DE10054313A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Schaltprozeduren - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Schaltprozeduren

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Abstract

Verfahren zur Durchführung von Schaltprozeduren, insbesondere zum Einleiten eines Schaltvorganges bei einem Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe mit Momentenbeeinflussung über ein Getriebesteuergerät, wobei dem Fahrer ein bevorstehender Schaltvorgang durch eine spezielle Vorbereitungsmaßnahme, die er mit einem bevorstehenden Schaltvorgang identifiziert, mitgeteilt wird. DOLLAR A Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens für Schaltprozeduren, insbesondere zum Einleiten eines Schaltvorganges bei einem Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe mit Momentenbeeinflussung über ein Getriebesteuergerät, wobei eine Signalvorrichtung vorgesehen ist mit der dem Fahrer eine bevorstehende Schaltung mittelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von Schaltprozeduren, insbesondere zum Einleiten eines Schaltvorganges bei einem Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe mit Momentenbeeinflussung über ein Getriebesteuergerät.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahren für Schaltprozeduren, insbesondere zum Einleiten eines Schaltvorganges bei einem Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe mit Momentenbeeinflussung über ein Getriebesteuergerät.
Bei herkömmlichen mechanischen Schaltgetrieben werden die Schalthebelbewegungen über Seile oder Gestänge und Umlenkhebel auf die Schaltwelle am Getriebe übertragen. Bei automatisierten Schaltgetrieben hingegen, wo beispielsweise wahlweise vollautomatisch oder manuell geschaltet werden kann, werden die Schalthebelbewegungen durch Sensoren erfasst und zunächst an ein Getriebesteuergerät übertragen. Der eigentliche Schaltvorgang wird dann durch das Getriebesteuergerät eingeleitet, und über eine hydraulische oder elektrische Vorrichtung und einen Gangsteller ausgeführt. Während einer Schaltung kommt es zu einer Zugkraftunterbrechung, indem sofort nach Erreichen der Schaltdrehzahl das Motormoment reduziert und die Kupplung geöffnet wird. Die gesamte Schaltprozedur erfolgt innerhalb weniger Zehntelsekunden. Es ist sinnvoll, etwa zur Optimierung des Kraftstoffverbrauchs, den genauen Zeitpunkt des Schaltvorgangs elektronisch, und nicht etwa durch den Fahrer selbst, zu bestimmen. Andererseits hat es sich als problematisch herausgestellt, dass das unvermittelte Schalten, insbesondere bei nicht sportlicher Fahrweise, vom Fahrer als störend und unkomfortabel empfunden wird.
In der DE 198 41 856 C1 wird ein Verfahren zum Durchführen von Schaltprozeduren bei einem Antriebssystem mit einem automatisierten Schaltgetriebe mit einer Ansteuervorrichtung zum Aus- und Einrücken einer Kupplung, sowie mit einer ansteuerbaren Leistungsstellanordnung beschrieben.
Wesentliches Charakteristikum bei dem Verfahren ist, dass das Kupplungsübertragungsmoment schneller und/oder früher verringert wird als das Abgabemoment des Antriebsaggregates. Nach Erfassen des Schaltwunsches des Fahrers durch einen Sensor in Verbindung mit einem Schalthebel, wird eine Zeit von etwa 60 ms genutzt, um das Kupplungsübertragungsmoment auf das Drehmomentniveau des Antriebsaggregates abzusenken. Danach wird die Kupplung weiter ausgerückt, und das Kupplungsübertragungsmoment fällt weiter ab. Gleichzeitig oder mit geringer zeitlicher Verzögerung wird das Maschinenmoment abgesenkt, jedoch mit einem geringeren Gradienten als die Absenkung des Kupplungsübertragungsmomentes.
