DE10116545A1

DE10116545A1 - Verfahren zum Steuern eines automatischen Getriebes und für ein solches Verfahren geeignete Steuerung

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Publication number: DE10116545A1
Application number: DE10116545A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Graf; Tibor Kiss; Martin Lachmayr; Bernd Last; Stefan Lauer; Martin Manz; Stephan Pindl; Tanja Roy
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2002-10-17
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: US6684143B2; FR2822917B1; US20020142885A1; DE10116545B4; FR2822917A1

Abstract

Anhand von Schaltkennlinien wird ein neuer Gang ermittelt und, sobald ein Arbeitspunkt (AP) des Antriebstrangs eine Schaltkennlinie (26, 27) überschreitet, ein Schaltbefehl erzeugt. Die Getriebesteuerung ermittelt einen voraussichtlich demnächst einzulegenden neuen Gang. Weicht der neue Gang von dem aktuellen Gang ab, wird eine Anfangsphase des Gangwechsels durchgeführt und sobald der Schaltbefehl erzeugt worden ist, der Gangwechsel vervollständigt. Die Anfangsphase wird durchgeführt, sobald der Arbeitspunkt einen vorgegebenen Abstand (30, 31) von der Schaltkennlinie unterschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Steuerung nach dem Oberbegriff von An spruch 9. Das Verfahren dient zum Steuern eines automatischen Getriebes in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, des sen Getriebesteuerung eine Gangauswahl und einen Gangwechsel durchführt, wobei bei der Gangauswahl anhand von in einem Kennfeld abgelegten Schaltkennlinien ein neuer Gang ermittelt wird und, sobald ein Arbeitspunkt des Antriebsstrangs eine Schaltkennlinie überschreitet, ein Schaltbefehl erzeugt wird, durch den ein Gangwechsel ausgelöst wird.

Ein solches Verfahren ist zum Beispiel aus der Offenlegungs schrift DE 198 19 463 A1 bekannt. Gelingt es, die für einen Schaltvorgang benötigte Schaltzeit zu verkürzen, so wird ei nerseits der Schaltkomfort für den Fahrer erhöht und kann an dererseits das sportliche Verhalten des Kraftfahrzeugs ver bessert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern eines automatischen Getriebes und eine für ein sol ches Verfahren geeignete Steuerung zu schaffen, die die für einen Schaltvorgang benötigte Schaltzeit verkürzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 und durch eine Steuerung nach dem Anspruch 9 gelöst. Durch die Getriebesteuerung wird ein voraussichtlich demnächst einzulegender neuer Gang ermittelt. Wenn der neue Gang von dem aktuell eingelegten Gang abweicht, wird eine An fangsphase des Gangwechsels durchgeführt und, sobald der Schaltbefehl erzeugt worden ist, wird der Gangwechsel ver vollständigt.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen niedergelegt.

Die Vorteile der Erfindung liegen unter anderem darin, dass die Anfangsphase des Schaltvorgangs für den Fahrer vollstän dig unbemerkt bleibt. Wird ein vorbestimmter Gang, der von der Getriebesteuerung als voraussichtlich demnächst einzule gender Gang ermittelt worden ist, dann aus irgend einem Grund nicht eingelegt, so hat dies keinerlei Beeinträchtigung des Schaltkomforts zur Folge.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Kraftfahrzeugantrieb mit einer erfindungsgemä ßen Steuerung für ein automatisiertes Handschaltge triebe;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der bei dem erfindungs gemäßen Verfahren zwischen der Getriebesteuerung und dem Getriebe ausgetauschten Signale;

Fig. 3 ein bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendetes Schaltkennfeld;

Fig. 4 eine Diagrammdarstellung des zeitlichen Verlaufs meh rerer Befehlsignale bei dem erfindungsgemäßen Verfah ren;

Fig. 5 das Blockschaltbild einer Schaltsteuereinheit einer erfindungsgemäßen Getriebesteuerung;

Fig. 6 eine Diagrammdarstellung des zeitlichen Verlaufs meh rerer Befehlsignale bei einem anderen Beispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und

Fig. 7-8 ein Ablaufdiagramm eines bei dem erfindungsgemäßen Verfahren abgearbeiteten Programms

