DE19826059A1

DE19826059A1 - Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes

Info

Publication number: DE19826059A1
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: 1999-12-16
Anticipated expiration: 2018-06-13
Also published as: JP4230055B2; US6263273B1; JP2000205405A; DE19826059B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes (3) in einem Fahrzeug vorgeschlagen, bei dem eine elektronische Getriebesteuerung (4) einen Fahrzustand Niederreibwert setzt, wenn Schlupf an den Antriebsrädern des Fahrzeugs dedektiert oder eine ABS-Bremsung erkannt wird. Bei einer ABS-Bremsung wird über eine ABS-Bewertungsfunktion aus der Ist-Beschleunigung des Fahrzeugs oder einer der Ist-Beschleunigung entsprechenden Größe (z. B. Raddrehzahlzunahme) ein Zähler bestimmt. Bei auftretendem Schlupf wird mittels einer Schlupf-Bewertungsfunktion aus dem Soll-/Ist-Vergleich der Fahrzeug-Beschleunigung oder einer diesem Vergleich entsprechenden Größe (z. B. Momentenreserve) ein Zähler bestimmt. Ein Winterbetrieb wird sodann aktiviert, wenn der Zählerstand einen Grenzwert übersteigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes in einem Fahrzeug, bei dem eine elektroni sche 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 selbsttä tig. 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 Er gebnis dieser Überprüfung wird sodann ein Schlupfindex ge setzt. Das Winterprogramm wird aktiviert, wenn innerhalb eines fest vorgegebenen Zeitraums die Summe dieser Werte einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Bei dem zuvor be schriebenen Verfahren kann nun in der Praxis das Problem auftreten, daß aufgrund der festen Schlupfindex-Werte eine große Reaktionszeit zwischen auftretendem Schlupf und Akti vierung des Winterprogramms vergeht.

Der Erfindung liegt insofern die Aufgabe zugrunde, das Verhalten des Automatgetriebes enger an die äußeren Fahrbe dingungen 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 elektroni schen Getriebesteuerung angezeigt. Bei einer ABS-Bremsung wird aus der Ist-Beschleunigung des Fahrzeugs oder einer Ist-Beschleunigung entsprechenden Größe (z. B. Raddrehzahl zunahme) über eine ABS-Bewertungsfunktion ein Zähler be stimmt bzw. bei auftretendem Schlupf wird aus dem Soll-/ Ist-Vergleich der Fahrzeug-Beschleunigung oder einer dem Soll-/Ist-Vergleich der Fahrzeug-Beschleunigung entspre chenden Größe (z. B. Momentenreserve) mittels einer Schlupfbewertungsfunktion der Zähler bestimmt. Übersteigt der Zählerstand einen Grenzwert, so aktiviert eine elektro nische Getriebesteuerung den Winterbetrieb. Die Schlupfbe wertungsfunktion ist hierbei gemäß Anspruch 2 so ausge führt, daß jedem Wert des Soll-/Ist-Vergleichs der Fahr zeug-Beschleunigung über eine Kennlinie ein Zähleroffset zugeordnet ist. Gemäß Anspruch 3 ist die ABS-Bewertungs funktion derart ausgeführt, daß jedem Wert der Ist-Be schleunigung des Fahrzeugs über eine Kennlinie ein Zähler offset zugeordnet ist. Der Zählerstand ergibt sich, wie bei Anspruch 4 ausgeführt, 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-Be schleunigung) zu tatsächlichem Fahrverhalten (Ist-Beschleu nigung) dies zu einem hohen Zähleroffset führt. Der Über gang 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 Winterbe triebs aktiv unterstützt wird. Bekanntermaßen sind bei ei ner ABS-Bremsung die Raddrehzahlen als Sensorsignale nicht brauchbar, da diese getaktet werden und zwischen Fahrzeu grad 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 Hoch schaltung auszuführen als bei einer Bergabfahrt. Die Fahr bahnneigung 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 akti viert 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 Fahr zustand Niederreibwert und aktivem Winterbetrieb wird der Zählerstand zyklisch dekrementiert. Die Dekrementierung erfolgt, wie bei Anspruch 6 ausgeführt, nur oberhalb einer vorgebbaren Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle oder einer der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Größe (z. B. Getrie beabtriebsdrehzahl), z. B. 10 km/h.

In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbei spiel dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Übersichts-Schaubild;

Fig. 2 einen Programm-Ablaufplan und

Fig. 3 eine Kennlinie für den Zähleroffset.

In Fig. 1 ist ein System-Schaubild einer Brennkraftma schine/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. mit tels CAN-Bus. Auf diesen Datenleitungen stellt z. B. das elektronische Motorsteuergerät 10 folgende Informationen bereit: Moment der Brennkraftmaschine, Drehzahl der Brenn kraftmaschine, Temperatur der Kühlmittelflüssigkeit der Brennkraftmaschine usw. Die elektronische Getriebesteue rung 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 elektro nische Getriebesteuerung 4 das Signal "ABS aktiv".

