DE10338648A1

DE10338648A1 - Verfahren zum Steuern eines automatischen Getriebes

Info

Publication number: DE10338648A1
Application number: DE2003138648
Authority: DE
Inventors: Mario Schenker; Johann Märkl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2005-03-17

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines automatischen Getriebes für Kraftfahrzeuge, mit einem stufenlosen Getriebeteil und einem Leistungsverzweigungsgetriebe, wobei der stufenlose Getriebeteil im niedrigeren Gesamtübersetzungsbereich in einer ersten Kennlinie a (Variatorübersetzung) und im Leistungsverzweigungsbereich nach Umschalten in einem Umschaltpunkt USP zumindest einer Bereichswechselkupplung im Rücktrieb in einer zweiten Kennlinie b durchfahren wird. Zur Verbesserung der Verstelldynamik des automatischen Getriebes wird vorgeschlagen, dass die Kennlinie b des stufenlosen Getriebeteils bzw. dessen theoretischer Verstellbereich zumindest zeitweilig verkürzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines automatischen Getriebes für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiges Getriebe beschreibt beispielsweise die EP 0 956 467 B1 . Zur Erzielung günstiger Wirkungsgrade des Kraftfahrzeuges sind stufenlos ausgehend von einer niedrigen Anfahrübersetzung eine große Getriebespreizung erwünscht, um im höheren Geschwindigkeitsbereich relativ niedrige Motordrehzahlen (Laufruhe, niedrige Verbräuche) einstellen zu können. Dies bedingt einen relativ großen Verstellbereich (Variatorspreizung) des stufenlosen Getriebeteils, z.B. einem Toriodgetriebe oder einem Umschlingungsgetriebe mit Kette oder Gliederband. Insbesondere im Leistungsverzweigungsbetrieb des Getriebes sind aufgrund dieses großen Verstellbereiches hohe Verstellgeschwindigkeiten des stufenlosen Getriebeteils erforderlich, die nur mit relativ aufwändigen Getriebemaßnahmen wie größere Hydraulikpumpen, etc. erreichbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern des gattungsgemäßen automatischen Getriebes vorzuschlagen, mit dem ohne erhöhtem getriebetechnischem Aufwand die Verstelldynamik verbessert werden Kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschreiben die weiteren Patentansprüche.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Kennlinie b, die den leistungsverzweigten Bereich des stufenlosen Getriebeteils repräsentiert bzw. dessen theoretischer Verstellbereich zumindest zeitweilig verkürzt wird. Diesem Vorschlag liegt die Erkenntnis zugrunde, die gewünschte Verstelldynamik des Getriebes durch Eingriff in die elektronische Getriebesteuerung herzustellen, indem die durch die Getriebeauslegung an sich vorgegebene Verstellcharakteristik durch die besagte Verkürzung der Kennlinien des stufenlosen Getriebeteils modifiziert wird. Ggf. kann dies bereits durch eine einfache Änderung der Getriebesoftware erreicht werden.

Diese Maßnahme erhöht die Verstellgeschwindigkeit des stufenlosen Getriebeteils, wobei in Kauf genommen wird, dass sich die Gesamtübersetzung zumindest zeitweilig entsprechend verringert.

Besonders bevorzugt soll eine Kennlinienverkürzung nur zeitweilig abhängig von Betriebs- und/oder Fahrdynamik-Parametern des Kraftfahrzeuges gesteuert werden. Dies erlaubt bei einer entsprechenden elektronischen Getriebesteuerung durch Auswertung vorhandener Daten und Signale wie beispielsweise Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, Motordrehzahl, Gaspedalstellung und -bewegung, Fahrbahnverhältnisse (z.B. Steigungen, etc.), die Kennlinien zeitweilig bzw. bedarfsweise zu modifizieren und damit ggf. sogar adaptiv an die Betriebsverhältnisse des Kraftfahrzeuges anzupassen.

