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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeuges nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Bei Fahrzeugen mit herkömmlichen Automatgetrieben ist bei eingelegtem Gang im Stillstand des Fahrzeugs ein Kraftschluß im Antriebsstrang vorhanden, welcher bewirkt, daß das Fahrzeug ohne Betätigung der Bremse aufgrund des Kraftschlusses bewegt wird.
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Nachteilig dabei ist, daß durch dieses sogenannte Kriechen ein hoher Kraftstoffverbrauch gegeben ist und entsprechend hohe Abgaswerte erzeugt werden.
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Außerdem ist es erforderlich, daß der Fahrer bei Stillstand des Fahrzeuges die Bremse betätigt, um das Kriechen des Fahrzeuges zu vermeiden.
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Aus der
DE 196 20 329 A1 ist ein Verfahren bekannt, mittels dem das Kriechen eines Kraftfahrzeuges mit Automatgetriebe bei geschaltetem Gang im Motorleerlauf gemindert wird. Dazu wird die Kraft auf die Kupplung des Automatgetriebes soweit zurückgenommen, daß die Kraft zwischen Primär- und Sekundärseite der Kupplung so gering wird, daß die Kupplung schlupft und das übertragene Moment niedriger wird als bei geschlossener Kupplung.
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Mit dieser bekannten Lösung wird zwar die Kriechneigung des Fahrzeuges gemindert, jedoch hat die Reduzierung oder Unterbrechung des Kraftschlusses vom Motor zu den Antriebsrädern den Nachteil, dass die Kriechneigung auch in Situationen ausbleibt, in denen der volle Kraftschluß einen vorteilhaften Schutz gegen ein Wegrollen des Fahrzeuges aufgrund einer äußeren Einwirkung bot.
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Eine solche Situation ist z. B. gegeben, wenn ein Fahrzeug an Steigungen zum Stehen kommt. Während Fahrzeuge mit einem hohen Kraftschluß im Stillstand an Steigungen von beispielsweise 8% bis 10% ohne Betätigung der Bremse nicht wegrollen, setzen sich Fahrzeuge bei reduziertem oder aufgehobenem Kraftschluß nachteilhafterweise aufgrund der Hangabtriebskraft in Bewegung.
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Aus der
DE 41 18 474 C2 ist ein Verfahren zur Reduzierung der Kriechneigung eines Fahrzeugs mit Automatgetriebe bekannt, bei dem bei Fahrzeugstillstand und Motorleerlauf und betätigter Fahrzeugbremse eine drehmomentführende Kupplung des Automatgetriebes zumindest in Schlupf gebracht wird. Wird die Fahrzeugbremse nach dem Aktivieren der Kriechverminderungsfunktion gelöst, so bleibt die Kriechverminderungsfunktion weiterhin noch so lange aktiviert, bis das Fahrzeug anrollt und eine Mindestgeschwindigkeit erreicht hat, oder noch so lange, wie eine durch den Fahrer betätigte Motordrosselklappe einen definierten Schwellwert nicht überschritten hat, oder noch so lange, wie die Motordrehzahl einen definierten Schwellwert nicht überschritten hat.
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Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass unter ungünstigen Bedingungen, wie beispelsweise einer großen Steigung, das Fahrzeug zu schnell entgegengesetzt zur gewünschten Fahrtrichtung anrollt, weil nach dem Lösen der Fahrzeugbremse erst die Fahrgeschwindigkeitsschwelle überschritten sein muß, bevor die Getriebesteuerung überhaupt beginnt, die schlupfende oder sogar vollständig geöffnete Kupplung wieder zu schließen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels dem der Verbrauch und die Abgaswerte eines Fahrzeugs mit Automatgetriebe im Stillstand reduziert werden und ein selbständiges Wegrollen des Fahrzeuges, insbesondere an Steigungen, vermieden wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit der Standabkoppelung bietet den Vorteil, dass das beinahe oder im Stillstand sich befindende Fahrzeug nicht kriecht Darüber hinaus wird mit der Reduzierung des Kraftschlusses im Antriebsstrang der Verbrauch an Kraftstoff und der Ausstoß an Abgasen in vorteilhafter Weise minimiert.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist jedoch auch gewährleistet, daß bei einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit über einen vorgegebenen Grenzwert unabhängig vom Antrieb des Fahrzeuges der Kraftschluß in dem Antriebsstrang durch gesteuertes Schließen der Kupplung oder Bremse derart erhöht wird, daß z. B. eine Neigung zum Rückwärtsrollen des Fahrzeuges an Steigungen vermieden wird.
