DE19742815A1 - Steuerung für ein Automatikgetriebe - Google Patents

Steuerung für ein Automatikgetriebe

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DE19742815A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung und ein Verfahren zum Steuern eines Automa­ tikgetriebes eines Kraftfahrzeuges mit einer Wandler-Kupplung in einem Triebstrang des Automatikgetriebes, einem Mittel zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Mittel zum Erfassen einer Betätigung eines Gaspedals und einem Mittel zum Erfassen einer Stel­ lung einer Drosselklappe eines Antriebsaggregats, wobei eine Getriebesteuerung bei Erfas­ sen des Stillstands des Fahrzeugs und bei Erfassen einer geschlossenen Stellung der Dros­ selklappe die Kupplung automatisch ausrückt.
Fahrzeuge mit Automatikgetriebe und Wandler-Kupplung weisen einen höheren Kraftstoff­ verbrauch als Fahrzeuge mit Handschaltgetrieben auf. Die Ursachen liegen in höheren Ge­ triebeverlusten im Fahrbetrieb sowie in einem vom Motor im Fahrzeugstillstand zusätzlich aufzubringendem Moment zur Überwindung des Wandlerschlupfes bei eingelegter Fahr­ stufe, was zu dem bekannten Kriechverhalten des Fahrzeuges führt und den Fahrer zur Be­ tätigung der Bremse nötigt.
Eine bekannte Abhilfemaßnahme hierzu ist eine mechanische Abkopplung durch das Öffnen einer Getriebekupplung, was jedoch den Nachteil hat, daß beim Gasgeben zunächst die Motordrehzahl ansteigt und dann zeitlich verzögert die Kupplung schließt. Dies führt zu ei­ nem unangenehm verzögerten Anfahrverhalten und zu einem Anfahrruck infolge der schon höheren Motordrehzahl. Hieraus resultieren auch Rangierprobleme, da sich das Fahrzeug im wesentlichen "hüpfend" bewegt. Ferner hat ein im Stillstand mechanisch abgekoppeltes Automatikgetriebe für den gewohnten Automatikfahrer insofern ein ungewöhnliches Verhal­ ten, als das Fahrzeug kein Kriechverhalten mehr aufweist. Beispielsweise tritt daher an Stei­ gungen ein unerwartetes Rückwärtsrollen auf.
Aus der EP-B1-0 375 162 ist beispielsweise ein Fahrzeugkupplungs-Steuerungssystem be­ kannt, bei dem eine Einrichtung zum Bestimmen eines Kupplungseinrückbetrages vorgese­ hen ist, wobei eine Feinsteuerung bei geringer Geschwindigkeit durch Drücken und Loslas­ sen des Bremspedals erzielt wird. Hierzu werden für verschiedene Gänge vorbestimmt Kennlinien für einen Kupplungseinrückbetrag entsprechend auftretenden Bremskräften verwendet. Dieses System hat jedoch den Nachteil, daß keine Vorkehrung für den Fall ge­ troffen ist, daß im Fahrzeugstillstand und nicht betätigter Fußbremse kein Antriebsmoment benötigt wird.
Aus der EP-B1-0 172 601 ist ein Steuersystem für ein stufenloses Getriebe und eine elek­ tromagnetische Kupplung bekannt, bei dem beim Abbremsen eine Kraftstoffzufuhr an einen Motor unterbrochen und bei automatischem Lösen der Kupplung wieder eingeschaltet wird, so daß der Motor nicht zum Stillstand kommt. Hierbei ist jedoch im Stillstand das Getriebe immer vom Motor abgekuppelt, so daß keinerlei Kriechverhalten auftritt.
In der DE-OS-30 28 250 wird eine Vorrichtung zur automatischen Betätigung einer Kraft­ fahrzeugreibungskupplung beschrieben. Hierbei ist die Kupplung unabhängige von einer Motordrehzahl ausgekuppelt und das Einkuppeln erfolgt abhängig von der Motordrehzahl gemäß einer vorgegebenen Charakteristik. Verschiedene Auskuppelbedingungen stellen sicher, daß beim Abbremsen des Fahrzeugs zum Stillstand ausgekuppelt wird. Beim Anfah­ ren mit wenig Gas erfolgt das Einrücken der Kupplung mit einer Verzögerung. Unterhalb ei­ ner vorgegebenen Motordrehzahl bleibt die Kupplung ausgerückt. Dieses System nimmt einem Fahrer lediglich die manuelle Bedienung einer Reibkupplung ab und verhindert ein Abwürgen des Motors im Stillstand und gewährleistet ein weiches Einkuppeln beim Anfah­ ren. Ein Kriechverhalten wird durch diese Steuerung jedoch vollständig ausgeschlossen.
