DE10230774A1

DE10230774A1 - Steuersystem für ein Anfahrschaltelement eines automatisierten Getriebes oder Automatgetriebes im Notbetrieb

Info

Publication number: DE10230774A1
Application number: DE10230774A
Authority: DE
Inventors: Dirk Dipl.-Ing. Habeck
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-01-22
Also published as: JP2004044785A; US7044889B2; US20040009844A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für ein elektro-hydraulisch oder elektro-pneumatisch betätigbares Anfahrschaltelement eines automatisierten Kraftfahrzeug-Getriebes oder Automatgetriebes mit einem elektronischen Getriebesteuergerät, wobei das Anfahrschaltelement auch bei Ausfall des elektronischen Getriebesteuergerätes in einem Notbetrieb hydraulisch bzw. pneumatisch schaltbar ist. Das Steuersystem umfaßt ein getriebeunabhängiges elektronisches Steuermodul und ein elektrisch ansteuerbares Notlauf-Schaltventil, welches der hydraulischen bzw. pneumatischen Betätigungseinrichtung des Anfahrschaltelementes zugeordnet ist. Bei Ausfall des elektronischen Getriebesteuergerätes im Notbetrieb des Getriebes ist das Anfahrschaltelement über die elektrische Ansteuerung des Notlauf-Schaltventils durch das getriebeunabhängige elektronische Steuermodul betätigbar. Hierdurch kann insbesondere ein Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs gesteuert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für ein elektro-hydraulisch oder elektro-pneumatisch betätigbares Anfahrschaltelement eines automatisierten Kraftfahrzeug-Getriebes oder Automatgetriebes mit einem elektronischen. Getriebesteuergerät, wobei das Anfahrschaltelement auch bei Ausfall des elektronischen Getriebesteuergerätes in einem Notbetrieb hydraulisch bzw. pneumatisch schaltbar ist.
Automatisierte Kraftfahrzeug-Schaltgetriebe und auch Automatgetriebe, deren Anfahrelement als Reibungskupplung ausgebildet ist, sind hinlänglich bekannt. Üblicherweise wird ein derartiges Anfahrschaltelement elektrohydraulisch, elektro-pneumatisch oder auch elektro-mechanisch betätigt, wobei die Aktuatoren der Betätigungseinrichtung des Anfahrschaltelementes über ein elektronisches Steuergerät des Getriebes angesteuert werden. Zur Realisierung eines hohen Schaltkomforts beim Anfahren des Kraftfahrzeugs wird das Anfahrschaltelement des Getriebes üblicherweise unter Berücksichtigung der Drehzahlen am Schaltelement und dem zu übertragenden Drehmoment über entsprechend ausgeführte und im elektronischen Steuergerät des Getriebes implementierte Regelverfahren geregelt.
Bei einem Ausfall des elektronisches Steuergerätes des Getriebes treten beim Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs Probleme auf. Da das Anfahrschaltelement nun nicht mehr in einen geregelten Zustand gebracht werden kann, würde ein das Kraftfahrzeug antreibender Verbrennungsmotor bei einem mehr oder weniger schlagartigen Schließen des Anfahrschaltelementes abgewürgt.
Zur Lösung dieses Problems ist beispielsweise aus dem stufenlosen Automatgetriebe „Honda Multimatic" eine hydraulische Steuervorrichtung einer elektro-hydraulisch betätigbaren Anfahrkupplung bekannt, bei der die zum bedarfsgerechten Schließen der Anfahrkupplung mindestens notwendige Information der Getriebe-Eingangsdrehzahl über ein im Getriebe eingebautes zusätzliches Pitotrohr hydraulisch bestimmt wird. Dieser drehzahlproportionale Druck wird über entsprechend ausgeführte Steuerleitungen der im Notbetrieb des Getriebes ausschließlich hydraulisch arbeitenden elektro-hydraulischen Getriebesteuerung zugeleitet. Die Steuerventile der elektro-hydraulischen Getriebesteuerung, über die das Anfahrschaltelement ansteuerbar ist, sind dabei derart ausgeführt, daß das Anfahrschaltelement im Notbetrieb ersatzweise drehzahlgesteuert schaltbar ist. Entsprechend aufwendig ist die gesamte Ansteuerungsvorrichtung der Anfahrkupplung, einschließlich Pitotrohr als hydraulischer Drehzahlsensor.
In einem anderen Automatgetriebe „AUDI Multitronic" mit integrierter elektro-hydraulisch betätigbaren Anfahrkupplung beispielsweise wird auf eine derart aufwendige Ansteuerungsvorrichtung der Anfahrkupplung verzichtet, mit der Folge, daß das Kraftfahrzeug bei einem Ausfall des elektronischen Geriebesteuergerätes ohne Kraftschluß stehen bleibt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Steuersystem für ein elektro-hydraulisch oder elektro-pneumatisch betätigbares Anfahrschaltelement eines automatisierten Kraftfahrzeug- Getriebes oder Automatgetriebes mit elektronischem Getriebesteuergerät zu schaffen, mit dem das Anfahrschaltelement auch bei Ausfall des elektronischen Getriebesteuergerätes im Notbetrieb des Getriebes ohne zusätzliche Sensorik komfortabel schaltbar ist.

