DE10237245A1

DE10237245A1 - Verfahren zur Gangüberwachung für ein Automatgetriebe eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10237245A1
Application number: DE2002137245
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Steinhauser; Georg Gierer; Christian Dipl.-Ing. Popp
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-08-13
Filing date: 2002-08-13
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-08-14
Also published as: DE10237245B4

Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zur Gangüberwachung für ein Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs, bei dem die einzelnen Gänge durch die Kombination von zwei oder mehreren Schaltelementen (A, B, C, D, E) realisiert werden, wird jedem Schaltelement (A, B, C, D, E) ein Symptomzähler (Nx) zugeordnet, dessen Wert beim Auftreten einer Fehlfunktion in einem Gang, in dem das Schaltelement beteiligt ist, um Eins inkrementiert wird, wobei, wenn ein vorgegebener Grenzwert für den Symptomzähler (Nx) erreicht ist, dieses Schaltelement oder das entsprechende Schaltsystem eindeutig als defekt erkannt und das Getriebe in einen endgültigen Notgang geschaltet wird und wobei, wenn der vorgegebene Grenzwert für den Symptomzähler (Nx) nicht erreicht ist, in einen Ersatzgang geschaltet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gangüberwachung für ein Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind Sicherheitssysteme für Automatgetriebe bekannt. Beispielsweise wird im Rahmen der DE 196 01 618 A1 der Anmelderin vorgeschlagen, Funktionsstörungen außerhalb der Schaltungen durch Überwachung der gemessenen Getriebeeingangs- und Ausgangsdrehzahlen zu detektieren. Anschließend wird aus dem aktuellen Gang in einen Ersatzgang geschaltet, welcher, wenn möglich, der nächst höhere ist; sollte der aktuelle Gang der höchste sein, dann wird in den nächst niedrigeren geschaltet. Im Rahmen der DE 196 01 618 A1 ist für jeden Gang ein Symptomzähler vorgesehen, der bei Vorhandensein einer Fahlfunktion um Eins inkrementiert wird, wobei beim Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes für den Symptomzähler ein Notfahrprogramm aktiviert wird.
Diese Vorgehensweise nach dem Stand der Technik resultiert bei Getriebesystemen, bei denen eine Kupplung oder Bremse in mehreren Gängen hintereinander geschaltet ist, bei einer Fehlfunktion an einem dieser Schaltelemente oder Schaltsysteme in mehreren Schaltungen und einer anschließenden Erkennung von Funktionsstörungen, bevor ein sicherer Betriebszustand erreicht wird. Hierbei ist unter Schaltsystem die gesamte Kette von der Ansteuerung bis zu einem Schaltelement zu verstehen, so dass es sich bei einer Fehlfunktion z.B. um eine fehlerhafte Vorgabe der Ansteuerung, um eine fehlerhafte Strom-Druckumwandlung, um eine Fehlfunktion im Ventilsystem oder auch um eine Fehlfunktion eines Bestandteils eines Schaltelementes bzw. um eine Ölleckage handeln kann. Das gleiche gilt auch bei Getriebesystemen mit immer wiederkehrender Zuschaltung des selben Schaltelements im nächsten Gang, wobei in diesem Fall für kurze Zeit ein sicherer Zustand erreicht wird; allerdings wird von dem System bei der nächsten Hoch- oder Rückschaltung wieder versucht, ein Schaltelement mit nicht mehr vorhandener Funktion in den Kraftfluss zu bringen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem genannten Stand der Technik ein Verfahren zur Gangüberwachung für ein Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Das erfindungsgemäße Verfahren soll auch für Getriebe mit Mehrfachverwendung von Kupplungen und Bremsen und deren Ansteuerung einsetzbar sein.
Insbesondere soll im Rahmen des Verfahrens eine Fehlfunktion eines Schaltelementes detektiert werden und diesem Schaltelement zugeordnet werden. Auf diese Weise können mehrfach auftretende sicherheitskritische Zustände weitestgehend vermieden werden; außerdem wird auf diese Weise die Verfügbarkeit des Fahrzeugs erhöht.