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Das gesteuerte Schließen der Kupplung oder Bremse bei einer Veränderung der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund äußerer Einflüsse trägt somit zu einer Erhöhung der Sicherheit bei.
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Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es zeigt:
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1 ein Ablaufdiagramm eines ersten Teils eines Verfahrens zur Steuerung eines Automatgetriebes, wobei Startkriterien für die Aktivierung eine Funktion zur Standabkoppelung eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges sukzessive überprüft werden und
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2 ein Ablaufdiagramm eines weiteren Teiles des Verfahrens gemäß 1, wobei bei aktivierter Funktion zur Standabkoppelung überprüft wird, ob eine Kupplung oder Bremse gesteuert oder geregelt geschlossen werden soll.
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In 1 ist ein Ablaufdiagramm eines ersten Teils eines Verfahrens zur Steuerung eines Automatgetriebes dargestellt. Dabei werden nacheinander verschiedene Startkriterien zum Aktivieren einer Funktion F10 zur Standabkoppelung eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges, welche in den Figuren als „SBC” (Stand-By-Control) bezeichnet wird, überprüft.
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In einer ersten Funktion F1 wird anhand von Signalen, welche von Sensoren am Abtrieb oder im Bereich der Räder des Fahrzeuges oder von einem Steuergerät eines Antiblockiersystems eingehen, überprüft, ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fzg oder eine Drehzahl des Abtriebes n_ab größer als ein jeweils vordefinierter Grenzwert v_Fzg_schwell oder n_ab_schwell ist.
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Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fzg oder die Abtriebsdrehzahl n_ab kleiner ist, wird das Verfahren abgebrochen und die Prüfroutine neu gestartet.
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Falls die ermittelten Werte größer als der vorgegebene Grenzwert sind, wird in einer nachfolgenden Funktion F2 überprüft, ob ein Bremsdruck BD_größer als ein Grenzwert BD_schwell ist. Bei einem Wert des Bremsdruckes BD oberhalb des Grenzwertes BD_schwell wird eine weitere Funktion F3 aktiviert, um festzustellen, ob eine Drehzahl eines Motors n_mot des Fahrzeuges kleiner als ein vorgegebener Grenzwert n_mot_schwell ist, ansonsten wird die Prüfroutine abgebrochen.
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Wenn die Drehzahl des Motors n_mot unterhalb des Grenzwertes n_mot_schwell liegt, wird in einer weiteren Funktion F4 die Temperatur des Getriebes C_getr überprüft.
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Über die Funktion F4 zur Überprüfung der Getriebetemperatur C_getr wird ermittelt, ob sich das Getriebe in einem ausreichend betriebswarmen Zustand befindet. Dieser liegt etwa in einem Bereich zwischen 15°C und 120°C. Da eine Regelung oder Steuerung der Kupplung oder Bremse vor allem bei Getriebeöl mit hoher Viskosität nur schwer zu realisieren ist, wird von einer Standabkoppelung bei Temperaturen außerhalb dieses Bereiches abgesehen.
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Bei Vorliegen einer Getriebetemperatur C_getr innerhalb des vorgegebenen Fensters wird eine Funktion F5 zur Überprüfung einer Motortemperatur c_mot aktiviert. Die Motortemperatur c_mot muß ebenfalls innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches liegen, wenn die Funktion F10 zur Standabkoppelung SBC aktiviert werden soll. Die Funktion F5 zur Überprüfung der Motortemperatur C_mot bietet den Vorteil, daß eine Durchführung des Verfahrens im Warmlaufbetrieb vermieden wird, da der Motor im Warmlaufbetrieb keine konstante Drehzahl und ein sogenanntes Sägen mit entsprechenden Komfortproblemen aufweist.
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Wenn die Getriebetemperatur C_getr und die Motortemperatur c_mot nicht innerhalb des vorgegebenen Fensters sind, wird zum Beginn der Prüfroutine zurückverzweigt.
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Anderenfalls wird in einer Funktion F6 überprüft, ob in dem Getriebe der erste Gang für Vorwärtsfahrt eingelegt ist. Ist dies der Fall wird in einer nachfolgenden Funktion F9 die Stellung des Fahrerwählhebels kontrolliert. Wenn sich der Fahrerwählhebel in Vorwärtsfahrtstellung „D” befindet, wird die Funktion F10 zur Standabkoppelung SBC des Antriebsstranges aktiviert.