Gelöst wird die Aufgabe mit einem die Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden Steuersystem. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der Erfindung geht aus von einem bekannten automatisierten Getriebe oder Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein Anfahrschaltelement des Getriebes über ein elektronisches Getriebesteuergerät elektro-hydraulisch oder elektro-pneumatisch betätigbar ist. Das Anfahrschaltelement kann in dem Getriebe integriert und als Kupplung oder Bremse ausgebildet sein. Das Anfahrschaltelement kann aber auch als separates Bauelement ausgeführt sein, welches im Antriebsstrang in Kraftflußrichtung zwischen Antriebsmotor und Getriebeeingangswelle oder zwischen Getriebeausgangswelle und Fahrzeugachse angeordnet ist. Im Normalbetrieb des Getriebes steuert oder regelt das elektronisches Getriebesteuergerät die elektro-hydraulische bzw. elektropneumatisch Ansteuerung des Anfahrschaltelementes über entsprechend ausgebildete Aktuatoren. Bei einem Ausfall des elektronischen Getriebesteuergerätes ist in einem Notbetrieb des Getriebes eine hydraulische bzw. pneumatische Ansteuerungsmöglichkeit des Anfahrschaltelementes vorhanden.

Weiterhin geht die Erfindung aus von einer üblichen elektrischen Anbindung des Getriebes und seines elektronischen Getriebesteuergerätes an das elektrische Spannungs netz des Kraftfahrzeugs und an weitere Aggregate des Kraftfahrzeugs, insbesondere an ein elektronisches Motorsteuergerät des das Kraftfahrzeug antreibenden Verbrennungsmotors, sowie an die Fahrzeugbremsanlage, beispielsweise an ein elektronisches Bremsensteuergerät. Dabei sind die für die Steuerung oder Regelung des Anfahrschaltelementes wichtige Signale anderer Fahrzeugsteuergeräte, beispielsweise eine Motordrehzahl, ein Motordrehmoment oder ein Leistungswunsch des Fahrers, beispielsweise über ein Datenbus-System (z.B. CAN) oder auch konventionell über eine feste elektrische Verdrahtung zu dem elektronischen Getriebesteuergerät übermittelbar.

Erfindungsgemäß umfaßt das Steuersystem für das Anfahrschaltelement ein elektrisch ansteuerbares Notlauf-Schaltventil, welches der hydraulischen bzw. pneumatischen Steuereinrichtung des Anfahrschaltelementes zugeordnet ist, sowie ein getriebeunabhängiges elektronisches Steuermodul, über welches das genannte Notlauf-Schaltventil ansteuerbar ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das elektrisch ansteuerbare Notlauf-Schaltventil in die hydraulische bzw. pneumatische Steuereinrichtung des Getriebes integriert. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das getriebeunabhängige elektronische Steuermodul in das elektronische Motorsteuergerät des Antriebsmotors integriert.

Bei einem Ausfall des elektronischen Getriebesteuergerätes kann das Anfahrschaltelement erfindungsgemäß über eine elektrische Ansteuerung des Notlauf-Schaltventils durch das getriebeunabhängige elektronische Steuermodul geschaltet werden. Ein solcher Ausfall des elektronischen Getriebesteuergerätes kann beispielsweise durch ein aktives Setzen eines Notlaufbits („elektr. Getriebesteuergerät defekt") von dem elektronischen Getriebesteuergerät selber angezeigt werden oder von dem getriebeunabhängigen Steuermodul durch den Ausfall einer Sendebotschaft („elektr. Getriebesteuergerät aktiv") des Getriebesteuergerätes erkannt werden.

Den Anfahrwunsch des Fahres erkennt das getriebeunabhängige Steuermodul durch eine Auswertung von im Kraftfahrzeug bereits vorhandenen Signalen, die dem getriebeunabhängigen Steuermodul von bereits vorhandenen Sensoren und/oder anderen Fahrzeugsteuergeräten, beispielsweise dem Motorsteuergerät und dem Bremsensteuergerät, beispielsweise über einen Datenbus zur Verfügung gestellt werden. In einer einfachsten Ausführung wird dabei ein Lösen der Fahrzeugbremse und ein anschließendes oder auch gleichzeitiges Betätigen des Fahrpedals aus einem Fahrzeugstillstand heraus als Anfahrwunsch interpretiert. Die entsprechenden Signale hierzu sind beispielsweise ein Bremslichtsignal oder ein Bremsdruck, ein Fahrpedalwinkel oder Motor-Solldrehmoment, eine Raddrehzahl oder eine Fahrgeschwindigkeit. Steht dem getriebeunabhängigen Steuermodul zur Feststellung, ob die Fahrzeugbremse tatsächlich gelöst ist, seitens der Fahrzeugbremsanlage lediglich ein Bremslichtsignal zur Verfügung, ist es zweckmäßig, das Bremslichtsignal logisch mit einem Fahrgeschwindigkeitssignal zu verknüpfen.

