DE102006001900A1

DE102006001900A1 - Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes

Info

Publication number: DE102006001900A1
Application number: DE200610001900
Authority: DE
Inventors: Bernd Allgaier; Christian Popp
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2006-01-14
Filing date: 2006-01-14
Publication date: 2007-07-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes mit einem automatischen Gangwechsel, wobei die Betätigung einer Gang-Wähleinrichtung, insbesondere eines Tipptasters oder eines Wählhebels oder eines Paddels, überwacht und auf Grundlage dieser Überwachung ein Gangwechsel vorbereitet sowie ausgeführt wird. Erfindungsgemäß wird dann, wenn ein Übergang von einer unbetätigten auf eine betätigte Gang-Wähleinrichtung detektiert wird, ein Gangwechsel unmittelbar vorbereitet, wobei dann, wenn anschließend ein Übergang von der betätigten auf eine unbetätigte Gang-Wähleinrichtung detektiert wird, der Gangwechsel ausgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Fahrzeuge benötigen Getriebe, um Drehmomente und Drehzahlen zu wandeln. Aufgabe eines Fahrzeuggetriebes ist es, das Zugkraftangebot eines Antriebsaggregats umzusetzen. Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung sollen unter dem Begriff Automatgetriebe alle Getriebe mit einem automatischen Gangwechsel verstanden werden, die auch als Stufenautomatgetriebe bezeichnet werden. Hierzu gehören zum Beispiel das Doppelkupplungsgetriebe, das gestufte Planetengetriebe, das vollautomatisierte Klauen- oder Synchrongetriebe sowie konventionelle, vollautomatisierte Schaltgetriebe.

Bei Automatgetrieben sind die Anforderungen an die Sportlichkeit und damit an kurze Reaktionszeiten in der Vergangenheit stark gestiegen. Vor allem seitdem es möglich ist, bei Automatgetrieben über eine zum Beispiel als Tipptaster oder Wählhebel oder Paddel ausgebildeten Gang-Wähleinrichtung einen Gangwechsel zu initiieren, wird großen Wert daraufgelegt, dass auf die Betätigung einer Gang-Wähleinrichtung eine direkte Reaktion des Automatgetriebes erfolgt. Die Bereitstellung einer solchen direkten Reaktion ist insbesondere bei als gestufte Planetengetriebe sowie bei als Doppelkupplungsgetrieben ausgebildeten Automatgetrieben problematisch, da bei solchen Typen von Automatgetrieben zur Vorbereitung eines Gangwechsels ein erheblicher Aufwand erforderlich ist. So ist bei diesen Getriebetypen zum Beispiel bei einer Zughochschaltung erst dann eine spürbare Reaktion auf einen initiierten Gangwechsel feststellbar, wenn eine zuschaltende Kupplung befüllt wurde und ein Moment überträgt.

Dies ist jedoch mit dem Ansteuern von hydraulischen Magnetventilen und elektronischen Druckstellern des Automatgetriebes verbunden, wobei diese Vorgänge einige hundert Millisekunden in Anspruch nehmen können. Eine derartige Reaktionszeit kann jedoch als zu lange und demnach als unsportlich empfunden werden.

