DE10330152A1

DE10330152A1 - Verfahren zur Schaltpunktbestimmung für ein Automatgetriebe

Info

Publication number: DE10330152A1
Application number: DE2003130152
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl.-Ing. Popp; Georg Gierer; Thilo Dipl.-Ing. Schmidt; Klaus Dipl.-Ing. Steinhauser; Peter Dipl.-Ing. Schiele; Bernd Dipl.-Ing. Allgaier; Christian Dipl.-Ing. Schwemer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2005-01-20

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Schaltpunktbestimmung für ein Automatgetriebe, umfassend eine Schaltelementansteuerung und einen Fahrstrategierechner (Fahrstrategie), vorgeschlagen, bei dem die aktuellen Systemgrenzen der Schaltelementansteuerung und/oder die anstehende Veränderung der Systemgrenzen ganz oder teilweise von der Schaltelementansteuerung an die Fahrstrategie übermittelt werden, so dass eine situative Anpassung der Schaltpunkte erzielt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schaltpunktbestimmung für ein Automatgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In Stufenautomatgetrieben werden Schaltelemente im betätigten Zustand üblicherweise mit Systemdruck beaufschlagt, wobei der Systemdruck auf dem Druckniveau des schwächsten Schaltelements angesteuert wird und die Steuerung entsprechend dem zu übertragenden Motor-, bzw. Turbinenmoment erfolgt.
Die Ansteuerung der Schaltelemente mit Systemdruck erfolgt nach dem Stand der Technik üblicherweise über ein separates Schaltventil, das im Folgenden als Halteventil bezeichnet wird. Die Ansteuerung beim Abschalten oder Zuschalten des Schaltelementes erfolgt über ein sogenanntes Proportionalventil, das nach Erreichen des maximalen schaltbaren Druckes durch das Halteventil überbrückt wird. Diese Anordnung ist notwendig, da der über das Proportionalventil ansteuerbare Druck nicht zur Übertragung des maximal möglichen Momentes ausreicht. Dadurch wird eine gute Auflösung zwischen dem Ansteuerdruck und dem Kupplungsdruck bei normalen Schaltungen erreicht.
Bei Automatgetrieben wird nach dem Stand der Technik die Schaltpunktsteuerung von der sogenannten Fahrstrategie übernommen, die anhand von Einflussgrößen, wie beispielsweise dem Fahrerwunsch, der z.B. über die Drosselklappenstellung, der Fahraktivität, oder der Betätigung von Tipp- Schaltern erkannt wird, und verschiedenen Umwelteinflüssen, wie z.B. Fahrwiederstand, Temperatur, Kurven etc. den entsprechenden Gang bestimmt. Die Fahrstrategie ist ein autarkes kunden- und fahrzeugspezifisch programmiertes, oft ausgelagertes Software-Modul, welches über Datenleitungen bestimmte Parameter empfängt und übermittelt, so dass ohne entsprechende Daten aus der Getriebesteuerung die (aktuellen) Getriebegrenzen in der Fahrstrategie nicht gespeichert sind.
Hierbei entsteht das Problem, dass bestimmte Randbedingungen, die sich aus den Systemgrenzen des Getriebes ergeben, nicht in die Schaltpunktbestimmung mit eingehen. So ist es beispielsweise möglich, dass unmittelbar nach einer Umschaltung auf den Systemdruck durch eine Erhöhung des Motormomentes/Getriebeeingangsmomentes durch das Gasgeben des Fahrers, ein Rückschaltbefehl ausgegeben wird. Die Umschaltung auf den Systemdruck war notwendig, um das zu übertragende Moment an der Kupplung sicher übertragen zu können.
Eine sofortige Reaktion auf die Schaltpunktvorgabe ist nicht möglich, da zuerst auf einen regelbaren Druck, dem Proportionaldruck, umgeschaltet werden muss. Es muss zunächst eine Umschaltung vom Systemdruck auf den Haltedruck erfolgen und nach einer gewissen Beruhigungsphase wird die eigentliche Schaltung über den „Normalablauf" eingeleitet.
Für den Fall, dass die Kupplung bzw. das Schaltelement mit Schlupf bzw. an der Schlupfgrenze betrieben wird, nimmt der Schlupf an Schaltelement zur das System befindet sich im oberen Momentenbereich des Proportionalbereiches. Auch in diesem Fall ist eine Umschaltung auf den Systemdruck notwendig, damit das zu übertragende Moment von der Kupplung gehalten werden kann.
Außerdem gibt es auch bestimmte Funktionen in der Fahrstrategie, die eine Schaltung unterdrücken, wie z.B. Sperrzeiten, Verzögerungszeiten bei Folgeschaltungen, Schaltverhinderungen, Kurvenerkennung etc. Auch hier könnte es vorkommen, dass nach Verlassen der Funktion eine Schaltung angefordert wird, die aber aus oben genannten Gründen für den Fahrer subjektiv verzögert gestartet wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Schaltpunktbestimmung für ein Automatgetriebe, umfassend eine Schaltelementansteuerung und einen Fahrstrategierechner, anzugeben, welches die genannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.