Bei den herkömmlichen Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen bei einem automatisierten Schaltgetriebe kommt es durch das plötzliche Absenken des Maschinen- Abgabedrehmomentes zu Lastwechselschwingungen im Bereich von 2 bis 7 Hertz im Schwingungssystem Antriebsaggregat-Antriebsräder. Nach dem Abfall des Antriebsstrangmomentes auf den Wert Null durch das Entwinden des Antriebsstranges, kommt es zu einem Überschwingen, d. h. zu einem Verwinden des Antriebsstranges in entgegengesetzter Richtung, welches sich auf die Antriebsräder überträgt und eine Verzögerung des Fahrzeuges bewirkt, was sich letztlich für den Fahrer unangenehm bemerkbar macht.
Hingegen führt das in der DE 198 41 856 C1 beschriebene Verfahren zunächst zu einer Entkopplung des Antriebsaggregates, worauf das System nun mit einer geringeren Schwingungsmasse mit einer höheren Lastwechselfrequenz von 8 bis 17 Hertz zu schwingen beginnt. Daraus ergibt sich, dass der minimale Wert der potenziellen Energie im Antriebsstrang, früher auftritt als bei den herkömmlichen Verfahren. Im Allgemeinen soll zu diesem Zeitpunkt, nämlich dann, wenn die potenzielle Energie im Antriebsstrang etwa Null ist, geschaltet werden.
Weiterhin wird nach der Aktivierungs-Vorbereitungszeit die Kupplung nicht vollständig ausgerückt, sondern nur bis zu einem bestimmten Soll-Kupplungsübertragungsmoment. Folge davon ist, dass das Überschwingen zu negativen Beschleunigungsschwingungen vermieden wird. Weitere Folge davon ist, dass Antriebsstrangmoment und kinetische Energie des Antriebsstranges zum etwa gleichen Zeitpunkt im Bereich Null sind, und sich dann während eines bestimmten Zeitraums nur wenig ändern. Dieses Zeitfenster zum Durchführen des Schaltvorganges ist breiter als bei den herkömmlichen Verfahren und durch die geänderte Lastwechselfrequenz insgesamt nach vorn verschoben.
Insgesamt ergibt sich daraus, dass das Auslegen des Ganges früher erfolgen kann. Die Vermeidung des Überschwingens verhindert zudem die Verzögerung des Fahrzeuges, was sich als Komfortgewinn beim Schaltvorgang auswirkt.
In dem oben beschriebene Verfahren zum Durchführen von Schaltprozeduren bei automatisierten Schaltgetrieben, wird durch Steuerung des Beginns und des Verlaufs von Motormomentenabbau und Kupplungsübertragungsmomentenabbau, der Zeitpunkt des eigentlichen Schaltvorganges zu einem früheren Zeitpunkt hin verschoben, so dass zum einen der Schaltvorgang insgesamt verkürzt wird, und zum anderen gleichzeitig durch einen gezielten Eingriff in das Lastwechselschwingungssystem der Schaltkomfort erhöht wird.
Nachteilig bei dem bekannten Verfahren wirkt sich aus, dass der Fahrer von den elektronisch eingeleiteten, unvermittelten Schaltvorgängen unangenehm überrascht wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Durchführen eines Schaltvorganges bei einem automatisierten Schaltgetriebe zu finden, mit dem der subjektive Schaltkomfort beim Einleiten der Schaltung erhöht wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass dem Fahrer ein bevorstehender Schaltvorgang durch eine spezielle Vorbereitungsmaßnahme, die er mit einem bevorstehenden Schaltvorgang identifiziert, mitgeteilt wird.
