DE10356380A1

DE10356380A1 - Verfahren zur Steuerung eines Gangwechsels

Info

Publication number: DE10356380A1
Application number: DE2003156380
Authority: DE
Inventors: Götz Hangen; Rainer Klösel
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2023-12-04
Also published as: DE10356380B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Gangwechsels für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe, einem Getriebesteuergerät, das den Gangwechsel entsprechend mindestens einem Schaltkennlinienfeld steuert und mit einem Motorsteuergerät kommuniziert, wobei bei Erkennung eines Fehlers durch das Motorsteuergerät das Automatikgetriebe in einen Notfahrbetrieb geschaltet wird und dem Automatikgetriebe eine abgesenkte Abregeldrehzahl zugeordnet wird.
Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Gangwechsel von einem ersten Gang, in dem sich das Kraftfahrzeug befindet, in einen zweiten Gang lediglich durchführbar ist, wenn eine dem Schaltkennlinienfeld entsprechende Motordrehzahl des zweiten Ganges kleiner ist als die Abregeldrehzahl.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines Gangwechsels für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe, einem Getriebesteuergerät, das den Gangwechsel entsprechend mindestens eines Schaltkennlinienfeldes steuert und mit einem Motorsteuergerät kommuniziert, wobei bei Erkennung eines Fehlers durch das Motorsteuergerät das Automatikgetriebe in einen Notfahrbetrieb geschaltet wird und dem Automatikgetriebe eine abgesenkte Abregeldrehzahl zugeordnet wird.
Aus der Praxis ist es bekannt, dass bei Auftritt einer Störung, z.B. eines Kurbelwellen-, eines Nockenwellensensorausfalles oder eines Ausfalles eines Klopfsensors, ein Notfahrprogramm für den Motor aktiviert wird. Hierbei wird dem Motor eine Motorabregeldrehzahl zugeordnet, welche deutlich abgesenkt ist, um den Motor vor eventuellen Schäden wirksam zu schützen bzw. aufgrund des Sensorausfalles überhaupt noch einen Motorbetrieb zu ermöglichen. Der Fahrer kann das Fahrzeug trotz der abgesenkten Abregeldrehzahl in eine Servicewerkstatt fahren, in der die entstandene Störung behoben werden kann. Insbesondere bei automatisch schaltenden Getrieben ergeben sich jedoch für den Fahrer unter Umständen unerwartete Fahrzeugreaktionen, die sich auf das Fahrzeugfahrverhalten erheblich negativ auswirken können. Befindet sich beispielsweise ein Fahrzeug in einem Notlaufbetrieb, bei dem die abgesenkte Abregeldrehzahl zum Beispiel 3800 U/min beträgt, und das Fahrzeug fährt in einem hohen Gang (5. Gang) mit einer Motordrehzahl von circa 3500 U/min, kann bei einem Überholvorgang nun folgendes Problem auftreten: Setzt der Fahrer zu einem zügigen Überholmanöver an, wird das Gaspedal dementsprechend stark betätigt, wodurch das Schaltprogramm eine Rückschaltung über einen oder mehrere Gänge auslöst (beispielsweise Kick-Down-Betrieb). Die Getriebesteuerung sorgt hierbei dafür, dass das Automatikgetriebe in den entsprechenden Zielgang geschaltet wird. Aufgrund der Übersetzungsänderung im Getriebe kann somit der Fall auftreten, dass der tiefere Gang eine Synchrondrehzahl des Motors aufweist, die deutlich über der Abregeldrehzahl liegt. Die negative Konsequenz ist, dass der Motor in diesem Fall nicht mehr befeuert wird und in den Schubbetrieb geht. Hierdurch wird das Fahrzeug, anstatt beschleunigt zu werden, durch den oben beschriebenen Vorgang während des Überholmanövers durch die vorliegenden Schleppmomente abgebremst. Folglich kann der Fahrer durch eine derartige Fahrzeugreaktion im Straßenverkehr erheblich in Gefahr gebracht werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung eines Automatikgetriebes bereitzustellen, bei dem in einem Notfahrbetrieb die oben genannten Nachteile vermieden werden, insbesondere es nicht zu unerwarteten Fahrzeugreaktionen kommt, die sicherheitskritisch für den Fahrer sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Erfindungsgemäß ist im Notfahrbetrieb der Gangwechsel von einem ersten Gang, in dem sich das Kraftfahrzeug befindet, in einen zweiten Gang lediglich durch führbar, wenn eine dem Schaltprogramm entsprechende Motordrehzahl des zweiten Ganges kleiner ist als die Abregeldrehzahl. Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass das Automatikgetriebe lediglich nur noch in die Gänge zurückgeschaltet und/oder hochgeschaltet wird, bei denen die Schaltkennlinie eine Motordrehzahl für den zweiten Gang aufweist, die unterhalb der Abregeldrehzahl liegt. Somit kommt es gar nicht zu den oben beschriebenen Gangwechseln, bei denen beispielsweise der zweite Gang eine ermittelte Motordrehzahl aufweist, die höher ist als die abgesenkte Abregeldrehzahl, wodurch eine Bremsung der Kraftfahrzeuges entsteht, obwohl eine Beschleunigung durch den Fahrer angestrebt ist.