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Ergibt die Überprüfung in Funktion F6 ein negatives Abfrageergebnis, wird eine Funktion F7 zur Ermittlung gestartet, ob ein zweiter Gang für Vorwärtsfahrt im Getriebe eingelegt ist. Wenn dies der Fall ist, wird wiederum in der Funktion F9 die Stellung des Fahrerwählhebels überprüft, und bei Vorwärtsfahrtstellung „D” wird danach ebenfalls die Funktion F10 zur Standabkoppelung SBC des Antriebsstranges aktiviert.
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Ergibt die Abfrage in den Funktionen F6 und F7, daß weder der erste noch der zweite Gang in dem Getriebe eingelegt ist, wird eine Funktion F8 aktiviert, zur Ermittlung ob ein dritter Gang zur Vorwärtsfahrt im Getriebe eingelegt ist. Bei negativen Abfrageergebnis der Funktion F8 wird die Prüfroutine abgebrochen und von neuem gestartet, d. h. es wird erneut die Funktion F1 zur Überprüfung der Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fzg oder der Abtriebsdrehzahl n_ab aktiviert.
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Wenn in der Funktion F8 ermittelt wird, daß der dritte Gang in dem Getriebe eingelegt ist und die Funktion F9 das Ergebnis liefert, daß der Fahrerwählhebel in Vorwärtsfahrtstellung „D” ist, wird die Funktion F10 zur Standabkoppelung SBC des Antriebsstranges gestartet.
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Wenn die Überprüfung in den Funktionen F6, F7 und F8 zu dem Ergebnis führt, daß weder der erste noch der zweite oder der dritte Gang eingelegt ist, oder wenn die wird die Prüfroutine abgebrochen und in die Funktion F1 zur Überprüfung der Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fzg bzw. der Abtriebsdrehzahl n_ab zurückverzweigt.
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Falls alle zuvor beschriebenen Startkriterien erfüllt sind, wird die Funktion F10 zur Standabkoppelung SBC des Antriebsstranges aktiviert und der in der 2 dargestellte Teil des Verfahrens durchgeführt.
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Wie in der 2 ersichtlich ist, wird bei aktivierter Funktion F10 zur Standabkoppelung SBC des Antriebsstranges eine Funktion F11 zur Überprüfung der Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fzg bzw. der Abtriebsdrehzahl n_ab gestartet.
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Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fzg oder die Abtriebsdrehzahl n_ab größer als ein Grenzwert v_Fzg_schwell bzw. n_ab_schwell ist, wird die Funktion F10 zur Standabkoppelung des Antriebsstranges in einer Funktion F19 beendet und eine Funktion F17 zum gesteuerten Schließen der Kupplung oder Bremse aktiviert, so daß der Kraftschluß in der Kupplung oder Bremse erhöht wird.
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Falls aber die Funktion F11 das Ergebnis liefert, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fzg oder die Abtriebsdrehzahl n_ab unter dem jeweiligen Grenzwert v_Fzg_schwell bzw. n_ab_schwell ist, wird eine Funktion F12 zur Ermittlung eines Bremsdruckes BD aktiviert. Darin wird der Wert des Bremsdruckes BD mit einem vorgegeben Grenzwert BD_schwell verglichen.
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Ist der aktuelle Bremsdruck BD größer als der Grenzwert BD_schwell, erfolgt ein Sprung zurück zu der nach wie vor aktiven Funktion F10 zur Standabkoppelung SBC des Antriebsstranges. Die Kupplung oder Bremse bleibt geöffnet, wobei vorteilhafterweise kein Kriechen des Fahrzeuges auftritt und der Kraftstoffverbrauch sowie der Schadstoffausstoß niedrig ist.
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Wenn der aktuelle Wert des Bremsdruckes BD kleiner als der vorgegebene Grenzwert BD_schwell ist, d. h. der Fahrer betätigt die Bremse nur leicht oder gar nicht, wird in der Funktion F19 die Standabkoppelung SBC des Antriebsstranges inaktiviert und ein Überwachungsmodul M1 zur Überwachung der Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fzg oder der Abtriebsdrehzahl n_ab gestartet.
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In dem Überwachungsmodul M1 wird in einer Funktion F15 geprüft, ob während einer bestimmten Überwachungszeit T_überw, welche in einer Funktion F13 gestartet wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fzg oder die Drehzahl des Abtriebs n_ab einen vorgegebenen Grenzwert v_Fzg_schwell bzw. n_ab_schwell überschreitet. Wenn dies der Fall ist, wird die Funktion F17 zum gesteuerten Schließen der Kupplung oder Bremse aktiviert.
