DE10353978B4

DE10353978B4 - Verfahren zur Einstellung einer Übersetzung eines stufenlosen Automatgetriebes

Info

Publication number: DE10353978B4
Application number: DE2003153978
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Herbster Kai-Uwe; Dipl.-Ing. Spörl Peter; Dipl.-Ing. Iden Oliver
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2023-11-20
Also published as: DE10353978A1; US7831365B2; US20080004781A1; US20050107935A1

Abstract

Verfahren zur Einstellung einer Übersetzung eines stufenlosen Automatgetriebes mit einem verstellbaren Variator für ein von einem Antriebsmotor antreibbares Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Getriebesteuerung, welche ein Steuergerät mit einem Mikrocomputer umfaßt, das mit Sensoren und/oder externen Steuereinheiten zur Erfassung von Betriebsparametern sowie mit Verstellmitteln verbunden ist, welche abhängig von Steuersignalen der elektronischen Getriebesteuerung eine bestimmte Übersetzung am Variator einstellen, wobei dem Steuergerät ein Fahrpedalsignal zugeführt und abhängig von dem Fahrpedalsignal im Steuergerät eine Soll-Übersetzung ermittelt wird, welche von den Verstellmitteln am Variator eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Fahrpedalsignal im Steuergerät ein modifiziertes Fahrpedalsignal ermittelt wird, die Soll-Übersetzung abhängig von dem modifizierten Fahrpedalsignal ermittelt wird, dass geprüft wird, ob der zeitliche Verlauf des Fahrpedalsignals einen relativen Extremwert aufweist und, falls ein solcher relativer Extremwert erkannt wird, dem modifizierten Fahrpedalsignal, ausgehend von einem Zustand, in dem es gleich dem nicht modifizierten Fahrpedalsignal ist, ein Startwert (f_start1) zugewiesen wird, der gleich dem Extremwert ist, und dass der Wert des modifizierten Fahrpedalsignals durch eine Übergangsfunktion bestimmt wird, so lange, bis der Wert des modifizierten Fahrpedalsignals wieder gleich dem Wert des nicht modifizierten Fahrpedalsignals ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer Übersetzung eines stufenlosen Automatgetriebes nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Sowohl bei Stufen-Automatgetrieben als auch bei stufenlosen Automatgetrieben ist es üblich, einen bestimmten Gang bzw. eine bestimmte Übersetzung von einer Getriebesteuerung abhängig von einem Fahrpedalsignal, welches der elektronischen Getriebesteuerung zugeführt wird, einzustellen. Bei stufenlosen Automatgetrieben kann in einem vorgegebenen Übersetzungsbereich jede beliebige Übersetzung eingestellt werden. Dies kann dazu führen, dass jede auch noch so kleine Veränderung des Fahrpedalsignals zugleich zu einer Änderung der eingestellten Übersetzung führt. Es gibt Fahrsituationen, in denen dies zu unerwünschten Übersetzungsverstellungen und damit zu unerwünschten Drehzahlverläufen des Antriebsmotors führt. Um dieses Verhalten abzumildern, wird in der DE 198 02 075 A1 eine Filterfunktion mit Tiefpaßfilter für das Fahrpedalsignal vorgeschlagen. Eine Situation, bei der ein solcher unerwünschter Drehzahlverlauf oftmals auftritt, ist folgende:
Aus einer Fahrt mit einer konstanten Geschwindigkeit tritt ein Fahrer das Fahrpedal weiter durch, um zu Beschleunigen. Oftmals geht der Fahrer am Ende dieser Fahrpedalbewegung wieder leicht vom Gas, d. h., er bewegt das Fahrpedal wieder in die andere Richtung, so dass auch ein entsprechender Verlauf des Fahrpedalsignals erzeugt wird. Dies führt dazu, dass der Drehzahlverlauf des Antriebsmotors eine Überhöhung aufweist, die für den Fahrer nicht plausibel ist, da die Gasrücknahme unbewußt erfolgt. Ein solcher Effekt tritt bei Stufen-Automatgetrieben nicht auf, da in einem bestimmten Bereich des Fahrpedalsignals immer derselbe Gang, also dieselbe Getriebeübersetzung, anliegt.
