DE10321525B3

DE10321525B3 - Verfahren zur Steuerung eines Getriebesystems für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10321525B3
Application number: DE2003121525
Authority: DE
Inventors: Marco Bross; Frank Kessler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2023-05-15

Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung eines Getriebesystems für ein Kraftfahrzeug mit einem hydraulisch oder elektromechanisch steuerbaren Getriebe und mit einer elektronischen Getriebesteuereinheit, wobei die elektronische Getriebesteuereinheit zumindest eine Fahrzeugbetriebstemperatur und eine Bremsbetätigungsinformation als Eingangssignale erfasst und Ausgangssignale zur Steuerung von Getriebeaktuatoren erzeugt, werden durch die elektronische Getriebesteuereinheit die Ausgangssignale zur Steuerung der Getriebeaktuatoren derart angesteuert, dass die Reibleistung des Getriebes erhöht wird, wenn gemäß der Bremsbetätigungsinformation zumindest ein Bremswunsch vorliegt und die Fahrzeugbetriebstemperatur unterhalb einer vorgegebenen Temperaturschwelle liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Getriebesystems für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der DE 102 18 080 A1 bekannt. Hierbei steht insbesondere die Temperaturregelung im Vordergrund.

Betroffen hiervon sind insbesondere Automatikgetriebe und automatisierte Getriebe, die elektronisch steuerbare Hydraulikelemente (Ölpumpen und Hydraulikventile) zum wahlweisen Schalten und Steuern von an Reibelementen (Kupplungen) anliegenden Öldrücken (Kupplungsdrücken) aufweisen, oder deren Kupplungen elektromechanisch betätigt werden können.

Zur Funktionsweise von Automatikgetrieben mit einer elektronischen Steuereinheit zum Steuern von Kupplungsdrücken in Abhängigkeit von Eingangssignalen, wie einer Betriebstemperatur oder einer Bremsbetätigung sowie weiteren Betriebsparametern, wird beispielsweise auf die DE 197 55 076 C2 und die DE 42 35 866 A1 verwiesen.

Weiterhin sind Verfahren zur Steuerung von Automatikgetrieben bekannt, die sich mit der Aufgabe beschäftigen, möglichst wenig Kraftstoff zu verbrauchen. Hierzu sind beispielsweise in Serienfahrzeugen sogenannte E (Economy) Programme wählbar, durch die Schaltkennlinien für eine verbrauchsminimierte Gangwahlsteuerung vorgegeben werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Getriebesystems, insbesondere eines Automatikgetriebes oder eines automatisierten Handschaltgetriebes, im Hinblick auf minimalen Kraftstoffverbrauch weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 verfahrensmäßig gelöst. Die Gegenstände der abhängigen Ansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß werden bei einem Verfahren zur Steuerung eines Getriebesystems für ein Kraftfahrzeug mit einem hydraulisch steuerbaren Getriebe und mit einer elektronischen Getriebesteuereinheit die Getriebeaktuatoren derart angesteuert, dass die Reibleistung im Getriebe erhöht wird (z. B. durch Erhöhung des Kupplungsdrucks zumindest einer für den momentan eingelegten Gang nicht benötigten Kupplung), wenn gemäß einer Bremsbetätigungsinformation zumindest ein Bremswunsch (z. B. Bremslichtschalter betätigt oder Bremspedaldruck oberhalb einer vorgegebenen Druckschwelle) vorliegt und eine Fahrzeugbetriebstemperatur unterhalb einer vorgegebenen Temperaturschwelle liegt.

Dazu erfasst die elektronische Getriebesteuereinheit zumindest eine Fahrzeugbetriebstemperatur (z. B. die Brennkraftmaschinentemperatur bzw. die Kühlmitteltemperatur oder die Getriebeöltemperatur) und eine Bremsbetätigungsinformation (z. B. den Status eines Bremslichtschalters oder einen dem Bremspedaldruck proportionalen Druckwert) als Eingangssignale. Steuerbare Getriebeaktuatoren sind insbesondere Aktuatoren zur Änderung des Hydraulikdrucks und/oder der Hydraulikdurchflussmenge, wie z. B. eine Ölpumpe oder Hydraulikventile. Zur Erhöhung der Reibleistung durch entsprechende Ansteuerung der Getriebeaktuatoren werden vorzugsweise ff. Maßnahmen alternativ oder additiv ergriffen:

– Erhöhung des Kupplungsdruckes mindestens einer für den momentan eingelegten Gang nicht benötigten Kupplung im Sinne eines (leichten) Anpressens der Reibelemente.
– Ansteuerung der Ölpumpe zur Erhöhung des Förderstrom oder des Öldrucks, um hydraulische Leistung in Flüssigkeitsreibleistung umzuwandeln
– Erhöhung der Kühlölmenge einer für den momentan eingelegten Gang nicht benötigten Kupplung, um im Zwischenraum zwischen den Reibelementen eine Erhöhung der Flüssigkeitsreibleistung zu erhalten.

