DE19826059B4

DE19826059B4 - Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes

Info

Publication number: DE19826059B4
Application number: DE19826059A
Authority: DE
Inventors: Markus Henneken; Kai-Uwe Herbster; Friedemann Jauch; Thomas Mauz; Franz-Josef Schuler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-06-12
Filing date: 1998-06-12
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2018-06-13
Also published as: JP4230055B2; US6263273B1; DE19826059A1; JP2000205405A

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes in einem Fahrzeug, bei dem eine elektronische Getriebesteuerung (4) einen Fahrzustand Niederreibwert setzt, wenn Schlupf an den Antriebsrädern des Fahrzeuges dedektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzustand Niederreibwert ebenfalls gesetzt wird, wenn eine ABS-Bremsung (ABS = 1) erkannt wird, wobei mittels einer ABS-Bewertungsfunktion (S5 bis S7) aus der Ist-Beschleunigung des Fahrzeuges oder einer der Ist-Beschleunigung entsprechenden Größe maßgeblich Zähleroffsetwerte (Z(OFF)) bestimmt werden bzw. mit auftretendem Schlupf mittels einer Schlupfbewertungsfunktion (S8 bis S10) aus dem Soll-/Ist-Vergleich (a(DIFF)) der Fahrzeug-Beschleunigung oder einer dem Soll-/Ist-Vergleich der Fahrzeug-Beschleunigung entsprechenden Größe maßgeblich Zähleroffsetwerte (Z(OFF)) bestimmt werden, und wobei die elektronische Getriebesteuerung (4) einen Winterbetrieb (S15) aktiviert, wenn ein aus den bestimmten Zähleroffsetwerten (Z(OFF)) summierter Zählerstand (Z) einen Grenzwert (Z(EIN)) übersteigt (Z > Z(EIN)).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes in einem Fahrzeug, bei dem eine elektronische Getriebesteuerung einen Fahrzustand Niederreibwert setzt, wenn Schlupf an den Antriebsrädern erkannt wird.

Bei Automatgetrieben kann ein Fahrer über einen E/S/W-Taster (Economy/Sport/Winter) das entsprechende Programm aktivieren. Bei Automatgetrieben mit einem sogenannten „intelligenten Schaltprogramm" erfolgt die Auswahl der Schaltpunkte bzw. der Sprung ins Winterprogramm selbsttätig. Ein Verfahren zur Aktivierung des Winterprogramms ist z. B. aus der ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 94 (1992), Seite 432, bekannt. Hierin wird vorgeschlagen, dass aus dem Vergleich von angetriebenen zu nicht angetriebenen Rädern unzulässiger Schlupf erkannt wird. Abhängig vom Ergebnis dieser Überprüfung wird sodann ein Schlupfindex gesetzt. Das Winterprogramm wird aktiviert, wenn innerhalb eines fest vorgegebenen Zeitraums die Summe dieser Werte einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Bei dem zuvor beschriebenen Verfahren kann nun in der Praxis das Problem auftreten, dass aufgrund der festen Schlupfindex-Werte eine große Reaktionszeit zwischen auftretendem Schlupf und Aktivierung des Winterprogramms vergeht.

Aus der EP 0 503 942 A2 ist ein Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes in einem Fahrzeug bekannt, bei dem ein Fahrzustand "Niederreibwert" gesetzt wird, wenn an den Rädern des Fahrzeugs hinlänglich oft Schlupf erkannt wird. Erreicht oder übersteigt ein entsprechender Schlupfzähler einen vordefinierten Wert, so aktiviert die elektronische Getriebesteuerung einen Schaltmodus für das Getriebe, bei dem Schaltungen in den niedrigsten Gang des Getriebes verboten sind.