Es sind Steuerverfahren für stufenlose Automatgetriebe bekannt, bei denen lediglich diskrete Übersetzungsstufen eingesteuert werden, so dass das Verhalten eines Stufen-Automatgetriebes simuliert wird. Allerdings wird hierfür der Nachteil in Kauf genommen, dass der Antriebsmotor – so wie beim Stufen-Automatgetriebe – oftmals nicht in dem optimalen Betriebsbereich betrieben wird. Ein Beispiel hierfür ist die DE 41 205 40 C1 .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Einstellung einer Übersetzung eines stufenlosen Automatgetriebes anzugeben, bei dem der oben erwähnte unerwünschte Drehzahlverlauf des Antriebsmotors nicht auftritt, ohne dass dabei die Nachteile in Kauf genommen werden müssen, die ein System aufweist, welches das Verhalten eines Stufen-Automatgetriebes nachbildet.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind durch die Unteransprüche gegeben.
Bei dem Verfahren zur Einstellung einer Übersetzung eines stufenlosen Automatgetriebes mit einem verstellbaren Variator für ein von einem Antriebsmotor antreibbares Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Getriebesteuerung, welche ein Steuergerät mit einem Mikrocomputer umfaßt, das mit Sensoren und/oder externen Steuereinheiten zur Erfassung von Betriebsparametern sowie mit Verstellmitteln verbunden ist, welche abhängig von Steuersignalen der elektronischen Getriebesteuerung eine bestimmte Übersetzung im Variator einstellen, wobei dem Steuergerät ein Fahrpedalsignal zugeführt und, abhängig von dem Fahrpedalsignal im Steuergerät, eine Soll-Übersetzung ermittelt wird, welche von den Verstellmitteln am Variator eingestellt wird, wird erfindungsgemäß also aus dem Fahrpedalsignal im Steuergerät ein modifiziertes Fahrpedalsignal ermittelt, welches der Ermittlung der Soll-Übersetzung zugrunde gelegt wird. Es wird geprüft, ob der zeitliche Verlauf des Fahrpedalsignals einen relativen Extremwert, also ein relatives Minimimum oder ein relatives Maximum, aufweist. Falls ein solcher relativer Extremwert erkannt wird, wird dem modifizierten Fahrpedalsinal, ausgehend von einem Zustand, in dem es gleich dem nicht modifizierten Fahrpedalsignal ist, ein Startwert zugewiesen, der gleich dem Extremwert ist. In der Folge wird der Wert des modifizierten Fahrpedalsignals durch eine Übergangsfunktion bestimmt, so lange, bis der Wert des modifizierten Fahrpedalsignals wieder gleich dem Wert des nicht modifizierten Fahrpedalsignals ist.