Hat das getriebeunabhängige Steuermodul nun den Anfahrwunsch des Fahres erkannt, steuert es das Notlauf-Steuerventil elektrisch an. Das Notlauf-Steuerventil wiederum schaltet einen auf das Anfahrschaltelement wirkenden Druckkanal der hydraulischen bzw. pneumatischen Betätigungseinrichtung des Anfahrschaltelementes frei, wodurch das zuvor geöffnete Anfahrschaltelement hydraulisch bzw. pneumatisch geschlossen wird.

In einer bevorzugten Ausgestaltung dieses Steuersystems wird das Anfahrschaltelement bei angesteuertem Notlauf-Schaltventil über eine Blende mit Druck beaufschlagt. Das Schalten des Notlauf-Schaltventils bewirkt also einen rampenförmigen Druckaufbau in der Betätigungseinrichtung des Anfahrschaltelementes bis zu einem systembedingten Maximaldruck, der lediglich durch den beispielsweise von einer Getriebepumpe bereitgestellten Systemdruck und von der Blende bestimmt wird. Der Fachmann wird ein derartiges Blendensystem in geeigneter Weise auch mit einem an sich bekannten Feder-/Volumendämpfersystem kombinieren.

Selbstverständlich können durch das Notlauf-Schaltventil auch mehrere Schaltelemente gleichzeitig oder zeitversetzt betätigt werden, wenn dies für den Kraftschluß im Getriebe entsprechend dem Getriebekonzept erforderlich ist. Ebenfalls kann das Steuersystem derart ausgebildet sein, daß trotz Ausfall der elektronischen Getriebesteuerung wahlweise eine Vorwärtsanfahrt oder eine Rückwärtsanfahrt ausgeführt werden kann.

Nach dem Erreichen des Synchronpunktes am Ende des Schließvorgangs des Anfahrschaltelementes, ggf. unter Berücksichtigung eines Toleranzwertes, überwacht das getriebeunabhängige Steuermodul, ob das Fahrzeug wieder angehalten werden soll. Um ein Abwürgen des Antriebsmotors zu verhindern, muß das Anfahrschaltelement rechtzeitig geöffnet werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird daher vor geschlagen, daß das Notlauf-Schaltventil von dem getriebeunabhängigen Steuermodul bei einem Unterschreiten einer Fahrgeschwindigkeitsschwelle oder Motordrehzahlschwelle elektrisch wieder abgeschaltet wird.

Die Funktionalität des Steuersystems bei schnellen Wiederholschaltungen oder auch bei Tieftemperatur kann über entsprechend große Entleerquerschnitte am Notlauf-Schaltventil sichergestellt werden.

Aus Sicherheitsgründen ist es zweckmäßig, das beschriebene Steuersystem für das Anfahrschaltelement derart auszubilden, daß das Notlauf-Schaltventil stets nur bei der eingelegter Fahrposition elektrisch ansteuerbar ist, die auch der Fahrtrichtung des Fahrzeugs bei geschlossenem Anfahrschaltelement entspricht. Wird nun das beschriebene Steuersystem in einem Getriebe eingesetzt, welches eine mechanische Wirkverbindung zwischen einer Positions-Wähleinrichtung des Fahrers und einem Positions-Schaltventil („Wählschieber") zur hydraulischen bzw. pneumatischen Betätigung der Anfahrkupplung aufweist, kann das Notlauf-Schaltventil funktionell an das vorhandene hydrauliche bzw. pneumatische Positions-Ventil angekoppelt werden. Wird das beschriebene Steuersystem in einem Getriebe mit rein elektrischer Wirkverbindung zwischen der Positions-Wähleinrichtung und der hydraulischen bzw. pneumatischen Betätigungseinrichtung der Anfahrkupplung eingesetzt, muß die vom Fahrer gewünschte Fahrtrichtung fahrzeugseitig – vorzugsweise rein elektrisch über die Positions-Wähleinrichtung -. festgestellt und an das getriebeunabhängige Steuermodul übermittelt werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, das Steuersystem für das Anfahrschaltelement derart auszuführen, daß das elektrisch betätigbare Notlauf-Schaltventil bei eine Wegschaltung der elektrischen Spannung den Druckkanal zur hydraulischen bzw. pneumatischen Betätigung des Anfahrschaltelementes freischaltet. Bei dieser Ausführungsvariante hat das elektronische Getriebesteuergerät also die gleiche Priorität hinsichtlich der Ansteuerbarkeit des Notlauf-Schaltventils. Solange die elektronische Getriebesteuerung funktionsfähig ist, kann also ein fehlerhaftes Steuersignal des getriebeunabhängigen Steuermoduls nicht zu einem unerwünschten Schließen des Anfahrschaltelementes führen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, das Schließen des Anfahrschaltelementes bei ausgefallenem elektronischen Getriebesteuergerät durch motorseitig wirkende Maßnahmen zu unterstützen. Dabei werden von dem aktiven getriebeunabhängigen Steuermodul obere und untere Toleranzwerte für einen zulässigen Motordrehzahlgradienten während des Schließvorgangs des Anfahrschaltelementes berechnet, vorzugsweise als Funktion der aktuellen Motordrehzahl, der aktuellen Fahrgeschwindigkeit und der vom Fahrer vorgegebenen Last. Bei Überschreiten oder Unterschreiten dieser berechneten Grenzwerte veranlaßt das getriebeunabhängige Steuermodul dann eine Einregelung der Motordrehzahl durch motorseitige Maßnahmen, beispielsweise durch eine Drehmomentbegrenzung, auf einen Wert innerhalb der berechneten Grenzwerte. Auf diese Weise kann einerseits eine zu hohe Differenzdrehzahl des Anfahrschaltelementes und damit eine zu hohe Reibarbeit des Anfahrschaltelementes vermieden werden, andererseits auch eine zu starke Drückung der Motordrehzahl und damit ein schlechter Schaltkomfort und eine zu hohe Reibleistung des Anfahrschaltelementes.