Aus dem Deutschen Gebrauchsmuster 73 21 387 ist es bekannt, einen getriebenen Kupp­ lungsteil bzw. eine Abtriebswelle mit einer Bremse zu stoppen, um in einer Lamellenkupp­ lung ein unbeabsichtigtes Drehen der Abtriebswelle durch eine Drehmomentübertragung z. B. durch noch kaltes Schmiermittel zu verhindern. Hierbei bleibt aber ein Widerstand in der Lamellenkupplung vorhanden, gegen den der Motor arbeiten muß, so daß trotz verhinderter Drehmomentübertragung ein erhöhter Leistungsbedarf vorhanden ist und damit ein erhöhter Kraftstoffverbrauch nicht verhindert wird. Ein Kriechverhalten ist ebenfalls nicht möglich.
Aus der DE-PS-31 45 630 ist eine Steueranordnung für eine Elektromagnetkupplung eines Kraftfahrzeuges bekannt. Beim Niederdrücken eines Gaspedals im Leerlaufbetrieb wird die Elektromagnetkupplung derart gesteuert, daß diese allmählich in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl einrückt, so daß ein weiches Anfahren möglich ist. Wiederum berücksichtigt dieses System lediglich die Automation einer Reibkupplungsbetätigung. Im Stillstand ist des Getriebe permanent vom Motor getrennt. Ein Kriechverhalten ist nicht vorhanden.
Aus der DE-OS-39 18 428 ist eine Anordnung zur Steuerung einer Kraftfahrzeug-Reibungs­ kupplung bekannt. Bei stillstehendem Fahrzeug wird die Kupplung ausgerückt, wenn sich zusätzlich ein Fahrpedal in Ruhestellung befindet. Beim Anfahren wird die Kupplung abhän­ gig von einer Motordrehzahl eingerückt. Für einen Rangierbetrieb wird zusätzlich zur Ruhe­ position ein vorbestimmter Auslenkbereich des Fahrpedals erfaßt. Dies hat den Nachteil, daß zum Rangieren das Gaspedal betätigt werden muß, ein Fuß eines Fahrers also von der Bremse entfernt wird. Der gewohnte Automatikfahrer bevorzugt jedoch ein Kriechverhalten des Fahrzeugs, bei dem er lediglich durch mehr oder weniger starkes Betätigen der Bremse die Fahrzeugbewegung regulieren kann. Dies ist bei dieser Anordnung nicht möglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steueranordnung und ein Verfahren der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei der Kraftstoffver­ brauch eines Automatikgetriebes mit Wandler-Kupplung minimiert wird, bei gleichzeitiger Beibehaltung der Vorteile des Kriechverhaltens dieses Systems.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Steueranordnung der obengenannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren der oben­ genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß bei Erfassen einer Betätigung des Gaspe­ dals die Kupplungssteuerung die Kupplung wenigstens teilweise einrückt und ein Verzöge­ rungsglied vorgesehen ist, welches das Öffnen der Drosselklappe soweit verzögert, bis die Kupplung um einen vorbestimmten Bereich eingerückt ist, und/oder daß die Getriebesteue­ rung einen Ausgang zum Betätigen einer Bremse aufweist, wobei diese die Bremse betätigt, wenn die Kupplung ausgerückt wird, und/oder daß eine Verzögerungseinrichtung vorgesehen ist, die nach Einlegen einer Fahrstufe bei stillstehendem Fahrzeug die Kupplung erst nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit ausrückt, und/oder daß an einem Fahrstufenwählhe­ bel ein Kontakt vorgesehen ist, welcher bei Berührung des Fahrstufenwählhebel auslöst und zum Schließen der Kupplung führt.
