DE10260007A1

DE10260007A1 - Verfahren zur Steuerung des Schaltvorganges von Fahrzeuggetrieben mit automatischer Übersetzung

Info

Publication number: DE10260007A1
Application number: DE2002160007
Authority: DE
Inventors: Mathias Link; Roland Nasdal
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-07-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Schaltvorganges von Fahrzeuggetrieben mit automatischer Übersetzung. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung des Schaltvorganges von Fahrzeuggetrieben mit automatischer Übersetzung zu entwickeln, mit dem der Kraftstoffverbrauch reduziert und Pendelschaltungen des Getriebes vermieden und die im Stand der Technik beschriebenen Nachteile beseitigt werden. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, dass die zu realisierende Getriebeübersetzung aus einer ermittelten Motordrehzahl festgelegt wird, mit der der errechnete momentane Fahrwiderstand mit einer entsprechenden Leistungsreserve überwunden werden kann. Dabei wird die zur Realisierung der vorliegenden Fahrwiderstandsleistung benötigte Motordrehzahl in einem im Steuergerät abgelegten Kennlinienfeld derart ermittelt, dass sie auch bei einer erhöhten Leistungsanforderung, infolge der zu überwindenden Steigung, eine maximale Drehzahl nicht überschreitet und nicht so groß wird, dass sie den Kraftstoffverbrauch negativ beeinflusst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Schaltvorganges von Fahrzeuggetrieben mit automatischer Übersetzung mit den im Oberbegriff des Patenanspruches 1 genannten Merkmalen.
Bei Fahrzeuggetrieben mit automatischer Übersetzung erfolgt die Steuerung der Übersetzungswahl mittels eines Steuergerätes. Anhand der momentanen Betriebszustandsgrößen erfolgt die Auswahl einer entsprechenden Getriebeübersetzung. Dabei kann es insbesondere an Steigungen vorkommen, dass eine Getriebeübersetzung eingestellt wurde, deren Antriebsleistung nicht ausreichend ist, um den an der Steigung vorliegenden Fahrwiderstand zu überwinden. Ebenso kann eine Getriebeübersetzung eingestellt werden, die eine unnötig hohe Motordrehzahl zur Folge hat. Bei beiden Betriebszuständen treten sogenannte Pendelschaltungen auf, in dem durch das Steuergerät ein ständiges Hoch- und Runterschalten zwischen zwei oder mehreren Übersetzungsstufen erfolgt. Dadurch ist eine optimale Fahrweise des Fahrzeuges nicht möglich.

Vorbekannt ist durch die DE 196 00 914 A1 ein Verfahren zur Steuerung des Hochschaltvorganges eines Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes, bei dem Pendelschaltungen auch bei stark vom Normalzustand abweichenden Fahrbelastungen vermieden werden sollen. Dazu sind im Steuergerät für verschiedene Belastungsfälle entsprechende Hoch- und Rückschaltkennlinien des Automatikgetriebes gespeichert. Beim Überschreiten der Hochschaltkennlinie des Getriebes wird geprüft, ob bei dem berechneten momentanen Fahrwiderstand nach dem Hochschalten eine bei aktueller Geschwindigkeit definierte positive Beschleunigung erzielbar bleibt. Die minimale positive Beschleunigung ist für jede Fahrzeuggeschwindigkeit definiert und als Vergleichswert im Steuergerät abgelegt. Bei positiver Entscheidung hinsichtlich der zu erreichenden Beschleunigung erfolgt über das Steuergerät der Hochschaltvorgang.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass die für einen Hochschaltvorgang benötigte positive Beschleunigung auch mit einer Motordrehzahl erreicht werden kann, die oberhalb eines optimalen Kraftstoffverbrauches liegt. Das hat zur Folge, dass durch diese Steuerung des Schaltvorganges von Automatikgetrieben der Kraftstoffverbrauch insgesamt erhöht und der Motor mit hohen Drehzahlen betrieben wird.

