 eine Zeitüberwachung TIMER II gestartet. Anschließend wird zu zwei in 7 dargestellten Unterscheidungsfunktionen S22 und S23 verzweigt, während welchen überprüft wird, ob eine Fahrzeugbremse und/oder ein Fahrpedal betätigt ist.
Bei einem positiven Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S22 wird zu einer Verarbeitungsfunktion S24 verzweigt und die Zeitüberwachung TIMER II zurückgesetzt. Anschließend wird zu der Verarbeitungsfunktion S20 zurückverzweigt, in der die Zeitüberwachung TIMER II neu gestartet wird.
Betätigt der Fahrer nach dem Start der Zeitüberwachung TIMER II das Fahrpedal, führt das zu einem positiven Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S23 und es wird zu einer Verarbeitungsfunktion S25 verzweigt, während der der Ansteuerdruck p_C des Schaltelementes C gegebenenfalls derart reduziert wird, daß das Schaltelement C geöffnet und das Automatgetriebe nicht mehr durch das Schaltelement C und das gleichzeitig geschlossene Schaltelement D verblockt ist. Ebenfalls gleichzeitig wird eine Übertragungsfähigkeit bzw. der Ansteuerdruck p_AK der Anfahrkupplung 40 angehoben, so daß ein Anfahren des Fahrzeuges durchgeführt werden kann. Anschließend wird das erfindungsgemäße Verfahren in einer Verarbeitungsfunktion S26 beendet.
Bei einem negativen Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S22 bzw. S23 wird zu einer Unterscheidungsfunktion S27 verzweigt, in der überprüft wird, ob ein applizierbarer Zeitwert der Zeitüberwachung TIMER II erreicht ist. Bei einem negativen Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S27 wird vor die Unterscheidungsfunktionen S22 und S23 zurückverzweigt. Wird hingegen in der Unterscheidungsfunktion S27 festgestellt, daß der applizierbare Zeitwert der Zeitüberwachung TIMER II erreicht ist, wird in einer Verarbeitungsfunktion S28 der Druck des Schaltelementes C bei Vorliegen eines schaltelementseitigen Bremsmomentes am Abtrieb derart reduziert, daß am Abtrieb nur ein reduziertes Bremsmoment anliegt bzw. kein Bremsmoment mehr anliegt und bei einer entsprechenden Fahrzeugneigung ein Bergabrollen des Fahrzeuges entgegen der angewählten Fahrtrichtung auftritt.
Während der Verarbeitungsfunktion S28 wird bei Vorliegen eines schaltelementseitigen Bremsmomentes am Abtrieb die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes C derart reduziert, daß ein reduziertes oder überhaupt kein schaltelementseitiges Bremsmoment mehr am Abtrieb anliegt. Liegt hingegen ein anfahrelementseitiges Bremsmoment am Abtrieb an, wird die Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung 40 derart reduziert, daß das anfahrelementseitige Bremsmoment reduziert oder gänzlich aufgehoben wird, wobei die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes C derart reduziert werden kann, daß sich am Abtrieb eine applizierbare Abtriebsdrehzahl einstellt. Dann muß ein Fahrer eine Fahrzeugbremse oder ein Fahrpedal betätigen, um dem Bergabrollen aktiv entgegenzutreten.
Nach der Verarbeitungsfunktion S28 wird während einer Unterscheidungsfunktion S29 überprüft, ob eine Fahrzeugbremse aktiviert ist. Bei einem negativen Abfrageergebnis wird während einer Unterscheidungsfunktion S30 überprüft, ob ein Fahrpedal aktiviert ist, wobei bei einem negativen Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S30 das erfindungsgemäße Verfahren während einer Verarbeitungsfunktion S31 beendet wird.
Bei einem positiven Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S30 wird zu der Verarbeitungsfunktion S25 verzweigt und das erfindungsgemäße Verfahren in der vorbeschriebenen Art und Weise weiter ausgeführt.
Wird während der Unterscheidungsfunktion S29 ermittelt, daß die Fahrzeugbremse vom Fahrer aktiviert ist, wird zu einer Verarbeitungsfunktion S32 verzweigt, in der der Ansteuerdruck p_C auf den Haltedruck ph_C angehoben wird, so daß am Abtrieb ein schaltelementseitiges Bremsmoment anliegt. Anschließend wird zu der Verarbeitungsfunktion S24 und daran anschließend zu der Verarbeitungsfunktion S20 zurückverzweigt, wobei die Zeitüberwachung TIMER II während der Verarbeitungsfunktion S20 erneut gestartet wird.
