DE102004034098A1

DE102004034098A1 - Beschleunigungsmodus für ein Fahrzeug mit einem Stufenlos-Getriebe

Info

Publication number: DE102004034098A1
Application number: DE102004034098A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. Spörl; Oliver Dipl.-Ing. Iden
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-02-09
Also published as: US20060014606A1; US7270622B2

Abstract

Es wird ein Beschleunigungsmodus für ein Fahrzeug mit einem Stufenlos-Getriebe vorgeschlagen, im Rahmen dessen nach erfolgter Schaltung die Drehzahlentwicklung als Funktion der Geschwindigkeit mit einem kalibrierbaren Drehzahlgradienten (H) fortgeführt wird, wobei der Drehzahlgradient im Beschleunigungsmodus größer ist als der Drehzahlgradient im Rahmen der normalen Fahrstrategie.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Beschleunigungsmodus für ein Fahrzeug mit einem Stufenlos-Getriebe, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Nach dem Stand der Technik wird im Rahmen der Fahrstrategien für Fahrzeuge, die ein Stufenlos-Getriebe umfassen, abhängig von der Fahrpedalstellung und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine Zieldrehzahl ermittelt, die nach einer Übergangsfunktion (Rückschaltung bzw. Rückversfellung) die Entwicklung der Drehzahl als Funktion der Geschwindigkeit vorgibt.
Ein steiler Drehzahlgradient (als Funktion der Geschwindigkeit) vermittelt in der Regel dem Fahrer ein agiles Fahrverhalten. Der Grund dafür ist die langjährig geprägte Erfahrung mit Stufenautomatgetrieben bzw. Handschaltgetrieben, welche in den niedrigen Gängen einen steilen Drehzahlgradienten aufweisen.
Um einen steilen Drehzahlgradienten darzustellen, muss die Zieldrehzahl bei niedrigen Geschwindigkeiten niedrig und bei hohen Geschwindigkeiten hoch sein. Dies führt zu einem Kompromiss zwischen dem Drehzahlgradienten und dem Drehzahlniveau nach Rückschaltungen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Beschleunigungsmodus für ein Fahrzeug mit einem Stufenlos-Getriebe anzugeben, welcher einen steilen Drehzahlgradienten realisiert und die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird ein Beschleunigungsmodus vorgeschlagen, im Rahmen dessen nach erfolgter Schaltung die Drehzahlentwicklung als Funktion der Geschwindigkeit mit einem kalibrierbaren Drehzahlgradienten fortgeführt wird, wobei der Drehzahlgradient im Beschleunigungsmodus größer ist, als der Drehzahlgradient im Rahmen der normalen Fahrstrategie. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Drehzahlgradient über den Fahrpedalwert und die Fahrzeuggeschwindigkeit beim Eintritt in den Beschleunigungsmodus definiert bzw. ermittelt wird. Vorzugsweise wird die Zieldrehzahl der Rückschaltung unabhängig vom angestrebten Gradienten definiert.

Gemäß einer Variante der Erfindung wird die Drehzahl im Beschleunigungsmodus nach folgender Formel berechnet: n[1/min] = n_alt[1/min] + ng_acc[(1/min)/(km/h)]·a_fzg[km/h/s]·Δt [s]wobei n die Drehzahl im Beschleunigungsmodus, n alt die Drehzahl im Beschleunigungsmodus im vorhergehenden Berechnungszyklus, ng_acc der Drehzahlgradient (n/v-Gradient) im Beschleunigungsmodus und a_fzg die Fahrzeugbeschleunigung und Δt der zeitliche Abstand zur vorhergegangenen Berechnung (Zykluszeit) ist.

Um über die Geschwindigkeitsentwicklung nicht zu hohe Drehzahlen zu erreichen, wird gemäß der Erfindung eine fahrpedalabhängige Maximaldrehzahl im Beschleunigungsmodus vorgeschlagen, wobei der Drehzahlgradient über den aktuellen Abstand der aktuellen Drehzahl zu dieser Maximaldrehzahl modifiziert wird.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass aus dem Beschleunigungsmodus ausgestiegen und zur Zieldrehzahl nach der Schaltung zurückgekehrt werden kann, wenn eine fahrpedalabhängige Maximalgeschwindigkeit überschritten oder das Fahrpedal zurückgenommen wird.

