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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Realisierung der Schaltungen
von einem Quellgang in einen Zielgang eines automatischen Schaltgetriebes, insbesondere
der Rückschaltungen
eines automatischen Schaltgetriebes, wobei für jeden möglichen sequentiellen Gangwechsel
jeweils eine in Abhängigkeit
von der Fahrpedalstellung definierte Hochschalt- und Rückschaltschwelle,
nämlich
der für
die jeweilige Hoch- bzw. Rückschaltung
gültige
Grenzwert als Fahrzeuggeschwindigkeitswert in einem Steuergerät abgespeichert
ist und wobei die während
der Fahrt des Kraftfahrzeugs sich ändernde Fahrzeuggeschwindigkeit
und die sich ändernde
Fahrpedalstellung gemessen werden.
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Die
bisher im Stand der Technik bekannten automatischen, insbesondere
automatisierten Schaltgetriebe wie insbesondere auch Doppelkupplungsgetriebe
werden mit Hilfe eines Steuergerätes entsprechend
gesteuert, d.h. die Hoch- und Rückschaltungen
in diesen Schaltgetrieben wird über
eine jeweils bestimmte Schaltstrategie realisiert. Im Allgemeinen
sind in Abhängigkeit
der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrpedalstellung jeweils für mögliche sequentielle
Gangwechsel definierte sogenannte Hoch- und Rückschaltschwellen bzw. entsprechende Kennlinien
in einem Steuergerät
abgespeichert, wobei die während
der Fahrt des Kraftfahrzeugs sich ändernde Fahrzeuggeschwindigkeit
bzw. die sich ändernde
Fahrpedalstellung, vzw. permanent gemessen werden, um durch einen
entsprechenden Vergleich mit den definierten Hochschaltschwellen
bzw. den Rückschaltschwellen
eine entsprechende Schaltung im automatischen Schaltgetriebe auch
automatisch dann entsprechend zu realisieren.
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Die 1 zeigt
nun eine bereits im Stand der Technik bekannte Fahrstrategie zur
Auswahl eines Ganges für
eine Rückschaltung
in einem bekannten automatischen Schaltgetriebe. Das hier zu schaltende
automatische Schaltgetriebe weist vzw. sechs Gänge, also sechs-Gangstufen auf. Ist
in dem automatischen Schaltgetriebe ein Quellgang, bspw. der sechste
Gang „Gang
6" eingelegt, wird
nun der neue Zielgang des automatischen Schaltgetriebes in Abhängigkeit
der gemessenen aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und in Abhängigkeit
der aktuellen Fahrpedalstellung gewählt. Hierfür sind im Steuergerät entsprechende Rückschaltschwellen
(Kennlinien) in Abhängigkeit
der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. der Fahrpedalstellung abgespeichert,
so wie in 1 gezeigt.
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Gut
in 1 erkennbar schematisch dargestellt, sind hier
die entsprechenden „Rückschaltschwellen" für die Schaltungen,
also bspw. vom sechsten Gang in den fünften Gang, nämlich von 6→5, vom fünften Gang
in den vierten Gang 5→4, vom
vierten Gang in den dritten Gang 4→3 und vom dritten Gang in den
zweiten Gang 3→2.
Die Rückschaltschwelle
für die
Schaltung vom zweiten in den ersten Gang ist hier nicht dargestellt.
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Die
einzelnen spezifischen Fahrzeuggeschwindigkeitswerte (Grenzwerte)
für die
spezifischen Fahrpedalstellungen sind in einem Steuergerät abgespeichert.
Anders ausgedrückt,
für bestimmte
Schaltungen bzw. Gangwechsel sind im Steuergerät in Abhängigkeit einer bestimmten Fahrpedalstellung
bzw. in Abhängigkeit
einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Rückschaltschwellen-Werte
im folgenden „Grenzwerte" genannt, abgespeichert.
Die für
eine spezifische Schaltung bspw. vom vierten in den dritten Gang
4→3 existierenden
Rückschaltschwellen-Werte,
also die entsprechenden Grenzwerte, bilden entlang der Fahrpedalauslenkung
von 0 bis 100 %, dann eine bestimmte Rückschaltschwelle (Rückschaltkennlinie).