Schließlich können als weitere Betriebs- und Fahrdynamik-Parameter u.a. die Daten eines Navigationssystems des Kraftfahrzeuges und/oder einer Verkehrszeichenerkennung und/oder einer Abstandsregelung zu Fahrbahnobjekten, etc. einem elektronischen Getriebesteuergerät zugeführt und entsprechend logisch verknüpft werden. Daraus resultierend lässt sich sogar eine präventive Getriebesteuerung mit entsprechendem Eingriff in die besagten Kennlinien a/b verwirklichen, die in noch gesteigertem Maße den Fahrkomfort und die Getriebeverstelldynamik erhöht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben.
Die anliegende schematische Zeichnung zeigt in:
1 stark schematisiert ein automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge mit einem stufenlosen Getriebeteil, einem Leistungsverzweigungsgetriebe und einer elektrohydraulischen Getriebesteuerung;
2 über der Gesamtübersetzung i_ges des automatischen Getriebes aufgetragene Kennlinien a/b der Verstellcharakteristik i_var des stufenlosen Getriebes; und
3 gegenüber der 2 modifizierte Kennlinien a/b zur verbesserten Verstelldynamik des automatischen Getriebes.
In der 1 ist mit 10 eine Brennkraftmaschine angedeutet, die ein automatisches Getriebe 12 für Kraftfahrzeuge antreibt.
Das Getriebe 12 setzt sich im wesentlichen aus einem stufenlosen Getriebeteil 14 und einem Leistungsverzweigungsgetriebe 16 zusammen, die wie ersichtlich hintereinander geschaltet sind.
Der stufenlose Getriebeteil 14 ist im Ausführungsbeispiel ein Umschlingungswandler mit einem ersten Scheibenpaar 18, einem zweiten Scheibenpaar 20 und einer die Scheibenpaare 18, 20 trieblich miteinander verbindenden Kette 22. Die Brennkraftmaschine 10 treibt das erste Scheibenpaar 18 über die Eingangswelle 11 an.
Die Übersetzungsänderungen i_var des stufenlosen Getriebeteils 14 erfolgen durch entsprechendes hydraulisches Verstellen der Scheibenpaare 18, 20 zueinander, wobei die nicht dargestellte Hydraulik über ein elektronisches Steuergerät 24 beaufschlagt wird.
Das Leistungsverzweigungsgetriebe 16 ist durch zwei Planetensätze 26, 28 gebildet, von denen der einfacheren Darstellung wegen nur die obere Hälfte gezeichnet ist. Die Planetensätze 26, 28 sind wie folgt miteinander und mit dem stufenlosen Getriebeteil 14 trieblich verbunden:
– Der Planetenradträger des ersten Planetensatzes 26 mit dem Außenrad des zweiten Planetensatzes 28 und über eine Welle 30 und eine Bereichswechselkupplung K2 mit dem ersten Scheibenpaar 18;
– der Planetenradträger des zweiten Planetensatzes 28 mit dem Außenrad des ersten Planetensatzes 26 und mit einer Ausgangswelle 32 des automatischen Getriebes 10;
– das Sonnenrad des zweiten Planetensatzes 28 mit der weiteren Bereichswechselkupplung K1, mittels der das Sonnenrad im nicht dargestellten Getriebegehäuse abbremsbar ist; und
– schließlich das Sonnenrad des ersten Planetensatzes 26 über ein Zahnradvorgelege mit den Zahnrädern 34, 36, 38 mit dem zweiten Scheibenpaar 20 des stufenlosen Getriebeteils 14.
Der stufenlose Getriebeteil 14 und das Leistungsverzweigungsgetriebe 16 sind durch Umschalten der Bereichswechselkupplungen K1 und K2 einmal in einem niedrigeren Gesamtübersetzungsbereich (Kennlinie a in den 2 und 3) und einmal im Leistungsverzweigungsbereich in einen höheren Gesamtübersetzungsbereich (Kennlinie b in den 2 und 3) betreibbar.
Der Kraftfluss im Getriebe 12 verläuft dabei im niedrigeren Gesamtübersetzungsbereich i_ges über das stufenlose Getriebeteil 14, das Zahnradvorgelege 34, 36, 38 und die entsprechenden Elemente in den Planetensätzen 26, 28 des Leistungsverzweigungsgetriebes 16 zur Abtriebswelle 32.
Im Leistungsverzweigungsbetrieb bzw. im höheren Gesamtübersetzungsbereich i_ges verläuft der Kraftfluss bei im Umschaltpunkt USP geschlossener Kupplung K2 direkt auf den Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes 26 und leistungsverzweigt im Rücktrieb über das Zahnradvorgelege 34, 36, 38 und den stufenlosen Getriebeteil 14 ebenfalls über die Kupplung K2. Dabei ergibt sich durch entsprechende Auslegung des Leistungsverzweigungsgetriebes 16 die in der 2 dargestellte Kennlinie b.
Durch den beschriebenen Getriebeaufbau des automatischen Getriebes 12 ergeben sich nun die in der 2 dargestellten Kennlinien a und b für den Verstellbereich i_var des stufenlosen Getriebeteils 14, wobei die Kennlinie a einen relativ weiten niedrigeren Gesamtüber setzungsbereich i_ges (links vom Umschaltpunkt USP) und die Kennlinie b einen wesentlich engeren Gesamtübersetzungsbereich i_ges abdeckt. Daraus resultiert, dass – eine gleichmäßige Zunahme in der Gesamtübersetzung i_ges angenommen – die Verstellgeschwindigkeit des stufenlosen Getriebeteils 14 im niedrigeren Gesamtübersetzungsbereich etwa gleich bleibt und die hydraulische Betätigung der entsprechenden Stellglieder beherrschbar ist, während nach dem Umschaltpunkt USP im Leistungsverzweigungsbetrieb – eine weitere gleichmäßige Zunahme in der Gesamtübersetzung i_ges angenommen – die Verstellgeschwindigkeit sehr stark zunimmt und damit hohe Anforderungen an die Auslegung der hydraulischen Stellglieder stellt.
Zur Verbesserung der Verstelldynamik kann die Kennlinie b (ausgezogene Kennlinie) nach dem Umschaltpunkt USP zumindest zeitweilig durch eine entsprechende Regelung verkürzt werden, wobei eine geringe Verringerung der Gesamtübersetzung i_ges in Kauf genommen werden muss.
Die Verkürzung der Kennlinie b (Kennlinie a ist auslegungsbedingt fest. Nur Kennlinie b ist über Steuerung variabel, d. h. kürzbar) gemäß 3 kann abhängig von Betriebs- und Fahrdynamik-Parametern des Kraftfahrzeuges nur zeitweilig gesteuert sein, so dass beispielsweise bei geringer Beschleunigung des Kraftfahrzeuges Kennlinie b gemäß 2 und bei hoher Beschleunigungsanforderung die Kennlinie b gemäß 3 vorliegen.
Dazu können dem Eingang des elektronischen Steuergerätes 24 neben den bekannten Parametern wie Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Schaltsignale, Gaspedalstellung, etc. auch Signale von einem Kick-down Schalter am Gaspedal des Kraftfahrzeuges zugeführt werden, die ebenfalls die beschriebene Verkürzung der Kennlinie b auslösen können.
Ferner können als Betriebs- und Fahrdynamik-Parameter u.a. die Daten eines Navigationssystems des Kraftfahrzeuges und/oder einer Verkehrszeichenerkennung und/oder einer Abstandsregelung zu Fahrbahnobjekten, etc. dem elektronischen Getriebesteuergerät (24) zugeführt und entsprechend logisch verknüpft werden.
Über diese Daten können z.B. Gefälle und Steigungen sowie enge Kurven der Fahrbahn des Kraftfahrzeuges vorher erkannt und steuerungstechnisch verarbeitet werden. Gleiches gilt bei durch das Verkehrszeichenerkennungssystem erkannten Verkehrsregelungen oder bei plötzlich auftauchenden Hindernissen auf der Fahrbahn, die von dem Abstandswarnsystem (z.B. Radarabstandswarnsystem) erfasst werden.