Aus der DE 38 31 449 C2 ist ein elektronisches Betriebssteuersystem für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang vorbekannt, bei dem aus den Mess- und Betriebswerten des Fahrbetriebszustandes des Fahrzeuges und aus der Bewegungsgeschwindigkeit der Betätigung des Fahrpedals durch das Steuersystem ein Signal zur Bereitstellung eines bestimmten Drehmomentes und zum Einlegen eines bestimmten Ganges veranlasst wird. Durch die Einbeziehung der Bewegungsgeschwindigkeit der Betätigung des Fahrpedals soll eine im Sinne einer fahrsituationsspezifischen angepassten vorausschauender Fahrweise Rechnung getragen und in ein entsprechendes Antriebsstrangmanagement umgesetzt werden.

Nachteilig hierbei ist der hohe technische Aufwand zur Einbeziehung der fahrsituationsspezifisch angepassten vorausschauenden Fahrweise als Parameter für die Steuerung einer einzustellenden Getriebeübersetzung.

Weiterhin ist aus der DE 198 39 837 A1 ein Verfahren zur Ermittlung einer Anfahr-Gangstufe vorbekannt, bei dem abhängig von der Übersetzung der Gangstufe, der aktuellen Fahrzeugmasse, vom aktuellen Fahrwiderstand und von dem zur Verfügung stehenden Motormoment für die jeweilige Gangstufe ein Wert für die Rutschzeit und Reibarbeit während des Anfahrvorganges vorausberechnet wird. Bei Überschreiten eines Wertes wird in einer Berechnungsschleife die Berechnung zum Anfahren mit der nächstkleineren Gangstufe wiederholt.

Das beschriebene Verfahren ist nur einsetzbar zum Ermitteln der entsprechenden Anfahr-Gangstufe. Eine Steuerung des Schaltvorganges während des normalen Fahrbetriebes ist mit dieser Lösung nicht vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung des Schaltvorganges von Fahrzeuggetrieben mit automatischer Übersetzung zu entwickeln, mit dem der Kraftstoffverbrauch reduziert und Pendelschaltungen des Getriebes vermieden und die im Stand der Technik beschriebenen Nachteile beseitigt werden.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Dadurch, dass die zu realisierende Getriebeübersetzung aus einer ermittelten Motordrehzahl festgelegt wird, mit der der errechnete momentane Fahrwiderstand mit einer entsprechenden Leistungsreserve überwunden werden kann, werden Pendelschaltungen des automatischen Getriebes durch zu geringe Antriebsleistungen an Steigungen weitestgehend vermieden. Dabei wird die zur Realisierung der vorliegenden Fahrwiderstandsleistung benötigte Motordrehzahl in einem im Steuergerät abgelegten Kennlinienfeld derart ermittelt, dass sie auch bei einer erhöhten Leistungsanforderung, infolge der zu überwindenden Steigung, eine maximale Drehzahl nicht überschreitet und nicht so groß wird, dass sie den Kraftstoffverbrauch negativ beeinflusst.