Als Schutzfunktion für das Getriebe und das Anfahrschaltelement kann auch eine generelle Begrenzung des Motordrehmomentes und/oder des Motordrehzahlgradienten und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgesehen sein, die bei aktivem getriebeunabhängigen Steuermodul wirksam sind. Der Fachmann wird diese motorseitigen Maßnahmen auch in sinnvoller Weise miteinander kombinieren.

Anhand der folgenden 1 bis 4 wird nun ein Funktionsablauf innerhalb des getriebeunabhängigen Steuermoduls beschrieben als Beispiel für eine Integration dieses getriebeunabhängigen Steuermoduls in den Funktionsablauf der Getriebesteuerung. Dabei sind in den 1 bis 4 vier einzelne Blockschaltbilder eines zusammenhängenden Anlaufdiagramms eines beispielhaften Funktionsablaufs dargestellt, anhand dessen der Anfahrvorgang des Fahrzeugs von dem getriebeunabhängigen Steuermodul bei ausgefallener elektronischer Getriebesteuerung steuerbar ist.
1 zeigt ein Blockschaltbild einer beispielhaften Einstiegsfunktion zum Start der Anfahrfunktion des getriebeunabhängigen Steuermoduls.
2 zeigt ein Blockschaltbild eines beispielhaften Funktionsablaufs zum Schließen des Anfahrelementes nach erfolgtem Start der Anfahrfunktion des getriebeunabhängigen Steuermoduls bis zum Erreichen der Synchrondrehzahl des Schaltvorgangs.
3 zeigt ein Blockschaltbild einer beispielhaften Funktionsablaufs nach dem Erreichen der Synchrondrehzahl des Schaltvorgangs des Anfahrschaltelementes und zum Übergang der Anfahrfunktion des getriebeunabhängigen Steuermoduls auf einen Fahrbetrieb „Fahrzeug hält an".
4 schließlich zeigt ein Blockschaltbild einer beispielhaften Ausstiegsfunktion zum schnellen Beenden der Anfahrfunktion des getriebeunabhängigen Steuermoduls, wenn der elektrische Notlauf der elektronischen Getriebesteuerung während aktiver Anfahrfunktion des getriebeunabhängigen Steuermoduls zurückgesetzt wird, die elektronische Getriebesteuerung wieder normal funktionsfähig ist.
Wie in 1 dargestellt, wird in einem ersten Funktionsmodul „Einstieg" des getriebeunabhängigen Steuermoduls zunächst geprüft, ob das elektronische Getriebesteuergerät, welches in einem Normalbetrieb des Getriebes das Anfahrschaltelement steuert oder regelt, funktionsfähig ist. Hierzu fragt das getriebeunabhängige Steuermodul ein Steuerbit NOTLAUF des elektronischen Getriebesteuergerätes ab. Dabei kann das elektronische Getriebesteuergerät dieses Steuerbit NOTLAUF bei einer Funktionsstörung aktiv setzen. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß das getriebeunabhängige Steuermodul ein fehlendes Signal des elektronischen Getriebesteuergerätes, welches im Normalbetrieb des Getriebes von dem elektronischen Getriebesteuergerät gesendet wird, als Steuerbit NOTLAUF erkennt. Ist die Bedingung NOTLAUF erfüllt, wird innerhalb des Funktionsablaufs des getriebeunabhängigen Steuermoduls ein Steuerbit NOT_G auf „EIN" gesetzt und eventuell implementierte generelle Getriebeschutz-Funktionen gestartet. Derartige Schutzfunktionen sind sinnvollerweise solange wirksam, wie sich das Ge triebe im Notbetrieb befindet. Beispielhafte Getriebeschutz-Funktionen sind eine permanente Begrenzung eines von dem Anfahrelement zu übertragenes Motordrehmomentes, eine permanente Begrenzung eines Motordrehzahlgradienten dn_mot/dt oder auch eine permanente Begrenzung einer Fahrgeschwindigkeit v_Fzg sein, beispielsweise auch als Funktion eines aktuellen Drehzahlverhältnisses ν bzw. eines aktuellen Schlupfes des Anfahrschaltelementes. Sodann wird das Programm mit einem Programmschritt 1 fortgesetzt. Ist die Bedingung NOTLAUF nicht erfüllt, wird innerhalb des Funktionsablaufs des getriebeunabhängigen Steuermoduls das Steuerbit NOT G auf „AUS" gesetzt und direkt mit Programmschritt 1 fortgefahren.
