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Dokumentenidentifikation DE102006037836A1 22.03.2007
Titel Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Schaltgetriebes für ein Kraftfahrzeug
Anmelder LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG, 77815 Bühl, DE
Erfinder Schmitt, Werner, 76547 Sinzheim, DE
DE-Anmeldedatum 12.08.2006
DE-Aktenzeichen 102006037836
Offenlegungstag 22.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.03.2007
IPC-Hauptklasse F16H 61/20(2006.01)A, F, I, 20060812, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16D 48/06(2006.01)A, L, I, 20060812, B, H, DE   
Zusammenfassung Ein Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Schaltgetriebes für ein Kraftfahrzeug enthält die Schritte:
Überprüfen, ob die Bedingungen zum Aktivieren einer Kriechfunktion erfüllt sind;
Feststellen einer Kriechfahrtrichtung für das Kriechen bei aktivierter Kriechfunktion;
Erfassen der aktuellen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs, wenn bestimmt wird, dass die Bedingungen für das Aktivieren der Kriechfunktion erfüllt sind;
Deaktivieren der Kriechfunktion, wenn die Kriechfahrtrichtung und die aktuelle Fahrtrichtung auseinander fallen.

Beschreibung[de]

Bei Fahrzeugen mit automatisierten Schaltgetrieben, bspw. Parallelschaltgetrieben, ist es bekannt, eine Kriechfunktion vorzusehen. Die Kriechfunktion dient dazu, sobald die Vorraussetzungen für das Kriechen erfüllt sind, das Fahrzeug in eine Kriechbewegung zu bringen, damit bspw. ein komfortables Einparken möglich ist oder das Anfahren unterstützt wird. Dazu wird bei einer aktivierten Kriechfunktion ein bestimmtes übertragenes Kupplungsmoment eingestellt, das z. B. in der Größenordnung von 10-14 Nm liegt. Das Kupplungsmoment ist in jedem Fall auf einen Maximalwert begrenzt, etwa 30 Nm, damit sichergestellt ist, dass das Fahrzeug nur eine Kriechbewegung bei geringer Geschwindigkeit und keine normale Fahrtbewegung durchführt, also insbesondere langsam bleibt.

Das Kriechen des Fahrzeugs kann dabei, abhängig vom eingelegten Gang, sowohl in Vorwärtsfahrtrichtung als auch in Rückwärtsfahrtrichtung erfolgen und den Fahrer beim Anfahren oder Rangieren unterstützen.

Bei Parallelschaltgetrieben bzw. Steuerungen für Parallelschaltgetrieben des Stands der Technik ist bekannt, dass das Kriechmoment an der Kupplung eingestellt wird, das heißt die Kriechfunktion aktiviert wird, sobald das Fahrzeug die Bedingungen zum Kriechen erfüllt, also insbesondere der Motor läuft, ein Vorwärts- oder Rückwärtsfahrgang eingelegt ist und die Bremse nicht betätigt ist. Dies bedeutet, dass unabhängig vom aktuellen Bewegungszustand des Fahrzeugs des Kriechmoment an der Kupplung angelegt wird und zwar für eine Kriechbewegung in derjenigen Richtung, die dem eingelegten Gang entspricht. Somit wird das Kriechmoment auch dann an der Kupplung angelegt, wenn das Fahrzeug augenblicklich entgegen der Kriechfahrtrichtung, die dem eingelegten Gang entspricht, rollt. Dadurch entsteht eine der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende, gegebenenfalls hohe, Schlupfdrehzahl, welche zur Erwärmung und zu Verschleiß der Kupplung führt.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Schaltgetriebes für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welches eine Kriechfunktion vorsieht und die Kupplung schont.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Schaltgetriebes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Der wesentliche Aspekt der Erfindung liegt darin, dass neben den Bedingungen für die Kriechfunktion, nämlich z. B. ob der Motor läuft, ein Gang eingelegt ist und gleichzeitig die Bremse nicht betätigt ist, überprüft wird ob eine aktuelle Fahrtrichtung bzw. Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs, das heißt eine Vorwärtsfahrtrichtung oder Rückwärtsfahrtrichtung, der Kriechfahrtrichtung, in welcher die Kriechfunktion aktiviert wird und die dem eingelegten Gang entspricht, entspricht oder das Fahrzeug still steht. Nur wenn das Fahrzeug keine Bewegung ausführt oder die aktuelle Roll- oder Fahrtrichtung und die Kriechfahrtrichtung zusammenfallen, wird die Kriechfunktion aktiviert bzw. bleibt aktiviert. Ist hingegen die Kriechfunktion aufgrund des Vorliegens der Bedingungen zum Aktivieren einer Kriechfunktion aktiviert und wird beim Feststellen der Kriechfahrtrichtung und beim Erfassen der aktuellen Fahrtrichtung erkannt, dass sich das Fahrzeug augenblicklich entgegen der Kriechfahrtrichtung, die dem gewählten Gang entspricht, bewegt, so wird die Kriechfunktion wieder deaktiviert bzw. bleibt deaktiviert.