Zur Verkürzung der Reaktionszeit von Automatgetrieben auf die Betätigung einer Gang-Wähleinrichtung und damit auf die Initiierung eines Gang-Wechsels ist es aus dem Stand der Technik bereits bekannt, die Betätigung einer Gang-Wähleinrichtung derart zu überwachen, dass dann, wenn nach einem erkannten Übergang von einer unbetätigten Gang-Wähleinrichtung auf eine betätigte Gang-Wähleinrichtung für eine definierte Zeitspanne die Betätigung der Gang-Wähleinrichtung anliegt, eine Getriebesteuerungseinrichtung den Gangwechsel vorbereitet sowie ausführt. Hierdurch ist es bereits möglich, die Reaktionszeiten an Automatgetrieben in gewissem Umfang zu verkürzen. Unter gewissen Umständen wird die hiermit erzielbare Reaktionszeit jedoch nach wie vor als zu lange und damit als unsportlich empfunden.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes zu schaffen.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß bereitet eine Getriebesteuerungseinrichtung des Automatgetriebes dann, wenn ein Übergang von einer unbetätigten auf eine betätigte Gang-Wähleinrichtung detektiert wird, einen Gangwechsel unmittelbar vor, wobei dann, wenn anschließend ein Übergang von der betätigten auf eine unbetätigte Gang-Wähleinrichtung detektiert wird, die Getriebesteuerungseinrichtung des Automatgetriebes den Gangwechsel ausführt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes können sehr kurze Reaktionszeiten und damit hohe Anforderungen an die Sportlichkeit von Schaltvorgängen eines Automatgetriebes realisiert werden. Unmittelbar im Anschluss an die Detektion des Übergangs von einer unbetätigten auf eine betätigte Gang-Wähleinrichtung wird von einer Getriebesteuerungseinrichtung ein Schaltvorgang vorbereitet, der jedoch erst dann ausgeführt wird, wenn der Übergang von der betätigten auf eine unbetätigte Gang-Wähleinrichtung detektiert wird. Durch dauerhaftes Betätigen der Gang-Wähleinrichtung und gezieltes Freigeben bzw. Überführen derselben in einen unbetätigten Zustand kann der Fahrer den Zeitpunkt des Ausführens eines vorbereiteten Gangwechsels gezielt bestimmen, wobei unmittelbar im Anschluss an das Überführen der Gang-Wähleinrichtung vom betätigten in den unbetätigten Zustand eine Fahrzeugreaktion spürbar ist. Dies sorgt für eine hohe Sportlichkeit.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Zeitspanne überwacht, für die nach dem Übergang von einer unbetätigten auf eine betätigte Gang-Wähleinrichtung die Betätigung der Gang-Wähleinrichtung anliegt, wobei dann, wenn diese Zeitspanne kleiner als ein Grenzwert ist, die Getriebesteuerungseinrichtung die Vorbereitung des Gangwechsels abbricht, und wobei die Getriebesteuerungseinrichtung nach dem Übergang von einer betätigten auf eine unbetätigte Gang-Wähleinrichtung den Gangwechsel nur dann ausführt, wenn die Zeitspanne, in der zuvor die Betätigung der Gang-Wähleinrichtung anlag, größer als der Grenzwert ist.

Vorzugsweise wird der Übergang von einer unbetätigten auf eine betätigte Gang-Wähleinrichtung aus einer steigenden Flanke eines von der Gang-Wähleinrichtung bereitgestellten Signals detektiert, wobei eine steigende Flanke ungefiltert bzw. unentprellt der Getriebesteuerungseinrichtung bereitgestellt wird, die dann den Gangwechsel unmittelbar vorbereitet.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigt:

1 ein schematisiertes Signaldiagramm zur Verdeutlichung eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zum Betreiben eines als Planetengetriebe ausgebildeten Automatgetriebes und