Insbesondere soll die Fahrstrategie derart optimiert werden, dass die Randbedingungen und physikalischen Zustände der Kupplungsansteuerung bezüglich der Schaltpunktvorgabe mit berücksichtigt werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 2 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den entsprechenden Unteransprüchen hervor.

Demnach wird vorgeschlagen, dass von der Kupplungs- bzw. Schaltelementansteuerung deren aktuellen Systemgrenzen und Parameter und/oder die anstehende Veränderung der Systemgrenzen/Parameter ganz oder teilweise an die Fahrstrategie übermittelt werden. Auf diese Weise wird eine situative Anpassung der Schaltpunkte erzielt.

Beispielsweise kann gemäß der Erfindung die Kupplungsansteuerung an die Fahrstrategie ein Signal bzw. die Information senden, ob sie in der Lage ist, einen „schnellen" Schaltablauf zu gewährleisten oder einen „langsamen". Hierbei kann es sich vorzugsweise um ein Flag im Fahrstrategierechner handeln. Bevor das Flag von schnell auf langsam wechselt, wird eine zweite Information von der Kupplungsansteuerung gesendet, die der Fahrstrategie mitteilt, dass dieser Wechsel demnächst stattfindet. Anhand dieser Informationen kann nun die Fahrstrategie entscheiden, ob sie eine eventuell demnächst auszuführende Schaltung vorzieht, d.h., sofort den Schaltbefehl hierfür ausgibt.

Als weitere Information über die Systemgrenzen, die von der Kupplungs- bzw. Schaltelementansteuerung an die Fahrstrategie übermittelt werden kann, ist eine Zeitinformation oder Spontaneitätsinformation der Kupplungsansteuerung, die der Fahrstrategie die mögliche Ausführungszeit einer oder mehrerer Schaltungen mitteilt (z.B. eine Zeit für die Hochschaltung, eine Zeit für die Rückschaltung oder Doppelrückschaltung); zudem kann auch eine vorausschauende Information übermittelt werden, die angibt, wie sich die Zeitinformation oder die Spontaneitätsinformation vermutlich demnächst verändern wird. Wird sich die vorausschauende Information in Richtung schlechtere Reaktionszeit verändern, so wird sich die Fahrstrategie z.B. in einem sportlichen Modus anhand der vorliegenden Informationen dahingehend entscheiden, dass eine Schaltung vorgezogen wird.

Gemäß der Erfindung können Zeitinformation und/oder Spontaneitätsinformation an die Fahrstrategie auch für Einfach- und Doppelrückschaltungen übermittelt werden. Auf diese Weise kann sich die Fahrstrategie bei der Ausgabe eine Rückschaltung entscheiden, ob vielleicht sofort eine Doppelschaltung (z.B. 6-4 statt 6-5) ausgegeben wird, da diese von den Reaktionszeiten her schneller reagiert, als die Einzelschaltung. Auf diese weise wird eine Anpassung der Fahrstrategie an der sportlichen Fahrweise des Fahrers ermöglicht.

Im Rahmen einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Zwangsschaltung seitens der Schaltelementansteuerung ausgeführt werden. Gemäß der Erfindung wird die Information der Zwangsschaltung der Fahrstrategie mitgeteilt, da sich diese bezüglich der Gangvorgabe wieder aufsynchronisieren muss. Bevorzugt werden Zwangsschaltungen seitens der Kupplungsansteuerung (Schaltablaufsteuerung) dann durchgeführt, wenn eine entsprechende Fahraktivität seitens der Fahrstrategie gemeldet wird.