Wenn zudem während der Beschleunigungsphase der Fahrpedalwert erhöht wird, dann wird eine Rückschaltung durchgeführt. Um dies zu realisieren, wird ein Drehzahl-Offset zwischen dem Betriebspunkt mit und ohne Beschleunigungsmodus ermittelt. Wird aufgrund eines großen Drehzahlgradienten des Betriebspunktes ohne Beschleunigungsmodus eine Schaltung erkannt, so wird der Offset gehalten oder leicht verringert, damit das dem Fahrerwunsch entsprechende Rückschaltverhalten auch im Beschleunigungsmodus dargestellt werden kann, wobei, wenn die Rückschaltung beendet ist, mit dem Drehzahlverlauf gemäß dem Drehzahlgradienten fortgefahren wird.

Analog dazu kann bei einer Rücknahme des Fahrpedals mit Hochschaltungen verfahren werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es stellen dar:

1 ein Geschwindigkeits-Motordrehzahl-Diagramm, welches den Drehzahlverlauf bei einer Rückschaltung für ein Fahrzeug mit einem CVT-Getriebe nach dem Stand der Technik veranschaulicht;

2 ein Geschwindigkeits-Motordrehzahl-Diagramm, welches den Drehzahlverlauf bei einer Rückschaltung für ein Fahrzeug mit einem CVT-Getriebe mit einem steilen Drehzahlgradienten veranschaulicht;

3 ein Geschwindigkeits-Motordrehzahl-Diagramm, welches den Drehzahlverlauf bei einer Rückschaltung im erfindungsgemäßen Beschleunigungsmodus veranschaulicht;

4 ein Geschwindigkeits-Motordrehzahl-Diagramm, welches den Drehzahlverlauf bei einer Rückschaltung im Beschleunigungsmodus und die gemäß der Erfindung eingeführte Maximaldrehzahl veranschaulicht;

5 ein Geschwindigkeits-Motordrehzahl-Diagramm, welches den Drehzahlverlauf bei einer Rückschaltung im Beschleunigungsmodus, bei dem die Geschwindigkeit für den Austritt aus dem Beschleunigungsmodus eingezeichnet ist, veranschaulicht; und

6 ein Geschwindigkeits-Motordrehzahl-Diagramm, welches den Drehzahlverlauf bei einer Rückschaltung während des Beschleunigungsmodus veranschaulicht.