Ein Kraftfahrzeugantrieb 1 (Fig. 1) weist - soweit er für die vorliegende Erfindung von Bedeutung ist - folgende Be standteile auf: einen Motor 2, eine Kupplung 3, einen Kupplungsaktuator (im folgenden auch als Stellglied oder Stellantrieb für die Kupplung bezeichnet) 4, ein automati sches Getriebe 5, einen Getriebeaktuator 6, eine elektroni sche Getriebesteuerung 8 für das Stellglied 4 und den Getrie beaktuator 6 sowie eine Motorsteuerung 9. Die Getriebesteue rung 8 ist mit dem Stellglied 4 durch Steuer- und Signallei tungen 10 und mit dem Getriebeaktuator 6 durch Steuer- und Signalleitungen 11 verbunden.

Das Stellglied 4 kann als elektromotorisch angetriebener oder als hydraulisch angetriebener Aktuator ausgebildet sein. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein hydraulisches Stellglied 4 verwendet, das mit der Kupplung 3 durch eine Kraftübertragungsanordnung 12 verbunden ist, die zum Beispiel als Druckleitung ausgebildet ist. Die Getriebesteuerung 8 enthält unter anderem einen Kennfeldspeicher 13, auf den noch einzugehen sein wird. Sie ist durch eine Mehrfachdatenleitung oder einen Datenbus 14 mit der Motorsteuerung 9 und durch Da tenleitungen oder einen Datenbus 15 mit mehreren Sensoren verbunden, die in bekannter Weise an verschiedenen Stellen (Motor, Getriebe, Bremsen usw.) in dem Kraftfahrzeug angeord net und hier durch einen Block 17 angedeutet sind.

Bei dem Kraftfahrzeugantrieb 1 ist in dem vorliegenden Aus führungsbeispiel das Getriebe 5 als automatisches Getriebe ausgebildet. Es kann aber auch als automatisiertes Hand schaltgetriebe (ASG) ausgebildet sein, das konstruktiv einem herkömmlichen handgeschalteten Getriebe entspricht, bei dem aber die Gänge automatisch gewechselt und die Kupplung auto matisch betätigt wird.

Ein Schaltvorgang bei einem Automatikgetriebe wird in der Re gel durch eine elektronische Getriebesteuerung, die in Fig. 2 als Block 20 dargestellt ist, ausgelöst und gesteuert. Die ser Vorgang kann strukturell unterteilt werden in die Auswahl des passenden Ganges, die in einer Gangauswahl(-Einheit) 21 erfolgt, und in die Steuerung des Getriebes 22, insbesondere während eines Gangwechsels, die in einer Getriebesteuerein heit 24 durchgeführt wird.

Ein Gangwechsel wird etwa dadurch verwirklicht, dass von der Gangauswahl 21 ein neuer nächster Gang gp_nxt_cmd ermittelt wird. Weicht dieser vom derzeitig eingelegten Gang gp ab, so wird dies von der Getriebesteuereinheit 24 als Schaltbe fehl interpretiert und in dem Getriebe 22 ein Wechsel zum nächsten Gang durchgeführt. Der Schaltvorgang wird dadurch ausgelöst, dass entweder in einem automatischen Fahrmodus eine Schaltkennlinie überschritten wird, oder in einem manu ellen Fahrmodus von dem Fahrer ein entsprechender Befehl ü ber einen Schalter oder Wählhebel gegeben wird.

Der Gangwechsel wird in verschiedene Phasen unterteilt, deren Gestaltung im einzelnen von der jeweiligen Ausführung des Au tomatikgetriebes abhängt. In einer Anfangsphase werden be reits im Getriebe Aktionen zur Vorbereitung der Schaltung durchgeführt, das Übersetzungsverhältnis und das Drehmoment an den Rädern bleiben jedoch noch unverändert. Diese Anfangs phase bleibt für den Fahrer unbemerkt. Im Anschluss an diese Anfangsphase beginnt die eigentliche Schaltung, das heißt der Gangwechsel, bei dem sich das Übersetzungsverhältnis und das Drehmoment an den Rädern ändern.

