DE10325666A1

DE10325666A1 - Verfahren zum Schutz eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges bei Kaltstart

Info

Publication number: DE10325666A1
Application number: DE2003125666
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. Beisel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2004-12-23

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Schutz eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges bei Kaltstart vorgeschlagen, bei dem Schutzfunktionen für eine oder mehrere Temperaturstufen implementiert werden, wobei in Abhängigkeit von der Temperaturstufe die Funktionalität des Getriebes gezielt eingeschränkt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz eines Getriebes, insbesondere eines Automatgetriebes für ein Kraftfahrzeug bei Kaltstart gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Das Funktionsverhalten von Automatgetrieben verändert sich unter Kältebedingungen, wobei eine wesentliche Ursache dafür die mit sinkender Temperatur deutlich ansteigende Ölviskosität ist. Darüber hinaus verhärten mit sinkender Temperatur auch die als Dichtelemente für Wellen und Hydraulikkolben im Getriebe eingesetzten Elastomer-Bauteile. Hinzu kommt, dass sich das Verhalten von Lamellenkupplungen bzw. Lamellenbremsen mit abnehmender Temperatur sowohl im offenen oder geschlossenen Zustand, als auch beim Übergang, d. h. beim Schließen oder beim Öffnen einer Kupplung verändert. Dies führt im Extremfall zu Funktionseinschränkungen der Getriebe.
Nach dem Stand der Technik werden Getriebe nach Vorgaben so entwickelt, dass bis zu einer definierten Minimaltemperatur die Getriebefunktion gewährleistet ist. Ein typischer Wert für die Minimaltemperatur ist -30 °C. Unterhalb dieser Minimaltemperatur gibt es einen Temperaturbereich (z. B. zwischen -30 °C und -40 °C), in dem die Getriebefunktion nicht mehr gewährleistet sein muss; jedoch darf das Getriebe beim Betrieb in diesem tieferliegenden Temperaturbereich – z. B. nach extremen Kaltstart – nicht beschädigt werden. Ein Motorstart muss möglich sein, jedoch muss das Fahrzeug nicht wegfahren können, bis durch die nachfolgende Aufheizphase der Bereich extremer Minustemperaturen verlassen und die Minimaltemperatur erreicht wurde. Dies bedeutet, dass die Getriebehaltbarkeit gewährleistet sein muss, nicht aber die Getriebefunktion.
In dem Bereich unterhalb der Minimaltemperatur kann unter Umständen das Getriebeverhalten undefinierte und unerwünschte Betriebszustände aufweisen. Diese Betriebszustände können zu einer Getriebeschädigung oder zu einem unzulässigen Funktionsverhalten führen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schutz eines Getriebes bei Kaltstart anzugeben, welches einen zuverlässigen Schutz bei extrem niedrigen Temperaturen bietet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird vorgeschlagen, Schutzfunktionen für eine oder mehrer Temperaturstufen zu implementieren, wobei in Abhängigkeit von der Temperaturstufe die Funktionalität des Getriebes gezielt einschränkt wird. Zu diesem Zweck werden bevorzugterweise Schwellentemperaturen definiert, welche wiederum die Temperaturstufen definieren.

Als Steuersignal bzw. Steuergröße für die Schutzfunktionen wird wie bereits erwähnt, bevorzugterweise die Getriebetemperatur herangezogen, wobei aber auch weitere geeignete Ersatzgrößen bzw. Hilfsgrößen wie beispielsweise Motortemperatur, Zeit nach Motorstart, Schleppmomente, Energiedurchsatz, Fahrstrecke nach Kaltstart, etc. als Steu ergröße zum Einstieg und zum Ausstieg in diese Funktionen bzw. in die Temperaturstufen herangezogen werden können.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass unterhalb einer ersten Schwellentemperatur (z. B. tiefer als -35 °C) das Gangeinlegen vorwärts (N-D oder P-D) und rückwärts (N-R oder P-R) gesperrt wird (Stufe 1). Hierbei bleibt diese Sperre solange aufrecht erhalten, bis die Getriebetemperatur diesen Temperaturbereich durch Aufheizung verlassen hat. Oberhalb dieser Schwellentemperatur und nach Verlassen des gesperrten Bereiches nach dieser Stufe muss sowohl ein sicheres Gangeinlegen und auch ein sicheres Gangauslegen gewährleistet sein.

Bei Getrieben mit elektrischer Schaltungsbetätigung lässt sich diese Sperre beispielsweise durch entsprechende Software-Maßnahmen realisieren. Bei Getrieben mit mechanischer Kopplung zwischen fahrzeugseitigem Wählhebel und Getriebe kann diese Sperrfunktion vorzugsweise durch eine mechanische Sperrfunktion realisiert werden. Im Rahmen einer bevorzugten Variante der Erfindung wird diese Sperrfunktion mit der inzwischen meist standardmäßig vorhandenen Shiftlock-Sperre verknüpft.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass unterhalb der ersten Schwellentemperatur eine Bremse aktiviert wird. Zudem kann darüber hinaus durch eine reduzierte Motorlastvorgabe mittels einer Unterdrückung (ganz oder teilweise) der Gaspedalfunktion ein Wegfahren des Fahrzeugs verhindert werden.

Im Intervall zwischen einer zweiten Schwellentemperatur, die höher als die erste Schwellentemperatur (z. B. tiefer als -30 °C) ist, und der ersten Schwellentemperatur wird Gangeinlegen vorwärts in einen definierten festen Gang (z. B. erster Gang oder ein höherer Gang) und Gangeinlegen rückwärts zugelassen (Stufe 2). Der nach Gangeinlegen vorwärts eingelegte Gang kann zunächst nicht durch Hochschalten oder gegebenenfalls durch Rückschalten verlassen werden, sondern ausschließlich durch Gangauslegen. Ein zuverlässiges Gangeinlegen und Gangauslegen muss hierbei gewährleistet sein.