In allen beigefügten Figuren sind die Verläufe der kürzesten und der längsten Gesamtübersetzung A bzw. B sowie die Verläufe der Drehzahl bei einer Rückschaltung bei niedriger und hoher Geschwindigkeit als Kurven C bzw. D dargestellt. Ferner ist unterhalb des Geschwindigkeits-Motordrehzahl-Diagramms der Verlauf des Fahrpedalwertes fpw als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit v für eine Rückschaltung bei niedriger und bei hoher Geschwindigkeit dargestellt; hierbei entspricht Kurve E dem Verlauf bei niedriger und Kurve F dem Verlauf bei hoher Geschwindigkeit.
Gemäß 1 wird bei einem Fahrzeug mit einem CVT-Getriebe nach einer Rückschaltung in eine Zieldrehzahl mit flachem Verlauf übergegangen. Die Rückschaltung wird ab einem bestimmten Fahrpedalwert ausgelöst, wie aus der Figur ersichtlich. Hierbei wird – bedingt durch den flachen Drehzahlverlauf G ohne Beschleunigungsmodus als Funktion der Geschwindigkeit – kein sportlicher Eindruck an den Fahrer vermittelt.
Bei einem steilen Verlauf der Drehzahl als Funktion der Geschwindigkeit bzw. bei einem steilen Drehzahlgradienten nach dem Stand der Technik ist ein Kompromiss zwischen dem Gradienten und dem Drehzahlniveau notwendig, wie aus 2 ersichtlich, da sich die Zieldrehzahl als zu hoch erweisen kann, insbesondere bei Rückschaltungen bei hohen Geschwindigkeiten; zum anderen ist die Zieldrehzahl bei geringen Geschwindigkeiten sehr gering. Dies liegt darin, dass zur Realisierung eines angestrebten steilen Drehzahlgradienten die Zieldrehzahl bei niedrigen Geschwindigkeiten niedrig und bei hohen Geschwindigkeiten hoch sein muss.
Gemäß der Erfindung wird ein Beschleunigungsmodus vorgeschlagen, im Rahmen dessen nach erfolgter Rückschaltung die Drehzahlentwicklung als Funktion der Geschwindigkeit mit einem kalibrierbaren Drehzahlgradienten fortgeführt wird. Hierbei wird der Drehzahlgradient vorzugsweise über den Fahrpedalwert und die Fahrzeuggeschwindigkeit beim Eintritt in den Beschleunigungsmodus definiert. Der Beschleunigungsmodus ist Gegenstand der 3. Hierbei wird nach erfolgter Rückschaltung nicht der in 1 dargestellte flache Drehzahlverlauf G angestrebt; die Drehzahl steigt mit steigender Geschwindigkeit gemäß einem kalibrierbaren Gradienten H, derart, dass ein sportlicher Eindruck vermittelt wird. Aus dem Vergleich mit den in 1 gezeigten Rückschaltungen wird deutlich, dass zum Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit ein wesentlich breiterer Drehzahlbereich benötigt wird.
Im Rahmen der in 4 gezeigten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist im Beschleunigungsmodus eine fahrpedalwertabhängige Maximaldrehzahl vorgesehen, derart, dass unzulässige bzw. zu hohe Drehzahlen vermieden werden. Mit steigender Geschwindigkeit und sinkender Differenz zwi schen der Maximaldrehzahl und der aktuellen Drehzahl wird erfindungsgemäß der Gradient verringert, um die Maximaldrehzahl nicht zu überschreiten. Hierbei kann die Verringerung des Gradienten ab Unterschreitung eines vorgegebenen Schwellenwertes für die Differenz zwischen der Maximaldrehzahl und der aktuellen Drehzahl erfolgen. Die zur v-Achse parallel verlaufende Kurve der Maximaldrehzahl ist mit I bezeichnet.
Wenn eine fahrpedalwertabhängige Maximalgeschwindigkeit überschritten oder das Fahrpedal zurückgenommen wird, kann aus dem Beschleunigungsmodus ausgestiegen und zur Zieldrehzahl im normalen Fahrmodus nach der Schaltung zurückgekehrt werden. Dies wird in 5 veranschaulicht, wobei die fahrpedalwertabhängige Maximalgeschwindigkeit mit K bezeichnet ist.
Erfindungsgemäß wird der Drehzahl-Offset zwischen dem Betriebspunkt mit und ohne Beschleunigungsmodus ermittelt, derart, dass, wenn während des Beschleunigungsmodus eine erneute Rückschaltungsanforderung erkannt wird, dieser Offset gehalten oder leicht verringert wird, damit das dem Fahrerwunsch entsprechende Rückschaltverhalten dargestellt werden kann. Dies wird in 6 verdeutlicht. Während der bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Beschleunigungsphase nach der ersten Rückschaltung wird der Fahrpedalwert erneut erhöht und eine erneute Rückschaltung bzw. Rückverstellung angefordert. Der Offset J zwischen dem Betriebspunkt der Anforderung der erneuten Rückschaltung mit und ohne Beschleunigungsmodus wird bei der anschließenden Drehzahländerung in etwa beibehalten, wobei, wenn die Rückschaltung beendet ist, mit dem Drehzahlverlauf gemäß dem Drehzahlgradienten nach der Erfindung fortgefahren wird.
Die erfindungsgemäße Konzeption ist analog auch für Hochschaltungen anwendbar, die beispielsweise durch eine Verringerung des Fahrpedalwertes angefordert werden. Hierbei wird nach erfolgter Hochschaltung bzw. Hochver stellung des Variators mit einem kalibrierbaren Drehzahlgradienten gefahren, der vom flachen Verlauf im Normalfahrprogramm entsprechend abweicht.