Zwischen den einzelnen Rückschaltschwellen
existieren also dazwischen liegende Bereiche, in die die jeweils
aktuell gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit fällt bzw. fallen kann.
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Wie
aus 1 ersichtlich sind hier nun die entsprechenden – wie oben
teilweise bereits beschrieben – Rückschaltschwellen
dargestellt. Das in 1 dargestellte herkömmliche
Rück-Schaltkennfeld bzw.
die hier dargestellten Rückschaltschwellen steigen
in einem ersten Bereich der Fahrpedalstellung bzw. Fahrpedalauslenkung
leicht an, in einem sich daran anschließenden zweiten Bereich aber
tendenziell stärker
an. Angenommen das Fahrzeug würde
sich mit 126 km/h bewegen, was mit der durchgezogenen entsprechenden
Linie VF dargestellt sein soll, und die
Fahrpedalstellung betrüge
weniger als 78 %, so wäre
im automatischen Schaltgetriebe der sechste Gang eingelegt. Wird
die Fahrpedalstellung erhöht
auf ca. 78 %, so würde
bei einer Geschwindigkeit von 126 km/h dann die Rückschaltschwelle
6→5 erreicht
werden und das automatische Schaltgetriebe dann in den fünften Gang
zurückschalten.
Die nächste
Rückschaltschwelle
5→4 würde bei
einer Fahrpedalstellung von ca. 92 % erreicht werden und die dritte
Rückschaltschwelle
4→3 bei
einem sog. „Kick-Down", also bei einer
Fahrpedalstellung von > 100
%, hier dargestellt als „110
%".
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Die
Fahrpedal-Hysterese FH, schematisch eingezeichnet in 1,
beträgt
hier ca. 14 %. Will man versuchen die Fahrpedal-Hysterese FH zu
vergrößern, würde man
bei einer niedrigeren Geschwindigkeit die Fahrpedal-Hysterese FH
zur nächsten Rückschaltung
wohl zu stark verringern müssen,
so dass ein Fahrer bei der Dosierbarkeit der Fahrpedalstellung sehr
feinfühlig
sein müsste,
um eine spezifische Rückschaltung
zu bewirken. Mit den üblichen Rückschaltkennfeldern
sind daher nur stark eingeschränkte
Freiheitsgrade für
vom Fahrer zu veranlassende Rückschaltungen
möglich
und daher noch nicht optimal realisierbar. Aus Verbrauchs- und Komfortgründen sind
spätere
Rückschaltungen,
also bei höheren
Fahrpedalauslenkungen durchaus von großem Nutzen, um die Motorleistung
in einem höheren Gang
auch voll ausfahren zu können.
Mit den herkömmlichen
Rückschaltkennfeldern
kann diesem Ziel nicht in ausreichendem Maße Folge geleistet werden,
weil darunter die exakte Gangwahl über die Fahrpedalgabe des Fahrers
(die oben angesprochene Dosierbarkeit) massiv leiden würde, was
wiederum auch zu häufigen
Doppelrückschaltungen
führen würde.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte
Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass einerseits Doppelrückschaltungen
vermieden sind, andererseits für
den Fahrer eine exaktere Gangwahl über die Fahrpedalgabe möglich ist,
wobei möglichst
die volle Motorleistung in einem hohen Gang ausgefahren werden kann.
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Die
zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun dadurch gelöst, dass mindestens zwei der
Rückschaltschwellen
in einem ersten Bereich der möglichen Fahrpedalstellung
im Wesentlichen horizontal verlaufend ausgebildet sind und in einem
zweiten Bereich der möglichen
Fahrpedalstellung zumindest teilweise stufenförmig ausgebildet sind. Aufgrund
der Kombination dieser Merkmale ist nun eine bessere Dosierbarkeit,
also eine exaktere Gangwahl für
den Fahrer über
die Fahrpedalgabe ermöglicht.
