DE4114033A1 - Verfahren zur steuerung des gangwechsels in einem kraftfahrzeug mit elektronisch gesteuertem automatikgetriebe - Google Patents
Verfahren zur steuerung des gangwechsels in einem kraftfahrzeug mit elektronisch gesteuertem automatikgetriebeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Durch ein derartiges, aus der EP 04 15 024 A1 bekanntes Verfahren sollen
abgasrelevante Systeme des Kraftfahrzeuges, insbesondere die Brennkraftma
schine und/oder der Katalysator, möglichst schnell auf Dauerbe
triebstemperatur erwärmt werden, um die Abgasemissionen zu reduzieren.
Diese abgasrelevanten Systeme erwärmen sich je schneller, desto höher die
Drehzahl der Brennkraftmaschine ist. Daher werden in dem aus der
EP 04 15 024 A1 bekannten Verfahren nach dem Kaltstart bzw. während des
Warmlaufs eines Kraftfahrzeuges mit elektronisch gesteuertem Automatikge
triebe zur Gangwechselsteuerung speziell für den Warmlauf abgespeicherte
Schaltkennlinien verwendet. Ein Steuergerät des elektronisch gesteuerten
Automatikgetriebes steuert mittels der Schaltkennlinien die Gangwechsel
abhängig von dem Öffnungswinkel der Drosselklappe der Brennkraftmaschine
und der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. der Drehzahl der Brennkraftmaschine.
In diesem aus der EP 04 15 024 A1 bekannten Verfahren werden während
des Warmlaufs die Gangwechsel vom Steuergerät über die speziell für den
Warmlauf abgespeicherten Schaltkennlinien bei höheren Drehzahlen der
Brennkraftmaschine ausgelöst als über die bei Dauerbetriebstemperatur ver
wendeten Schaltkennlinien.
Im folgenden wird unter der (mittels eines/des Temperatursensors gemesse
nen) Temperatur die Temperatur der Brennkraftmaschine und/oder des
Katalysators verstanden.
Das aus der EP 04 15 024 A1 bekannte Verfahren weist folgende Probleme
auf:
- - Die speziell für den Warmlauf abgespeicherten Schaltkennlinien benötigen kostenintensiven Speicherplatz im Steuergerät.
- - Die speziell für den Warmlauf abgespeicherten Schaltkennlinien schließen während des Warmlaufs die bei elektronisch gesteuerten Automatikge trieben üblicherweise anwählbaren Sonder-Schaltkennlinien aus, wie z. B. das Winterprogramm zur Antriebsschlupfverhinderung bei Glatteis.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, während des Warmlaufs Gangwechsel
derart zu steuern, daß einerseits höhere Drehzahlen als bei einer Gangwech
selsteuerung nach der Warmlaufphase erreicht werden ohne zusätzliche, spei
cherplatzintensive Schaltkennlinien zu verwenden, und daß andererseits von
einer optimalen Gangwechselsteuerung, insbesondere bezüglich Schaltkomfort
und geringem Verbrauch, möglichst wenig abgewichen wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Mittels eines Steuergerätes für elektronisch gesteuerte Automatikgetriebe soll
vordergründig eine optimale Gangwechselsteuerung realisiert werden, die
spezielle Anforderungen, insbesondere an den Schaltkomfort oder den gerin
gen Verbrauch, erfüllt. Zur Erfüllung dieser Anforderungen werden Schalt
kennlinien entwickelt und im Steuergerät abgespeichert, die abhängig von
dem Öffnungswinkel der Drosselklappe der Brennkraftmaschine und der Fahr
zeuggeschwindigkeit bzw. der Drehzahl der Brennkraftmaschine den
Gangwechsel entsprechend der Anforderungen optimal steuern. Im folgenden
werden diese Schaltkennlinien optimale Schaltkennlinien genannt. (Diese
optimalen Schaltkennlinien können z. B. verbrauchsoptimierende
Schaltkennlinien oder Schaltkennlinien für ein Winterprogramm sein.)
Die Reduzierung der Abgasemissionen durch die schnelle Erwärmung der
abgasrelevanten Systeme über die Erzeugung erhöhter Drehzahlen der Brenn
kraftmaschine während des Warmlaufs stellt eine Anforderung dar, die z. B.
der eines hohen Schaltkomforts und eines geringen Verbrauchs widerspricht.