Durch eine Vorbereitungsmaßnahme, die dem Fahrer eine bevorstehende Schaltung ankündigt, entfällt das als unangenehm empfundene Überraschungsmoment. Der gesamte Schaltablauf wird zwar durch die Zeit, die die Vorbereitungsmaßnahme in Anspruch nimmt, gegenüber den bekannten Verfahren verlängert, der subjektive Schaltkomfort erhöht sich aber deutlich.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird über das Getriebesteuergerät vor einem eigentlichen Schaltvorgang das momentane Abtriebsmoment des Motors für einen bestimmten Zeitraum konstant gehalten, und danach mit steigendem Gradienten reduziert bis der Triebstrang getrennt wird. Durch den verzögerten Beginn des Motormomentenabbaus wird dem Fahrer in einer ersten Phase des gesamten Schaltablaufs die Schaltabsicht mitgeteilt. Mit der Steigerung des Gradienten des Momentenabbaus rückt der eigentliche Schaltvorgang näher. In einer zweiten Phase wird der eigentliche Schaltvorgang durchgeführt, der dem Fahrer dann nicht mehr abrupt erscheint.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dem Fahrer eine bevorstehende Schaltung durch ein Signal mitgeteilt. Das Signal kann optisch, beispielsweise in Form eines Blinklichtes, akustisch in Form eines Tones, oder auch sensoriell, etwa in Form einer Vibrationsbewegung des Gaspedals, erfolgen. Neben dem verzögerten Momentenabbau ist durch ein Signal eine weitere Möglichkeit gegeben, dem Fahrer einen subjektiv höheren Schaltkomfort zu vermitteln.
Die bekannten Vorrichtungen zur Durchführung von Schaltprozeduren bei automatisierten Schaltgetrieben in Kraftfahrzeugen haben den Nachteil, das der Fahrer die abrupten Schaltvorgänge als unkomfortabel empfindet.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Durchführung von Schaltprozeduren bei automatisierten Schaltgetrieben in Kraftfahrzeugen zu finden, die einen höheren Schaltkomfort ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 7 dadurch gelöst, dass eine Signalvorrichtung vorgesehen ist, mit der dem Fahrer eine bevorstehende Schaltung mitteilbar ist.
Die Signalvorrichtung kann von dem Getriebesteuergerät angesprochen werden, und so dem Fahrer eine bevorstehende Schaltung mitteilen. Dies wirkt sich für den Fahrer als eine Erhöhung des Fahrkomforts bei Fahrzeugen mit automatisierter Schaltung aus.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1: Eine schematische Ansicht eines Antriebssystems mit einem automatisierten Schaltgetriebe und mit einer Signalvorrichtung, und
Fig. 2: einen Zeitverlauf des Abtriebsmomentes bei einem Schaltvorgang bei einem automatisierten Schaltgetriebe mit verzögertem Beginn des Momentenabbaus.
Eine Vorrichtung zum Einleiten eines Schaltvorganges bei einem Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe 2 besteht im wesentlichen aus einem Getriebesteuergerät 3 und einer Signalvorrichtung 9 im Innenraum 8 des Fahrzeuges.
Automatisierte Schaltgetriebe sind grundsätzlich von bekannter Bauart, daher wird hier nur auf die für die Erfindung wesentlichen Bestandteile eingegangen. In einem derartigen Antriebssystem 1 wird eine Schaltabsicht durch die Bewegung eines Schalthebels 4 von einen Sensor 5 für Schalthebelbewegungen an das Getriebesteuergerät 3 weitergeleitet. Das Getriebesteuergerät 3 teilt einen bevorstehenden Schaltvorgang dem Fahrer über die Signalvorrichtung 9 mit. Die Signalvorrichtung 9 kann als eine optische Anzeige im Innenraum 8 des Fahrzeuges ausgebildet sein. Über das Getriebesteuergerät 3 wird der Abbau des Abtriebsmomentes 10 des Antriebsaggregates 7 geregelt und die Kupplung 6 ausgerückt. Der eigentliche Schaltvorgang wird dann über eine Hydraulikeinheit von einem Gangsteller (nicht dargestellt) ausgeführt.
Ein Verfahren zum Einleiten eines Schaltvorganges bei einem Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe 2 mit Momentenbeeinflussung über ein Getriebesteuergerät 3 beruht im wesentlichen darauf, dass dem Fahrer ein bevorstehender Schaltvorgang durch eine spezielle Vorbereitungsmaßnahme, die er mit einem bevorstehenden Schaltvorgang identifiziert, mitgeteilt wird.