Wesentlich ist dabei, vor dem eigentlichen Schaltkommando, das heißt einer Änderung des Befehls gp_nxt_cmd, denjenigen Gang gp_pctl_cmd zu bestimmen, der voraussichtlich im naher Zukunft eingelegt werden wird. Weicht nun dieser vorbestimmte Gang von dem derzeit eingelegten Gang gp ab, so wird bereits mit der Anfangsphase einer Schaltung begonnen. Die so begon nene Schaltung wird dann fortgesetzt und vervollständigt, wenn das eigentliche Schaltkommando - das heißt der Befehl gp_nxt_cmd - auftritt.

Durch die Unterteilung in zwei Schaltphasen und die Vorberei tung des nächsten Ganges lässt sich die benötigte Schaltzeit erheblich verkürzen und so der Komfort für den Fahrer oder die Sportlichkeit des Fahrzeugs erhöhen. Stimmt der vorbe stimmte Gang nicht mit dem eigentlichen Schaltkommando über ein, so wird die bereits eingeleitete Anfangsphase - vom Fah rer unbemerkt - abgebrochen und, sobald sie aktuell wird, die tatsächlich angeforderte Schaltung durchgeführt.

Die eigentlichen Schaltbefehle werden vorteilhafterweise von einer von der Anmelderin entwickelten intelligenten adaptiven Getriebesteuerung (siehe zum Beispiel die DE 196 37 210 A1) erzeugt, die auch unter dem Namen SAT-Getriebesteuerung be kannt geworden ist. Die vorliegende Getriebesteuerung und das zugehörige Steuerverfahren lassen sich sehr gut in die Schal tungs- und Programmstruktur einer SAT-Getriebesteuerung ein gliedern.

Das erfindungsgemäße zweiphasige Steuerverfahren mit Vorbe stimmung des neuen Ganges wird im folgenden abgekürzt auch als "Gangvorauswahl" bezeichnet. Es wird dabei unterschieden zwischen einer Gangvorauswahl im Automatikmodus, einer Gang vorauswahl im Automatikmodus mit dynamischer Korrektur und einer Gangvorauswahl im manuellen Mode, das heißt bei von dem Fahrer eingegebenen Wunschgang.

Die Gangvorauswahl im automatischen Fahrmodus wird an Hand eines aus Fig. 3 ersichtlichen (Schalt-)Kennfeldes erläu tert, in dem der Arbeitspunkt AP des Kraftfahrzeugantriebs - charakterisiert durch die aktuelle Fahrpedalstellung FP, das Motormoment Mmot, das Radmoment Mrad oder das verbleibende Radmoment Mresrad - als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit v oder einer dazu proportionalen Größe dargestellt ist. Ein gezeichnet in das Kennfeld sind der besseren Übersichtlich keit halber nur zwei Kennlinien: eine Rückschaltkennlinie 26 und eine Hochschaltkennlinie 27. Überschreitet der Arbeits punkt AP die Hochschaltkennlinie 27, so wird in bekannter Weise eine Hochschaltung ausgelöst; unterschreitet er die Rückschaltkennlinie, so wird eine Rückschaltung ausgelöst.

Das Kennfeld enthält hier außerdem sogenannte Vorauswahlkenn linien, die in einem vorgegebenen Abstand von der jeweiligen Kennlinie verlaufen und von denen zur Erläuterung auch nur zwei (gestrichelt eingezeichnete) dargestellt sind: eine Vor auswahl-Rückschaltkennlinie 28 und eine Vorauswahl- Hochschaltkennlinie 29.

Die Vorauswahl- oder "Preselection"-Funktion des Getriebe steuerung besteht nun darin, dass schon bevor der Arbeits punkt AP eine Hoch- oder Rückschaltkennlinie überschreitet, der nächste Gang signalisiert und das Getriebe auf die nahen de Schaltung vorbereitet wird.