2 ein schematisiertes Signaldiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines als Planetengetriebe ausgebildeten Automatgetriebes.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes mit einem automatischen Gangwechsel, nämlich zur Bereitstellung sportlicher Gangwechsel.
Bevor nachfolgend das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes unter Bezugnahme auf 2 in größerem Detail beschrieben wird, soll vorab unter Bezugnahme auf 1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes dargestellt werden.
Im Diagramm der 1 sind für das Beispiel eines Planetengetriebes über der Zeit t mehrere Signalverläufe aufgetragen, wie sie sich bei einer Zughochschaltung an einem gestuften Planetengetriebe einstellen. So zeigt 1 einen Signalverlauf 1 einer Gang-Wähleinrichtung, einen Signalverlauf 2 eines Motormoments, einen Signalverlauf 3 einer Motordrehzahl, einen Signalver lauf 4 eines Abtriebmoments, einen Signalverlauf 5 einer abschaltenden Kupplung sowie einen Signalverlauf 6 einer zuschaltenden Kupplung.
So wird nach dem Stand der Technik gemäß 1 ein als gestuftes Planetengetriebe ausgebildetes Automatgetriebe bei einer Zughochschaltung derart betrieben, dass nach Überführung der Gang-Wähleinrichtung von einem unbetätigten Zustand in einen betätigten Zustand im Zeitpunkt t₁ zuerst überprüft wird, ob die Gang-Wähleinrichtung für eine bestimmte Zeitdauer Δ t₂₁ im betätigten Zustand vorliegt, wobei dann in der sich hieran anschließenden Zeitspanne Δ t₃₂ durch Befüllen der zuschaltenden Kupplung der Gangwechsel vorbereitet wird. Das Überführen der Gang-Wähleinrichtung vom unbetätigten Zustand in den betätigten Zustand ist im Signalverlauf 1 durch eine steigende Flanke 7 im Signalverlauf 1 visualisiert, das Befüllen der zuschaltenden Kupplung 6 ergibt sich durch den treppenförmigen Verlauf des Signalverlaufs 6 zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃. Die Zeitspanne Δ t₃₁ zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₁ entspricht der Zeitspanne, die nach dem Stand der Technik zur Vorbereitung eines Gangwechsels benötigt und als Reaktionszeit des Automatgetriebes vom Fahrer wahrgenommen wird. Erst zum Zeitpunkt t₃, zu welchem sich das Abtriebsmoment gemäß dem Signalverlauf 4 ändert sowie zum Zeitpunkt t₄, zu welchem sich gemäß dem Signalverlauf 3 die Motordrehzahl verändert, ist vom Fahrer subjektiv eine Reaktion des Fahrzeugs auf eine gewünschte Zughochschaltung wahrnehmbar. In der Zeitspanne Δ t₅₄ zwischen den Zeitpunkten t₅ sowie t₄ erfolgt gemäß dem Signalverlauf 3 die Überführung der Motordrehzahl von einem Drehzahlverlauf 8 eines Ausgangsgangs auf den Drehzahlverlauf 9 des Zielgangs der auszuführenden Zughochschaltung.
Nach dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wird demnach die Vorbereitung eines Schaltvorgangs sowie die Ausführung desselben auf Basis der steigenden Flanke 7 im Signalverlauf der Gang-Wähleinrichtung 1 durchgeführt, wobei, wie bereits erwähnt, lediglich überprüft wird, ob in der Zeitspanne Δ t₂₁ die Gang-Wähleinrichtung betätigt ist, und wobei anschließend an den Zeitpunkt t₂ während der Zeitspanne Δ t₃₂ der Gangwechsel vorbereitet und im Anschluss an den Zeitpunkt t₃ ausgeführt wird.
Wie bereits erwähnt, wird dabei die Zeitspanne Δ t₃₁ als Reaktionszeit des Automatgetriebes bzw. Kraftfahrzeugs wahrgenommen, was je nach subjektivem Empfinden eines Fahrers als unsportliches Verhalten interpretiert bzw. wahrgenommen werden kann.
2 verdeutlicht das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes, wobei in 2 über der Zeit T wiederum mehrere Signalverläufe aufgetragen sind, wie sie sich bei einem als gestuftes Planetengetriebe ausgebildeten Automatgetriebe bei einer Zughochschaltung einstellen. So zeigt 2 einen Signalverlauf 11 des Motormoments, einen Signalverlauf 12 der Motordrehzahl, einen Signalverlauf 13 des Abtriebmoments, einen Signalverlauf 14 einer abschaltenden Kupplung sowie einen Signalverlauf 15 einer zuschaltenden Kupplung.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird dann, wenn aus dem Signalverlauf 10 der Gang-Wähleinrichtung der Übergang von einer unbetätigten Gang-Wähleinrichtung auf eine betätigte Gang-Wähleinrichtung detektiert wird, unmittelbar ein Gangwechsel vorbereitet. So zeigt 2 im Zeitpunkt T₁ mit der steigenden Flanke 16 im Signalverlauf 10 der Gang-Wähleinrichtung einen Übergang derselben von einem unbetätigten Zustand in einen betätigten Zustand, wobei dem Signalverlauf 15 der zuschaltenden Kupplung entnommen werden kann, dass unmittelbar zum Zeitpunkt T₁ mit der Vorbereitung des Gangwechsels durch Befüllen der zuschaltenden Kupplung begonnen wird. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird der Gangwechsel dann ausgeführt, wenn anschließend an den durch die steigende Flanke 16 detektierten Übergang von der unbetätigten Gang-Wähleinrichtung in die betätigte Gang-Wähl einrichtung ein Übergang von der betätigten Gang-Wähleinrichtung auf eine unbetätigte Gang-Wähleinrichtung im Sinne einer fallenden Flanke 17 im Signalverlauf 10 der Gang-Wähleinrichtung detektiert wird.