Bezogen auf die eingangs beschriebene Fahrsituation wird erreicht, dass bei einer Fahrzeugbeschleunigung mit nachfolgender Gasrücknahme, nachdem ein maximaler Wert des nicht modifizierten Fahrpedalsignals erkannt wurde, die Getriebeübersetzung, zumindest kurzzeitig, nicht anhand dieses nicht modifizierten Fahrpedalsignalwerts ermittelt wird, sondern anhand des aus der Übergangsfunktion gebildeten, modifizierten Fahrpedalsignals. Die Übergangsfunktion kann so gestaltet werden, dass sich ein gewünschter, für den Fahrer plausibler Drehzahlverlauf des Antriebsmotors einstellt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der von der Übergangsfunktion bestimmte, modifizierte Fahrpedalsignalwert nicht größer als die Summe des nicht modifizierten Fahrpedalsignalwerts und einer maximalen positiven Abweichung und nicht kleiner als die Summe des nicht modifizierten Fahrpedalsignalwerts und einer maximalen negativen Abweichung. Dies hat zur Folge, dass größere Änderungen des nicht modifizierten Fahrpedalwerts in jedem Fall auch eine entsprechende Änderung des modifizierten Fahrpedalsignalwerts bewirken. Jede signifikante Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrer hat also auch eine entsprechende Auswirkung auf das modifizierte Fahrpedalsignal und damit auf die sich einstellende Getriebeübersetzung, während kleine Änderungen des nicht modifizierten Fahrpedalsignalwerts, die oftmals durch eine unbewußte, geringfügige Betätigung des Fahrpedals hervorgerufen werden, nicht unmittelbar zu einer Übersetzungsänderung führen müssen.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der von der Übergangsfunktion bestimmte, modifizierte Fahrpedalsignalwert gleich dem Startwert – also dem erkannten Extremwert – gesetzt, so lange, bis die maximale positive oder die maximale negative Abweichung erreicht wird oder bis der nicht modifizierte Fahrpedalsignalwert wieder gleich dem Startwert ist. Eine vorteilhafte Möglichkeit, den modifizierten Fahrpedalsignalwert wieder dem nicht modifizierten Fahrpedalsignalwert anzugleichen, ist dadurch gegeben, dass der modifizierte Fahrpedalsignalwert sprungartig wieder gleich dem nicht modifizierten Fahrpedalsignalwert gesetzt wird, wenn die maximale positive oder die maximale negative Abweichung erreicht wird.
Bei einem alternativen Verfahren wird der von der Übergangsfunktion bestimmte, modifizierte Fahrpedalsignalwert, beginnend mit dem Startwert – also dem Extremwert –, streng monoton in Richtung des nicht modifizierten Fahrpedalsignalwerts verändert, so lange, bis der modifizierte Fahrpedalsignalwert wieder gleich dem nicht modifizierten Fahrpedalsignalwert ist. Hierdurch wird eine allmähliche Annäherung erreicht und ein Sprung vermieden. Der Signalverlauf des modifizierten Fahrpedalsignals kann dabei die Form jeder streng monoton steigenden bzw. fallenden Kurve annehmen. Besonders einfach applizierbar ist ein linearer Verlauf, bei dem der modifizierte Fahrpedalsignalwert linear mit einer vorgebbaren Steigung fällt, wenn der modifizierte Fahrpedalsignalwert größer ist als der nicht modifizierte Fahrpedalsignalwert und die Differenz zwischen den beiden Fahrpedalsignalwerten kleiner ist als die maximale positive Abweichung. Die maximale positive bzw. negative Abweichung wird nicht überschritten. Wenn also die maximale Abweichung erreicht ist, wird die Änderungsgeschwindigkeit des modifizierten Fahrpedalsignalwerts durch die Änderungsgeschwindigkeit des nicht modifizierten Fahrpedalsignalwerts bestimmt.
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert.
Darin zeigen:
1 bis 4 Signalverläufe des nicht modifizierten und des modifizierten Fahrpedalsignals bei einer ersten Übergangsfunktion und
5 bis 7 entsprechende Signalverläufe bei einer zweiten Übergangsfunktion.