Durch das Ermitteln der benötigten Getriebeübersetzung anhand der zum Überwinden des momentan vorliegenden Fahrwiderstandes benötigten Motordrehzahl erfolgt mit einfachen Mitteln eine Steuerung des Schaltvorganges von Fahrzeuggetrieben mit automatischer Übersetzung. Dabei wird eine Getriebeübersetzung eingestellt, mit der auch über einen längeren Zeitraum eine für den Kraftstoffverbrauch günstige Motordrehzahl eingestellt wird. Somit wird durch die erfindungsgemäße Steuerung des Schaltvorganges ein optimales Leistungs- und Verbrauchsverhalten des Motors eingestellt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben, sie werden in der Beschreibung zusammen mit ihren Wirkungen erläutert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Die Steuerung des Schaltvorganges von Fahrzeuggetrieben mit automatischer Übersetzung erfolgt mit einem an sich bekannten Steuergerät. Dabei sind zum Einstellen der benötigten Getriebeübersetzung im Steuergerät gangabhängige Kennlinienfelder des Fahrwiderstandes, der Motordrehzahl und der Getriebeübersetzung abgelegt. In dem Steuergerät wird nach einem bekannten Verfahren aus den über Sensoren er fassten momentanen Werten des Motorzustandes, wie Motordrehzahl, Motordrehmoment, Fahrzeuggeschwindigkeit, Getriebeübersetzung, Drosselklappenöffnungswinkel und Wandlerverstärkungsgrad der momentane Fahrwiderstand ermittelt. Aus dem aktuell ermittelten Fahrwiderstand bzw. aus der Fahrwiderstandsleistung wird mittels der im Steuergerät abgelegten Kennlinienfelder eine Motordrehzahl ermittelt, mit der der ermittelte Fahrwiderstand überwunden werden kann. Aus der so ermittelten Motordrehzahl wird anhand der im Steuergerät abgelegten Kennlinienfelder die größte Getriebeübersetzung ermittelt, bei welcher unter höherer Leistungsanforderung eine Erhöhung der momentanen Motordrehzahl bei mindestens einer vorgegebenen positiven Beschleunigung, Leistungsreserve oder Drehmomentenreserve zu erreichen ist.
Zum Einstellen der benötigten Getriebeübersetzung sind im Steuergerät einerseits gangabhängige Kennlinienfelder für eine Konstantfahrt ohne einen Anteil an Beschleunigungswiderstandsleistung und andererseits gangabhängige Kennlinienfelder für eine stetige Beschleunigung mit einem Anteil an Beschleunigungswiderstandsleistung abgelegt. Dadurch ist es möglich, die Getriebeübersetzung vorausschauend entsprechend den gewünschten Fahrbedingungen einzustellen. So kann kraftstoffreduzierend bei einer Konstantfahrt eine höhere Übersetzung eingestellt werden, ohne dass dabei die Getriebesteuerung Pendelschaltungen verursacht.
Zum Ermitteln der zum Überwinden der momentanen Fahrwiderstandsleistung benötigten Motordrehzahl und der daraus einzustellenden Getriebeübersetzung kann eine Kenngröße der barometrischen Höhe berücksichtigt werden. Mit dem Berücksichtigen der barometrischen Höhe wird dem geringeren Leistungsvermögen der Verbrennungskraftmaschine bei geringerem Luftdruck Rechnung getragen.
Bei Fahrzeugen mit zeitlich veränderbarer Leistung des Gesamtantriebes wie z. B. Hybridfahrzeugen mit zusätzlichen Elektromotoren und einer Fahrbatterie als begrenzte Energiequelle oder Fahrzeugen, die für mehr als eine Kraftstoffsorte (z. B. Erdgas/Benzin oder Wasserstoff/Benzin) ausgelegt sind, kann durch das Verfahren der Einfluss des Zusatzantriebes bzw. der Kraftstoffsorte bzw. Kraftstoffart auf das Leistungsverhalten des Antriebes insofern berücksichtigt werden, als dass die mögliche Leistung des Antriebes bei der Ermittlung der Drehzahl über geeignete Kenngrößen des Zusatzantriebes Einfluss hat.

Claims

Verfahren zur Steuerung des Schaltvorganges von Fahrzeuggetrieben mit automatischer Übersetzung und einem Steuergerät, in dem – der momentane Fahrwiderstand aus den Werten des momentanen Motorzustandes und der wirksamen Getriebeübersetzung ermittelt wird, – gangabhängige Kennlinienfelder des Fahrwiderstandes, der Motordrehzahl und der Getriebeübersetzung abgelegt sind, – aus dem momentanen Fahrwiderstand mittels der abgelegten Kennlinienfelder zur momentanen Motordrehzahl die größte Getriebenübersetzung ermittelt wird, bei welcher unter höherer Leistungsanforderung eine Erhöhung der momentanen Motordrehzahl bei mindestens einer vorgegebenen positiven Beschleunigung oder Leistungsreserve zu erreichen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Steuergerät gangabhängige Kennlinienfelder zum Ermitteln der einzustellenden Getriebeübersetzung für Konstantfahrt ohne einen Anteil an Beschleunigungswiderstandsleistung abgelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Steuergerät gangabhängige Kennlinienfelder zum Ermitteln der einzustellenden Getriebeübersetzung für stetige Beschleunigung mit einem Anteil an Beschleunigungswiderstandsleistung abgelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der einzustellenden Motordrehzahl eine Kenngröße der barometrischen Höhe berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der einzustellenden Motordrehzahl Kenngrößen eines Zusatzantriebes oder der Kraftstoffsorte berücksichtigt werden.