Zunächst registriert das Getriebesteuergerät 3 zum Anfangszeitpunkt 17 über den Sensor 5 eine Schaltabsicht. Das Abtriebsmoment 10 des Motors wird daraufhin für einen bestimmten Zeitraum 13 konstant gehalten. Erst beim Zeitpunkt 18 folgt der Momentenabbau mit steigendem Gradienten innerhalb eines Zeitraumes 14. Die eigentliche Schaltung beginnt zum Zeitpunkt 19, wenn die Kupplung ausgerückt, d. h. der Triebstrang vom Antriebsaggregat 7 getrennt ist, und wird innerhalb eines Zeitraumes 15 durchgeführt.
Bei den bekannten automatisierten Schaltgetrieben dauert eine Schaltung, d. h. der Zeitraum 15, etwa 0,2 s. Diesem wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Vorbereitungszeit von etwa 0,5 s bis 1 s, die dem Zeitraum 16 entspricht, vorgelagert. Durch das verzögerte und dann stetige Reduzieren des Abtriebsmomentes 10 wird der Fahrer auf die Schaltung vorbereitet. Dies wird vom Fahrer als komfortabel empfunden. Während dieses Zeitraums 16 kann über eine Signalvorrichtung 9 dem Fahrer die bevorstehende Schaltung zusätzlich angezeigt werden. Grundsätzlich ist es auch möglich die Signalvorrichtung 9 als alleinige Vorbereitungsmaßnahme einzusetzen.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Antriebssystem
2
Automatisiertes Schaltgetriebe
3
Getriebesteuergerät
4
Schalthebel
5
Sensor für Schalthebelbewegungen
6
Kupplung
7
Antriebsaggregat
8
Fahrzeuginnenraum
9
Signalvorrichtung
10
Abtriebsmoment
11
Richtung des Momentenanstiegs
12
Richtung des Zeitverlaufs
13
Zeitraum mit konstantem Abtriebsmoment
10
14
Zeitraum des Momentenabbaus
15
Zeitraum der Schaltung
16
Gesamte Vorbereitungszeit
17
Zeitpunkt der Erfassung der Schaltabsicht
18
Zeitpunkt des Beginns des Momentenabbaus
19
Zeitpunkt des Beginns der Schaltung

Claims (10)

1. Verfahren zur Durchführung von Schaltprozeduren, insbesondere zum Einleiten eines Schaltvorganges bei einem Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe (2) mit Momentenbeeinflussung über ein Getriebesteuergerät (3), dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer ein bevorstehender Schaltvorgang durch eine spezielle Vorbereitungsmaßnahme, die er mit einem bevorstehenden Schaltvorgang identifiziert, mitgeteilt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über das Getriebesteuergerät (3) vor einer Schaltung das momentane Abtriebsmoment (10) des Antriebsaggregates (7) für einen bestimmten Zeitraum konstant gehalten wird, und danach das Abtriebsmoment (10) des Antriebsaggregates (7) mit steigendem Gradienten bis zur Trennung des Triebstranges reduziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer eine bevorstehende Schaltung durch eine Signalvorrichtung (9) angekündigt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer eine bevorstehende Schaltung durch ein optisches Signal mitgeteilt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer eine bevorstehende Schaltung durch ein akustisches Signal mitgeteilt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer eine bevorstehende Schaltung durch ein sensorielles Signal mitgeteilt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das sensorielle Signal in Form einer Vibrationsbewegung des Gaspedals mitgeteilt wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahren für Schaltprozeduren, insbesondere zum Einleiten eines Schaltvorganges bei einem Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe (2) mit Momentenbeeinflussung über ein Getriebesteuergerät (3), dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalvorrichtung (9) vorgesehen ist, mit der dem Fahrer eine bevorstehende Schaltung mitteilbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalvorrichtung als optisches Signalleuchte ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalvorrichtung als ein vibrierendes Gaspedal ausgebildet ist.
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