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Wenn in dem Überwachungsmodul M1 festgestellt wird, daß innerhalb der vordefinierten Überwachungszeit T_überw weder die Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fzg noch die Drehzahl des Abtriebs n_ab den vorgegebenen Grenzwert v_Fzg_schwell bzw. n_ab_schwell überschreiten, wird eine Funktion F18 zum geregelten Schließen der Kupplung oder Bremse aktiviert. Dieser Fall liegt hauptsächlich dann vor, wenn sich das Fahrzeug in der Ebene im oder fast im Stillstand befindet.
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Die Ermittlung, ob die Überwachungszeit T_überw überschritten ist, wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel unmittelbar vor der Prüffunktion F15 in einer Funktion F14 und bei einem Abfrageergebnis, daß der Grenzwert v_Fzg_schwell bzw. n_ab_schwell überschritten ist, nochmals nach der Prüffunktion F15 in einer Funktion F16 durchgeführt.
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Wird in der Funktion F14 oder F16 ein Ablauf der Überwachungszeit T_überw erkannt, wird die Funktion F18 zum geregelten Schließen der Kupplung bzw. Bremse aktiviert. Das geregelte Schließen endet mit dem vollen Kraftschluß bzw. wenn ein maximaler Schließdruck in der Kupplung vorliegt. Nach Ausführung der Funktion F18 zum geregelten Schließen der Kupplung wird zum Beginn des Überwachungsmodules M1 zurückverzweigt.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist als Überwachungszeit T_überw eine Zeit von 200 ms vordefiniert. In vom vorliegenden Fall abweichenden Varianten des beschriebenen Verfahrens kann als Überwachungszeit T_überw jedoch auch eine andere Zeitspanne zwischen 0 und 200 ms vorgesehen sein.
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Um die Wirkungsweise des hier vorgestellten Verfahrens zu verdeutlichen, wird nachfolgend der Druckverlauf in einer Kupplung bzw. Bremse während des Verfahrens näher betrachtet.
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Zu Beginn der mit der Funktion F10 gestarteten Standabkoppelung SBC des Antriebsstranges wird der Druck in der Kupplung auf bekannte Art über einen Drucksprung und eine Druckrampe gesteuert gesenkt. Der Motor befindet sich in dieser Phase im Leerlauf, und folglich ist auch die Drehzahl einer Turbine eines als Antriebselement verwendeten Drehmomentwandlers bei oder nahe Stillstand des Fahrzeugs Null, wobei in dem Drehmomentwandler aufgrund von Ölverwirbelung Verlustleistung entsteht. Beim Öffnen der Kupplung bzw. Bremse wird deren Druck auf niedrigem Niveau geregelt, wobei die Drehzahl der Turbine langsam erhöht und die Verlustleistung in dem Drehmomentwandler reduziert wird. Die Drehzahl der Turbine ist dabei um so höher, je niedriger der Kraftschluß in der Kupplung oder Bremse ist.
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Wenn die Kupplung bzw. Bremse anschließend in der Funktion F18 geregelt geschlossen wird, wird deren Druck auf bekannte Weise geregelt bis zum Synchronpunkt angehoben, wobei die Drehzahl der Turbine und damit das Verlustmoment in dem Drehmomentwandler und in der Kupplung entsprechend reduziert wird.
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Während die Funktion F10 zur Standabkoppelung SBC des Antriebsstranges aktiv ist, wird der Abtrieb kontinuierlich überwacht. Sobald sich der Abtrieb beginnt zu bewegen, ohne daß dies auf einen Momenten- oder Druckanstieg in der Kupplung bzw. Bremse zurückzuführen ist, wird diese gesteuert geschlossen. Das gesteuerte Schließen der Kupplung oder Bremse erfolgt über eine Druckrampe, wobei die Kupplung oder Bremse voll durchgeschaltet wird.
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Um Totzeiten der hydraulischen Steuerung zu vermeiden, ist zwischen einem letzten Druckwert in dem Zustand „Schlupf einregeln” bei reduziertem Kraftschluß und dem Beginn der im wesentlichen linearen Druckerhöhung bei dem gesteuerten Schließen der Kupplung ein einstellbarer positiver Drucksprung vorgesehen. Dieser Drucksprung entspricht im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 0,1 bis 0,2 bar.