Maßgebend für die Vorhersage des nächsten Ganges sind Abstän de 30 und 31 des Arbeitspunktes AP von den Kennlinien 26 be ziehungsweise 27. Unterschreitet einer dieser Abstände ein kritisches Maß, der als Vorauswahlabstand 30 beziehungsweise 31 bezeichnet wird, so wird eine Vorauswahl des nächsten oder neuen Ganges getroffen. Die Vorauswahlkennlinien 28 und 29 verlaufen im Abstand 30 und 31 von der jeweiligen Kennlinie 26 beziehungsweise 27. Die Abstände 30 und 31 hängen von der Fahrgeschwindigkeit und von dem Fahrzeugtyp ab. Für jeden Punkt des zugehörigen Schaltkennfelds sind sie vorgegeben. In einem Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand bei mittle rer Fahrgeschwindigkeit einer Geschwindigkeitsänderung von Δv = 5 km/h.

Wird der Abstand 31 des Arbeitspunkts AP von der Hochschalt kennlinie 27 unterschritten, so wird das Getriebe auf eine nahende Hochschaltung vorbereitet, bei Unterschreiten des Ab stands 30 von der Rückschaltkennlinie 26 wird eine Rückschal tung vorbereitet. Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, und um die Vorhersage an die verschiedenen Getriebetypen (Doppelkupplungsgetriebe, Planetengetriebe, automatisierte Handschaltgetriebe) anzupassen, wird der Abstand laufend im Echtzeitbetrieb berechnet.

Die Gangvorauswahl im automatischen Fahrmodus mit dynamischer Korrektur wird nun an Hand von aus Fig. 4 ersichtlichen Be fehlsignalverläufen erläutert.

Bei der erwähnten SAT-Getriebesteuerung wird bei besonderen Fahrzuständen ein Gangwechsel von einem aktuellen Gang n zu einem neuen Gang n + 1, der bei Überschreiten einer Schaltkenn linie zu einem Zeitpunkt 4 durch das Signal gp_new statisch ausgelöst werden sollte, eine gewisse Zeit lang unterbunden. Dies stellt eine dynamische Korrektur dar, die durch das Auf treten eines Signals st_cor_dyn bewirkt wird. Dadurch bleibt der dynamisch korrigierte Gang gp_dyn = n eingelegt. Erst wenn dieses Signal zu einer Zeit t₃ wieder entfällt, das heißt wieder den Status "0" einnimmt, erfolgt der Wechsel zu dem Gang n + 1. Als "statisch" wird hier ein Gang bezeichnet, der von der Getriebesteuerung 8, insbesondere von einer SAT- Getriebesteuerung herkömmlich berechnet wird, das heißt ohne das erfindungsgemäße Verfahren anzuwenden.

In diesem Fall wird der unterdrückte neue Gang direkt als Gangvorauswahl verwendet. In der entsprechenden Anfangsphase zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ wird eine zweite Welle in dem Getriebe synchronisiert, das heißt von der dem Gang n entsprechenden Drehzahl auf die Drehzahl von n + 1 beschleu nigt. Nach dem Aufheben der dynamischen Korrektur wird der unterdrückte Gang weitergegeben und das Schaltkommando gp_nxt_cmd wird wirksam.

Die Gangvorauswahl im manuellen Fahrmodus wird nun an Hand einer aus Fig. 5 ersichtlichen Schaltsteuereinheit 32 erläu tert. Diese enthält eine Auswertelogik 33, eine Rechen- und Verknüpfungseinheit 34, einen Speicher 35, eine Plausibili tätsschaltung 36, eine Gangauswahlschaltung 38 und eine Gang vorauswahlschaltung 39, die durch die aus der Zeichnung er sichtlichen Daten- und Signalleitungen miteinander verbunden sind. In der Gangauswahlschaltung 38 wird der normale neue Gang wie - in der SAT-Getriebesteuerung festgelegt - berech net und als Schaltbefehl gp_nxt_cmd ausgegeben. Dieser wird hier wie erwähnt als stationärer Schaltbefehl bezeichnet.

Bei der Gangvorauswahl im manuellen Fahrmodus ist es schwie riger, einen vom Fahrer zu erwartenden Schaltbefehl vorherzu sagen. Eine Möglichkeit besteht darin, das typische Verhalten des Fahrers zu analysieren, um so in ähnlichen Situationen eine sinnvolle Vorhersage treffen zu können. Eine andere Mög lichkeit besteht darin, von Sensoren im oder am Fahrzeug ge lieferte Informationen, die einen Schaltwunsch erkennen las sen, auszuwerten.