Erfindungsgemäß werden demnach die optimalen Schaltkennlinien auch wäh
rend des Warmlaufs zur Gangwechselsteuerung verwendet. Sie werden wäh
rend des Warmlaufs jedoch unterhalb eines flexiblen Grenzwertes des Dros
selklappenöffnungswinkels dahingehend modifiziert, daß bei einem Gang
wechsel entsprechend der modifizierten Schaltkennlinien höhere Drehzahlen
der Brennkraftmaschine erreicht werden, als bei einem Gangwechsel entspre
chend der optimalen Schaltkennlinien. Der flexible Grenzwert des Drossel
klappenöffnungswinkels hängt von der mittels des Temperatursensors gemes
senen Temperatur derart ab, daß nur bei starken Abweichungen der Tempera
tur von der Dauerbetriebstemperatur die Gangwechselsteuerung stärker von
der durch die optimalen Schaltkennlinien vorgegebenen Gangwechselsteue
rung abweicht. Die mittels des Temperatursensors gemessene Temperatur
kann entweder vom Steuergerät des Automatikgetriebes selbst oder von
einem anderen Steuergerät, z. B. dem Steuergerät zur elektronischen Motor
steuerung, gemessen werden, wobei im zweiten Fall das andere Steuergerät
diese Temperatur dem Steuergerät des Automatikgetriebes mitteilt.
Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird während des Warmlaufs eines
Kraftfahrzeugs ein guter Kompromiß zwischen Schaltkomfort, geringem Ver
brauch und Reduzierung von Abgasemissionen erreicht. Darüber hinaus
werden keine speicherplatzintensiven, speziell für den Warmlauf entwickelten
Schaltkennlinien verwendet.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des
Patentanspruchs 2.
Die optimalen Schaltkennlinien werden zur Erhöhung der Drehzahl der Brenn
kraftmaschine während des Warmlaufs unterhalb des flexiblen Grenzwertes
des Drosselklappenöffnungswinkels derart geändert, daß ein Gangwechsel
unabhängig von dem Drosselklappenöffnungswinkel gesteuert wird. Dies
bedeutet, daß für die Ausführung eines Gangwechsels eine bestimmte Fahr
zeuggeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Brennkraftmaschine erreicht werden
muß, die höher als die sich aus den optimalen Schaltkennlinien ergebende
liegt. Vorzugsweise wird für eine derartige Gangwechselsteuerung der Wert
der Fahrzeuggeschwindigkeit (bzw. der Drehzahl der Brennkraftmaschine)
gewählt, die sich aus dem Schnittpunkt der optimalen Schaltkennlinien mit
dem flexiblen Grenzwert des Drosselklappenöffnungswinkels ergibt.
Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung werden zur erfindungsgemäßen
Gangwechselsteuerung während der Warmlaufphase ausschließlich Daten
verwendet, die auch für die Gangwechselsteuerung nach der Warmlaufphase
zur Verfügung stehen. Somit kann zusätzlich Speicherplatz eingespart werden,
da keine eigenen Daten für den Warmlauf notwendig sind.
Eine besonders vorteilhatte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des
Patentanspruchs 3.
Der flexible Grenzwert des Drosselklappenöffnungswinkels, unterhalb dessen
die optimalen Schaltkennlinien modifiziert werden, hängt von der mittels des
Temperatursensors gemessenen Temperatur ab. Vorzugsweise liegt dieser
Grenzwert je niedriger, desto mehr sich die mittels des Temperatursensors
gemessene Temperatur an die Dauerbetriebstemperatur annähert. Diese mit
tels des Temperatursensors gemessene Temperatur kann entweder nur beim
Start oder auch während der gesamten Betriebszeit der Brennkraftmaschine
dem Steuergerät des Automatikgetriebes zur Verfügung gestellt werden.
Mit dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung reagiert man flexibel auf die
Höhe der Starttemperatur bei einem Kaltstart bzw. auf den Gradienten des
Temperaturverlaufes bei einem Warmlauf.
Die einzige Figur zeigt Beispiele für die mögliche Veränderung von Hoch
schaltkennlinien während eines Warmlaufs abhängig von der Starttemperatur
bzw. dem Temperaturverlauf der Brennkraftmaschine.
In der Figur sind als durchgezogene Linien vier optimale Hochschaltkennlinien
für ein 5-Gang-Automatikgetriebe dargestellt. Auf der Abszisse ist einerseits
die Fahrzeuggeschwindigkeit v in km/h und andererseits die Drehzahl der
Brennkraftmaschine n in U/min aufgetragen.
Auf der Ordinate ist der auf die vollständige Öffnung der Drosselklappe
bezogene Drosselklappenöffnungswinkel DKÖ In Prozent (%) aufgetragen. Bei
DKÖ=0% ist die Drosselklappe geschlossen, bei DKÖ=100% ist die
Drosselklappe vollständig geöffnet. Der Drosselklappenöffnungswinkel DKÖ
steigt in Pfeilrichtung der Ordinate, d. h. DKÖ0 < DKÖ1 < DKÖ2.