Ist bspw. der gewählte Gang der Vorwärtsgang und rollt das Fahrzeug gleichzeitig rückwärts, wird die Kriechfunktion deaktiviert. Entsprechend wird die Kriechfunktion deaktiviert, wenn bei eingelegtem Rückwärtsgang das Fahrzeug vorwärts rollt. Steht das Fahrzeug still bzw. fallen die Kriechfahrtrichtung und die Rollrichtung des Fahrzeugs zusammen, so kann die Kriechfunktion aktiviert werden, ohne die Kupplung übermäßig zu beanspruchen.

Dazu enthält das Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Schaltgetriebes für ein Kraftfahrzeug die Schritte: Überprüfen ob die Bedingungen zum Aktivieren einer Kriechfunktion erfüllt sind; Feststellen einer Kriechfahrtrichtung für das Kriechen bei aktivierter Kriechfunktion; Erfassen der aktuellen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs, wenn bestimmt wird, dass die Bedingungen für das Aktivieren der Kriechfunktion erfüllt sind; und Deaktivieren der Kriechfunktion wenn die Kriechfahrtrichtung und die aktuelle Fahrtrichtung auseinanderfallen.

Vorzugsweise wird zusätzlich eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt und die Kriechfunktion nur dann deaktiviert, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit über einem vorgegebenen ersten Schwellenwert legt. Dies bedeutet, dass bei einem sehr langsamen Rollen in einer Richtung entgegengesetzt zur Kriechfahrtrichtung die Kriechfunktion trotz entgegengesetzter Bewegungsrichtung des Fahrzeugs zur Kriechfahrtrichtung dennoch aktiviert wird, da in diesem Fall die Belastungen auf die Kupplung mäßig bleiben und die Vorteile der Kriechfunktion bzw. die unmittelbare Anfahrhilfe in der gewünschten Fahrtrichtung überwiegen. Gleichzeitig wird ausgeschlossen, dass die Kriechfunktion bei zu hohen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs in entgegengesetzter Rollrichtung zur Kriechrichtung aktiviert wird, so dass ein unnötiges Aufheizen der Kupplung verhindert wird.

Dazu wird vorzugsweise die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit mittels Raddrehzahlsensoren erfaßt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass die Kriechfunktion nach einer solchen Deaktivierung aufgrund einer zu hohen Fahrzeuggeschwindigkeit in der Richtung entgegengesetzt zur Kriechfahrtrichtung wieder aktiviert wird, sobald die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, die bspw. wiederum mittels Raddrehzahlsensoren erfaßt werden kann, unter einem vorgegebenen zweiten Schwellenwert fällt. Der erste und der zweite Schwellenwert können identisch sein und entweder fest vorgegeben oder vom Bediener des Fahrzeugs einstellbar sein. Dies gewährleistet, dass der Komfort der Kriechfunktion ausgenutzt werden kann, sobald ein etwaiger Verschleiß der Kupplung in übermäßigem Maße ausgeschlossen wird.

Die Bedingungen zum Aktivieren der Kriechfunktion sind dabei vorzugsweise die herkömmlichen Bedingungen, nämlich dass im Getriebe bei laufendem Motor ein Gang eingelegt ist und die Fahrzeugbremse nicht betätigt ist.