Es sind nun über spezifisch
ausgebildete Rückschaltschwellen
im Wesentlichen feste Fahrpedal-Stützstellen realisiert, nämlich aufgrund
der Realisierung von stufenförmigen
Abschnitten im zweiten Bereich der entsprechenden jeweiligen Rückschaltschwelle.
Vorher, also im ersten Bereich sowie im zweiten Bereich zwischen den
jeweiligen stufenförmigen
Sprüngen
verlaufen die Rückschaltschwellen
im wesentlichen konstant bzw. parallel, was im folgenden noch ausführlich erläutert werden
wird. Hierdurch kann das Motormoment, insbesondere die Motorleistung
besser ausgenutzt werden, wodurch wiederum der Verbrauch verringert
und der Komfort erhöht
ist. Das Fahrzeug wirkt weniger nervös, weil es auch weniger zu
Rückschaltungen
kommt, wobei zusätzlich
das Geräuschniveau
abnimmt. Weiterhin wird aufgrund der Realisierung von nur noch wenigen
Rückschaltungen der
Verschleiß bei
Motor und Getriebe verringert, wodurch die Lebensdauer erhöht ist.
Es werden also Schaltungen bei relativ niedrigeren Drehzahlen realisiert,
weil eben – möglichst
lange – im
jeweiligen hohen Gang die volle Motorleistung ausgenutzt werden kann.
Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende
Vorteile erzielt. Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten
das erfindungsgemäße Verfahren
in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden.
Hierfür
darf zunächst
auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen
werden. Im Folgenden soll nun das bevorzugte Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der folgenden Zeichnung und der dazugehörenden Erläuterung
näher beschrieben werden.
In der Zeichnung zeigt
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1 ein
bereits eingangs erläutertes
herkömmliches
Rückschaltkennfeld,
und
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2 das
erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel
in schematischer Darstellung.
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Während die 1 das
bereits im Stand der Technik bekannte Verfahren darstellt, zeigt
die 2 das erfindungsgemäße Verfahren zur Realisierung der
Rückschaltungen
in einem automatischen Schaltgetriebe.
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Bevor
auf die 2 und auf das erfindungsgemäße Verfahren
im Einzelnen näher
eingegangen wird, dürfen
zuvor – anhand
der 2 – bestimmte Ausdrücke und/oder
Bezeichnungen nochmals näher erläutert bzw.
definiert werden.
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In 2 ist
auf der X-Achse die Fahrpedalstellung in % dargstellt, auf der Y-Achse
die Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h). Gut ersichtlich dargestellt
sind auch entsprechende Rückschaltschwellen (Rückschaltkennlinien)
für die
sechste bis zweite Gangstufe bzw. für den sechsten bis zweiten
Gang. So sind die Rückschaltkennlinie 6/5,
die Rückschaltkennlinie 5/4,
die Rückschaltkennlinie 4/3 und
die Rückschaltkennlinie 3/2 gut
ersichtlich dargestellt. Nicht dargestellt aus Gründen der
Vereinfachung sind hier ebenfalls im Steuergerät abgespeicherte Hochschaltschwellen
bzw. Hochschaltkennlinien. Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einem automatischen
Schaltgetriebe jedweder Art, für
das es geeignet ist, realisiert werden.
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Die
vzw. über
eine Fahrpedalstellung von 0 bis 100 % bspw. für die Rückschaltung 6→5 abgespeicherten
Werte ergeben die in der 2 dargestellte Rückschaltschwelle 6/5. Ähnliches
gilt für
die anderen hier dargestellten Rückschaltschwellen.
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Zur
Durchführung
des Verfahrens ist vzw. ein entsprechendes Steuergerät vorgesehen,
dem jeweils die sich aktuell verändernden
Fahrparameter des Kraftfahrzeugs aktuell über Sensoren und entsprechende
Steuerleitungen zugeführt
werden. Das Steuergerät
weist vzw. einen Mikroprozessor und eine Speichereinheit auf, wobei
in der Speichereinheit die Hochschalt- und Rückschaltschwellen, also die
jeweiligen Grenzwerte in Abhängigkeit
der Fahrpedalstellung abgespeichert sind, insbesondere zu jeder
Fahrpedalstellung für
bestimmte Gangstufenwechsel entsprechende Grenzwerte/Fahrzeuggeschwindigkeitswerte
abgespeichert sind, sowie aus der 2 ersichtlich
bzw. oben erläutert.