Wie in 1 auch ersichtlich, bindet ein Programmschritt 4, von dem aus das Funktionsmodul „Einstieg" aufgerufen wird, das Funktionsmodul „Einstieg" in einen geschlossenen Funktionsablauf zur Ansteuerung des Anfahrschaltelementes ein. Dieser Programmschritt 4 wird später im Rahmen der 4 erklärt.
Anhand 2 wird nun der weitere Funktionsablauf zum Schließen des Anfahrschaltelementes bis zum Erreichen der Synchrondrehzahl des Schaltvorgangs erläutert. Der Programmschritt 1 bezeichnet dabei den Übergang zwischen dem Funktionsmodul „Einstieg" und einem Funktionsmodul „Anfahrschaltelement schließen" des getriebeunabhängigen Steuermoduls. Innerhalb des Funktionsmoduls „Anfahrschaltelement schließen" wird zunächst geprüft, ob das Steuerbit NOT_G gesetzt ist. Ist das Steuerbit NOT_G nicht mit dem Wert „EIN" belegt, wird das Funktionsmodul „Anfahrschaltelement schließen" sofort verlassen und das Programm mit einem Programmschritt 3 fortgesetzt. Dieser Programmschritt 3 wird später anhand 4 erklärt. Ist das Steuerbit NOT_G mit dem Wert „EIN" belegt, startet das getriebeunabhängige Steuermodul eine Synchronpunktberechnung für das Anfahrschaltelement. Dabei kann eine Synchrondrehzahl n synchron, die bei geschlossenem Anfahrschaltelement am Ausgang des Anfahrschaltelementes anliegen soll, in bekannter Weise über eine Motordrehzahl n_mot und eine Abtriebsdrehzahl n_ab des Getriebes bzw. Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet werden, unter Berücksichtigung einer bekannten Übersetzung i_not des Getriebes bzw. des Fahrzeug-Antriebsstrangs im Notbetrieb. Verfügt das Notprogramm des Getriebes über mehrere verschiedene (bekannte) Gangstufen i_gang_not, sind diese entsprechend zu berücksichtigen, wobei die tatsächlich wirksame Notprogramm-Übersetzung beispielsweise beim Übergang von Normalbetrieb auf Notbetrieb in Abhängigkeit der dabei aktuellen Fahrgeschwindigkeit erkannt werden kann. Auch können bei der Berechnung der Synchrondrehzahl n_synchron vorgegebene Toleranzen berücksichtigt werden, beispielsweise zur Berücksichtigung von Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der tatsächlichen aktuellen Drehzahlen in Kraftflußrichtung gesehen vor und hinter dem Anfahrschaltelement, oder auch als Sicherheitszuschlag für den Status „Anfahrschaltelement geschlossen". Selbstverständlich wird die Synchrondrehzahl n_synchron ständig über die sich ändernde Abtriebsdrehzahl n_ab des Getriebes bzw. der Fahrgeschwindigkeit v_Fzg des Fahrzeugs nachgeführt.
Mit dem Beginn der Synchronpunktberechnung steuert das getriebeunabhängige Steuermodul auch ein elektrisch betätigbares Notlauf-Schaltventil, welches einer üblichen hydraulischen oder pneumatischen Betätigungseinrichtung zugeordnet ist, elektrisch an. Infolge der Bestromung die ses Notlauf-Schaltventils wird das Anfahrschaltelement dann über dessen hydraulische bzw. pneumatische Betätigungseinrichtung geschlossen, beispielsweise über eine an sich bekannte hydraulische bzw. pneumatische Blendensteuerung oder Volumen-Dämpfersteuerung.