Der Erfindung liegt insofern die Aufgabe zugrunde, das Verhalten des Automatgetriebes enger an die äußeren Fahrbedingungen im Sinne von Winterbetrieb zu koppeln.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Fahrzustand Niederreibwert gesetzt wird, wenn entweder Schlupf oder eine ABS-Bremsung erkannt wird. Der Zustand ABS-Bremsung wird von einem ABS-Steuergerät der elektronischen Getriebesteuerung angezeigt. Bei einer ABS-Bremsung wird aus der Ist-Beschleunigung des Fahrzeugs oder einer Ist-Beschleunigung entsprechenden Größe (z. B. Raddrehzahlzunahme) über eine ABS-Bewertungsfunktion ein Zähler bestimmt bzw. bei auftretendem Schlupf wird aus dem Soll-/Ist-Vergleich der Fahrzeug-Beschleunigung oder einer dem Soll-/Ist-Vergleich der Fahrzeug-Beschleunigung entsprechenden Größe (z. B. Momentenreserve) mittels einer Schlupfbewertungsfunktion der Zähler bestimmt. Übersteigt der Zählerstand einen Grenzwert, so aktiviert eine elektronische Getriebesteuerung den Winterbetrieb. Die Schlupfbewertungsfunktion ist hierbei gemäß Anspruch 2 so ausgeführt, dass jedem Wert des Soll-/Ist-Vergleichs der Fahrzeug-Beschleunigung über eine Kennlinie ein Zähleroffset zugeordnet ist. Gemäß Anspruch 3 ist die ABS-Bewertungsfunktion derart ausgeführt, dass jedem Wert der Ist-Beschleunigung des Fahrzeugs über eine Kennlinie ein Zähleroffset zugeordnet ist. Der Zählerstand ergibt sich aus dem aktuellen Zählerstand plus dem Offset.

Ein erster Vorteil der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik besteht bei auftretendem Schlupf darin, dass bei einer großen Abweichung zwischen Fahrerwunsch (Soll-Beschleunigung) zu tatsächlichem Fahrverhalten (Ist-Beschleunigung) dies zu einem hohen Zähleroffset führt. Der Übergang in den Winterbetrieb erfolgt somit rascher.

Ein zweiter Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine ABS-Bremsung auf einem Untergrund mit niederem Reibwert mitberücksichtigt und durch die Aktivierung des Winterbetriebs aktiv unterstützt wird. Bekanntermaßen sind bei einer ABS-Bremsung die Raddrehzahlen als Sensorsignale nicht brauchbar, da diese getaktet werden und zwischen Fahrzeugrad und Untergrund bis zu 30 % Schlupf auftreten kann, bevor das ABS-Steuergerät die Radbremse wieder öffnet. Ein dritter Vorteil der Erfindung ist die Aktivierung des Winterbetriebs. Unter Winterbetrieb werden ein bis mehrere Fahrprogramme verstanden, die je nach Fahrbahnneigung (Gefälle, Steigung) angewählt werden. Dadurch besteht z. B. die Möglichkeit, bei einer Bergauffahrt früher eine Hochschaltung auszuführen als bei einer Bergabfahrt. Die Fahrbahnneigung kann z. B. nach einem der bekannten Verfahren bestimmt werden. Der Winterbetrieb wird nicht nur bei einer Erkennung auf Fahrbahnniederreibwert aktiviert. Er kann auch durch ein Signal eines Anti-Schlupf-Regelsystems aktiviert werden. Ebenfalls kann der Winterbetrieb durch den Fahrer über den Programm-Wahltaster aktiviert werden. Ein vierter Vorteil der Erfindung besteht im Verbleib im Winterbetrieb, wenn das Fahrzeug bis zum Fahrzeugstillstand verzögert wird. Dadurch wird erreicht, daß das Fahrzeug wieder im Winterbetrieb anfährt. Bei zurückgesetztem Fahrzustand Niederreibwert und aktivem Winterbetrieb wird der Zählerstand zyklisch dekrementiert. Die Dekrementierung erfolgt, wie bei Anspruch 5 ausgeführt, nur oberhalb einer vorgebbaren Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle oder einer der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Größe (z. B. Getriebeabtriebsdrehzahl), z. B. 10 km/h.