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In
der Prozessoreinheit des Steuergerätes werden dann gemäß der erfindungsgemäßen Fahrstrategie
die entsprechenden Vergleiche durchgeführt, die dann im Endeffekt
dazu führen,
dass die eingangs beschriebenen Nachteile vermieden werden und die
eingangs beschriebenen Vorteile aufgrund der Erfindung realisiert
werden. Hierzu nunmehr im Einzelnen folgendes:
Die 2 verdeutlicht
nun das Verfahren zur Realisierung der Schaltung von einem Quellgang
in einen Zielgang bei einem automatischen Schaltgetriebe, nämlich für Rückschaltungen
bei einem automatischen Schaltgetriebe. Hierbei ist für jeden
möglichen sequentiellen
Gangwechsel jeweils eine in Abhängigkeit
von der Fahrpedalstellung definierte Rückschaltschwelle 6/5, 5/4 usw.,
nämlich
die für
die jeweilige Rückschaltung
gültigen
Grenzwerte als Fahrzeuggeschwindigkeitswert, in Abhängigkeit
der jeweiligen Fahrpedalstellung in einem Steuergerät abgespeichert.
Die während
der Fahrt des Kraftfahrzeugs sich ändernde Fahrzeuggeschwindigkeit
V und die sich ändernde
Fahrpedalstellung werden vzw. permanent gemessen. Die entsprechend
oben genannten Grenzwerte dargestellt über die Auslenkung des Fahrpedals
bilden die jeweilige Rückschaltschwelle für eine bestimmte
Rückschaltung.
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Wie
die 2 zeigt, sind nun mindestens zwei der Rückschaltschwellen
in einem ersten Bereich I der möglichen Fahrpedalstellung im
wesentlichen horizontal verlaufend ausgebildet, und in einem zweiten
Bereich II der möglichen
Fahrpedalstellung zumindest teilweise stufenförmig ausgebildet. Auf der X-Achse
ist also der Bereich für
die Fahrpedalstellung bzw. die Fahrpedalauslenkung von 0 bis 100 %
dargestellt und im wesentlichen in zwei Bereiche, nämlich den
ersten Bereich I und dem zweiten Bereich II unterteilt.
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Wie
die 2 weiter zeigt, sind die Rückschaltschwellen 6/5, 5/4, 4/3 sowie 3/2 in
dem ersten Bereich I der Fahrpedalstellung parallel zueinander angeordnet
bzw. verlaufen hier parallel und horizontal zueinander. Die entsprechenden
oben genannten Rückschaltschwellen
in dem zweiten Bereich II der Fahrpedalstellung weisen
stufenförmige
Abschnitte auf. Anders ausgedrückt,
durch die stufenförmigen Abschnitte
S sind am Anfang der Stufe jeweils Fahrpedal-Stützstellen realisiert. Vorzugsweise
ist auch ein „Kick-Down-Schalter" zum Erreichen der
Maximalleistung vorgesehen bzw. kann genutzt werden (bei der Fahrpedalstellung
100 %).
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Wie
die 2 zeigt, sind die stufenförmigen Abschnitte S benachbarter
Rückschaltschwellen
derart ausgebildet, so dass die zwischen diesen Abschnitten S vorgesehene
Fahrpedal-Hysterese
FH im Wesentlichen konstant ist und vzw. 20 % der möglichen
gesamten Fahrpedalauslenkung beträgt. Zur Verdeutlichung ist
die Fahrpedal-Hysterese FH an mehreren Stellen der 2 entsprechend
schematisch eingezeichnet worden.
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Der
erste Bereich I der Fahrpedalstellung liegt im Wesentlichen
zwischen 0 bis 60 % der möglichen
Fahrpedalauslenkung, wobei der zweite Bereich II der Fahrpedalstellung
im wesentlichen den Bereich von 60 bis 100 % der Fahrpedalauslenkung betrifft,
wie kurz unterhalb der X-Achse schematisch angedeutet.