Im weiteren Programm-Ablauf wird dann geprüft, ob die berechnete Synchrondrehzahl n_synchron am Ausgang des Anfahrschaltelementes erreicht ist. Ist dies der Fall, wird das Funktionsmodul „Anfahrschaltelement schließen" sofort verlassen und das Programm mit einem Programmschritt 2 fortgesetzt, welcher später anhand 3 erklärt wird. Ist die Synchrondrehzahl n_synchron (noch) nicht erreicht, setzt das getriebeunabhängige Steuermoduls ein Steuerbit NOT_M auf einen Wert „EIN". Solange dieser Steuerbit NOT_M aktiv ist, d. h. mit dem Wert „EIN" belegt ist, sind auch die im folgenden beschriebenen, motorseitig wirkende Maßnahmen zur Unterstützung des Schließvorgangs des Anfahrschaltelementes wirksam. Das getriebeunabhängige Steuermodul berechnet obere und untere Toleranzwerte dn_mot_o/dt und do_mot_u/dt für einen zulässigen Gradienten dn_mot/dt der Motordrehzahl n_mot, vorzugsweise als Funktion der aktuellen Werte von Motordrehzahl n_mot, Abtriebsdrehzahl n ab bzw. Fahrgeschwindigkeit v_Fzg, Fahrpedal- bzw. Drosselklappenwinkel dki und Drehzahlverhältnis ν bzw. Differenzdrehzahl am Anfahrschaltelement.
Ist der aktuelle Motordrehzahlgradient dn_mot/dt größer als der obere Toleranzwert dn_mot_o/dt oder kleiner als der untere Toleranzwert dn_mot_u/dt, so wird im folgenden der Motordrehzahlgradient dn_mot/dt durch geeignete motorseitige Maßnahmen auf einen Wert innerhalb des Toleranzbandes zwischen dem oberen und unteren Toleranz wert dn_mot_o/dt, dn_mot_u/dt eingeregelt. Derartige motorseitige Maßnahmen sind beispielsweise ein Zündwinkel-Eingriff oder ein Kraftstoffzufuhr-Eingriff durch ein elektronisches Motorsteuergerät des Antriebsmotors. Im dann folgenden Programm-Ablauf wird als eine Programmschleife zurückgesprungen direkt hinter den Programmschritt 1 an den Beginn des Funktionsmoduls „Anfahrschaltelement schließen" und anschließend wieder geprüft, ob das Steuerbit NOT_G (noch) gesetzt ist.
Liegt der aktuelle Motordrehzahlgradient dn_mot/dt wertemäßig innerhalb des durch die Grenzen dn_mot_o/dt und dn_mot_u/dt definierten Toleranzbandes, wird das Programm sofort mit einem Rücksprung direkt hinter den Programmschritt 1 an den Beginn des Funktionsmoduls „Anfahrschaltelement schließen" fortgesetzt.
Der in 3 dargestellte Funktionsablauf betrifft den Programm-Ablauf nach erreichter Synchrondrehzahl n_synchon, d. h. nach erfolgreichen Schließen des Anfahrschaltelementes, und beginnt mit dem Programmschritt 2. Da das Anfahrschaltelement nunmehr vollständig geschlossen ist, kann eine eventuell vorher wirksame Begrenzung des Motordrehmoment wieder aufgehoben werden, sodaß von dem Antriebsmotor wieder ein vom Fahrer (üblicherweise über den Fahrpedalwinkel) angefordertes Fahrerwunschmoment bereitstellen kann, zum wirkungsvollen Schutz des Getriebes im Notprogramm gegen Überlastung natürlich innerhalb der Grenzen der im Funktionsmodul „Einstieg" aktivierten Getriebeschutz-Funktionen. Eine komfortmäßig günstige Funktion zur Aufhebung einer Motordrehmoment-Begrenzung ist eine Aufregelrampe. Anschließend wird das Steuerbit NOT_M mit einem Wert „AUS" belegt.