In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt.
Es zeigen:
1 ein Übersichts-Schaubild;
2 einen Programm-Ablaufplan und
3 eine Kennlinie für den Zähleroffset.
In 1 ist ein System-Schaubild einer Brennkraftmaschine/Automatgetriebe-Einheit dargestellt. Diese besteht aus der Brennkraftmaschine 1, dem Automatgetriebe 3, einer elektronischen Getriebesteuerung 4, einem elektronischen Motorsteuergerät 10, welches über Steuerleitungen 11 die Brennkraftmaschine 1 steuert, und einem ABS-Steuergerät 13. Die elektronische Getriebesteuerung 4, das elektronische Motorsteuergerät 10 und das ABS-Steuergerät 13 sind über Datenleitung 9, 14 und 17 miteinander verbunden. Über diese Datenleitungen kommunizieren die Steuergeräte, z. B. mittels CAN-Bus. Auf diesen Datenleitungen stellt z. B. das elektronische Motorsteuergerät 10 folgende Informationen bereit: Moment der Brennkraftmaschine, Drehzahl der Brennkraftmaschine, Temperatur der Kühlmittelflüssigkeit der Brennkraftmaschine usw. Die elektronische Getriebesteuerung 4 stellt als Informationen auf den Datenleitungen 9 z. B. den Beginn und das Ende eines Schaltübergangs, den sogenannten Motoreingriff, oder ein Soll-Motormoment zur Verfügung usw. Über die Datenleitung 14 erhält die elektronische Getriebesteuerung 4 das Signal „ABS aktiv".
Die elektronische Getriebesteuerung 4 wählt in Abhängigkeit von Eingangsgrößen 15 eine entsprechende Fahrstufe bzw. ein Schaltprogramm aus. Über ein hydraulisches Steuergerät, welches integraler Bestandteil des Automatgetriebes 3 ist und in dem sich elektromagnetische Stellglieder befinden, aktiviert sodann die elektronische Getriebesteuerung 4 via Steuerleitung 12 eine entsprechende Kupplungs-/ Brems-Kombination. Von der elektronischen Getriebesteuerung 4 sind in stark vereinfachter Form als Blöcke darstellt: Micro-Controller 5, Speicher 7, Funktionsblock Steuerung Stellglieder 6 und Funktionsblock Berechnung 8. Im Speicher 7 sind die getrieberelevanten Daten abgelegt.
Getrieberelevante Daten sind z. B. Programme, Schaltkennlinien, Kennfelder und fahrzeugspezifische Kennwerte als auch Diagnosedaten. Üblicherweise ist der Speicher 7 als EPROM, EEPROM oder als gepufferter RAM ausgeführt. Im Funktionsblock Berechnung 8 werden die für den Betrieb des Automatgetriebes 4 relevanten Daten, z. B. das Druckniveau, Fahraktivität usw., berechnet. Der Funktionsblock Steuerung Stellglieder 6 dient der Ansteuerung der sich im hydraulischen Steuergerät befindlichen Stellglieder.
Als weitere Eingangsgröße erhält die elektronische Getriebesteuerung 4 das Signal der Getriebeausgangsdrehzahl 16.
In 2 ist ein Programm-Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Dieser Programm-Teil wird nur dann durchlaufen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner einem Grenzwert ist, z. B. 120 km/h. Der Progxamm-Ablaufplan beginnt beim Schritt S1 mit der Abfrage, ob eine Startbedingung erfüllt ist. Die Startbedingung ist dann erfüllt, wenn entweder eine ABS-Bremsung vorliegt (ABS aktiv) oder Schlupf erkannt wird. Wenn eine ABS-Bremsung vorliegt, wird das entsprechende Flag gesetzt: F(ABS) = 1. Wird Schlupf erkannt, so wird auch hier das entsprechende Flag gesetzt: F(S) = 1. Bei negativem Abfrageergebnis, d. h. die Startbedingung ist nicht erfüllt, wird mit dem Schritt S2 eine Warteschleife durchlaufen, die im Punkt P1 endet. Bei positivem Abfrageergebnis wird im