Zudem soll eine schnelle Reaktion auf eine Fehlfunktion gewährleistet werden und das Getriebe effektiv vor einer Beschädigung bzw. Zerstörung geschützt werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Varianten und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird vorgeschlagen, jedem Schaltelement des Getriebes einen Symptomzähler Nx zuzuordnen, dessen Wert beim Auftreten einer Fehlfunktion in einem Gang, in dem das Schaltelement beteiligt ist, um Eins inkrementiert wird, wobei, wenn ein vorgegebener Grenzwert für den Symptomzähler Nx erreicht ist, dieses Schaltelement oder das entsprechende Schaltsystem eindeutig als defekt erkannt und das Getriebe in einen endgültigen Notgang ohne Beteiligung dieses Schaltelements geschaltet wird und wobei, wenn der vorgegebene Grenzwert für den Symptomzähler Nx nicht erreicht ist, in einen Ersatzgang geschaltet wird.
Der endgültige Notgang kann erfindungsgemäß, wenn die benötigte Schaltung möglich ist, direkt eingelegt werden oder über die Einlegung eines sicheren Zustands durch ein Gangauslegen und Öffnen des Getriebes und dem anschließenden Wechsel in den nicht direkt zu schaltenden Ersatzgang durch ein entsprechendes Gangeinlegen realisiert werden.
Sollte ein Notgang notwendig werden, der mehrere Gänge unter dem aktuellen Gang liegt, in dem die Fehlfunktion aufgetreten ist, dann wird der Notgang erst nach Unterschreitung von geeigneten Drehzahlschwellen für diesen Notgang eingelegt, um die Gefahr unzulässiger Drehzahlen zu vermeiden. Solange die Drehzahlschwellen nicht unterschritten sind, wird bevorzugterweise in den Zustand „Neutral" geschaltet.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass in den meisten Getrieben gleich nach einem erneuten Auftreten eines Fehlers das defekte Schaltelement bzw. Schaltsystem bestimmt wird und eine Reaktion eingeleitet wird. Dies ist die schnellste Möglichkeit, um das defekte Schaltelement zu bestimmen, da durch die Beteiligung von zwei Schaltelementen in jedem Gang ein weiteres Auftreten eines Fehlverhaltens notwendig ist, um das defekte Schaltelement eindeutig zu bestimmen.
Durch die Zuordnung des Fehlers einem Schaltelement oder Schaltsystem wird eine gezielte Reaktion ermöglicht; dies ist ein wichtiger Unterschied zum Stand der Technik, bei dem die Fehlfunktion dem Gang zugeordnet wird. Die Erkennung einer Fehlfunktion in einem Gang an sich kann nach dem Stand der Technik durchgeführt werden.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es stellen dar:
1: Eine Darstellung der wichtigsten Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flußdiagramms;
2: Eine schematische Darstellung eines Sechs-Gang Getriebes;
3: Das dem Getriebe gemäß 2 entsprechende Schaltschema; und
4: Eine Tabelle enthaltend die Ersatzgänge als Funktion der fehlerhaften Gänge.
Gemäß der Erfindung wird jedem Schaltelement ein Zähler zugeordnet, dessen Wert – beginnend bei Null – bei jedem Auftreten einer Fehlfunktion in einem Gang, an dem dieses Schaltelement beteiligt ist, um Eins erhöht wird.
Zu jedem Schaltelement existiert ein Grenzwert für dessen Zähler, der bevorzugterweise von der Anzahl der in einem Gang beteiligten Schaltelemente und der Anzahl der Gänge, in denen dieses Schaltelement beteiligt ist, abhängig ist. Anders formuliert, entspricht der Grenzwert der Anzahl der Gänge mit Fehlfunktion, die vorliegen müssen, um ein defektes Schaltelement eindeutig identifizieren zu können. Wenn beispielsweise ein Schaltelement in zwei Gängen beteiligt ist und für diese Gänge jeweils zwei Schaltelemente aktiviert werden, dann beträgt der Grenzwert Zwei, da damit das defekte Schaltelement eindeutig identifizierbar ist.