Dazu werden alle von dem Fahrer ausgelösten Schaltungen und die zugehörigen Fahrzustände von einer Auswertelogik 33 ana lysiert und eine daraus abgeleitete Fahrercharakterisierung in einem Speicher 35 abgelegt. Die Auswertelogik 33 beobach tet permanent das Schaltverhalten des Fahrers und speichert alle zur Analyse notwendigen Daten vor und nach dem eigentli chen Fahrereingriff ab: Daten über die Fahrstrecke, aus einem Fahrerinformationssystem, über die Motordrehzahl, den Gang wunsch, die Fahrpedalstellung, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrbahnsteigung, den Fahrstil (wird bei der SAT-Getrie besteuerung durch eine Fuzzy-Logik ermittelt) und die Wählhe belposition.

Diese Daten gelangen zu der Auswertelogik 33 über Signalein gänge 40. Sie werden zum Teil von den Sensoren 17 und zum Teil von der Getriebesteuerung 8 geliefert. Ein von dem Fah rer über einen Schalthebel, Wählhebel, Schaltwippe oder der gleichen eingegebene Gangwunsch gelangt über eine Eingangs leitung 41 zu der Recheneinheit 34. Dabei werden zum Beispiel folgende Gesichtspunkte untersucht:

- Wie häufig wurde jeder Gang (manuell oder automatisch) ein gelegt?
- Wie lange wurde jeder Gang durchschnittlich gehalten?
- Bei welchen Drehzahlen und bei welcher Geschwindigkeit wur de der entsprechende Gang eingelegt?
- Welche zusätzlichen Betriebsgrößen (Bremsbetätigung, Fahr pedalgradient, Last- oder Fahrerwert usw.) sind charakte ristisch für den Fahrstil?
- Wie häufig war die Voraussage des nächsten Ganges richtig oder falsch?

Aus der Vorgeschichte vor einem Schaltvorgang und der Beo bachtung der Situation nach dem Schalten kann die Ursache der Schaltung bestimmt werden. Die Verknüpfung der Daten wird in der Rechen- und Verknüpfungseinheit 34 durchgeführt. Sind nun alle durchgeführten Schaltungen nach den beobachteten Situa tionen klassifiziert worden, so kann ein empirisches Fahrer profil in dem Speicher 35 abgelegt werden.

Aus den in dem Speicher 35 abgelegten Fahrerprofil und den Daten in der Auswertelogik 33 lassen sich Rückschlüsse auf den neuen Gang ziehen, den der Fahrer voraussichtlich einle gen wird. Die Berechnung wird in dem Block oder Modul Gang vorauswahlschaltung 39 durchgeführt und ein entsprechender, den voraussichtlich nächsten Gang signalisierender Befehl gp_pctl_cmd ausgegeben.

Schalteingriffe des Fahrers, die sich keiner bekannten Fahr situation zuordnen lassen, werden durch die Plausibilitäts schaltung 36 herausgefiltert und nicht mit abgespeichert. Das ermittelte Fahrerprofil kann in einem persönlichen Speicher für jeden einzelnen Fahrer abgelegt werden, und es kann nach einem erneuten Fahrzeugstart als initialer Datensatz verwen det werden.

Zusätzlich bietet die Auswertung von Sensorsignalen und In formationen von anderen elektronischen Systemen, insbesondere von Navigationssystemen, die Möglichkeit, Schaltwünsche des Fahrers vorauszusehen oder die aus der oben beschriebenen Fahrercharakterisierung gewonnen Informationen zu unterstüt zen. Beispiele solche Möglichkeiten sind:

- Durch Bewegungs- oder Näherungssensoren lässt sich die Be wegung der Hand des Fahrers zum Schalthebel oder sonstigen Bedienelementen zum Schalten schon frühzeitig erkennen. Eben so können Gewichtssensoren im Fahrersitz einen Hinweis auf eine Bewegung hin zum Schalthebel geben.
- Üblicherweise wird das Signal eines Schalthebels zunächst entprellt, das heißt mehrfach ausgelesen, bevor es von der e lektronischen Getriebesteuerung als gesicherter Schaltbefehl interpretiert wird. Zur Voraussage eines zu erwartenden neuen Gangs kann jedoch bereits das erste Auftreten des Signals he rangezogen werden.
- Farb- und Abstandssensoren liefern über die Möglichkeit, Bremslichter oder Zustände von Ampeln zu erkennen, Informati onen zur derzeitigen Verkehrssituation. Mit Kenntnis der Ver kehrssituation ist es möglich, wahrscheinliche Hoch- und Rückschaltungen vorauszusagen.
- Informationen über Verkehrssituation und Geländeform können über GPS-Navigationssysteme erhalten werden. Daraus können e benfalls voraussichtlich notwendig werdende Hoch- und Rück schaltungen ermittelt werden.

Entscheidend ist es, bereits vor dem Auslösen eines eigentli chen Schaltkommandos an das Automatikgetriebe 5 den vermutli chen zukünftigen Gang zu bestimmen, so dass bereits mit der Anfangsphase eines Gangwechsels begonnen werden und dadurch die Schaltzeit wesentlich verkürzt werden kann.

Um dies zu erreichen, wird im Automatikfahrmodus der Abstand des aktuellen Arbeitspunktes zu einer Schaltkennlinie ermit telt und dazu benutzt, den zukünftigen Gang vorzubestimmen und den geeignetsten Zeitpunkt zu dessen Ausgabe zu ermitteln. Beim Vorliegen einer dynamischen Korrektur kann direkt aus ihr der vorbestimmte Gang übernommen werden.

Im manuellen Fahrmodus kann der zukünftige Gang und der Zeit punkt des eigentlichen Schaltkommandos über eine Analyse des Verhaltens des Fahrers abhängig von der aktuellen Fahrsitua tion ermittelt werden. Der Einsatz von Sensoren oder Naviga tionssystemen ermöglicht ebenfalls eine Bestimmung des zu künftigen Ganges und darüber hinaus eine Plausibilitätsprü fung der Daten aus der Fahreranalyse.

Nachfolgend werden Beispiele der Anwendung des erfindungsge mäßen Verfahrens bei verschiedenen Arten von Getrieben an Hand von Fig. 6 beschrieben. Dargestellt ist im oberen Teil des Diagramms der zeitliche Verlauf des Vorauswahl-Befehls gp_pctl_cmd, der den Wechsel von einem Gang n zu dem nächsten Gang n + 1 vorbereitet, und des Schaltbefehls gp_nxt_cmd, der den Gangwechsel auslöst.

Bei Doppelkupplungsgetrieben, wie sie etwa aus der ATZ Au tomobiltechnische Zeitschrift 101 (1999) 5, Seiten 350-357 be kannt sind, ist es sinnvoll, auf der zweiten Getriebewelle so lange wie möglich die Leerlauf- oder Neutralstellung einge legt zu lassen, um die Verluste im Getriebe gering zu halten. Das Vorbereiten der zweiten Getriebewelle auf den Gangwechsel kann durch die Vorhersage des neuen Ganges so kurz wie mög lich gehalten werden.

Zweckmäßigerweise wird die Vorbereitung so kurz vor dem ei gentlichen Gangwechsel gestartet, dass beim Erreichen der Hoch- oder der Rückschaltkennlinie der Gang auf der zweiten Getriebewelle (Welle 2 im unteren Teil von Fig. 6) gerade eingelegt ist. Hierfür wird die Extrapolation des aktuellen Arbeitspunktes so weit in die Zukunft verschoben, dass noch genügend Zeit bleibt, die zweite Welle auf den neuen Gang vorzubereiten. Dies beginnt zum Zeitpunkt t₁.