Schritt S3 geprüft, ob das ABS-Flag und das Schlupf-Flag Null sind. Bei negativem Abfrageergebnis wird im Schritt S4 der Zustand des ABS-Flag geprüft. Bei Vorliegen einer ABS-Bremsung werden sodann die Schritte S5 bis S7 durchlaufen. Im Schritt S5 wird die Ist-Beschleunigung a(IST) eingelesen. Üblicherweise wird die Fahrzeug-Ist-Beschleunigung a(IST) aus der Getriebeausgangsdrehzahl 16 des Auto matgetriebes 3 berechnet. Im Schritt S6 wird die Ist-Beschleunigung gefiltert, z. B. indem aus zehn Meßwerten der arithmetische Mittelwert gebildet wird. Im Schritt S7 wird aus einer Kennlinie der Zähleroffset Z(OFF) ermittelt. Diese Kennlinie ist aus der 3 ersichtlich und wird in Verbindung mit dieser erklärt.
Bei negativem Abfrageergebnis im Schritt S4, d. h. Schlupf liegt vor, werden die Schritte S8 bis S10 durchlaufen. Im Schritt S8 wird die Differenz-Beschleunigung a(DIFF) eingelesen. Die Differenz-Beschleunigung a(DIFF) stellt die Abweichung von Ist- zu Soll-Beschleunigung dar. Mit anderen Worten: Die Differenz-Beschleunigung a(DIFF) gibt an, wie stark sich der Fahrerwunsch (Soll-Beschleunigung) zum tatsächlichen Verhalten des Fahrzeugs (Ist-Beschleunigung) unterscheidet. Im Schritt S9 wird die Differenz-Beschleunigung a(DIFF) gefiltert. Dies geschieht z. B., indem zehn Meßwerte über arithmetische Mittelwertbildung miteinander verknüpft werden. Im Schritt S10 wird aus der Kennlinie gemäß 3 der Zähleroffset Z(OFF) ermittelt. Danach fährt der Programm-Ablaufplan beim Punkt P3 fort.
Im Schritt S13 wird zum aktuellen Zählerstand Z der im Schritt S10 bzw. S7 berechnete Zähleroffset Z(OFF) hinzuaddiert. Im Schritt S14 wird geprüft, in welchem Bereich der aktuelle Zählerstand sich befindet. Ist der Zählerstand Z kleiner als eine Einschaltschwelle Z(EIN), so fährt der Programm-Ablaufplan beim Punkt P4 fort und verzweigt zum Programm-Teil B, d. h. dem Sprung zum Punkt P2. Ist der Zählerstand Z größer als die Einschaltschwelle Z(EIN), so erfolgt mit Schritt S15 die Aktivierung des Winterbetriebs. Danach wird das Programm mit dem Punkt B, wie zuvor erklärt, fortgesetzt. Ist der Zählerstand Z kleiner als eine Ausschaltschwelle Z(AUS), so wird der Winterbetrieb deakti viert, Schritt S16, und es erfolgt die Rückkehr in das Hauptprogramm.
Wird im Schritt S3 erkannt, daß das ABS-Flag und das Schlupf-Flag beide Null sind, so verzweigt das Programm zum Schritt S11. Im Schritt S11 wird geprüft, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer einem Grenzwert, z. B. 150 l/min, ist. Ist dies nicht der Fall, so verzweigt der Programm-Ablaufplan zum Punkt P2 und wiederholt die Abfrage S3. Bei positivem Abfrageergebnis wird im Schritt S12 ein negativer Zähleroffset Z(FF) festgesetzt. Danach verzweigt das Programm über dem Punkt P3 zum Schritt S13. Die Schleife S11 und S12 bewirkt, daß der Zählerstand dekrementiert wird und in Konsequenz, daß der Winterbetrieb deaktiviert wird.
In 3 ist eine Kennlinie dargestellt. Auf der Ordinate ist als Ausgangswert der Kennlinie der Zähleroffset Z(OFF) dargestellt. Auf einer ersten Abszisse ist der gefilterte Wert der Differenz-Beschleunigung a(DIFF) dargestellt. Als zweite Abszisse ist der gefilterte Ist-Beschleunigungswert a(IST) dargestellt. Als Beispiel ist hier auf der ersten Abszisse ein Wert W1 eingetragen. Über die hyperbelförmige Kennlinie, Betriebspunkt A, ergibt sich als Ausgangswert der Zähleroffset Z1.