Gemäß 1, welche das Verfahren für den Fall einer Fehlfunktion in einen Vorwärtsgang darstellt, ist vorgesehen, beim Auftreten einer Fehlfunktion in einem Gang die den beteiligten Schaltelementen zugeordneten Zähler um Eins zu erhöhen. Diese Zähler sind in der Figur mit Nx dargestellt, wobei x das jeweilige Schaltelement bezeichnet.
Wenn der Wert des Zählers Nx für ein Schaltelement den vorbestimmten Grenzwert überschreitet, dann wird eine Schaltung in einen endgültigen Notgang eingeleitet, wobei situationsabhängig zuerst nach „Neutral" geschaltet wird, um unzulässig hohe Drehzahlen zu vermeiden oder wenn eine Schaltung über mehrere Gänge notwendig ist. Optional kann dies in die Diagnoseverwaltung eingetragen werden.
Wenn der Grenzwert für den Zähler nicht überschritten wurde, dann wird eine Schaltung in einen Ersatzgang durchgeführt. Der Ersatzgang ist gemäß der Erfindung der nächsthöhere Gang mit Ausnahme des Ersatzganges für den höchsten Gang, der der nächstniedrigere Gang ist, wenn die Drehzahl dies zulässt. Wenn im Rahmen der anschließenden Abfrage nach dem Fahrerwunsch, der Fahrerwunsch nicht dem die Fehlfunktion aufweisenden Gang entspricht und der Fahrerwunsch der nächsthöhere Gang ist, dann wird entsprechend dem Fahrerwunsch geschaltet.
Wenn obige Bedingungen nicht erfüllt sind, dann wird der Ersatzgang beibehalten, bis ein neuer Fahrerwunsch generiert wird; in diesem Fall wird noch mal geprüft, ob der Fahrerwunsch nicht dem die Fehlfunktion aufweisenden Gang entspricht und der Ersatzgang der nächsthöhere Gang ist usw.
Anschließend folgt die Abfrage der Fahrposition. Wenn die Position N, P oder R ist, dann wird in die Normalfunktion übergegangen, andernfalls wird, wie bereits erläutert, der Ersatzgang mit dem Fahrerwunsch verglichen und diese Schleife erneut durchlaufen.
In 2 ist ein Getriebe mit einem Wandler 1, einer Wandlerkupplung 2 und fünf Schaltelementen, nämlich drei Kupplungen A, B, E und zwei Bremsen C und D dargestellt. Das diesem Getriebe entsprechende Schaltschema ist Gegenstand der 3. Dem Schaltschema kann entnommen werden, dass bei jedem Gang jeweils zwei Schaltelemente beteiligt sind. Hierbei bezeichnen N1–N6 die Gangnachführung in „Neutral". Dort wird ebenfalls der Gang entsprechend dem einzulegenden Gang in der Fahrposition vorgegeben.
Bei diesem Getriebe wird gemäß 4, wenn der Zähler Nx kleiner als dessen Grenzwert ist, in Position D (vorwärts) für den Ersatzgang jeweils einen Gang hoch ge schaltet; aus dem höchsten Gang wird erfindungsgemäß in den nächst niedrigeren Gang geschaltet. Bei einem Kupplungsfehler in der Position R (rückwärts) ist bei lediglich einem vorgesehenen Rückwärtsgang kein Ersatzgang möglich, so dass kein Kraftschluss in dieser Fahrstufe gewährleistet wird.
Wenn der Zähler eines Schaltelementes den Grenzwert überschreitet, dann wird gemäß folgender Tabelle in den endgültigen Notgang geschaltet.
Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass in den nächst liegenden höheren Gang geschaltet wird, welcher das fehlerhafte Schaltelement nicht benötigt. Wenn es sich hierbei um den nächst höheren Gang handelt, dann erfolgt dies direkt über eine normale Hochschaltung. Eine derartige Situation ergibt sich beispielsweise bei einer defekten Bremse D.