A: Verlauf der kürzesten Gesamtübersetzung
B: Verlauf der längsten Gesamtübersetzung
C: Verlauf der Drehzahl bei einer Rückschaltung bei niedriger Geschwin
: digkeit
D: Verlauf der Drehzahl bei einer Rückschaltung bei hoher Geschwindigkeit
E: Verlauf des Fahrpedalwertes bei einer Rückschaltung bei niedriger Ge
: schwindigkeit
F: Verlauf des Fahrpedalwertes bei einer Rückschaltung bei hoher Ge
: schwindigkeit
G: flacher Drehzahlverlauf G als Funktion der Geschwindigkeit ohne Be
: schleunigungsmodus
H: Drehzahlgradient im Beschleunigungsmodus
I: Maximaldrehzahl
J: Offset zwischen dem Betriebspunkt der Anforderung der erneuten Rück
: schaltung mit und ohne Beschleunigungsmodus
K: fahrpedalwertabhängige Maximalgeschwindigkeit
fpw: Fahrpedalwert
v: Fahrzeuggeschwindigkeit

Claims

Beschleunigungsmodus für ein Fahrzeug mit einem Stufenlos-Getriebe, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgter Schaltung die Drehzahlentwicklung als Funktion der Geschwindigkeit mit einem kalibrierbaren Drehzahlgradienten (H) fortgeführt wird, wobei der Drehzahlgradient im Beschleunigungsmodus größer ist, als der Drehzahlgradient im Rahmen der normalen Fahrstrategie.
Beschleunigungsmodus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlgradient (H) über den Fahrpedalwert (fpw) und die Fahrzeuggeschwindigkeit (v) beim Eintritt in den Beschleunigungsmodus definiert bzw. ermittelt wird.
Beschleunigungsmodus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl im Beschleunigungsmodus nach folgender Formel berechnet wird: n[1/min] = n_alt[1/min] + ng_acc[(1/min)/(km/h)]·a_fzg[km/h/s]·Δtwobei n die Drehzahl im Beschleunigungsmodus, n alt die Drehzahl im Beschleunigungsmodus im vorhergehenden Berechnungszyklus, ng_acc der Drehzahlgradient (n/v-Gradient) im Beschleunigungsmodus a_fzg die Fahrzeugbeschleunigung und Δt der zeitliche Abstand zur vorhergegangenen Berechnung (Zykluszeit) ist.
Beschleunigungsmodus nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine fahrpedalwertabhängige Maximaldrehzahl vorgesehen ist, derart, dass unzulässige bzw. zu hohe Drehzahlen vermieden werden.
Beschleunigungsmodus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit steigender Geschwindigkeit und sinkender Differenz zwischen der Maximaldrehzahl und der aktuellen Drehzahl der Drehzahlgradient (H) verringert wird, um die Maximaldrehzahl nicht zu überschreiten.
Beschleunigungsmodus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerung des Drehzahlgradienten (H) ab Unterschreitung eines vorgegebenen Schwellenwertes für die Differenz zwischen der Maximaldrehzahl und der aktuellen Drehzahl erfolgt.
Beschleunigungsmodus nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine fahrpedalwertabhängige Maximalgeschwindigkeit (K) überschritten oder das Fahrpedal zurückgenommen wird, aus dem Beschleunigungsmodus ausgestiegen und zur Zieldrehzahl im normalen Fahrmodus nach der Schaltung zurückgekehrt wird.
Beschleunigungsmodus nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahl-Offset (J) zwischen dem Betriebspunkt mit und ohne Beschleunigungsmodus ermittelt wird, derart, dass, wenn während des Beschleunigungsmodus eine erneute Rückschaltungsanforderung erkannt wird, der Offset während der Rückschaltung gehalten oder leicht verringert wird.
Beschleunigungsmodus nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zieldrehzahl der Rückschaltung unabhängig vom Drehzahlgradienten (H) ist.