So zeigt 2, dass im Zeitpunkt T₂ ein Übergang von der betätigten Gang-Wähleinrichtung auf die unbetätigte Gang-Wähleinrichtung vorgenommen wird, wobei im Anschluss an den Zeitpunkt T₂ der Gangwechsel ausgeführt wird. Im Zeitpunkt T₃, in welchem gemäß dem Signalverlauf 13 eine Änderung des Abtriebsmoments erfolgt, ist vom Fahrer erstmals eine Reaktion des Automatgetriebes bzw. Kraftfahrzeugs spürbar.
Im Unterschied zum Stand der Technik wird, wie bereits erwähnt, der Gangwechsel als Reaktion auf die steigende Flanke 16 im Signalverlauf 10 der Gang-Wähleinrichtung vorbereitet, der eigentliche Gangwechsel wird jedoch als Reaktion auf die fallende Flanke 17 des Signalverlaufs 10 der Gang-Wähleinrichtung ausgeführt, woraus folgt, dass vom Fahrer lediglich die Zeitspanne Δ T₃₂ zwischen den Zeitpunkten T₃ und T₂ als Reaktionszeit des Fahrzeugs bzw. Automatgetriebes wahrgenommen wird. Die Zeitspanne Δ T₂₁ hingegen, die der Vorbereitung des Gangwechsels durch Befüllen der zuschaltenden Kupplung dient, wird vom Fahrer nicht als Reaktionszeit des Getriebes wahrgenommen, da der Fahrer erst nach Überführen der Gang-Wähleinrichtung vom betätigten in den unbetätigten Zustand mit der Ausführung des Gangwechsels rechnet. In der Zeitspanne Δ T₅₄ zwischen den Zeitpunkten T₅ sowie T₄ erfolgt die Überführung der Motordrehzahl vom Drehzahlverlauf 18 des Ausgangsgangs auf den Drehzahlverlauf 19 des Zielgangs der Zughochschaltung.
Im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens wird demnach bei Übergang der Gang-Wähleinrichtung von einem unbetätigten Zustand auf einen betätigten Zustand (siehe steigende Flanke im Signalverlauf 10 der Gang- Wähleinrichtung zum Zeitpunkt T₁) unmittelbar ein Gangwechsel vorbereitet, wobei dann, wenn anschließend der Übergang der Gang-Wähleinrichtung vom betätigten Zustand in den unbetätigten Zustand (siehe fallende Flanke 17 im Signalverlauf 10 der Gang-Wähleinrichtung zum Zeitpunkt T₂) detektiert wird, der Gangwechsel ausgeführt wird.
Eine steigende Flanke 16 sowie fallende Flanke 17 im Signalverlauf 10 der Gang-Wähleinrichtung werden demnach ungefiltert bzw. unentprellt ausgewertet, um unmittelbar anschließend den Gangwechsel vorzubereiten bzw. auszuführen. Die Auswertung des Signalverlaufs 10 sowie die Vorbereitung und Ausführung eines Gangwechsels erfolgt über eine Getriebesteuerungseinrichtung, welche Baugruppen des Automatgetriebes ansteuert.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Zeitspanne überwacht, für die nach dem Übergang der Gang-Wähleinrichtung von einem unbetätigten Zustand in einen betätigten Zustand der betätigte Zustand anliegt. Dann, wenn diese Zeitspanne kleiner als ein Grenzwert ist, wird erfindungsgemäß die Vorbereitung des Gangwechsels abgebrochen. In diesem Fall würde die Betätigung der Gang-Wähleinrichtung als unbeabsichtigte bzw. ungewollte Betätigung gewertet. Nur dann, wenn diese Zeitspanne größer als der Grenzwert ist, wird der Gangwechsel nach Übergang der Gang-Wähleinrichtung vom betätigten Zustand in den unbetätigten Zustand von der Getriebesteuerungseinrichtung tatsächlich ausgeführt.
Am Beispiel der 2 wurde das erfindungsgemäße Verfahren exemplarisch für eine Zughochschaltung an einem gestuften Planetengetriebe beschrieben. Bei einem solchen Planetengetriebe ist zur Vorbereitung eines Gangwechsels eine Befüllung der zuschaltenden Kupplung durchzuführen. Dann, wenn das erfindungsgemäße Verfahren in einem Doppelkupplungsge triebe verwendet werden soll, ist zur Vorbereitung eines Gangwechsels neben dem Befüllen einer Kupplung auch eine Gangsynchronisation durchzuführen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei jeglicher Art von Gangwechseln zum Einsatz kommen, so zum Beispiel bei Hochschaltungen sowie Rückschaltungen über einen oder mehrere Gänge hinweg.
Wie bereits erwähnt, wird eine Schaltung mit Feststellen eines Übergangs der Gang-Wähleinrichtung vom unbetätigten Zustand in den betätigten Zustand vorbereitet, ausgeführt wird der Gangwechsel jedoch erst bei Rücküberführung der Gang-Wähleinrichtung vom betätigten Zustand in den unbetätigten Zustand. Bei der Gang-Wähleinrichtung kann es sich zum Beispiel um Tipptasten, Wählhebel oder Paddel handeln, sowohl mit einer einfachen Signalausgabe (jede Signalausgabe entspricht einem Schaltbefehl) als auch mit gestufter Signalausgabe (erstes Signal entspricht einem normalen Schaltbefehl, ein nach dem ersten Signal folgendes zweites Signal übersteuert das erste Ausgabesignal und repräsentiert einen höher priorisierten Schaltbefehl).