Dies hat den Vorteil, daß ein weicher Anfahrbetrieb erzielt wird. Ferner wird beim endgülti­ gen Auskuppeln ein unbeabsichtigtes Rollen des Fahrzeugs automatisch vermieden. Ferner bleibt für eine vorbestimmte Zeitspanne ein Kriechverhalten erhalten, das zum Rangieren genutzt werden kann. Schließlich kann ein Fahrer selbst durch Berühren des Fahrstufen­ wählhebels oder durch Betätigen eines Kontakts an diesem das Kriechverhalten selbst aus­ lösen, wogegen ausgekuppelt bleibt und somit Kraftstoff eingespart wird, solange kein Kriechverhalten benötigt wird.
In besonders vorteilhafter Weise kann dabei ein bei Berührung des Fahrstufenwählhebels automatisch auslösender Kontakt oder ein von einem Fahrer gezielt manuell zu bedienender Kontakt am Fahrstufenwählhebel realisiert werden.
In vorteilhafter Weise ist die Bremse eine zusätzliche Bremse an einem Getriebeausgang oder es wird ein vorhandenes Bremssystem genutzt, welches von der Getriebesteuerung betätigt wird. Solche Bremsen können beispielsweise die Fahrzeugradbremse oder eine in­ nerhalb des Getriebegehäuses integrierte Bremse (Schaltglied) sein. Die gewünschte Bremswirkung kann aber auch dadurch erreicht werden, daß durch gleichzeitige Schaltung von zwei Gängen eine Drehblockierung des Getriebe eingestellt wird. Dies verhindert ein unbeabsichtigtes Rollen des Fahrzeugs beim Ausrücken der Kupplung.
Eine Optimierung des automatisch zur Verfügung gestellten Kriechverhaltens erzielt man dadurch, daß die Verzögerungseinrichtung einen Zeitabschnitt nach dem letztmaligen Erfas­ sen einer Fahrzeugbewegung wirksam bleibt. Dies stellt sicher, daß die Kupplung nicht aus­ gerückt wird, während sich das Fahrzeug beispielsweise noch in einem Rangierbetrieb be­ findet.
Bei einem Verfahren der obengenannten Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß bei einem Anhaltevorgang bei geschlossener Drosselklappe und Fahrzeugstillstand nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit die Kupplung ausrückt und eine Bremse betätigt wird. Bei einem Anfahrvorgang, sensiert durch Erfassen einer Betätigung des Gaspedals wird die Kupplung wenigstens teilweise eingerückt und das Öffnen der Drosselklappe soweit verzö­ gert wird, bis die Kupplung um einen vorbestimmten Bereich eingerückt ist. Außerdem kann bei einem Anfahrvorgang vorgesehen sein, daß bei Berührung eines Fahrstufenwählhebel ein Kontakt ausgelöst wird, der zum Schließen der Kupplung führt. Dies hat den Vorteil, daß ein weicher Anfahrbetrieb erzielt wird. Ferner wird beim endgültigen Auskuppeln ein unbe­ absichtigtes Rollen des Fahrzeugs automatisch vermieden. Ferner bleibt für eine vorbe­ stimmte Zeitspanne ein Kriechverhalten erhalten, das zum Rangieren genutzt werden kann. Schließlich kann ein Fahrer selbst durch Berühren des Fahrstufenwählhebels oder durch Betätigen eines Kontakts an diesem das Kriechverhalten selbst auslösen, wogegen ausge­ kuppelt bleibt und somit Kraftstoff eingespart wird, solange kein Kriechverhalten benötigt wird.
Eine Verbesserung der automatisch zur Verfügung gestellten Kriecheigenschaft wird da­ durch erzielt, daß die vorbestimmte Verzögerungszeit nach dem letztmaligen Erfassen einer Fahrzeugbewegung durch das Mittel zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird. Dies stellt sicher, daß die Kupplung nicht ausgerückt wird, während sich das Fahrzeug beispielsweise noch in einem Rangierbetrieb befindet.
In vorteilhafter Weise wird der Kontakt bei Berühren des Fahrstufenwählhebel automatisch oder von einem Fahrer gezielt manuell ausgelöst.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Steueranordnung.