Das Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Schaltgetriebes kann vorteilhafterweise durch ein Steuergerät für das Getriebe realisiert und angesteuert werden, das auch die herkömmliche Kriechfunktion steuert. In das Steuergerät werden als Eingabe von verschiedenen Fahrzeugsensoren die Information eingegeben, die zur Beurteilung, ob die Kriechfunktion aktiviert werden kann, erforderlich sind, d. h. z. B. die Fahrtrichtung, die Stellung des Bremspedals des Fahrzeugs u. ä.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figur erläutert.

Die beigefügte Figur zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Blockschaltbild der Kupplungssteuerungsvorrichtung.

Das Kraftfahrzeug weist einen Motor 2, bspw. eine Brennkraftmaschine, auf, der über eine Kupplung 4 mit einem Getriebe 6, bspw. einen Parallelschaltgetriebe, verbunden ist. Das Getriebe 6 treibt über eine Kardanwelle 8 und ein Differential 10 die Hinterräder 12 des Fahrzeugs an. Zur Abbremsung des Fahrzeugs ist eine Bremsanlage 14 mit einem Bremsgerät 16 vorgesehen, das über ein Bremspedal 18 betätigt wird. Wenngleich nur die Verbindung vom Bremsgerät 16 zum linken Vorrad dargestellt ist, versteht sich, dass das Bremsgerät 16 mit allen Rädern des Kraftfahrzeugs zusammenwirkt.

Zur Steuerung der Last des Motors 2, insbesondere der Brennkraftmaschine, dient ein Fahrpedal 19, das eine Drosselklappe 21 ansteuert. Das Getriebe 6 wird mittels eines Schalthebels 23 geschaltet. Die Kupplung 4 ist automatisiert und wird von einer Betätigungseinheit, wie z. B. von einem Aktor 25, über einen Geberzylinder 27 und Nehmerzylinder 29 betätigt. Der Nehmerzylinder 29 wirkt mit einem Kupplungshebel 48 zusammen, der von einer nicht dargestellten Kupplungsrückstellfeder in seine Ruhelage gedreht ist, in der die Kupplung 4 vollständig geschlossen ist, das heißt maximales Moment übertragen kann.

Der Aktor 25 wird von einer Steuereinheit, wie z. B. einem elektronischen Steuergerät 31, aus angesteuert, das einen Mikroprozessor enthält und Daten von bspw. einem Sensor 32 für die Drehzahl der Brennkraftmaschine, einem Sensor 34 zum Erfassen der Raddrehzahl des Fahrzeugs, einem Sensor 36 zur Erfassung eines Schaltwunschs durch Betätigung des Ganghebels 23, einem Sensor 38 zur Erfassung der Stellung der Kupplung 4, einem Sensor 40 für die Stellung des Aktors 25, einem Sensor 42 zur Erfassung der Kühlwassertemperatur, einem Sensor 44 zur Erfassung der Temperatur der Ansaugluft erhält. Das Steuergerät kann weitere Eingaben von Sensoren erhalten und neben dem Aktor 25 für die Kupplung 4 auch andere Komponenten ansteuern.

Das Steuergerät 31 hat in sich eine Kriechfunktion hinterlegt, die aktiviert wird, sobald das Steuergerät 31 durch entsprechende Signale von dem Sensor 36 das Einlegen eines Gangs nach einer Neutralposition oder nach Stillstand des Fahrzeugs erfaßt und durch Signale von einem Sensor 50 für den Motor 2 erfaßt, dass der Motor 2 läuft. Außerdem hat zur Aktivierung der Kriechfunktion das Steuergerät 31 zu erfassen, dass das Fahrpedal nicht betätigt ist, was bspw. durch eine Eingabe oder ein Signal von einem Sensor 51 für das Fahrpedal erfolgen kann. Gleichzeitig wird die Kriechfunktion durch das Steuergerät 31 am Aktor 25 für die Kupplung 4 nur dann aktiviert, wenn das Steuergerät 31 von einem Sensor 52 für die Bremsanlage 14 die Informationen erhält, dass die Bremsanlage nicht betätigt ist, das heißt die Bremse gelöst ist. Sind diese Vorraussetzungen erfüllt, wird vom Steuergerät 31 die Kriechfunktion aktiviert.