1: Signalverlauf Gang-Wähleinrichtung
2: Signalverlauf Motormoment
3: Signalverlauf Motordrehzahl
4: Signalverlauf Abtriebsmoment
5: Signalverlauf abschaltende Kupplung
6: Signalverlauf zuschaltende Kupplung
7: steigende Flanke
8: Drehzahlverlauf Ausgangsgang
9: Drehzahlverlauf Zielgang
10: Signalverlauf Gang-Wähleinrichtung
11: Signalverlauf Motormoment
12: Signalverlauf Motordrehzahl
13: Signalverlauf Abtriebsmoment
14: Signalverlauf abschaltende Kupplung
15: Signalverlauf zuschaltende Kupplung
16: steigende Flanke
17: fallende Flanke
18: Drehzahlverlauf Ausgangsgang
19: Drehzahlverlauf Zielgang

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes mit einem automatischen Gangwechsel, wobei die Betätigung einer Gang-Wähleinrichtung, insbesondere eines Tipptasters oder eines Wählhebels oder eines Paddels, überwacht und auf Grundlage dieser Überwachung einen Gangwechsel vorbereitet sowie ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn ein Übergang von einer unbetätigten Gang-Wähleinrichtung auf eine betätigte Gang-Wähleinrichtung detektiert wird, ein Gangwechsel unmittelbar vorbereitet wird, und dass dann, wenn anschließend ein Übergang von der betätigten Gang-Wähleinrichtung auf eine unbetätigte Gang-Wähleinrichtung detektiert wird, der Gangwechsel ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von einer unbetätigten Gang-Wähleinrichtung auf eine betätigte Gang-Wähleinrichtung aus einer steigenden Flanke eines von der Gang-Wähleinrichtung bereitgestellten Signals detektiert wird, wobei eine steigende Flanke ungefiltert bzw. unentprellt einer Getriebesteuerungseinrichtung bereitgestellt wird, die dann den Gangwechsel unmittelbar vorbereitet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von einer betätigten Gang-Wähleinrichtung auf eine unbetätigte Gang-Wähleinrichtung aus einer fallenden Flanke eines von der Gang-Wähleinrichtung bereitgestellten Signals detektiert wird, wobei eine fallende Flanke ungefiltert bzw. unentprellt einer Getriebesteuerungseinrichtung bereitgestellt wird, die dann den Gangwechsel unmittelbar ausführt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Getriebesteuerungseinrichtung die Betätigung der Gang-Wähleinrichtung überwacht.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne überwacht wird, für die nach dem Übergang von einer unbetätigten Gang-Wähleinrichtung auf eine betätigte Gang-Wähleinrichtung die Betätigung der Gang-Wähleinrichtung anliegt, wobei dann, wenn diese Zeitspanne kleiner als ein Grenzwert ist, die Vorbereitung des Gangwechsels abgebrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Getriebesteuerungseinrichtung nach dem Übergang von einer betätigten Gang-Wähleinrichtung auf eine unbetätigte Gang-Wähleinrichtung den Gangwechsel nur dann ausführt, wenn die Zeitspanne, in der die Betätigung der Gang-Wähleinrichtung anliegt, größer als der Grenzwert ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorbereitung des Gangwechsels bei einem Doppelkupplungsgetriebe eine Gangsynchronisation und eine Kupplungsbefüllung einer zuschaltenden Kupplung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorbereitung des Gangwechsels bei einem Planetengetriebe eine Kupplungsbefüllung einer zuschaltenden Kupplung durchgeführt wird.