DE3928814A1 - Kraftfahrzeug mit einem selbsttaetig schaltenden getriebe - Google Patents
Kraftfahrzeug mit einem selbsttaetig schaltenden getriebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem selbsttätig schaltenden
Getriebe nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Aus Bosch "Technische Berichte", (7/1983)4; Seiten 160 bis 166 und ATZ 85
(1983)6, Seiten 401 bis 405, ist ein elektro-hydraulisch gesteuertes,
selbsttätiges schaltendes Getriebe bekannt, das zwei nach unterschiedlichen
Auslegungskriterien optimierte Schaltprogramme zur selbsttätigen Schaltung
der Gangstufen des Getriebes aufweist. Mittels eines Schalters kann ein
Fahrer des Kraftfahrzeugs entweder ein leistungsoptimiertes oder ein
verbrauchsoptimiertes Schaltprogramm anwählen.
Ebenso geht aus der DE- 33 41 652 C2 und der nicht vorveröffentlichten
DE 39 22 051.6 eine Getriebesteuerung hervor, bei der die Schaltprogramme
selbsttätig mittels einer von Betriebs- oder Fahrparametern abhängigen
Umschaltstrategie angewählt werden. Diese Getriebesteuerungen erzeugen
beispielsweise durch Abtasten und Auswerten von Fahrpedal- bzw.
Drosselklappen-Signalwerten eine Größe, welche ein Maß für einen Fahrstil
oder eine Fahrweise des Fahrers des Kraftfahrzeugs ist. Aufgrund dieser
Größe wählt die Getriebesteuerung aus mehreren, zwischen einem rein
verbrauchsoptimierten und einem rein leistungsoptimierten Schaltprogramm
liegenden und diese umfassenden Schaltprogrammen ein dem Fahrstil des
Fahrers entsprechendes Schaltprogramm aus.
Wird ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen, mit umschaltbaren
Schaltprogrammen betriebenen, selbsttätig schaltenden Getriebe nach einem
Kaltstart der Brennkraftmaschine längere Zeit mit dem verbrauchsoptimierten
Schaltprogramm gefahren (was auch bei den beiden zuletzt genannten
Getriebesteuerungen durch die angeratene behende Umgehensweise mit einer
noch kalten Brennkraftmaschine häufig vorkommen kann), so hat es sich
gezeigt, daß durch die verbrauchsoptimierte Betriebsweise des Kraftfahrzeugs
ein der Brennkraftmaschine nachgeschaltes Abgasreinigungssystem und auch die
Brennkraftmaschine selbst über einen längeren Zeitraum hinweg nicht ihre
Betriebstemperatur nicht erreicht. Ein rasches Erreichen der
Betriebstemperatur ist jedoch insbesondere bei Abgasreinigungssystemen zur
Erlangung einer hohen Schadstoff-Konversionsrate äußerst wichtig.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit einem von einer
Brennkraftmaschine angetriebenen, vorzugsweise elektro-hydraulisch
gesteuerten, selbsttätig schaltenden Getriebe zu schaffen, bei dem die
Brennkraftmaschine und ein dieser nachgeschalteten Abgasreinigungssystem
relativ schnell eine für ein gutes Funktionieren erforderliche
Betriebstemperatur erreicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in
den Unteransprüchen enthalten.
Die Vorteile der Erfindung sind in erster Linie darin zu sehen, daß ein
Kraftfahrzeug mit einem von einer Brennkraftmaschine angetriebenen,
vorzugsweise elektro-hydraulisch gesteuerten, selbsttätig schaltenden
Getriebe geschaffen ist, bei dem die Brennkraftmaschine und ein dieser
nachgeschaltetes Abgasreinigungssystem relativ rasch eine für ihr/sein gutes
Funktionieren wichtige Betriebstemperatur ohne spürbar erhöhten
Kraftstoffverbrauch erreicht.
Die Erfindung ist zudem einfach zu realisieren, da sie nur ein bei
Kraftfahrzeugen in der Regel ohnehin erfaßtes Temperatursignal eines
entsprechenden Temperatursensors benötigt und sich ansonsten auf eine
geringfügige Erweiterung eines Steuerprogramms der Getriebesteuerung
beschränkt.
Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß mittels des Temperatursensors
eine Kaltstartbedingung des Kraftfahrzeugs erfaßt wird, aufgrund dessen eine
Getriebesteuerung zumindest für einen begrenzten Zeitraum die Gangstufen
über ein bestimmtes Schaltprogramm derart schaltet, daß die
Brennkraftmaschine unter gleichen Fahrbedingungen höhere Abgasmassen- oder
-energieströme erzeugt als bei den über ein verbrauchsoptimiertes
Schaltprogramm geschalteten Gangstufen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsformen näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer elektro-hydraulischen Steuerung eines
selbsttätig schaltenden Getriebes eines Kraftfahrzeugs,
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erweiterung einer Getriebesteuerung,
Fig. 3 ein verbrauchsoptimiertes Schaltprogramm,
Fig. 4 ein Warmlauf-Schaltprogramm.
In Fig. 1 ist mit 1 eine elektro-hydraulische Steuerung eines selbsttätig
schaltenden Getriebes 2 eines mit einer Brennkraftmaschine angetriebenen
Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) dargestellt, wie es beispielsweise in Bosch
"Technische Berichte", 7(1983)4 auf den Seiten 160 bis 166 und in der ATZ 85
(1983)6 auf den Seiten 401 bis 405 beschrieben ist.
Ein Steuergerät 3 steuert in Abhängigkeit von einem Kick-Down-Signal kd
eines Kick-Down-Gebers 4 am Fahrpedal des Kraftffahrzeugs sowie einem
Leerlaufsignal 11 eines Drosselklappenschalters 5, eines
Drosselklappenwinkelsignals alpha eines Drosselklappenwinkelgebers 6 und
eines Motordrehzahlsignals nmot eines Motordrehzahlgebers 7 einer nicht
gezeigten Brennkraftmaschine und eines Fahrgeschwindigkeitsignals v eines
Getriebeausgangsdrehzahl-Signalgebers 8
- - einen Druckregler 9 für ein Hydraulikfluid (Signalausgang ds)
- - ein erstes Magnetventil 10 zur Steuerung eines Wandlers bzw. einer Wandlerüberbrückungskupplung (Signalausgang wk),
- - ein zweites Elektromagnetventil 11 zur Steuerung des Gangstufenwechsels zwischen den Gangstufen I und II (Signalausgang sI/II),
- - ein drittes Elektromagnetventil 12 zur Steuerung des Gangstufenwechsels zwischen den Gangstufen II und III (Signalausgang sII/III) und
- - ein viertes Elektromagnetventil 13 zur Steuerung des Gangstufenwechsels zwischen den Gangstufen III und IV (Signalausgang sIII/IV).
Die Steuerung ist hierbei vom Fahrzeugführer über einen Wählhebel 14 zur
Vorwahl der Fahrstufen P, R, N, D, 3, 2, 1 und einen Programmwählschalter 15
zum Anwählen von Schaltprogrammen E, S, N, beeinflußbar. In den
Schaltprogrammen E (SKFe) bzw. S (SKFs), in denen die Schaltvorgänge in
einer vollautomatischen Betriebsweise nach verbrauchsoptimierten bzw.
leistungsoptimierten Kriterien gesteuert werden, sind die Fahrstufen P
(Parken), R (Rückwärtsgangstufe), N (Leergangstufe), D (alle vier Gangstufen
IV, III, II, I), 3 (Begrenzung auf die drei untersten Gangstufen III, II, I)
und II (Begrenzung auf die Gangstufen II und I) und I (Begrenzung auf die 1.
Gangstufe I) anwählbar. Auf ein Schaltprogramm M zur halbautomatischen
Betriebsweise soll hier jedoch nicht weiter eingegangen werden.
Die Getriebesteuerung wird nun um einen Temperatursensor 16 erweitert, der
der Erfassung der Kaltstartbedingung des Kraftfahrzeugs dient. Hierzu kann
beispielsweise die Kühlmitteltemperatur Tm der Brennkraftmaschine erfaßt und
ein entsprechendes Signal an das Steuergerät 3 abgegeben werden. Alternativ
hierzu ist es selbstverständlich auch möglich, eine Temperatur Tg eines
Kühlmittels und/oder Schmierstoffes des Getriebes zu erfassen oder direkt
eine Temperatur Ta eines Abgasreinigungssystems (Katalysators) oder eines
dieses durchströmenden Gasstroms.