Zweckmäßigerweise ermittelt bei einem Hochschalten von dem ersten Gang in den zweiten Gang das Getriebesteuergerät im Notfahrbetrieb einen Schaltpunkt, bei dem die Motordrehzahl des ersten Ganges unterhalb der Abregeldrehzahl liegt. Wird beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeuges langsam erhöht, wird das Automatikgetriebe so gesteuert, dass die Motordrehzahl des jeweiligen Ganges maximal zu der Drehzahl erhöht wird, die der Abregeldrehzahl entspricht.

Des Weiteren ermittelt bei einem Rückschalten von dem ersten Gang in den zweiten Gang das Getriebesteuergerät im Notfahrbetrieb einen Schaltpunkt, bei dem die Motordrehzahl des zweiten Ganges unterhalb der Abregeldrehzahl liegt. Somit entsteht auch beim Runterschalten in einen tieferen Gang nicht die Gefahr, dass die Abregeldrehzahl tiefer ist als die neue Synchrondrehzahl, wodurch eine unerwartete Fahrzeugreaktion vermieden werden kann.

Zweckmäßigerweise werden manuelle Schaltbefehle von einem zum Beispiel durch einen Wählhebel und/oder von entsprechenden Lenkradschalttasten, im Notfahrbetrieb nicht umgesetzt beziehungsweise sind blockiert.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Warneinrichtung für den Notfahrbetrieb mit dem Getriebesteuergerät und/oder mit dem Motorsteuergerät verbunden, die für eine bestimmte Zeit nach Eintritt des Notfahrbetriebes aktiviert ist. Das Motorsteuergerät kann ein Signal der Warneinrichtung geben, dass eine oben genannte Störung vorliegt. Die Warneinrichtung kann in einer bevorzugten Ausführung ein optisches und/oder ein akustisches Signal für den Fahrer abgeben, damit diesem bewusst gemacht wird, dass das Fahrzeug sich in einem Notfahrbetrieb befindet. Hierbei kann beispielsweise im Bereich der Armatur ein Leuchtelement zum Anzeigen der Störung vorgesehen sein.

Erfindungsgemäß ist in dem Mikroprozessor ein Schaltkennlinienfeld gespeichert, anhand dessen die jeweiligen Schaltpunkte für ein Hochschalten beziehungsweise für ein Runterschalten ermittelt werden. Die Getriebesteuerung kann beispielsweise unterschiedliche Schaltkennlinien zur Auswahl haben, die zum Beispiel für einen Winter-, Sport- oder einen ökonomischen Betrieb sind.

Vorzugsweise ist im Mikroprozessor ein Notfahrschaltkennlinienfeld gespeichert. Bei diesem Notfahrschaltkennlinienfeld sind die Schaltpunkte entsprechend der abgesenkten Abregeldrehzahl angepasst. Erkennt das Motorsteuergerät einen Fehler, teilt es dieses dem Mikroprozessor des Getriebesteuergeräts mit, wodurch für die weitere Fahrt des Fahrzeuges ein neues Schaltkennlinienfeld angepasst an die Abregeldrehzahl für die entsprechende Schaltpunktbestimmung verwendet wird. Vorteilhaft erweise weist der Mikroprozessor mehrere Schaltkennlinienfelder für den Notfahrbetrieb auf. Da die Abregeldrehzahl in Abhängigkeit von dem jeweiligen detektierten Fehler unterschiedlich sein kann, ist es von Vorteil mehrere Schaltkennlinienfelder zur Verfügung zu haben. Bei einem Nockenwellensensorausfall kann beispielsweise die Abregeldrehzahl höher sein als bei einem Ausfall eines Klopfsensors.