Der Gangvorauswahl muss um eine Zeitspanne Δt vor der ei gentlichen Gangentscheidung über die Schaltkennlinien getrof fen werden. Diese Zeitspanne setzt sich aus einer Synchroni sationszeit ST = t₂ - t₁ für den Gangwechsel und einer Über schneidungszeit UT = t₃ - t₂ zusammen. Sie hängt auch von der Dynamik des Arbeitspunktes ab.
Δt = f(Gangwechselzeit, Überschneidungszeit, Dynamik des Arbeitspunktes)

Bei Planetengetrieben besteht die Anfangsphase eines Schaltvorgangs darin, den Druck an der sich öffnenden Kupp lung oder Bremse zu erniedrigen, ohne dass bereits ein Schlupf auftritt, und den Druck an der zu schließenden Kupp lung oder Bremse so zu steigern, dass der Berührpunkt fast erreicht wird. Das letztere wird meist durch einen Schnell füllvorgang erreicht.

Bei Planetengetrieben ist aber die Dauer dieser Anfangsphase so lang, dass eine deutliche Verzögerung zwischen manueller Auslösung einer Schaltung und der für den Fahrer bemerkbaren Änderung des Übersetzungsverhältnisses auftritt. Wird das er findungsgemäße Verfahren bei einem Planetengetriebe einge setzt und die oben beschriebene Anfangsphase der Schaltung bereits vor dem eigentlichen Schaltkommando ausgeführt, so kann die Schaltzeit und insbesondere die Verzögerung nach dem manuellen Schaltkommando deutlich gesenkt werden. Das Fahr zeug wirkt wesentlich sportlicher.

Bei automatisierten Handschaltgetrieben kann die Vorausbe stimmung eines neuen Gangs dazu benutzt werden, die Anpress kraft zwischen den Kupplungsscheiben bereits kurz vor der ei gentlichen Schaltung so zu senken, dass gerade noch kein Schlupf entsteht. Das heißt, dass die Kupplungskapazität an das zu übertragende Drehmoment angepasst wird. Durch diese Maßnahme lassen sich auch bei sportlich ausgelegten Fahrzeugen mit ausgesprochen kurzen Schaltzeiten die Schaltzeiten weiter senken.

Im Gegensatz dazu ist die herkömmliche Vorgehensweise, die Kupplungskapazität zu jedem Zeitpunkt an das zu übertragende Drehmoment anzupassen, abhängig von der Bauart der Kupplung und mit einem erhöhten Energieaufwand verbunden. Bei den üb lichen Ausführungen der Kupplung für automatisierte Hand schaltgetriebe muss nämlich Energie aufgewandt werden, um die Kupplung zu öffnen.

Ein aus den Fig. 7 und 8 ersichtliches Programm, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren abgearbeitet wird, schließt folgende (jeweils mit S bezeichnete) Schritte ein:

Start

S1: In der Getriebesteuerung (des SAT-Typs) werden ein Last faktor ld_f und ein Sportlichkeitsfaktor dr_f des Kraft fahrzeugs berechnet.
S2: Der neue statische Gang gp_new wird berechnet.
S3: Dabei kann eine manuell durch den Fahrer eingegebene Gangentscheidung berücksichtigt werden.
S4: Es wird der Vorauswahlabstand für eine Rückschaltung be rechnet.
S5: Es wird der Vorauswahlabstand für eine Hochschaltung be rechnet.
S6: Es wird eine dynamische Korrektur berechnet.
S7: Es wird abgefragt, ob die dynamische Korrektur aktiv ist. Falls ja,
S8: wird der vorausgewählte Gang gleich dem neuen (stati schen) Gang gp_new gesetzt.
S9: Es wird der Zielgang gp_nxt_cmd gleich dem aktuellen Gang gesetzt.
S10: Der Gangwechsel wird gestartet. Falls die Antwort auf die Abfrage S7 nein ist,
S11: wird abgefragt, ob der Arbeitspunkt die Rückschaltkenn linie unterschritten hat. Falls ja,
S12: wird der vorausgewählte Gang gleich dem aktuellen Gang minus 1 gesetzt.
S13: Es wird der Zielgang gp_nxt_cmd gleich dem neuen (sta tischen) Gang gp_new gesetzt.
S14: Der Gangwechsel wird gestartet. Falls die Antwort auf die Abfrage S11 nein ist,
S15: wird abgefragt, ob der Arbeitspunkt die Hochschaltkenn linie überschritten hat. Falls ja,
S16: wird der vorausgewählte Gang gleich dem aktuellen Gang plus 1 gesetzt.
S17: Es wird der Zielgang gp_nxt_cmd gleich dem neuen (sta tischen) Gang gp_new gesetzt.
S18: Der Gangwechsel wird gestartet. Falls die Antwort auf die Abfrage S15 nein ist,
S19: wird der vorausgewählte Gang gleich dem aktuellen Gang oder dem Leerlauf gesetzt.
S20: Es wird der Zielgang gp_nxt_cmd gleich dem neuen (sta tischen) Gang gp_new gesetzt.
S21: Der Gangwechsel wird gestartet.