Ein Steuerprogramm oder -verfahren des Steuergeräts 3 wird nun entsprechend
Fig. 2 erweitert. Die Erweiterung kann beispielsweise an einer
Programmstelle eingebaut werden, an der normalerweise der
Programmwählschalter 15 abgetastet wird oder die Umschaltstrategie zum
selbsttätigen Umschalten der Schaltprogramme entsprechend der DE 33 41 652
C2 oder der DE P 39 22 051.6 erfolgt.
Es wird abgefragt, ob die Kühlmitteltemperatur Tm der Brennkraftmaschine
größer als ein Motortemperatur-Grenzwert Tmg ist (alternativ hierzu kann
auch geprüft werden, ob eine Kühl- oder Schmiermitteltemperatur Tg des
Getriebes größer als ein Getriebetemperatur-Grenzwert Tgg oder eine
Temperatur Ta des Abgasreinigungssystems oder eines dieses durchströmenden
Gasstroms größer als ein Abgasreinigungstemperatur-Grenzwert Tag ist), 17.
Ist dies der Fall, so wird nach Durchlaufen eines Programmpunkts 18 das
Schaltprogramm entsprechend der Schalterstellung des Programmwählschalters
15 oder entsprechend der selbsttätigen Umschaltstrategie festgelegt, 19.
Anschließend wird über den Verzweigungspunkt 20 ins reguläre
Getriebesteuerungsprogramm zurückgekehrt.
Ist die Abfrage 17 negativ, so wird geprüft, ob ein nach Starten der
Brennkraftmaschine beginnender Zeitraum t bereits größer als ein begrenzter
Zeitraum tg ist, was in an sich bekannter Weise mittels einer
Zeitzählschleife erfolgen kann. Ist die Bedingung 21 erfüllt, so wird
wiederum mit Programmpunkt 18 fortgefahren, ist sie dagegen nicht erfüllt,
so wird ein sogenanntes Warmlaufschaltprogramm SKFw festgelegt bzw.
adressiert, 22 und das Programm am Verzweigungspunkt 20 fortgesetzt.
Aufgrund dieses Warmlauf-Schaltprogramms SKFw werden die Gangstufen g des
Getriebes so geschaltet, daß die Brennkraftmaschine unter gleichen
Fahrbedingungen höhere Abgasmassen- oder -energieströme erzeugt als bei den
über ein verbrauchsoptimiertes Schaltprogramm geschalteten Gangstufen g. Die
manuelle oder selbsttätige Anwahl der Schaltprogramme SKFj wird somit
unterdrückt, solange die Kaltstartbedingung vorliegt (negative Abfrage 17)
oder der Zeitraum tg noch nicht überschritten ist (negative Abfrage 21).
Alternativ hierzu kann es vorgesehen sein, daß bei der selbsttätigen Anwahl
der Schaltprogramme neben dem Warmlaufschaltprogramm SKFw weitere
Schaltprogramme zugelassen werden, bei denen die Brennkraftmaschine unter
gleichen Fahrbedingungen noch höhere Abgasmassen- oder -energieströme
erzeugt als bei den über das Warmlaufschaltprogramm SKFw geschalteten
Gangstufen g.
In den nachfolgenden Fig. 3 und 4 sind zwei Schaltprogramme dargestellt,
nach denen die Gangstufen entsprechend der Fahrgeschwindigkeit v und der
Drosselklappenstellung alpha gewechselt werden, sofern ein Betriebspunkt des
Kraftfahrzeugs die entsprechenden Schaltlinien über- bzw. unterschreitet.
Während in Fig. 3 ein verbrauchsoptimiertes Schaltprogramm SKFe gezeigt ist,
ist in Fig. 4 ein Warmlaufschaltprogramm SKFw dargestellt.