Bei einer Alternative der Erfindung weist der Mikroprozessor ein dynamisches System auf, bei dem das Motorsteuergerät ständig die aktuelle Abregeldrehzahl dem Getriebesteuergerät übermittelt. Mit dieser Information errechnet sich der Mikroprozessor vor jeder Rückschaltung die neue Motordrehzahl aus und vergleicht sie mit der aktuellen Abregeldrehzahl. Dasselbe gilt, wenn im aktuellen Gang der Motor in Richtung Abregeldrehzahl beschleunigt wird. Hierbei löst der Mikroprozessor rechtzeitig eine Hochschaltung aus, bevor die Abregeldrehzahl erreicht wird. Ein derartiges dynamisches Überwachungssystem sorgt dafür, dass sowohl im Normalfahrbetrieb als auch während des Notfahrbetriebes ein Fahren in die Abregeldrehzahl verhindert wird. Tritt beispielsweise während des Notfahrbetriebes ein weiterer Fehler auf, bei dem eine noch niedrigere Abregeldrehzahl notwendig ist, wird dem Getriebesteuergerät die neue Abregeldrehzahl mitgeteilt, wodurch es dann mit dieser neuen Abregeldrehzahlinformation die Berechnungsroutinen durchführt. Es kann ebenfalls vorkommen, dass für einen eventuell auftretenden Fehler eine bestimmte Abregeldrehzahl bestimmt wird, jedoch diese aufgrund technischer Erkenntnisse später erhöht oder gesenkt wird. Da das Überwachungssystem zu jeder Zeit die entsprechende Abregeldrehzahl für den jeweiligen Fehler dem Getriebesteuergerät übermittelt, kann eine optimale Schaltpunktermittlung erzielt werden.

Damit eine optimale Schaltpunktermittlung erzielt werden kann, erhält das Getriebesteuergerät vorzugsweise über einen Datenbus Signale, insbesondere über die Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl und über die Gaspedalstellung, wobei der Datenbus ein CAN-Bus (Controller Area Network) sein kann.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Steuerung eines Kraftfahrzeuges mit einem Automatikgetriebe und

2 eine Hochschalt- und eine Rückschaltkennlinie in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrpedalstellung.

Gemäß 1 wird in vereinfachter schematischer Darstellung das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines Gangwechsels mit einem Automatikgetriebe dargestellt, welches sich in einem Notlaufbetrieb befindet. Zunächst erkennt ein Motorsteuergerät einen Fehler. Um mögliche Schäden am Motor zu vermeiden, wird eine dem Fehler entsprechende, abgesenkte Abregeldrehzahl bestimmt. Diese Abregeldrehzahl wird anschließend dem Getriebesteuergerät übermittelt. Das Getriebesteuergerät ist über einen Prozessor verbunden, in dem unterschiedliche Schaltkennlinienfelder abgespeichert und abrufbar sind. Der Mikroprozessor entnimmt hierbei entsprechend der jeweiligen Abregeldrehzahl ein Schaltkennlinienfeld, anhand diesem die Schaltpunkte für den Notfahrbetrieb festgelegt sind. Das Automatikgetriebe wird nun durch das Getriebesteuergerät mit den geänderten Schaltpunkten betrieben.
2 zeigt in stark vereinfachter Darstellung, wie die Schaltpunkte hinsichtlich des Notfahrbetriebes innerhalb einer Hochschalt – 1 und Rückschaltkennlinie 2 sich verändern. Weist das Fahrzeug – ohne Störung – eine Geschwindigkeit x1 auf mit einer Fahrpedalstellung y1 und entschließt sich der Fahrer zügig zu beschleunigen, in dem er das Fahrpedal komplett herunterdrückt (Fahrpedalstellung bei y2 = 100%), verhält sich das Getriebe in folgender Art: Das Fahrzeug weist kurz nach dem Herunterdrücken des Gaspedals mehr oder weniger immer noch die gleiche Geschwindigkeit x1 auf. Verläuft man nun ausgehend von der Geschwindigkeit x1 parallel zur Fahrpedalachse y nach oben, trifft man auf den Punkt A der Rückschaltkennlinie. Dieser Schaltpunkt A ist mit eine entsprechenden Drehzahl hinterlegt, die die Synchrondrehzahl des niedrigeren Gang ist.
Bei einem Notlaufbetrieb werden die Schaltpunkte nun derart geändert, dass bestimmte Gangwechsel beim Zurück- oder Höherschalten ausgeschlossen werden. Hinsichtlich des oben genannten Beispiels ist gemäß der 2 eine Rückschaltung bei den Geschwindigkeiten x2 bis x3 möglich, da die Abregeldrehzahl höher ist als die Synchrondrehzahl des niedrigeren Ganges. Eine Rückschaltung ab der Geschwindigkeit x3 wird durch die geänderte, parallel zur Fahrpedalachse verlaufende Schaltkennlinie 3 ausgeschlossen. Ferner ist die geänderte Schaltkennlinie 4 hinsichtlich der Hockschaltkennlinie 1 mit angeführt.