Im weiteren Programm-Ablauf prüft das getriebeunabhängige Steuermodul in einem Funktionsmodul „Ausstieg durch Fahrbedingung „Fahrzeug hält an"", ob das Kraftfahrzeug (wieder) angehalten werden soll, zweckmäßigerweise über die. Signale des vorhandenen Motordrehzahl-Sensors und/oder Fahrgeschwindigkeitsgebers (Raddrehzahl-Sensors). Dabei wird die Prüfung, ob das Kraftfahrzeug angehalten werden soll, solange fortgesetzt, wie die vorgegebenen Schwellwerte für Motordrehzahl n_mot bzw. Fahrgeschwindigkeit v_Fzg nicht unterschritten werden, also ein Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs vorliegt. Zur Berücksichtigung, daß der Notbetrieb des Getriebes unverändert besteht, ist im Programm-Ablauf ein Rücksprung zu dem Beginn des Funktionsmoduls „Einstieg" vorgesehen. Der entsprechende Programmschritt ist mit 4 bezeichnet.
Ist nun die aktuelle Motordrehzahl n_mot unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes oder ist die aktuelle Fahrgeschwindigkeit v_Fzg unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes, so schaltet das getriebeunabhängige Steuermodul die elektrische Ansteuerung des Notlauf-Schaltventils ab, wodurch das in bekannter Weise hydraulisch bzw. pneumatisch wirkende Notlauf-Schaltventil derart umgesteuert wird, daß das Anfahrschaltelement geöffnet wird. Nach dem erfolgten Ausstieg ist im weiteren Programm-Ablauf ebenfalls ein Rücksprung zum Beginn des Funktionsmoduls „Einstieg" vorgesehen. Der zugehörige Programmschritt ist gleichlautend mit 4 bezeichnet.
Der in 4 dargestellte Funktionsablauf betrifft den Programm-Ablauf einer Ausstiegsfunktion zum schnellen Beenden der Anfahrfunktion des getriebeunabhängigen Steuermoduls, wenn der elektrische Notlauf der elektronischen Getriebesteuerung während aktiver Anfahrfunktion des getriebeunabhängigen Steuermoduls zurückgesetzt wird, die elektronische Getriebesteuerung also wieder normal funktionsfähig ist. Wie in 2 ersichtlich, wird dieses in 4 dargestellte Funktionsmodul „Ausstieg durch Zurücksetzen des Getriebe-Notlaufs" aus dem Funktionsmodul „Anfahrschaltelement schließen" heraus aufgerufen, wenn das Steuerbit NOT_G nicht mit dem Wert „EIN" belegt ist.
Innerhalb des mit dem Programmschritt 3 startenden Funktionsmoduls „Ausstieg durch Zurücksetzen des Getriebe-Notlaufs" werden alle eventuell aktiven Begrenzungs-Funktionen des getriebeunabhängige Steuermoduls zurückgesetzt. Das beinhaltet sowohl die Getriebeschutz-Funktionen als auch die Maßnahmen zur Unterstützung des Schließvorgangs des Anfahrschaltelementes. Sinnvollerweise erfolgt die Aufhebung einer Motordrehmoment-Begrenzung über eine schnelle Aufregelrampe, um eine möglichst hohe Mobilität des Kraftfahrzeugs zu erzielen. Die Aufhebung von Begrenzungen des Motordrehzahlgradienten dn_mot/dt und/oder der Fahrgeschwindigkeit v_Fzg kann aus Komfortgründen auch über eine langsame Aufregelrampe erfolgen.
Weiterhin wird innerhalb des Funktionsmoduls „Ausstieg durch Zurücksetzen des Getriebe-Notlaufs" eine eventuell noch aktive elektrische Ansteuerung des Notlauf-Ventils des Anfahrschaltelementes abgeschaltet, wodurch die hydraulische bzw. pneumatische Betätigungseinrichtung des Anfahrschaltelementes wieder unter voller Kontrolle des elektronischen Getriebesteuergerätes steht. Im weiteren Programm-Ablauf wird das Steuerbit NOT_M mit dem Wert „AUS" belegt und das Programm anschließend mit einem Rücksprung zum Beginn des Funktionsmoduls „Einstieg" fortgesetzt. Der zugehörige Programmschritt ist zu 3 gleichlautend mit 4 bezeichnet.