Die elektronische Getriebesteuerung 4 wählt in Abhän gigkeit von Eingangsgrößen 15 eine entsprechende Fahrstufe bzw. ein Schaltprogramm aus. Über ein hydraulisches Steuer gerät, welches integraler Bestandteil des Automatgetrie bes 3 ist und in dem sich elektromagnetische Stellglieder befinden, aktiviert sodann die elektronische Getriebesteue rung 4 via Steuerleitung 12 eine entsprechende Kupplungs-/ Brems-Kombination. Von der elektronischen Getriebesteue rung 4 sind in stark vereinfachter Form als Blöcke dar stellt: 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, Schaltkennli nien, Kennfelder und fahrzeugspezifische Kennwerte als auch Diagnosedaten. Üblicherweise ist der Speicher 7 als EPROM, EEPROM oder als gepufferter RAM ausgeführt. Im Funktions block Berechnung 8 werden die für den Betrieb des Automat getriebes 4 relevanten Daten, z. B. das Druckniveau, Fahr aktivität usw., berechnet. Der Funktionsblock Steuerung Stellglieder 6 dient der Ansteuerung der sich im hydrauli schen Steuergerät befindlichen Stellglieder.

Als weitere Eingangsgröße erhält die elektronische Getrie besteuerung 4 das Signal der Getriebeausgangsdrehzahl 16.

In Fig. 2 ist ein Programm-Ablaufplan des erfindungs gemäßen Verfahrens dargestellt. Dieser Programm-Teil wird nur dann durchlaufen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner einem Grenzwert ist, z. B. 120 km/h. Der Programm- 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 ak tiv) oder Schlupf erkannt wird. Wenn eine ABS-Bremsung vor liegt, 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 Zu stand 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) eingele sen. Üblicherweise wird die Fahrzeug-Ist-Beschleuni gung 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 Fig. 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) einge lesen. Die Differenz-Beschleunigung a(DIFF) stellt die Ab weichung von Ist- zu Soll-Beschleunigung dar. Mit anderen Worten: Die Differenz-Beschleunigung a(DIFF) gibt an, wie stark sich der Fahrerwunsch (Soll-Beschleunigung) zum tat sächlichen Verhalten des Fahrzeugs (Ist-Beschleunigung) unterscheidet. Im Schritt S9 wird die Differenz-Beschleu nigung a(DIFF) gefiltert. Dies geschieht z. B., indem zehn Meßwerte über arithmetische Mittelwertbildung miteinander verknüpft werden. Im Schritt S10 wird aus der Kennlinie gemäß Fig. 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) hinzuad diert. 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 er klärt, 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 Geschwin digkeit des Fahrzeugs größer einem Grenzwert, z. B. 150 1/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 de krementiert wird und in Konsequenz, daß der Winterbetrieb deaktiviert wird.

In Fig. 3 ist eine Kennlinie dargestellt. Auf der Or dinate ist als Ausgangswert der Kennlinie der Zähler offset 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.

Bezugszeichenliste

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

1. Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes in einem Fahrzeug, bei dem eine elektronische Getriebesteue rung (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 Ist-Beschleunigung entsprechenden Größe (z. B. Raddrehzahlzunahme) maßgeblich ein Zähler bestimmt wird bzw. mit auftretendem Schlupf mit tels einer Schlupfbewertungsfunktion (S8 bis S10) aus dem Soll-/Ist-Vergleich (a(DIFF)) der Fahrzeug-Beschleunigung oder einer dem Soll-/Ist-Vergleich der Fahrzeug-Beschleuni gung entsprechenden Größe (z. B. Momentenreserve) ein Zäh ler maßgeblich bestimmt wird, und die elektronische Getrie besteuerung (4) einen Winterbetrieb (S15) aktiviert, wenn der Zählerstand (Z) einen Grenzwert (Z(EIN)) übersteigt (Z < Z(EIN)).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß jedem Wert des Soll-/Ist-Ver gleichs (a(DIFF)) der Fahrzeug-Beschleunigung oder einer dem Soll-/Ist-Vergleich der Fahrzeug-Beschleunigung entspre chenden Größe (z. B. Momentenreserve) in der Schlupfbewer tungsfunktion (S8 bis S10) über eine Kennlinie ein Zähler offset (Z(OFF)) zugeordnet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß jedem Wert der Ist-Beschleuni gung (a(IST)) des Fahrzeuges oder einer Ist-Beschleunigung entsprechenden Größe (z. B. Raddrehzahlzunahme) in der ABS- Bewertungsfunktion (S5 bis S7) über eine Kennlinie ein Zäh leroffset (Z(OFF)) zugeordnet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Zählerstand (Z) sich aus dem aktuellen Zählerstand plus dem Offset (Z(OFF)) be rechnet (Z = Z + Z(OFF)).

5. Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zu rücksetzen des Fahrzustandes Niederreibwert und aktiviertem Winterbetrieb der Zählerstand (Z) zyklisch dekrementiert wird (S12).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dekremtierung des Zählers nur bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit (v) oder einer der Fahr zeuggeschwindigkeit entsprechenden Größe (z. B. Getriebeab triebsdrehzahl) größer einem Grenzwert (GW) erfolgt (v < GW).

7. Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Win terbetrieb deaktiviert wird (S16), wenn der Zähler (Z) ei nen Ausschaltwert (Z (AUS)) unterschreitet (S16)

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Winterbetrieb durch Anwählen eines von mehreren möglichen Winter-Fahrprogrammen in Ab hängigkeit von der Fahrbahnneigung aktiviert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Winterbetrieb durch ein positi ves Signal eines Anti-Schlupf-Regelsystems aktiviert und bei einem negativen Signal entweder zeitverzögert oder weg verzögert deaktiviert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Winterbetrieb durch Betätigung des Programm-Wahltasters durch den Fahrer aktiviert und deaktiviert wird.