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Vorzugsweise
hat der Motor bei 80 % Fahrpedalstellung/Fahrpedalauslenkung seine
volle Gesamtleistung. Bei einer Fahrpedalstellung/Fahrpedalauslenkung
von größer als
100 % kann eine „Kick-Down-Schaltung" realisiert werden.
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Entscheidend
ist aber, dass durch die Ausbildung der stufenförmigen Abschnitte S der Rückschaltschwellen
eine gute Reproduzierbarkeit der Gangwahl durch den Fahrer gewährleistet
ist, da der Fahrer nunmehr gut die Gangwahl „dosieren", nämlich
individuell auswählen
kann.
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Beispielsweise
kann bei der dargestellten Geschwindigkeit von 126 km/h, dargestellt
durch die durchgezogene Linie VF eine erste
Rückschaltung vom
sechsten in den fünften
Gang bei einer Fahrpedalstellung von 80 % realisiert werden. Bis
hierhin wird bereits die gesamte Motorleistung einmal durchlaufen.
Die darauf folgende Rückschaltung
vom fünften
in den vierten Gang kommt erst bei 100 % Fahrpedalstellung zustande,
wie aus 2 ersichtlich. Die dazwischen
liegende Fahrpedal-Hysterese FH von 20 % ist also „relativ
groß" und dadurch sehr
gut unterscheidbar zu dem vorherigen Schaltpunkt, also zu der Fahrpedalstellung
von 80 %. Vorzugsweise hat eine Fahrpedalstellung von 100 % zudem
den Vorteil des durch den „Kick-Down-Schalter" bedingten Anschlages,
wobei der „Kick-Down-Schalter" hier noch nicht
betätigt
wird. Die bei dieser Geschwindigkeit letzte mögliche Schaltung erfolgt dann über diesen „Kick-Down-Schalter" bei einer Fahrpedalauslenkung
von größer als
100 %.
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Dadurch,
dass die Rückschaltungen
immer an denselben Fahrpedalstellung-Stellen, also an den entsprechenden
Fahrpedalstellung/Stützstellen
ausgeführt
werden, die durch die stufenförmigen
Abschnitte S definiert sind, ist die Gangwahl durch den Fahrer extrem
gut produzierbar, zudem ist eine großzügige Fahrpedal-Hysterese FH
realisiert. Anders ausgedrückt,
auch nicht sehr feinfühlige
Fahrer können
entsprechende Rückschaltungen
gut über
die Fahrpedalstellung wählen.
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Abgesehen
davon ist durch die 2 gut erkennbar, dass bspw.
bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 50 km/h erst bei 80 % Fahrpedalstellung
eine Rückschaltung
von der fünften
in die vierte Gangstufe erfolgt, also in den sogenannten höheren Gang, nämlich dem
fünften
Gang, die volle Motorleistung ausgenutzt wird. Ähnliches gilt für den ersten
Bereich I für
die Rückschaltschwelle 4/3.
Der stufenförmige Aufbau
der Rückschaltschwellen,
insbesondere im zweiten Bereich II bzw. die stufenförmige Abschnitte S
und der ansonsten parallel angeordnete Verlauf der Rückschaltschwellen
ermöglichen
daher eine gute Ausnutzung der vollen Motorleistung bei Vermeidung von
vielen unnötigen
Rückschaltungen
und einer gleichzeitigen guten Dosierbarkeit der entsprechenden
spezifischen jeweiligen Rückschaltung über die Fahrpedalstellung,
insbesondere für
weniger feinfühlige
Fahrer.
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- VF
- Fahrzeuggeschwindigkeit
- FH
- Fahrpedal-Hysterese
- 6/5
- Rückschaltschwelle
vom sechsten in den fünften
Gang
- 5/4
- Rückschaltschwelle
vom fünften
in den vierten Gang
- 4/3
- Rückschaltschwelle
vom vierten in den dritten Gang
- 3/2
- Rückschaltschwelle
vom dritten in den zweiten Gang
- S
- stufenförmige Abschnitte
- I
- erster
Bereich
- II
- zweiter
Bereich