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Es liegt jedoch im Ermessen des Fachmannes den Wert des Drucksprunges abhängig von der hydraulischen Steuerung kleiner oder größer vorzusehen.
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Wenn die Kupplung oder Bremse in der Funktion F17 bei einem bergauf stehenden Fahrzeug gesteuert geschlossen wird, wirkt der Kraftschluß einem durch die Hangabtriebskraft bedingten Rückwärtsrollen des Fahrzeuges entgegen. Abhängig von dem Grad der Steigung der Hanglage kann der Kraftschluß in dem Antriebsstrang bei kleinen Steigungen eine Richtungsumkehr der Fahrzeugbewegung bewirken, während bei mittleren Steigungen die Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fzg zu Null werden kann. Bei extremen Steigungen wird die Rückwärtsrollbewegung zumindest deutlich verlangsamt.
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Falls das Fahrzeug an einer Hanglage bergab steht und erkannt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fzg oder die Drehzahl des Abtriebes n_ab größer als der Grenzwert v_Fzg_schwell bzw. n_ab_schwell ist, wird die Kupplung oder Bremse ebenfalls geschlossen und ein Vorwärtsrollen gebremst.
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Wenn der Fahrer während des gesteuerten Schließens der Kupplung oder Bremse das Gaspedal betätigt, kann die Druckrampe mit einem zusätzlichen Druckwert p_offset beaufschlagt werden, der einen Drosselklappenwinkeleinfluß kompensiert. Der aufaddierte Druckwert p_offset ist in einem Kennfeld in Abhängigkeit von dem Drosselklappenwinkel dki und einem Motormoment M_mot abgelegt.
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Am Ende der Druckrampe des gesteuerten Schließens wird bei Erkennen des Synchronpunktes der Druck der Kupplung oder Bremse über einen positiver Drucksprung auf einen Druckwert, welcher einem vollen Ansteuerdruck außerhalb einer Schaltung entspricht, gesetzt.
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Bezugszeichen
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- BD
- Bremsdruck
- BD_schwell
- Grenzwert des Bremsdruckes
- C_getr
- Getriebetemperatur
- C_mot
- Motortemperatur
- D
- Vorwärtsfahrtstellung
- F1
- Funktion zur Überprüfung der Fahrzeugge schwindigkeit oder Drehzahl des Abtriebes
- F2
- Funktion zur Überprüfung des Bremsdruckes
- F3
- Funktion zur Überprüfung der Motordrehzahl
- F4
- Funktion zur Überprüfung der Getriebetempe ratur
- F5
- Funktion zur Überprüfung der Motortemperatur
- F6
- Prüffunktion, ob erster Gang eingelegt ist
- F7
- Prüffunktion, ob zweiter Gang eingelegt ist
- F8
- Prüffunktion, ob dritter Gang eingelegt ist
- F9
- Prüffunktion, ob Fahrerwählhebel in Vor wärtsfahrtstellung ist
- F10
- Funktion zur Standabkoppelung des Antriebs stranges
- F11
- Funktion zur Überprüfung der Fahrzeugge schwindigkeit oder Drehzahl des Abtriebes
- F12
- Funktion zur Überprüfung des Bremsdruckes
- F13
- Funktion zum Starten einer Überwachungszeit
- F14
- Funktion zur Abfrage der Überwachungszeit
- F15
- Funktion zur Überprüfung der Fahrzeugge schwindigkeit oder Drehzahl des Abtriebes
- F16
- Funktion zur Abfrage der Überwachungszeit
- F17
- Funktion zum gesteuerten Schließen einer Kupplung oder Bremse
- F18
- Funktion zum geregelten Schliefen einer Kupplung oder Bremse
- F19
- Funktion zum Beenden der Standabkoppelung des Antriebsstranges
- M1
- Überwachungsmodul
- n_ab
- Drehzahl des Abtriebs
- n_ab_schwell
- Grenzwert der Drehzahl des Abtriebs
- n_mot
- Motordrehzahl
- n_mot_schwell
- Grenzwert der Motordrehzahl
- SBC
- Standabkoppelung, Stand-By-Control
- t
- aktueller Zeitwert der Überwachungszeit
- T_überw
- Überwachungszeit
- v_Fzg
- Fahrzeuggeschwindigkeit
- v_Fzg_schwell
- Grenzwert der Fahrzeuggeschwindigkeit