1 bis 4: Programmschritte
NOTLAUF: Steuerbit des elektronischen Getriebesteuer
: gerätes
NOT_G: Steuerbit des getriebeunabhängigen Steuermo
: duls „Notlauf des elektronischen Getriebesteu
: ergerätes"
NOT_M: Steuerbit des getriebeunabhängigen Steuermo
: duls „motorseitige Unterstützungs-Funktionen"
M_mot: Motordrehmoment
dn_mot/dt: Motordrehzahlgradient
dn_mot-o/dt: oberer Toleranzwert des Motordrehzahl
: gradienten
dn_mot_u/dt: unterer Toleranzwert des Motordrehzahl
: gradienten
dki: Fahrpedalwinkel oder Drosselklappenwinkel
i_gang_not: Getriebeübersetzungen im Notbetrieb des
: Getriebes
i_not: Getriebeübersetzung im Notbetrieb des
: Getriebes
n_ab: Abtriebsdrehzahl
n_mot: Motordrehzahl
n_synchron: Synchrondrehzahl des Anfahrschaltelementes
ν: Drehzahlverhältnis am Anfahrschaltelement
v_Fzg: Fahrgeschwindigkeit

Claims

Steuersystem für ein Anfahrschaltelement eines automatisierten Getriebes oder Automatgetriebes für ein Kraftfahrzeug, wobei das Anfahrschaltelement in einem Normalbetrieb des Getriebes über ein elektronisches Getriebesteuergerät elektro-hydraulisch oder elektro-pneumatisch betätigbar ist, und wobei das Anfahrschaltelement bei einem Ausfall des elektronischen Getriebesteuergerätes in einem Notbetrieb des Getriebes hydraulisch bzw. pneumatisch betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrschaltelement bei Ausfall des elektronischen Getriebesteuergerätes im Notbetrieb des Getriebes über ein elektrisch ansteuerbares Notlauf-Schaltventil, welches der hydraulischen bzw. pneumatischen Betätigungseinrichtung des Anfahrschaltelementes zugeordnet und von einem getriebeunabhängigen elektronischen Steuermodul ansteuerbar ist, betätigbar ist, insbesondere zur Steuerung eines Anfahrvorgangs des Kraftfahrzeugs.
Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrschaltelement bei Ausfall des elektronischen Getriebesteuergerätes im Notbetrieb des Getriebes von dem getriebeunabhängigen elektronischen Steuermodul in Abhängigkeit eines Anfahrwunsches eines Fahrers des Kraftfahrzeugs betätigbar ist, wobei das getriebeunabhängige elektronische Steuermodul den Anfahrwunsch über eine Auswertung von im Kraftfahrzeug bereits vorhandenen Signalen – insbesondere bereits vorhandener Sensoren und/oder anderer Fahrzeugsteuergeräten – bestimmt.
Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lösen einer Fahrzeugbremse und ein gleichzeitiges oder anschließendes Betätigen eines Fahrpedals aus einem Stillstand der Kraftfahrzeugs heraus von dem getriebeunabhängigen elektronischen Steuermodul als Anfahrwunsch interpretiert wird.
Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebeunabhängige elektronische Steuermodul das Lösen der Fahrzeugbremse durch die Auswertung eines Bremsdrucksignals der Fahrzeugbremse bestimmt.
Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebeunabhängige elektronische Steuermodul das Lösen der Fahrzeugbremse durch die Auswertung eines Bremslichtsignals der Fahrzeugbremse bestimmt, unter Berücksichtigung einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs oder eines zur Fahrgeschwindigkeit äquivalenten Signals.
Steuersystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrschaltelement durch die elektrische Betätigung des Notlauf-Schaltventils über eine Blende und/oder ein Feder-/Volumendämpfersystem hydraulisch bzw. pneumatisch geschlossen wird.
Steuersystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebeunabhängige elektronische Steuermodul bei einem Schließvorgang des Anfahrschaltelementes einen Synchronpunkt des Schaltvorgangs berechnet.
Steuersystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebeunabhängige elektronische Steuermodul bei geschlossenem Anfahrschaltelement die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs des Getriebes und/oder eine Motordrehzahl eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs überwacht, wobei das Anfahrschaltelement unterhalb einer Fahrgeschwindigkeitsschwelle und/oder Motordrehzahlschwelle durch eine Abschaltung der elektrischen Betätigung des Notlauf-Steuerventils durch das getriebeunabhängige elektronische Steuermodul wieder geöffnet wird.
Steuersystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließvorgang des Anfahrschaltelementes durch antriebmotorseitige Maßnahmen unterstützt wird, insbesondere durch eine Begrenzung eines Motormomentes des Antriebsmotors und/oder eine Begrenzung eines Motordrehzahlgradienten des Antriebsmotors.
Steuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Motordrehzahlgradient des Antriebsmotors auf einen Wert innerhalb eines Toleranzbandes eingeregelt wird, welches von dem getriebeunabhängigen elektronischen Steuermodul berechnet und vorgegeben wird.
Steuersystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Notlauf-Steuerventil des Anfahrschaltelementes elektrisch nur dann angesteuert wird, wenn die über eine Wähleinrichtung vom Fahrer angeforderte Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs auch der tatsächlichen Fahrrichtung bei geschlossenem Anfahrschaltelement entspricht.
Steuersystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebeunabhängige elektronische Steuermodul den Ausfall des elektronischen Getriebesteuergerätes durch ein Sendesignal des Getriebesteuergerätes erkennt.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebeunabhängige elektronische Steuermodul den Ausfall des elektronischen Getriebesteuergerätes durch ein fehlendes Sendesignal des Getriebesteuergerätes erkennt.
Steuersystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von dem getriebeunabhängigen elektronischen Steuermodul mehrerer Schaltelemente des Getriebes betätigbar sind.
Steuersystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch ansteuerbare Notlauf-Schaltventil in ein hydraulisches bzw. pneumatisches Steuergerät des Getriebes integriert ist.
Steuersystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebeunabhängige elektronische Steuermodul in ein elektronisches Motorsteuergerät des Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs integriert ist.
Steuersystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrschaltelement als in dem Getriebe integrierte Kupplung oder Bremse ausgebildet ist.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrschaltelement als separate Kupplung ausgebildet ist, welche in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs in Kraftflußrichtung zwischen dem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs und einer Eingangswelle des Getriebes oder zwischen einer Ausgangswelle des Getriebes und einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.