Eine Zwangsschaltung kann auch dann ausgeführt werden, wenn beispielsweise bei einer dauerschlupfenden Kupplung (Schaltelement), beim Gasgeben ein hoher Schlupf an der Kupplung auftritt und dieser nicht ohne spürbare Reaktion für den Fahrer abgebaut werden kann, durch z.B. Umschalten auf Systemdruck oder Druckerhöhung im Proportionalbereich. Grundsätzlich kann eine Zwangsschaltung auch durch eine Information an die Fahrstrategie erfolgen, die wiederum fast zeitgleich den vorgeschlagenen Gang als Zielgang vorgibt.

Zwangsschaltungen können erfindungsgemäß auch dann ausgeführt werden, wenn bestimmte Gänge z.B, nicht das maximal mögliche Getriebe-Eingangsmoment übertragen können; dies ist z.B. der Fall, wenn bei sehr niedrigen Drehzahlen und hohem Motormoment die Wandlerverstärkung ebenfalls sehr hoch ist. Hierbei kann es vorkommen, dass nur die Gänge 1 und 2 das volle Eingangsmoment halten können, die höheren Gänge aber für dieses Moment nicht ausgelegt sind. In vorteilhafter Weise kann erfindungsgemäß bei solchen Fahrsituationen – eventuell entgegen dem Fahrerwunsch in der Manuell-Gasse oder Tipp-Ebene- eine Zwangsrückschaltung eingeleitet werden, um eine Schädigung des Getriebes zu vermeiden.

Im Rahmen einer Variante der vorliegenden Erfindung, welche Gegenstand des Patentanspruchs 2 ist, kann die Schaltelementansteuerung (Getriebesteuerung) eine Schaltung unabhängig von der Fahrstrategie im Rahmen der von der Fahrstrategie gesetzten und an die Schaltelementansteuerung übermittelten Grenzen auslösen, wenn die Systemgrenzen des Getriebes erreicht sind. Dies bedeutet auch, dass eine derartige Schaltung seitens der Fahrstrategie ganz ausgeschlossen werden kann, wenn diese die innerhalb der Fahrstrategie gesetzten Grenzen überschreitet. Ein Beispiel für eine derartige "absolute" Vorgabe der Fahrstrategie ist beispielsweise ein Verbot jeglicher Schaltung zur Vermeidung von fahrsicherheitskritischen Betriebszuständen. Nach erfolgter Schaltung wird dies an die Fahrstrategie übermittelt, welche dann die notwendige Aufsynchronisierung innerhalb der Fahrstrategie-Software einleitet.

Dadurch entfällt in vorteilhafter Weise eine Vorgabe von der Schaltelementansteuerung (Getriebesteuerung) an die Fahrstrategie zur Schaltungseinleitung seitens der Fahrstrategie-Software. Zudem wird der Tatsache Rechnung getragen, dass die Fahrstrategie kunden- bzw. fahrzeugspezifisch ausgelegt ist, so dass die getriebeinternen Systemgrenzen von der Schaltelementansteuerung (Getriebesteuerung) über wacht werden. Die Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch miteinander kombiniert werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figur, welche den zeitlichen Verlauf relevanter Parameter während einer Rückschaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt, beispielhaft näher erläutert.

In der Figur, welche eine Rückschaltung unmittelbar nach der Umschaltung auf den Systemdruck zeigt, ist der zeitliche Verlauf einer Turbinendrehzahl n_t bzw. einer Motordrehzahl n_mot, die Druckvorgabe, der tatsächliche Druckverlauf sowie die Drosselklappe bzw. Fahrpedalstellung dargestellt.
Wie bereits erläutert, ist in diesem Fall die Umschaltung auf den Systemdruck notwendig, um das zu übertragende Moment an der Kupplung sicher übertragen zu können. Zudem ist, wie aus der Figur ersichtlich, eine sofortige Reaktion auf die Schaltpunktvorgabe nicht möglich, da zuerst den regelbaren Proportionaldruck umgeschaltet werden muss. Die Schaltung kann erst nach der Umschaltung auf den Haltedruck über den „Normalablauf" erfolgen. Insgesamt wird der von der Fahrstrategie ausgegebene Schaltbefehl mit erheblicher Verzögerung ausgeführt. Diese Verzögerung würde entfallen, wenn die Umschaltung auf den Systemdruck nicht stattfinden würde.
Dieser Effekt wird durch die vorliegende Erfindung realisiert, da erfindungsgemäß die Kupplungsansteuerung an die Fahrstrategie ein Signal bzw. die Information sendet, ob sie in der Lage ist, einen „schnellen" Schaltablauf zu gewährleisten oder einen „langsamen" und für welche Zeitliche Intervalle, so dass die Fahrstrategie anhand dieser Informationen z.B. den Schaltbefehl für eine eventuell demnächst auszuführende Schaltung sofort ausgibt.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird der Komfort für den Fahrer erhöht; zudem wird eine Anpassung der Fahrstrategie an den Bedürfnissen von Fahrern mit sportlicher Fahrweise in vorteilhafter Weise ermöglicht.