Auf einer zweiten Ordinatenachse ist das Verhältnis TM der mittels eines
Temperatursensors gemessenen Temperatur der Brennkraftmaschine zur
Dauerbetriebstemperatur in Prozent (%) aufgetragen. Dieses
Temperaturverhältnis TM bzw. die mittels des Temperatursensors gemessene
Temperatur kann entweder bei jedem Start oder während der gesamten
Betriebszeit der Brennkraftmaschine dem Steuergerät des Automatikgetriebes
zur Auswertung zur Verfügung stehen. Bei TM=100% beispielsweise hat die
mittels des Temperatursensors gemessene Temperatur an der
Brennkraftmaschine die Dauerbetriebstemperatur erreicht. Das
Temperaturverhältnis TM nimmt in Pfeilrichtung der zweiten Ordinatenachse
zu, d. h. TM1 < TM2.
Unter dem Begriff Grenzwert wird im folgenden der flexible, von der mittels
des Temperatursensors gemessenen Temperatur abhängige Grenzwert des
Drosselklappenöffnungswinkels verstanden, unterhalb dessen die optimalen
Schaltkennlinien während des Warmlaufs modifiziert werden.
Die Werte DKÖ1 und DKÖ2 sind Beispiele für einen solchen Grenzwert.
Wird ein Temperaturverhältnis TM=TM1 ermittelt, so gilt für dieses Tempera
turverhältnis TM1 der Grenzwert DKÖ1. Für dieses Temperaturverhältnis TM1
wird erfindungsgemäß ein Gangwechsel entsprechend der optimalen
Schaltkennlinien (durchgezogene Linien) durchgeführt, solange der
Drosselklappenöffnungswinkel DKÖ größer als der Grenzwert DKÖ1 ist. Bei
einem Drosselklappenöffnungswinkel DKÖ=DKÖ1 wird ein Gangwechsel z. B.
von dem 4. in den 5. Gang bei der Fahrzeuggeschwindigkeit v=v1 (4/5)
ausgeführt. Ist der Drosselklappenöffnungswinkel DKÖ kleiner als der
Grenzwert DKÖ1, weicht die Gangwechselsteuerung von den optimalen
Schaltkennlinien (durchgezogene Linien) ab und verhält sich entsprechend
der gestrichelten Linien. Dies bedeutet z. B. bei einem
Drosselklappenöffnungswinkel von DKÖ=DKÖi (wobei DKÖi < DKÖ1), daß der
Gangwechsel z. B. von dem 4. In den 5. Gang nicht bei der
Fahrzeuggeschwindigkeit v=vi (4/5), sondern erst bei v=v1 (4/5), d. h. bei einer
höheren Drehzahl n als bei v=vi (4/5), durchgeführt wird.
Unter dem Begriff Drehzahl ist stets die Drehzahl der Brennkraftmaschinen
zu verstehen.
Wird ein Temperaturverhältnis TM=TM2 ermittelt, gilt für dieses Temperatur
verhältnis der Grenzwert DKÖ2. Die mittels des Temperatursensors gemes
sene Temperatur der Brennkraftmaschine ist bei dem Temperaturverhältnis
TM2 von der Dauerbetriebstemperatur TM=100% weiter entfernt als bei dem
Temperaturverhältnis TM1. Daher ist bei dem Temperaturverhältnis TM2 eine
schnellere Erwärmung der Brennkraftmaschine durch eine weitere Anhebung
der Drehzahl n notwendig, als bei dem Temperaturverhältnis TM1. Für das
Temperaturverhältnis TM2 wird erfindungsgemäß während eines Warmlaufes
ein Gangwechsel entsprechend der optimalen Schaltkennlinien
(durchgezogene Linien) durchgeführt, solange der Drosselklappenöffnungs
winkel DKÖ größer als der Grenzwert DKÖ2 ist. Bei einem Drosselklappenöff
nungswinkel DKÖ=DKÖ2 wird ein Gangwechsel z. B. von dem 4. in den 5.
Gang bei der Fahrzeuggeschwindigkeit v=v2 (4/5) ausgeführt, wobei v2 (4/5)
größer als v1 (4/5) bzw. die Drehzahl n bei v2 (4/5) größer als bei v1 (4/5) ist.
Ist der Drosselklappenöffnungswinkel DKÖ kleiner als der Grenzwert DKÖ2,
weicht die Gangwechselsteuerung von den optimalen Schaltkennlinien
(durchgezogene Linien) ab und verhält sich entsprechend der strichpunktier
ten Linien. Dies bedeutet bei einem Drosselklappenöffnungswinkel von z. B.
DKÖ=DKÖi (wobei DKÖi < DKÖ2), daß der Gangwechsel z. B. von dem 4. in den
5. Gang nicht bei der Fahrzeuggeschwindigkeit v=vi (4/5), sondern erst bei
v=v2 (4/5), d. h. bei einer höheren Drehzahl n als bei v=vi (4/5) und v=v1 (4/5),
durchgeführt wird.