Ein Motor 10 treibt über einen Triebstrang 40, eine Wandler-Kupplung 12, ein Getriebe 14 und ein Differential 16 die Antriebsräder 18 an. Eine Getriebesteuerung 24 steuert die Betäti­ gung von Kupplung 12 und Getriebe 14. Ein Fahrstufenwählhebel 38 dient zur Auswahl ver­ schiedener Fahrstufen durch eine Bedienungsperson. Ferner steuert ein Gaspedal 20 das Öffnen und Schließen einer Drosselklappe 30 des Motors 10.
Ein Mittel 22 registriert eine Betätigung des Gaspedals 20 und gibt ein entsprechendes Si­ gnal an die Getriebesteuerung 24 ab. Ferner sensiert ein Mittel 28 die Stellung der Drossel­ klappe 30.
Beim geringsten Betätigen des Gaspedals 20 wird zunächst durch ein Signal von dem Mittel 22 die Getriebesteuerung 24 veranlaßt, die Kupplung 12 zu schließen. Gleichzeitig gibt die Getriebesteuerung 24 eine Anweisung an ein Verzögerungsglied 32 die Drosselklappe 30 nicht sofort, sondern verzögert zu öffnen. Beispielsweise könnte die Getriebesteuerung 24 die Drosselklappenfunktion über das Verzögerungsglied 32 so lange aussetzten, bis eine vorbestimmte Einrückstufe der Kupplung 12 erreicht ist und anschließend mittels eines Si­ gnals an das Verzögerungsglied 32 die Drosselklappenfunktion freigeben. Es ist jedoch auch eine einfache Übergabe einer Verzögerungszeit durch das Verzögerungsglied 32 möglich, so daß die Drosselklappe entsprechend verzögert öffnet.
Wird von der Getriebesteuerung 24 im Stillstand die Kupplung 12 geöffnet, so steuert die Getriebesteuerung 24 zusätzlich eine Bremse 42 am Ausgang des Getriebes 14 an, was ein Wegrollen des Fahrzeugs z. B. am Berg verhindert. Selbstverständlich könnte die von der Getriebesteuerung 24 betätigte Bremse auch eine bereits vorhandene Bremse sein, die bei­ spielsweise direkt auf die Antriebsräder 18 wirkt.
Wird bei Stillstand des Fahrzeugs über den Hebel 38 eine Fahrstufe gewählt, so schließt die Getriebesteuerung die Kupplung 12 und öffnet gleichzeitig die Bremse 42. Dies erlaubt einer Bedienungsperson für eine vorbestimmte Zeit zum Rangieren ein Kriechverhalten der Wandler-Kupplung zu nutzen und das Fahrzeug nur durch mehr oder weniger starkes Betä­ tigen der Bremse zu bewegen.
In vorteilhafter Weise wertet dabei die Verzögerungseinrichtung 34 zusätzlich das Signal des Mittels 26 zum Erfassen einer Fahrzeugbewegung aus. Die Verzögerungszeit beginnt dann nach jeder sensierten Bewegung erneut zu laufen, so daß die Kupplung 12 erst dann geöff­ net wird, wenn ein Rangiermanöver abgeschlossen ist.
Sollte eine Bedienungsperson nach dem Öffnen der Kupplung 12 und eingelegter Fahrstufe noch einmal rangieren wollen oder aus einem sonstigen Grund, beispielsweise im Stau, das Kriechverhalten der Wandler-Kupplung 12 nutzen wollen, so ist am Fahrstufenwählhebel 38 ein Schalter 36 vorgesehen, der bei Betätigung ein Signal an die Getriebesteuerung 24 ab­ gibt und diese veranlaßt, die Kupplung 12 wenigstens teilweise einzurücken. Dieser Schalter kann automatisch auf Berührung des Hebels 38 reagieren oder optional auch so ausgelegt sein, daß er gezielt und bewußt von der Bedienungsperson betätigt werden muß.
Bezugszeichenliste
10
Motor
12
Wandler-Kupplung
14
Getriebe
16
Differential
18
Antriebsräder
20
Gaspedal
22
Mittel zur Erfassung der Betätigung eines Gaspedals
24
Getriebesteuerung
26
Mittel zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit
28
Mittel zum Erfassen der Stellung einer Drosselklappe
30
Drosselklappe
32
Verzögerungsglied
34
Verzögerungseinrichtung
36
Kontakt am Fahrstufenwählhebel
38
Fahrstufenwählhebel
40
Triebstrang
42
Bremse.