Die Getriebeaktuatoren werden durch Ausgangssignale der elektronischen Getriebesteuereinheit angesteuert.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei niedrigen Fahrzeugbetriebstemperaturen, insbesondere bei niedriger Getriebeöltemperatur, die Verlustleistung und damit der Kraftstoffverbrauch aufgrund der hohen Ölviskosität relativ hoch sind. Ziel der Erfindung ist daher eine möglichst schnelle Erwärmung der Fahrzeugbetriebstemperatur(en), insbesondere der Getriebeöltemperatur. Dazu soll die üblicherweise beim Bremsen in Wärme umgesetzte Energie zumindest zum Teil ausgenutzt werden, in dem die Verzögerungsleistung zumindest zum Teil als Reibleistung (gewollte Verlustleistung) im Getriebe erzeugt wird. Die erhöhte Reibleistung führt zur schnelleren Erwärmung des Getriebes bzw. der Getriebeöltemperatur. Dies entspricht gewissermaßen einer mechanischen (im Unterschied zu der aus der Hybridfahrzeugtechnik bekannten elektrischen) Bremsenergierückgewinnung.

Vorzugsweise ist die Bremsbetätigungsinformation ein dem Bremspedaldruck proportionaler Druckwert, der den Fahrerwunsch wiedergibt. Dabei wird die Erhöhung der Reibleistung abhängig von diesem dem Bremspedaldruck proportionalen Druckwert vorgenommen. Beispielsweise kann die Erhöhung der Reibleistung proportional zur Zunahme des dem Bremspedaldruck proportionalen Druckwerts vorgenommen werden. Der dem Bremspedaldruck proportionale Druckwert kann der gemessene Druck am Ausgang des Hauptbremszylinders sein, der üblicherweise (d.h. bei nicht aktiviertem Bremsregelsystem, wie ABS, ASC oder DSC) gleich dem vom Bremssystem erzeugten tatsächlichen Radbremsdruck ist.

Vorzugsweise wird die Erhöhung der Reibleistung abhängig von dem dem Bremspedaldruck proportionalen Druckwert integrativ mit konstantem Wert pro Zeiteinheit bezogen auf das Über- bzw. Unterschreiten einer vorgegebenen Mindestdruckschwelle vorgenommen. Hierdurch wird eine einfache Steuerung erreicht, die dennoch dem Fahrerwunsch folgt und gleichzeitig eine schnelle Erhöhung der Fahrzeugbetriebstemperatur erzielt.

Alternativ wird, vorzugsweise in Form eines Kennfeldes, jedem dem Bremspedaldruck proportionalen Druckwert ein Gesamt-Bremsdruck zugeordnet, der sich aus einem Reibleistungs-Anteil (z. B. Kupplungdruck-Anteil) und einem Radbremsdruck-Anteil zusammensetzt. Hierbei kann der Radbremsdruck-Anteil gleich dem dem Bremspedaldruck proportionalen Druckwert (im ff. kurz Bremspedaldruck genannt) sein, wenn das Bremsregelsystem zur Vereinfachung inaktiv bleiben soll. Vorzugsweise ist der Gradient des Reibleistungs-Anteils bis zum Erreichen einer für den Bremspedaldruck vorgegebenen Maximaldruckschwelle steiler als nach Überschreiten dieser Maximaldruckschwelle.

Die Erfindung ist vorzugsweise in einer elektronischen Getriebesteuereinheit bzw. in einem Getriebesteuersystem für Kraftfahrzeuge mit einer elektronischen Getriebesteuereinheit integriert, die derart ausgestaltet ist, dass sie das oben genannte Verfahren durchführen kann. Die erforderlichen Maßnahmen hierfür sind für einen Fachmann klar, da sie vorwiegend in einem zusätzlichen Software-Programmblock in der üblicherweise ohnehin bereits vorhandenen elektronischen Getriebesteuereinheit besteht.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

1 schematisch erfindungswesentliche Mittel eines Getriebesystems mit einer elektronischen Getriebesteuereinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens

2 eine erste Alternative für eine erfindungsgemäße Kupplungsdruckerhöhung als Beispiel für eine Reibleistungserhöhung

3 eine zweite Alternative für eine erfindungsgemäße Kupplungsdruckerhöhung als Beispiel für eine Reibleistungserhöhung