Liegen ein oder mehrere Gänge dazwischen, wie es beispielsweise bei einer Fehlfunktion des Schaltelementes A im ersten, zweiten oder dritten Gang der Fall ist, dann wird erfindungsgemäß ein Gangauslegen durchgeführt, wobei nach einer Zeit, in der die Entleerung der im letzten Gang ge schalteten Schaltelemente gewährleistet ist, der Notgang eingelegt wird.
Ist ein Einlegen eines höheren Ganges nicht möglich, wie es beispielsweise für eine defekte Kupplung E der Fall ist, dann wird ein Gangauslegen durchgeführt und solange elektrisch Neutral angesteuert, bis das Einlegen eines niedrigeren Notgangs ohne Erreichung unzulässig hoher Drehzahlen möglich ist.
Wenn mehrere direkt übereinander liegende Gänge als endgültiger Notgang möglich sind, wie dies beispielsweise für die Bremse D (Gänge 2–6) oder die Kupplung E (Gänge 1– 3) der Fall ist, so können diese bei entsprechend vorliegendem Fahrerwunsch für diese Gänge noch ermöglicht werden.
Für den Rückwärtsgang ist kein Notgang möglich, wenn ein Grenzwert für ein beteiligtes Schaltelement erreicht wird und, wie bei der beschriebenen Radsatz- und Kupplungskombination, nur ein Rückwärtsgang vorgesehen ist. Wenn mehrere Rückwärtsgänge vorgesehen sind und die Radsatz- und Kupplungskombination dies ermöglicht, dann kann entsprechend der Erfindung auch hier die erfindungsgemäße Gangüberwachung durchgeführt werden und ggf. ein Notgang geschaltet werden.

1: Wandler
2: Wandlerkupplung
Nx: Zähler für das Schaltelement x
A: Schaltelement
B: Schaltelement
C: Schaltelement
D: Schaltelement
E: Schaltelement

Claims

Verfahren zur Gangüberwachung für ein Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs, bei dem die einzelnen Gänge durch die Kombination von zwei oder mehreren Schaltelementen (A, B, C, D, E) realisiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Schaltelement (A, B, C, D, E) ein Symptomzähler (Nx) zugeordnet wird, dessen Wert beim Auftreten einer Fehlfunktion in einem Gang, in dem das Schaltelement beteiligt ist, um Eins inkrementiert wird, wobei, wenn ein vorgegebener Grenzwert für den Symptomzähler (Nx) erreicht ist, dieses Schaltelement oder das entsprechende Schaltsystem eindeutig als defekt erkannt und das Getriebe in einen endgültigen Notgang geschaltet wird und wobei, wenn der vorgegebene Grenzwert für den Symptomzähler (Nx) nicht erreicht ist, in einen Ersatzgang geschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für alle Gänge mit Ausnahme des höchsten Ganges der Ersatzgang der nächsthöhere Gang ist und dass für den höchsten Gang der Ersatzgang der nächst niedrigere Gang ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der endgültige Notgang der nächst höhere Gang ist, welcher das fehlerhafte Schaltelement nicht benötigt, wobei, wenn ein Einlegen eines höheren Ganges nicht möglich ist, ein Gangauslegen durchgeführt und solange Neutral angesteuert wird, bis das Einlegen eines niedrigeren Notgangs ohne Erreichung unzulässig hoher Drehzahlen möglich ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn zwischen dem aktuellen Gang und dem Notgang ein oder mehrere Gänge dazwischenliegen, ein Gangauslegen durchgeführt wird, wobei der Notgang nach einer Zeit, in der die Entleerung der im letzten Gang geschalteten Schaltelemente gewährleistet ist, eingelegt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Rückwärtsgang ein Not-Rückwärtsgang geschaltet wird, wenn dies die Radsatz- und Schaltelementkombination zulässt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Gänge geschaltet werden, an denen das eindeutig als defekt erkannte Schaltelement oder das entsprechende Schaltsystem nicht beteiligt ist.