Wird ein Temperaturverhältnis TM=100% festgestellt, ergibt sich der
Grenzwert DKÖ0=0%. Da hier die Dauerbetriebstemperatur erreicht ist, die
Warmlaufphase also abgeschlossen ist, werden beim
Drosselklappenöffnungswinkel DKÖ=DKÖ0 die optimalen Schaltkennlinien
nicht mehr verändert.
Zwischen den einander zugeordneten Werten TM2 und DKÖ2, TM1 und DKÖ1
sowie TM=100% und DKÖ0 besteht nicht zwingend ein linearer Zusammen
hang.
Die Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit v0, v1, v2, vi für jeden Gangwechsel
sind den Werten der Drehzahlen n0, n1, n2, ni für jeden Gangwechsel zuge
ordnet.
Steht die Information über das Temperaturverhältnis TM nur beim Start der
Brennkraftmaschine zur Verfügung, wird abhängig von dem beim Start vorlie
genden Temperaturverhältnis TM entsprechend oben beschriebener
Zuordnung ein Grenzwert (z. B. DKÖ1, DKÖ2) bestimmt. Da jedoch keine
weitere Information über den Verlauf der Temperatur während des Warmlaufs
vorliegt, wird der beim Start festgelegte Grenzwert (z. B. DKÖ1, DKÖ2)
während des gesamten Warmlaufs nicht verändert und für eine begrenzte,
wiederum von dem Temperaturverhältnis TM abhängige Warmlaufzeit tWL
beibehalten. Beispielsweise wird dem Temperaturverhältnis TM1 ein
Grenzwert DKÖ1 und eine Warmlaufzeit tWL1 zugeordnet. Die Warmlaufzeit
tWL wird umso länger, je kleiner das Temperaturverhältnis TM ist, wobei nicht
zwingend ein linearer Zusammenhang zwischen tWL und TM bestehen muß.
Steht die Information über das Temperaturverhältnis TM während der
gesamten Betriebszeit der Brennkraftmaschine zur Verfügung, ist keine Zeit
steuerung, d. h. keine Warmlaufzeit tWL, notwendig. In diesem Fall können mit
steigendem Temperaturverhältnis TM (z. B. TM2, TM1) die Grenzwerte (z. B.
DKÖ2, DKÖ1) solange verringert werden, bis bei dem Temperaturverhältnis
TM=100% der Warmlauf abgeschlossen ist.
In der Figur wird verdeutlicht, daß erstens für den Warmlauf keine speziell
abgespeicherten Schaltkennlinien nötig sind, um die Gangwechsel bei erhöh
ten Drehzahlen zu steuern, und daß zweitens die Abweichung der
Gangwechselsteuerung von den optimalen Schaltkennlinien während des
Warmlaufs so klein wie möglich gehalten wird.
Claims (3)
1. Verfahren zur Steuerung des Gangwechsels in einem Kraftfahrzeug mit
elektronisch gesteuertem Automatikgetriebe, dessen Steuergerät einen
Gangwechsel vorwiegend entsprechend abgespeicherter Schaltkennli
nien abhängig von dem Öffnungswinkel der Drosselklappe der Brenn
kraftmaschine sowie von der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. der Drehzahl
der Brennkraftmaschine steuert und über eine mittels eines Temperatur
sensors gemessene Temperatur den Kaltstart bzw. die Warmlaufphase
des Kraftfahrzeugs erkennt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung
eines Gangwechsels während und nach der Warmlaufphase auf die glei
chen Schaltkennlinien zugegriffen wird und daß diese Schaltkennlinien
während der Warmlaufphase derart modifiziert werden, daß unterhalb
eines Grenzwertes (DKÖ1, 2) des Drosselklappenöffnungswinkels (DKÖ)
der Gangwechsel bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit (v1, 2) bzw. bei
höherer Drehzahl der Brennkraftmaschine (n1, 2) erfolgt als bei der Fahr
zeuggeschwindigkeit (vi) bzw. bei der Drehzahl der Brennkraftmaschine
(ni) nach der Warmlaufphase, wobei der Grenzwert (DKÖ1, 2) des Dros
selklappenöffnungswinkels (DKÖ) abhängig von dem Verhältnis (TM) der
mittels des Temperatursensors gemessenen Temperatur zur Dauer
betriebstemperatur variierbar ist.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während
der Warmlaufphase die Steuerung des Gangwechsels unterhalb des
Grenzwertes (DKÖ1, 2) des Drosselklappenöffnungswinkels (DKÖ) unab
hängig vom Drosselklappenöffnungswinkel (DKÖ) erfolgt.
3. Verfahren nach Patentanspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Grenzwert (DKÖ1, 2) des Drosselklappenöffnungswinkels (DKÖ) mit
steigendem Wert des Verhältnisses (TM) der mittels des Temperatursen
sors gemessenen Temperatur zur Dauerbetriebstemperatur abnimmt.
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