In 1 sind schematisch erfindungswesentliche Teile eines Kraftfahrzeuges mit einer Brennkraftmaschine 1 und einem hydraulisch steuerbaren Automatikgetriebe 2 dargestellt. Das hydraulisch steuerbare Automatikgetriebe 2 stellt zusammen mit einer ihm zugeordneten elektronischen Getriebesteuereinheit 11 das Getriebesystem für das Kraftfahrzeug dar. Die Brennkraftmaschine 1 wird mittels eines ihr zugeordneten elektronischen Brennkraftmaschinensteuergeräts 10 angesteuert.
Die Brennkraftmaschine 1 ist über eine Antriebswelle 6 mit dem Drehmomentwandler 4 des Automatikgetriebes 2 verbunden. Der Drehmomentwandler 4 ist ausgangsseitig mit der Getriebeeingangswelle 7 verbunden. Zwischen der Getriebeeingangswelle 7 und der Getriebeausgangswelle 5 ist eine von der elektronischen Getriebesteuereinheit 11 ansteuerbare Hydraulikeinheit 3 angeordnet, die für das Einlegen eines vorgegebenen Ganges mittels Kupplungen, Ölpumpen und Hydraulikventilen vorgesehen ist.
Die Getriebeausgangswelle 5 führt über ein hier nicht dargestelltes Differenzial zur Antriebsachse 8 mit Rädern 9.
Die Räder 9 können mittels eines hier nur ausschnittsweise dargestellten Bremssystems, das ein elektronisches Bremsregelsteuergerät 13 aufweist, mit Radbremsdruck B beaufschlagt werden. Bei deaktiviertem Bremsregelsystem ist der auf die Räder ausgeübte Radbremsdruck B gleich dem am Ausgang des Hauptbremszylinders üblicherweise gemessenen Bremsdruck p_B.
Das Brennkraftmaschinensteuergerät 10, die Getriebesteuereinhiet 11 und das Bremsregelsteuergerät 13 sind in bekannter Weise über einen Datenbus (z.B. CAN) miteinander verbunden. Sie weisen weiterhin übliche Ein- und Ausgänge E/A für das Erfassen von Eingangsinformationen und zum Abgeben von Ausgangsinformationen oder Steuersignalen auf.
Die elektronische Getriebesteuereinheit 11 erhält eine Fahrzeugbetriebstemperatur in Form der Getriebeöltemperatur T_ÖL und eine Bremsbetätigungsinformation in Form eines dem Bremspedaldruck proportionalen Druckwertes p_P, im ff. kurz Bremspedaldruck genannt, als Eingangssignale. Weiterhin erzeugt die elektronische Getriebesteuereinheit 11 Ausgangssignale S zur Steuerung von Getriebeaktuatoren in der Hydraulikeinheit 3 (z. B. Ölpumpe, Hydraulikventile) insbesondere zum Schalten und Steuern von an Reibelementen (Kupplungen) anliegenden Öldrücken (Kupplungsdrücken), zur Steuerung der Kühlölmenge der für den momentan eingelegten Gang nicht benötigten Kupplungen oder Steuerung des durch die Ölpumpe erreichten Förderstroms oder Öldrucks.
Der Bremspedaldruck p_P kann entweder vom Bremspedal selbst abgegriffen werden oder in Form des gemessenen Druckes am Ausgang des Hauptbremszylinders, der üblicherweise gleich dem vom Bremssystem erzeugten tatsächlichen Radbremsdruck p_B ist, vom Bremsregelsteuergerät 13 an die Getriebesteuereinheit 11 übermittelt werden.
Zur Erhöhung der Reibleistung in der Hydraulikeinheit 3 des Automatikgetriebes 2 wird über die Ausgangssignale S, bestimmt durch den Software-Programmblock 12, der Kupplungsdruck zumindest einer Kupplung über Veränderung des Hydraulikdrucks und/oder der Hydraulikdurchflussmenge erhöht, wenn gemäß der Bremsbetätigungsinformation zumindest ein Bremswunsch (Bremspedaldruck p_P oberhalb einer vorgegebenen Druckschwelle) vorliegt und die Fahrzeugbetriebstemperatur T_Öl unterhalb einer vorgegebenen Temperaturschwelle liegt.
Gemäß 2 wird die Erhöhung des Kupplungsdrucks p_K zumindest einer für den momentan eingelegten Gang nicht benötigten Kupplung als Beispiel für eine Erhöhung der Reibleistung abhängig vom Verlauf des Bremspedaldrucks p_P vorgenommen. Die Erhöhung des Kupplungsdruckes ist hier gleich dem Kupplungsdruck p_K, da der Kupplungsdruck ausgehend von Null erhöht wird; denn es wird vorzugsweise der Kupplungsdruck einer für den momentan eingelegten Gang nicht benötigten Kupplung erhöht, da damit die größte Bremsleistung erzielt werden kann.