1: Hochschaltkennlinie
2: Rückschaltkennlinie
3: geänderte Rückschaltkennlinie
4: geänderte Hochschaltkennlinie

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Gangwechsels für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe, einem Getriebesteuergerät, das den Gangwechsel entsprechend mindestens einem Schaltkennlinienfeld steuert und mit einem Motorsteuergerät kommuniziert, wobei bei Erkennung eines Fehlers durch das Motorsteuergerät das Automatikgetriebe in einen Notfahrbetrieb geschaltet wird und dem Automatikgetriebe eine abgesenkte Abregeldrehzahl zugeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Gangwechsel von einem ersten Gang, in dem sich das Kraftfahrzeug befindet, in einen zweiten Gang lediglich durchführbar ist, wenn eine dem Schaltkennlinienfeld entsprechende Motordrehzahl des zweiten Ganges kleiner ist als die Abregeldrehzahl.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Hochschalten von dem ersten Gang in den zweiten Gang das Getriebesteuergerät im Notfahrbetrieb einen Schaltpunkt ermittelt, bei dem die Motordrehzahl des ersten Ganges unterhalb der Abregeldrehzahl liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Rückschalten von dem ersten Gang in den zweiten Gang das Getriebesteuergerät im Notfahrbetrieb einen Schaltpunkt ermittelt, bei dem die Motordrehzahl des zweiten Ganges unterhalb der Abregeldrehzahl liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass manuelle Schaltbefehle von einem Wählhebel und/oder Lenkradschalttasten, wodurch unterschiedliche Gänge von einem Fahrer wählbar sind, im Notfahrbetrieb blockiert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Warneinrichtung für den Notfahrbetrieb mit dem Getriebesteuergerät und/oder mit dem Motorsteuergerät verbunden ist, die für eine bestimmte Zeit nach Eintritt des Notfahrbetriebes aktiviert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Warneinrichtung ein optisches und/oder ein akustisches Signal auslöst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebesteuergerät einen Mikroprozessor aufweist, in dem das Schaltkennlinienfeld gespeichert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mikroprozessor mindestens ein Notfahrschaltkennlinienfeld gespeichert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Notfahrbetrieb die Schaltpunkte entsprechend des Notfahrschaltkennlinienfeldes ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor ein dynamisches System aufweist, bei dem das Motorsteuergerät ständig die aktuelle Abregeldrehzahl dem Getriebesteuergerät übermittelt, das entsprechend der Abregeldrehzahl Hochschaltungen früher ausführt oder Rückschaltungen verhindert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebesteuergerät über ein Datenbussystem Signale, insbesondere über die Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl und Gaspedalstellung, erhält.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenbussystem ein CAN-Bus ist.
Computerprogramm-Produkt zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte in ein in dem Computerprogramm-Produkt gespeichertes Programm integriert sind.
Steuergerät derart ausgebildet, dass das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche im Steuergerät ausführbar ist.