Nach Beendigung des ersten Programm-Moduls MI wird das dritte Programmodul MIII gestartet, wenn eine Fahrzeugneigung α_akt ermittelt wird, deren Wert zum betrachteten Zeitpunkt während der aktivierten Zeitüberwachung TIMER_I im Bereich B3 der Diagrammfläche gemäß 8 angeordnet ist. In diesem Fall wird zu einer in 7 dargestellten Verarbeitungsfunktion S33 des dritten Programm-Moduls MII verzweigt, während der der Ansteuerdruck p_AK der Anfahrkupplung 40 derart reduziert wird, daß die Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung 40 verringert wird und am Abtrieb kein anfahrelementseitiges Bremsmoment mehr anliegt.
Anschließend wird in einer Unterscheidungsfunktion S34 überprüft, ob eine Drehrichtung der Abtriebsdrehzahl n_ab ungleich einer angewählten Fahrtrichtung ist und ob die Abtriebsdrehzahl n_ab größer als ein Grenzwert n_ab_grenz der Abtriebsdrehzahl ist, dessen Wert vorzugsweise nahe Null ist. Bei einem negativen Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S34 wird vor die Unterscheidungsfunktion S34 zurückverzweigt. Bei einem positiven Abfrageergebnis der Unterscheidungsfunktion S34 wird zu einer Verarbeitungsfunktion S35 verzweigt und der Ansteuerdruck p_AK der Anfahrkupplung 40 derart angehoben, daß am Abtrieb des Fahrzeuges ein anfahrelementseitiges Bremsmoment vorliegt, welches der Rollbewegung des Fahrzeuges entgegen wirkt. Anschließend kann vor die Verarbeitungsfunktion S34 zurück verzweigt werden oder das erfindungsgemäße Verfahren beendet werden.
Betätigt der Fahrer nach dem Anheben des Ansteuerdruckes p_AK die Fahrzeugbremse oder das Fahrpedal, wird das erfindungsgemäße Verfahren abgebrochen.

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: Anfahrkupplung
A, B, C, D, E: Schaltelemente
i_getr: Gesamtübersetzung des Automatgetriebes
K1, K2: Kennlinien
MI, MII, MIII: Programm-Module
n_ab: Abtriebsdrehzahl
n_ab_grenz: Grenzwert der 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
ph_A: Haltedruck des Schaltelementes C
ph_AK: Haltedruck der Anfahrkupplung
S1–S36: Funktion
SK1–SK4: Sensorklassen
t: Zeit
t_TIMER_1–t_TIMER_4: Zeitwerte der Sensorklassen
TIMER I: Zeitüberwachung
TIMER II: Zeitüberwachung
TIMER III: Zeitüberwachung
α: Fahrzeugneigung
α_akt: aktuelle Fahrzeugneigung
α_schwell: Schwellwert der Fahrzeugneigung
α schwell 1 bis α_schwell_4: Schwellwerte der Kennlinien

Claims

Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes mit einer Anfahrkupplung (40) und mehreren Schaltelementen (A bis D), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem in Abhängigkeit einer Fahrsituation, vorzugsweise bei einem reduzierten Kraftfluß zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb, die Anfahrkupplung (40) und wenigstens zwei der Schaltelemente (C, D) während einer aktivierten Rollverhinderungsfunktion derart angesteuert werden, daß an einem Abtrieb des Fahrzeugs ein gegen ein Bergabrollen entgegen einer angeforderten Bewegungsrichtung des Fahrzeugs wirkendes Bremsmoment ansteht, wobei das Bremsmoment einem in Abhängigkeit einer Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung (40) stehenden, auf den Abtrieb übertragbaren Antriebsmoment eines Antriebsaggregates oder einem Abstützmoment, welches von mindestens zwei der Schaltelemente (C, D) in wenigstens annähernd geschlossenem Zustand erzeugt wird, entspricht, wobei eine Steuerung der Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung (40) und eine Steuerung der Übertragungsfähigkeit der Schaltelemente (C, D) derart miteinander in Wechselwirkung stehen, daß mindestens ein applizierter Wert des Bremsmomentes am Abtrieb über die Anfahrkupplung (40) oder über die Schaltelemente (C, D) wenigstens während eines applizierbaren Zeitraumes anliegt, und wobei das Bremsmoment in Abhängigkeit einer Fahrzeugneigung (a) generiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen eines anfahrelementseitigen Bremsmomentes zwei Schaltelemente (A, D) zur Dar stellung einer Gangstufe des Automatgetriebes wenigstens annähernd in einem geschlossenen Zustand gehalten sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen eines schaltelementseitigen Bremsmomentes eines der Schaltelemente (A, D), welche bei Vorliegen des anfahrelementseitigen Bremsmomentes drehmomentführend sind, geöffnet wird, und ein weiteres Schaltelement (C) zugeschaltet wird, so daß das Automatgetriebe gesperrt ist, wobei eine Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung (40) reduziert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfahrkupplung und das Schaltelement, welches bei Vorliegen eines schaltelementseitigen Bremsmomentes geöffnet ist, identisch sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollverhinderungsfunktion aktiviert wird, wenn eine Abtriebsdrehzahl (n_ab) des Automatgetriebes oder eine dazu äquivalente Größe kleiner als ein Schwellwert (n_ab_schwell) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsmoment als anfahrelementseitiges Bremsmoment am Abtrieb anliegt, bis das Bremsmoment über eine entsprechende Übertragungsfähigkeit der Schaltelemente (C, D) als schaltelementseitiges Bremsmoment vorliegt, wobei die Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung (40) bei Vorliegen eines schaltelementseitigen Bremsmomentes reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsmoment als anfahrelementseitiges Bremsmoment am Abtrieb anliegt, bis eine Fahrzeugneigung (α) ermittelt wird, bei der ein Bergabrollen mit einer Abtriebsdrehzahl (n_ab) entgegen der angeforderten Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs unterbleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitüberwachung (TIMER II) gestartet wird, nach deren Ablauf das Bremsmoment auf einen Wert eingestellt wird, der am Abtrieb des Kraftfahrzeugs bei einer Fahrzeugneigung zu einer Abtriebsdrehzahl (n_ab) führt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aktivierung der Rollverhinderungsfunktion eine Schnellbefüllung des Schaltelementes (C) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Höhe des Bremsmomentes in Abhängigkeit einer Fahrzeugneigung (α) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Unterschreiten des Schwellwertes (n_ab_schwell) der Abtriebsdrehzahl oder einer dazu äquivalenten Größe eine Zeitüberwachung (TIMER I) gestartet wird und innerhalb applizierbarer Zeitwerte (t_TIMER_1 bis t_TIMER_4) jeweils eine Klassifizierung ermittelter Werte der Fahrzeugneigung (α_akt) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden der Zeitwerte (t_TIMER_1 bis t_TIMER_4) wenigstens eine Kennlinie (K1, K2) mit Einstiegsschwellen (α_schwell_1 bis α_schwell_4) für die Aktivierung der Rollverhinderungsfunktion vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Fahrzeugneigungen (α_akt) in Abhängigkeit eines aktuellen Zeitwertes der Zeitüberwachung (TIMER I) in wahrscheinliche und weniger wahrscheinliche Werte klassifiziert werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn bei Vorliegen eines als weniger wahrscheinlich klassifizierten Wertes der Fahrzeugneigung (α_akt) ein Rückrollen eines Kraftfahrzeugs mit einer Abtriebsdrehzahl (n_ab) größer als ein Grenzwert (n_ab_grenz) der Abtriebsdrehzahl detektiert wird, ein Ansteuerdruck (p_C) des Schaltelementes (C) auf einen Haltedruck (ph_C) erhöht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollverhinderungsfunktion bei einem Bergabrollen entgegen einer angeforderten Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs mit einer Abtriebsdrehzahl (n_ab) größer als ein Grenzwert (n_ab_grenz) der Abtriebsdrehzahl ohne ein schaltelementseitiges Bremsmoment am Abtrieb des Kraftfahrzeugs deaktiviert wird und das Bremsmoment als anfahrelementseitiges Bremsmoment vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zeitpunkt, zu dem das Bremsmoment als schaltelementseitiges Bremsmoment am Abtrieb vorliegt, eine Zeitüberwachung (TIMER III) gestartet wird, die bei Betätigung einer Fahrzeugbremse oder eines Fahrpedales abgebrochen und neu gestartet wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollverhinderungsfunktion nach Ablauf der Zeitüberwachung (TIMER III) deaktiviert wird und ein schaltelementseitiges Bremsmoment durch eine Reduzierung einer Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes (C) derart herabgesetzt wird, daß sich am Abtrieb (n_ab) eine applizierbare Abtriebsdrehzahl einstellt.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Betätigung der Fahrzeugbremse die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes (C) derart erhöht wird, daß nach einem Lösen der Fahrzeugbremse ein schaltelementseitiges Bremsmoment am Abtrieb vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Betätigung des Fahrpedals die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes (C) reduziert wird, während eine Erhöhung der Übertragungsfähigkeit des Anfahrelementes und/oder des Schaltelementes (A) durchgeführt wird.