In 2 wird die Erhöhung des Kupplungsdrucks p_K abhängig vom Bremspedaldruck p_P im Speziellen integrativ mit konstantem Wert pro Zeiteinheit, vorzugsweise bezogen auf eine vorgegebene Mindestdruckschwelle p_P _{_sechwelle} _{_min} vorgenommen. D. h. die Erhöhung des Kupplungsdrucks p_K beginnt, wenn der Bremspedaldruck p_P die vorgegebene Mindestdruckschwelle p_P _{_sechwelle} _{_min} erstmalig überschritten hat (Zeitpunkt t1). Solange der Bremspedaldruck p_P oberhalb der Mindestdruckschwelle p_P _{_sechwelle} _{_min}liegt, wird der Kupplungsdruck p_K pro Zeiteinheit um einen definierten konstanten Wert erhöht (t1 bis t2 oder t3 bis t4). Sinkt der Bremspedaldruck p_P unterhalb die Mindestdruckschwelle p_P _{_sechwelle} _{_min}, wird der Kupplungsdruck p_K pro Zeiteinheit um einen definierten konstanten Wert reduziert (t2 bis t3, ab t4).
Alternativ zu 2 wird nach 3 jedem Bremspedaldruck p_P ein Gesamt-Bremsdruck p_brems zugeordnet, der sich aus einem Kupplungdruck-Anteil p_K als Beispiel für einen Reibleistungs-Anteil und einem Radbremsdruck-Anteil p_B zusammensetzt. Hierbei kann p_B gleich p_P sein, muss aber nicht (wie hier dargestellt), wenn ein aktives Bremsregelsystem vorhanden ist. Vorzugsweise ist der Gradient des Kupplungsdruck-Anteils p_K bis zum Erreichen einer vorgegebenen Maximaldruckschwelle p_P _{_sechwelle} _{_max} steiler als nach Überschreiten dieser Maximaldruckschwelle.
In beiden Beispielen nach 2 und 3 überlagern sich die Druckanteile, so dass verglichen mit einem bekannten Getriebesystem und einem bekannten Brems(regel)system insgesamt ein höherer Gesamt-Bremsdruck p_brems bzw. eine höhere Gesamtbremswirkung erreicht wird, als über das Bremspedal normalerweise als Fahrerwunsch ausgegeben wird. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass sich der Fahrer an das hierdurch vorgegebene Verhalten während einer Warmlaufphase gewöhnt und den erhöhten „Bremseingriff" eher als wirksames Verzögerungsverhalten des Fahrzeuges empfindet.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Getriebesystems für ein Kraftfahrzeug mit einem hydraulisch oder elektromechanisch steuerbaren Getriebe und mit einer elektronischen Getriebesteuereinheit, wobei die elektronische Getriebesteuereinheit zumindest eine Fahrzeugbetriebstemperatur und eine Bremsbetätigungsinformation als Eingangssignale erfasst und Ausgangssignale zur Steuerung von Getriebeaktuatoren erzeugt, wobei durch die elektronische Getriebesteuereinheit die Ausgangssignale zur Steuerung der Getriebeaktuatoren derart angesteuert werden, dass die Reibleistung des Getriebes erhöht wird, wenn gemäß der Bremsbetätigungsinformation zumindest ein Bremswunsch vorliegt und die Fahrzeugbetriebstemperatur unterhalb einer vorgegebenen Temperaturschwelle liegt, dadurch gekennzeichnet dass die Bremsbetätigungsinformation ein dem Bremspedaldruck proportionaler Druckwert (p_P) ist und die Erhöhung der Reibleistung abhängig von diesem dem Bremspedaldruck proportionalen Druckwert (p_P) vorgenommen wird.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Erhöhung der Reibleistung abhängig von dem dem. Bremspedaldruck proportionalen Druckwert (p_P) integrativ mit konstantem Wert pro Zeiteinheit bezogen auf eine vorgegebene Mindestdruckschwelle (p_P _{_sechwelle} _{_min}) vorgenommen wird.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass jedem dem Bremspedaldruck proportionalen Druckwert (p_P) ein Gesamt-Bremsdruck (p_brems) zugeordnet wird, der sich aus einem Reibleistungs-Anteil und einem Radbremsdruck-Anteil (p_B) zusammensetzt.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Bremspedaldruck proportionale Druckwert (p_P) der gemessene Druck am Ausgang des Hauptbremszylinders ist, der bei deaktiviertem Bremsregelsystem üblicherweise gleich dem vom Bremssystem erzeugten tatsächlichen Radbremsdruck (p_B) ist.