Claims

Verfahren zum Steuern eines automatischen Getriebes für Kraftfahrzeuge, mit einem stufenlosen Getriebeteil und einem Leistungsverzweigungsgetriebe, wobei der stufenlose Getriebeteil im niedrigeren Gesamtübersetzungsbereich in einer ersten Kennlinie a (Variatorübersetzung) und im Leistungsverzweigungsbereich nach Umschalten in einem Umschaltpunkt USP zumindest einer Bereichswechselkupplung im Rücktrieb in einer zweiten Kennlinie b durchfahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie b des stufenlosen Getriebeteils (14) bzw. dessen theoretischer Verstellbereich zumindest zeitweilig verkürzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kennlinie b im Leistungsverzweigungsbereich in Richtung einer niedrigeren Gesamtübersetzung i_ges verkürzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kennlinienverkürzung nur zeitweilig abhängig von Betriebs- und/oder Fahrdynamik-Parametern des Kraftfahrzeuges gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kennlinienverkürzung abhängig vom Gesamtübersetzungsverhältnis i_ges und von einem Kick-down Signal des automatischen Getriebes (12) gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebs- und Fahrdynamik-Parameter u.a. die Daten eines Navigationssystems des Kraftfahrzeuges und/oder einer Verkehrszeichenerkennung und/oder einer Abstandsregelung zu Fahrbahnobjekten, etc. einem elektronischen Getriebesteuergerät (24) zugeführt und entsprechend logisch verknüpft werden.