Diese Sperre bleibt gemäß der Erfindung solange aufrecht erhalten, bis die Getriebetemperatur diesen Temperaturbereich durch Aufheizung verlassen hat. Oberhalb dieser zweiten Schwellentemperatur muss dann auch ein sicheres Hochschalten und ein sicheres Rückschalten in die übrigen Vorwärtsgänge gewährleistet sein.

Eine derartige Sperrfunktion lässt sich bei den heute üblichen Automatgetrieben mit elektronischer Steuerung durch entsprechende Software-Zusatzfunktionen realisieren.

Gemäß der Erfindung kann die Aufteilung der Sperrfunktionen in mehrere Stufen entfallen, so dass eine einzige Stufe vorgesehen ist. Es ist auch möglich, eine Stufe in mehrere zu unterteilen, wobei jede Teilstufe eigene Teileinschränkungen in Abhängigkeit von der Temperatur bewirkt.

Zur Erhöhung der Sicherheit beim Schalten wird vorgeschlagen, als zusätzliche Maßnahme während des Gangeinlegens einen Motoreingriff (Antriebsmomentenreduzierung) durchzuführen, bis das Getriebe eine abgeschlossene Schaltung erkennt.

Wenn nach dem Start eine Absenkung der erfassten Temperatur auftritt, welche eine Unterschreitung einer Schwellentemperatur zur Folge hat, dann wird die Schutzfunktion für die dadurch erreichte Stufe nicht mehr nachträglich aktiviert.

Erfindungsgemäß kann der Fahrer durch optische Anzeigen (z. B. Display) und/oder akustische Signale auf die Aktivierung einer der vorstehend dargestellten Schutzfunktionen hingewiesen werden.

Das hier vorgestellte Verfahren kann bei sämtlichen Arten von Automatgetrieben (z. B. Stufenautomatgetriebe oder stufenlose Automatgetriebe, automatisierte Handschaltgetriebe) und auch für teilautomatisierte Getriebe, beispielsweise teilautomatisierte Handschaltgetriebe angewandt werden.

Durch die gezielte Einschränkung der Funktionalität eines Getriebes bei tiefen Temperaturen wird sicher verhindert, dass in dieser ersten Phase nach einem extremen Kaltstart unzulässige Betriebszustände oder Fehlfunktionen des Getriebes auftreten, die eine Getriebeschädigung oder ein unzulässiges Getriebefunktionsverhalten verursachen können.

Claims

Verfahren zum Schutz eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges bei Kaltstart, dadurch gekennzeichnet, dass Schutzfunktionen für eine oder mehrere Temperaturstufen implementiert werden, wobei in Abhängigkeit von der Temperaturstufe die Funktionalität des Getriebes gezielt einschränkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schwellentemperaturen definiert werden, welche wiederum die Temperaturstufen definieren.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstieg und zum Ausstieg in die Schutzfunktionen bzw. in die Temperaturstufen die Getriebetemperatur als Steuersignal bzw. Steuergröße herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstieg und zum Ausstieg in die Schutzfunktionen bzw. in die Temperaturstufen die Motortemperatur, die Zeit nach Motorstart, Schleppmomente, Energiedurchsatz oder die Fahrstrecke nach Kaltstart herangezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb einer ersten Schwellentemperatur das Gangeinlegen vorwärts (N-D oder P-D) und rückwärts (N-R oder P-R) gesperrt wird , wobei diese Sperre solange aufrecht erhalten bleibt, bis die Getriebetemperatur diesen Temperaturbereich durch Aufheizung verlassen hat.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Getrieben mit elektrischer Schaltungsbetätigung die Sperre durch entsprechende Software-Maßnahmen realisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Getrieben mit mechanischer Kopplung zwischen fahrzeugseitigem Wählhebel und Getriebe die Sperre durch eine mechanische Sperrfunktion realisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrfunktion mit der Shiftlock-Sperre verknüpft wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der ersten Schwellentemperatur eine Bremse aktiviert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der ersten Schwellentemperatur durch eine reduzierte Motorlastvorgabe mittels einer ganz oder teilweise Unterdrückung der Gaspedalfunktion ein Wegfahren des Fahrzeugs verhindert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Intervall zwischen einer zweiten Schwellentemperatur, die höher als die erste Schwellentemperatur ist, und der ersten Schwel lentemperatur Gangeinlegen vorwärts in einen definierten festen Gang und Gangeinlegen rückwärts zugelassen wird, wobei der nach Gangeinlegen vorwärts eingelegte Gang nicht durch Hochschalten oder durch Rückschalten verlassen werden kann, sondern ausschließlich durch Gangauslegen.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperre solange aufrecht erhalten bleibt, bis die Getriebetemperatur die zweite Schwellentemperatur überschritten hat.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperre bei Automatgetrieben mit elektronischer Steuerung durch entsprechende Software-Zusatzfunktionen realisiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Sicherheit beim Schalten während des Gangeinlegens ein Motoreingriff durchgeführt wird, bis das Getriebe eine abgeschlossene Schaltung erkennt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn nach dem Start eine Absenkung der erfassten Temperatur auftritt, welche eine Unterschreitung einer Schwellentemperatur zur Folge hat, die Schutzfunktion für die dadurch erreichte Temperaturstufe nicht mehr nachträglich aktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer durch optische Anzeigen und/oder akustische Signale auf die Aktivierung einer Schutzfunktion hingewiesen wird.