Gleichzeitig wird mittels der Raddrehzahlsensoren 34 die Fahrtrichtung des Fahrzeugs sowie die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfaßt. Anschließend wird zunächst die Fahrtrichtung des Fahrzeugs vom Raddrehzahlsensor 34 im Steuergerät 31 mit der Kriechfahrtrichtung, die durch die Wahl des Gangs mittels des Ganghebels 23 bestimmt wird und vom Sensor 36 erfaßt wird, verglichen. Ist die aktuelle Raddrehzahl, die vom Sensor 34 erfaßt wird, Null, das heißt steht das Fahrzeug, oder fällt die Fahrtrichtung, in der das Fahrzeug augenblicklich rollt mit der Fahrtrichtung, die dem eingelegten Gang entspricht, zusammen, so kann die Kriechfunktion ohne weiteres aktiviert bleiben. Der Fahrer wird dann beim Anfahren bzw. Rangieren unterstützt. Fällt jedoch die durch den Schalthebel 23 gewählte Fahrtrichtung mit der augenblicklichen durch die Raddrehzahlsensoren 34 erfaßten Fahrtrichtung auseinander und liegt zudem die augenblickliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die ebenfalls durch die Sensoren 34 ermittelt werden kann, über einem vorgegebenen Schwellenwert, so wird die Kriechfunktion deaktiviert, das heißt mittels des Aktors 25 wird die Kupplung 4 derart gesteuert, dass kein Kupplungsmoment übertragen wird.

Wenn bei einer derart deaktivierten Kriechfunktion das Steuergerät 31 fortgesetzt Informationen von den Raddrehzahlsensoren 34 erhält und dabei festgestellt wird, dass die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit unter einen vorgegebenen Schwellenwert fällt, der bspw. gleich dem ersten Schwellenwert sein kann, so wird vom Steuergerät 31 der Aktor 25 für die Kupplung 4 derart gesteuert, dass die Kupplung ein Kriechkupplungsmoment überträgt, das bspw. im Bereich zwischen 10 und 15 Nm liegt. Gleichzeitig stellt das Steuergerät 31 sicher, dass das maximale Kupplungsmoment auf eine Obergrenze, bspw. 30 Nm, begrenzt bleibt. Die Kriechfunktion bleibt solange aktiviert, solange der Fahrer nicht die Bremse 18 betätigt oder durch Betätigen des Fahrpedals 19 in eine normale Fahrtbewegung gelangt.

2
Motor
4
Kupplung
6
Getriebe
8
Kardanwelle
10
Differential
12
Hinterrad
14
Bremsanlage
16
Bremsgerät
18
Bremspedal
19
Fahrpedal
21
Drosselklappe
23
Ganghebel/Schalthebel
25
Aktor
27
Geberzylinder
29
Nehmerzylinder
31
Steuergerät
32
Sensor
34
Sensor/Raddrehzahlsensor
36
Sensor
40
Sensor
42
Sensor
44
Sensor
48
Kupplungshebel
50
Sensor
51
Sensor
52
Sensor


Anspruch[de]
Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Schaltgetriebes für ein Kraftfahrzeug, enthaltend die Schritte:

a) Überprüfen, ob die Bedingungen zum Aktivieren einer Kriechfunktion erfüllt sind;

b) Feststellen einer Kriech-Fahrtrichtung für das Kriechen bei aktivierter Kriechfunktion;

c) Erfassen der aktuellen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs, wenn in Schritt a bestimmt wird, dass die Bedingungen für das Aktivieren der Kriechfunktion erfüllt sind; und

d) Deaktivieren der Kriechfunktion, wenn die Kriech-Fahrtrichtung und die aktuelle Fahrtrichtung auseinander fallen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst wird und die Kriechfunktion nur dann deaktiviert wird, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit über einem vorgegebenen ersten Schwellenwert liegt. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit mittels Raddrehzahlsensoren erfasst wird. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kriechfunktion nach einer Deaktivierung wieder aktiviert wird, sobald die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit unter einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert fällt. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Schwellenwert identisch sind. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene erste und/oder zweite Schwellenwert von einem Bediener des Fahrzeugs einstellbar ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingungen zum Aktivieren der Kriechfunktion erfüllt sind, wenn im Getriebe bei laufendem Motor ein Gang eingelegt ist und die Bremse nicht betätigt ist. Automatisiertes Schaltgetriebe mit einem Steuergerät zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.






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