Im direkten Vergleich erkennt man beispielsweise anhand der
Hochschaltkennlinie von g = III nach g = IV, daß die Hochschaltung bei einem
Drosselöffnungsgrad von 45% nicht bereits bei 100 km/h, sondern erst bei
140 km/h erfolgt, so daß die Brennkraftmaschine wesentlich höhere Drehzahlen
erreicht und damit von wesentlich größeren Gemischmassenströmen durchsetzt
wird.
Hierdurch wird die Brennkraftmaschine schneller erwärmt und das
Abgasreinigungssystem erreicht aufgrund des höheren Temperatur- bzw.
Energieniveaus im Abgas rascher seine Betriebstemperatur. Der Zeitraum tg
kann hierbei im Bereich einiger Sekunden bis einiger Minuten liegen.
Dies führt zwar unter Umständen zu einem momentan geringfügig erhöhten
Verbrauch, der jedoch lediglich während des Zeitraum tg auftritt und durch
die schnellere Erwärmung der Brennkraftmaschine wieder ausgeglichen werden
kann.
Claims (6)
1. Kraftfahrzeug mit einem von einer Brennkraftmaschine angetriebenen
vorzugsweise elektro- hydraulisch gesteuerten, selbsttätig schaltenden
Getriebe (2) , wobei die Brennkraftmaschine mittels eines
Leistungssteuerorgans, vorzugsweise eines Fahrpedals oder einer
Drosselklappe (6) beeinflußbar ist und Gangstufen (g) des Getriebes (2) über
wenigstens zwei nach unterschiedlichen Auslegungskriterien optimierte
Schaltprogramme (SKFj) (verbrauchsoptimiertes Schaltprogramm (SKFe),
leistungsoptimiertes Schaltprogramm (SKFs)) wenigstens abhängig von der
Stellung (alpha) der Drosselklappe (6) und von der Motordrehzahl (nmot)
automatisch geschaltet werden und die Schaltprogramme (SKFj) manuell durch
den Fahrer oder selbsttätig mittels einer von Betriebs- oder Fahrparametern
abhängigen Umschaltstrategie angewählt werden können, dadurch
gekennzeichnet, daß mittels eines Temperatursensors (16) eine
Kaltstartbedingung des Kraftfahrzeugs erfaßt wird, aufgrund deren eine
Getriebesteuerung (1) zumindest für einen begrenzten Zeitraum (tg) die
Gangstufen (g) über ein Schaltprogramm (Warmlauf- Schaltprogramm (SKFw))
derart schaltet, daß die Brennkraftmaschine unter gleichen Fahrbedingungen
höhere Abgasmassen- oder -energieströme erzeugt als bei den über das
verbrauchsoptimierte Schaltprogramm (SKFe) geschalteten Gangstufen (g).
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die manuelle
oder selbsttätige Anwahl der Schaltprogramme (SKFj) unterdrückt wird,
solange die Kaltstartbedingung vorliegt oder der Zeitraum (tg) noch nicht
überschritten ist.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich bei
der selbsttätigen Anwahl der Schaltprogramme (SKFj) neben dem Warmlauf-
Schaltprogramm (SKFw) weitere Schaltprogramme zugelassen werden, bei denen
die Brennkraftmaschine unter gleichen Fahrbedingungen noch höhere
Abgasmassen- oder -energieströme erzeugt als bei den über das Warmlauf-
Schaltprogramm (SKFw) geschalteten Gangstufen (g).
4. Kraftfahrzeug nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Erfassung der Kaltstartbedingung durch Messen einer
Kühlmitteltemperatur (Tm) der Brennkraftmaschine und Vergleich (17) der
Kühlmitteltemperatur (Tm) mit einem Motortemperatur- Grenzwert (Tmg)
erfolgt.
5. Kraftfahrzeug nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der Kaltstartbedingung durch
Messen einer Kühlmitteltemperatur (Tg) des Getriebes und Vergleich der
Kühlmitteltemperatur (Tg) mit einem Getriebetemperatur- Grenzwert (Tgg)
erfolgt.
6. Kraftfahrzeug nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der Kaltstartbedingung durch
Messen einer Temperatur (Ta) eines Abgasreinigungssystems (Katalysators)
oder eines dieses durchströmenden Gasstroms und Vergleich der Temperatur
(Ta) mit einem Abgasreinigungstemperatur- Grenzwert (Tag) erfolgt.
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