1: Brennkraftmaschine
2: Antriebswelle
3: Automatgetriebe
4: elektronische Getriebesteuerung
5: Micro-Controller
6: Funktionsblock Steuerung Stellglieder
7: Speicher
8: Funktionsblock Berechnung
9: Datenleitung
10: elektronisches Motor-Steuergerät
11: Steuerleitung
12: Steuerleitung
13: ABS-Steuergerät
14: Datenleitung
15: Eingangsgrößen
16: Getriebeausgangsdrehzahl
17: Datenleitung
S1, S2: Schritte
S3, S4,: logische Abfrage
S11, S14: logische Abfrage
S5 bis S10: Schritte
S12, S13: Schritte
S15: Schritt

Claims

Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes in einem Fahrzeug, bei dem eine elektronische Getriebesteuerung (4) einen Fahrzustand Niederreibwert setzt, wenn Schlupf an den Antriebsrädern des Fahrzeuges dedektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzustand Niederreibwert ebenfalls gesetzt wird, wenn eine ABS-Bremsung (ABS = 1) erkannt wird, wobei mittels einer ABS-Bewertungsfunktion (S5 bis S7) aus der Ist-Beschleunigung des Fahrzeuges oder einer der Ist-Beschleunigung entsprechenden Größe maßgeblich Zähleroffsetwerte (Z(OFF)) bestimmt werden bzw. mit auftretendem Schlupf mittels einer Schlupfbewertungsfunktion (S8 bis S10) aus dem Soll-/Ist-Vergleich (a(DIFF)) der Fahrzeug-Beschleunigung oder einer dem Soll-/Ist-Vergleich der Fahrzeug-Beschleunigung entsprechenden Größe maßgeblich Zähleroffsetwerte (Z(OFF)) bestimmt werden, und wobei die elektronische Getriebesteuerung (4) einen Winterbetrieb (S15) aktiviert, wenn ein aus den bestimmten Zähleroffsetwerten (Z(OFF)) summierter Zählerstand (Z) einen Grenzwert (Z(EIN)) übersteigt (Z > Z(EIN)).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Wert des Soll-/Ist-Vergleich (a(DIFF)) der Fahrzeug-Beschleunigung oder einer dem Soll-/Ist-Vergleich der Fahrzeug-Beschleunigung entsprechenden Größe (z. B. Momentenreserve) in der Schlupfbewertungsfunktion (S8 bis S10) über eine Kennlinie ein Zähleroffset (Z(OFF)) zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Wert der Ist-Beschleunigung (a(IST)) des Fahrzeuges oder einer der Ist-Beschleunigung entsprechenden Größe (z. B. Raddrehzahlzunahme) in der ABS-Bewertungsfunktion (S5 bis S7) über eine Kennlinie ein Zähleroffset (Z(OFF)) zugeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass bei Zurücksetzen des Fahrzustandes Niederreibwert und aktiviertem Winterbetrieb der Zählerstand (Z) zyklisch dekrementiert wird (S12).
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekrementierung des Zählers nur bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit (v) oder einer der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Größe (z. B. Getriebeabtriebsdrehzahl) größer einem Grenzwert (GW) erfolgt (v > GW).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Winterbetrieb deaktiviert wird (S16), wenn der Zähler (Z) einen Ausschaltwert (Z(AUS)) unterschreitet (S16).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winterbetrieb durch Anwählen eines von mehreren möglichen Winter-Fahrprogrammen in Abhängigkeit von der Fahrbahnneigung aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winterbetrieb durch ein positives Signal eines Anti-Schlupf-Regelsystems aktiviert und bei einem negativen Signal entweder zeitverzögert oder wegverzögert deaktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winterbetrieb durch Betätigung des Programm-Wahltasters durch den Fahrer aktiviert und deaktiviert wird.