Claims (13)

1. Steueranordnung zum Steuern eines Automatikgetriebes (14) eines Kraftfahrzeuges mit einer Wandler-Kupplung (12) in einem Triebstrang (40) des Automatikgetriebes (14), einem Mittel (26) zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Mittel (22) zum Erfassen einer Betätigung eines Gaspedals (20) und einem Mittel (28) zum Erfassen einer Stellung einer Drosselklappe (30) eines Antriebsaggregats (10), wobei eine Getriebesteuerung (24) bei Erfassen des Stillstands des Fahrzeugs und bei Er­ fassen einer geschlossenen Stellung der Drosselklappe (30) die Kupplung (12) auto­ matisch ausrückt,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Erfassen einer Betätigung des Gaspedals (20) die Getriebesteuerung (24) die Kupplung (12) wenigstens teilweise einrückt und ein Verzögerungsglied (32) vor­ gesehen ist, welches das Öffnen der Drosselklappe (30) soweit verzögert, bis die Kupplung (12) um einen vorbestimmten Bereich eingerückt ist, und/oder
daß die Getriebesteuerung (24) einen Ausgang zum Betätigen einer Bremse (42) aufweist, wobei diese die Bremse (42) betätigt, wenn die Kupplung (12) ausgerückt wird, und/oder
daß eine Verzögerungseinrichtung (34) vorgesehen ist, die nach sensiertem Fahr­ zeugstillstand und bei geschlossener Drosselklappe (30) die Kupplung (12) erst nach einer bestimmten Verzögerungszeit öffnet,
oder daß für einen Anfahrvorgang, bei dem der Fahrstufenwählhebel (38) betätigt wird, an diesem Hebel (38) ein Betätigungskontakt (36) vorgesehen ist, welcher bei Berührung ein Signal zum Schließen der Kupplung (12) auslöst.
2. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse eine zusätzliche Bremse (42) an einem Getriebeausgang ist.
3. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse ein vorhandenes Bremssystem ist, welches von der Getriebesteuerung (24) betätigt wird.
4. Steueranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremswirkung durch gleichzeitiges Schalten von zwei Getriebestufen infolge Ge­ triebeblockierung wirksam wird.
5. Steueranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (34) einen Zeitabschnitt nach dem letztmaligen Erfas­ sen einer Fahrzeugbewegung des Mittels (26) zum Erfassen einer Fahrzeugge­ schwindigkeit erfaßt.
6. Steueranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (36) ein bei Berührung des Fahrstufenwählhebel (38) automatisch auslö­ sender Kontakt (36) ist.
7. Steueranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (36) ein von einem Fahrer gezielt manuell zu bedienender Kontakt (36) am Fahrstufenwählhebel (38) ist.
8. Verfahren zum Steuern eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeuges mit einer Wandler-Kupplung in einem Triebstrang des Automatikgetriebes, einem Mittel zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Mittel zum Erfassen einer Betäti­ gung eines Gaspedals und einem Mittel zum Erfassen einer Stellung einer Drossel­ klappe eines Antriebsaggregats, wobei bei Erfassen des Stillstands des Fahrzeugs und bei Erfassen einer geschlossenen Stellung der Drosselklappe die Kupplung au­ tomatisch ausgerückt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Erfassen einer Betätigung des Gaspedals die Kupplung wenigstens teilweise eingerückt und das Öffnen der Drosselklappe soweit verzögert wird, bis die Kupplung um einen vorbestimmten Bereich eingerückt ist und/oder
daß eine Bremse betätigt wird, wenn die Kupplung ausgerückt wird und/oder
daß nach Einlegen einer Fahrstufe bei stillstehendem Fahrzeug die Kupplung erst nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit ausgerückt wird und/oder daß bei Berührung eines Fahrstufenwählhebel ein Kontakt ausgelöst wird, der zum Schließen der Kupplung führt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Bremse an einem Getriebeausgang angesteuert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorhandenes Bremssystem innerhalb des Getriebegehäuses oder eine Rad­ bremse angesteuert wird.
11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Verzögerungszeit nach dem letztmaligen Erfassen einer Fahrzeug­ bewegung durch das Mittel zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird.
12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt bei Berühren des Fahrstufenwählhebel automatisch ausgelöst wird.
13. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt von einem Fahrer gezielt manuell ausgelöst wird.
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