Claims

Verfahren zur Schaltpunktbestimmung für ein Automatgetriebe, umfassend eine Schaltelementansteuerung und einen Fahrstrategierechner (Fahrstrategie), dadurch gekennzeichnet, dass die aktuellen Systemgrenzen der Schaltelementansteuerung und/oder die anstehende Veränderung der Systemgrenzen und/oder Parameter ganz oder teilweise von der Schaltelementansteuerung an die Fahrstrategie übermittelt werden, so dass eine situative Anpassung der Schaltpunkte erzielt wird.
Verfahren zur Schaltpunktbestimmung für ein Automatgetriebe, umfassend eine Schaltelementansteuerung und einen Fahrstrategierechner (Fahrstrategie), dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelementansteuerung eine Schaltung unabhängig von der Fahrstrategie im Rahmen der von der Fahrstrategie gesetzten und an die Schaltelementansteuerung übermittelten Grenzen auslöst, wenn die Systemgrenzen des Getriebes erreicht sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelementansteuerung eine von ihr ausgelöste Schaltung an die Fahrstrategie übermittelt und dass die Fahrstrategie diese Information zur notwendigen Aufsynchronisierung innerhalb ihrer Fahrstrategie-Software nutzt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass von der Schaltelementansteuerung an die Fahrstrategie die Information übermittelt wird, ob die Schaltelementansteuerung aktuell in der Lage ist, einen schnellen oder einen langsamen Schaltablauf zu gewährleisten.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer anstehenden Veränderung der Geschwindigkeit des Schaltablaufs, diese Änderung an die Fahrstrategie übermittelt wird, so dass anhand dieser Informationen die Fahrstrategie entscheidet, ob eine eventuell demnächst auszuführende Schaltung vorgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen in Form von Flags im Fahrstrategierechner übermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Schaltelementansteuerung an die Fahrstrategie Zeitinformationen oder Spontaneitätsinformationen der Kupplungsansteuerung übermittelt wird, wobei die Informationen die mögliche Ausführungszeit einer oder mehrerer Schaltungen enthalten.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die anstehende Veränderung der Zeitinformationen oder Spontaneitätsinformationen übermittelt wird, wobei, wenn eine Vergrößerung der Reaktionszeit bei einer Schaltung ansteht, in einem sportlichen Modus eine Schaltung vorgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Zeitinformationen und/oder Spontaneitätsinformationen auch für Einfach- und Doppelrückschaltungen an die Fahrstrategie übermittelt werden, so dass die Fahrstrategie bei der Ausgabe eine Rückschaltung entscheiden kann, ob sofort eine Doppelschaltung ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Schaltelementansteuerung Zwangsschaltungen ausgeführt werden, wobei die Information der Zwangsschaltung an die Fahrstrategie übermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Zwangsschaltungen seitens der Schaltelementansteuerung durchgeführt werden, wenn eine entsprechende Fahraktivität seitens der Fahrstrategie gemeldet wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass Zwangsschaltungen ausgeführt werden, wenn bei einem dauerschlupfenden Schaltelement, beim Gasgeben ein hoher Schlupf auftritt und dieser nicht ohne spürbare Reaktion für den Fahrer abgebaut werden kann.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass Zwangsschaltungen ausgeführt werden, wenn bestimmte Gänge das maximal mögliche Getriebe-Eingangsmoment nicht übertragen können.