Nach den Schritten S10, S14, S18 oder S21 ist jeweils ein Gangwechsel beendet. Das Programm wird für einen nachfolgen den Gangwechsel erneut durchlaufen.

Claims

1. Verfahren zum Steuern eines automatischen Getriebes in ei nem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, dessen Getriebesteu erung eine Gangauswahl und einen Gangwechsel durchführt, wo bei bei der Gangauswahl anhand von in einem Kennfeld abgeleg ten Schaltkennlinien ein neuer Gang ermittelt wird und, so bald ein Arbeitspunkt des Antriebsstrangs eine Schaltkennli nie überschreitet, ein Schaltbefehl erzeugt wird, durch den ein Gangwechsel ausgelöst wird, dadurch gekenn zeichnet

- dass durch die Getriebesteuerung ein voraussichtlich dem nächst einzulegender neuer Gang ermittelt wird,
- dass, wenn der neue Gang von dem aktuell eingelegten Gang abweicht, eine Anfangsphase des Gangwechsels durchgeführt wird, und
- dass, sobald der Schaltbefehl erzeugt worden ist, der Gang wechsel vervollständigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der neue Gang ermittelt und die Anfangsphase des Schaltvor gangs durchgeführt wird, sobald der Arbeitspunkt einen vorge gebenen Abstand von der jeweiligen Schaltkennlinie unter schreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem vorgegebenen Abstand von den einzelnen Schaltkennlinien verlaufende Vorauswahlkennlinien in dem Kennfeld abgelegt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Vorauswahlkennlinien von den Schaltkennlinien im laufenden Betrieb abhängig von dem Getriebetyp berechnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gangwechsel zu einem als voraussichtlich demnächst einzulegenden ermittelter Gang unterbunden wird, wenn eine dynami sche Korrektur des Schaltbefehls erfolgt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass so bald die dynamische Korrektur des Schaltbefehls entfällt, der unterbundene Gangwechsel durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der unterdrückte neue Gang als demnächst einzulegender neuer Gang bestimmt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem manuellen Fahrmodus das Verhalten des Fahrers analy siert wird, um einen zu erwartenden Schaltbefehl vorherzusa gen.

9. Steuerung für das automatische Getriebe eines Kraftfahr zeugs, durch die die Übersetzung des Getriebes gesteuert wird, und die einen Kennfeldspeicher (3) aufweist, in dem die einzustellenden Übersetzungen in Abhängigkeit einerseits von einem Drehmoment und andererseits von einer funktionell mit der Fahrzeuggeschwindigkeit verbundenen Größe abgelegt sind, und der Schaltkennlinien enthält, bei deren Überschreiten durch den Arbeitspunkt des Kraftfahrzeugs ein Schaltvorgang ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kennfeldspeicher (3) Vorwahlkennlinien (28, 29) vorgesehen sind, die in einem vorgegebenen Abstand von den Schaltkennlinien (26, 27) verlaufen und bei deren Über schreiten durch den Arbeitspunkt (AP) ein zu erwartender neu er Gang signalisiert und ein Schaltvorgang vorbereitet wird.

10. Steuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie einschließt:

- eine Gangauswahlschaltung (21), durch die jeweils der neue Gang ermittelt wird, und
- eine Getriebesteuereinheit (24), der der neue Gang signali siert wird und durch die ein Schaltvorgang vorbereitet und, so bald der von der Gangauswahlschaltung ermittelte neue Gang von dem aktuell eingelegten Gang abweicht, ein Gang wechsel zu dem neuen Gang durchgeführt wird.