In den Figuren ist jeweils der Verlauf des nicht modifizierten Fahrpedalsignals als durchgezogene Linie und der Verlauf des modifizierten Fahrpedalsignals als punktierte Linie dargestellt. Zum Zeitpunkt t_10 beginnt der Fahrer das Fahrpedal niederzutreten. Entsprechend der Bewegung des Fahrpedals verändert sich auch der Wert des Fahrpedalsignals, es steigt also an. Zum Zeitpunkt t_11 wird ein maximaler Wert des Fahrpedalsignals erreicht bzw. überschritten. Dies wird von der elektronischen Getriebesteuerung erkannt. Ausgehend von dem bis zum Zeitpunkt t_11 herrschenden Zustand, in dem der Wert des modifizierten Fahrpedalsignals gleich dem Wert des nicht modifizierten Fahrpedalsignals ist, wird dem modifizierten Fahrpedalsignalwert ein Startwert f_start1 zugewiesen, der gleich dem erkannten Extremwert ist. Bis zum Zeitpunkt t_12 wird der Wert des modifizierten Fahrpedalsignals durch eine Übergangsfunktion bestimmt. Der von der Übergangsfunktion bestimmte modifizierte Fahrpedalsignalwert ist gleich dem Startwert, so lange, bis zum Zeitpunk t_12 eine maximale positive Abweichung des modifizierten Fahrpedalsignalwerts gegenüber dem nicht modifizierten Fahrpedalsignalwert erreicht wird. Zu diesem Zeitpunkt t_12 wird der modifizierte Fahrpedalsignalwert sprungartig wieder gleich dem nicht modifizierten Fahrpedalsignalwert gesetzt und im weiteren Verlauf zwischen den Zeitpunkten t_12 und t_13 ist der modifizierte Fahrpedalsignalwert wieder gleich dem nicht modifizierten Fahrpedalsignalwert. Für die am stufenlosen Getriebe eingestellte Übersetzung hat dies zur Folge, dass die unter Umständen unbewußt erfolgte Betätigung des Fahrpedals zwischen den Zeitpunkten t_11 und t_12 ohne Auswirkungen bleibt. Erst wenn zum Zeitpunkt t_12 die Rücknahme des Fahrpedals durch den Fahrer so signifikant ist, dass darauf geschlossen wird, dass sie bewußt vorgenommen wurde, erfolgt dann auch eine entsprechende Reaktion des Getriebes – in diesem Fall wird also dann zum Zeitpunkt t_12 eine längere Getriebeübersetzung eingesteuert, so dass die Drehzahl fällt. Beginnend mit dem Zeitpunkt t_12 wird der umgekehrte Fall dargestellt, in dem der Fahrer das Fahrpedal zunächst zurücknimmt und dann, zum Zeitpunkt t_13, wieder niederdrückt. Auch hier wird zum Zeitpunkt t_13 das Durchlaufen eines relativen Minimums erkannt und dem modifizierten Fahrpedalsignal durch die Übergangsfunktion der konstante Wert f_start3 zugewiesen, der bis zum Zeitpunkt t_14 gehalten wird.
Der in 2 dargestellte Signalverlauf gleicht in der ersten Phase dem in 1 dargestellten Verlauf. Allerdings wird, nachdem der Maximalwert zum Zeitpunkt t_21 erkannt wurde, die maximale positive Abweichung der beiden Signalwerte voneinander nicht erreicht, so dass es zu keiner sprungförmigen Rückführung des modifizierten Fahrpedalsignalwerts auf den nicht modifizierten Fahrpedalsignalwert wie zum Zeitpunkt t_12 in 1 kommt. Stattdessen wird die Übergangsfunktion zum Zeitpunkt t_23 dadurch beendet, dass der nicht modifizierte Fahrpedalsignalwert wieder gleich dem bis dahin konstant ausgegebenen modifizierten Fahrpedalsignalwert ist, der dem Startwert entspricht.
Bei dem in 3 dargestellten Signalverlauf ist das nicht modifizierte Fahrpedalsignal ständig gleich dem modifizierten Fahrpedalsignal, da das auslösende Ereignis – die Erkennung eines relativen Extremwerts – nicht stattfindet.
4 zeigt den gegenüber 2 umgekehrten Fall, bei dem der Fahrer vom Zeitpunkt t_40 bis zum Zeitpunkt t_41 das Fahrpedal zurücknimmt und zwischen t_41 und t_43 etwas niederdrückt. Dabei wird die maximale Abweichung nicht erreicht, so dass zwischen t_41 und t_43 der konstante Startwert f_start1 für das modifizierte Fahrpedalsignal ausgegeben wird.
Im in 5 dargestellten Signalverlauf liegt eine andere Übergangsfunktion zugrunde, bei welcher der modifizierte Fahrpedalsignalwert, beginnend mit dem Startwert f_start1, linear mit einer vorgebbaren Steigung α fällt, wenn der modifizierte Fahrpedalsignalwert größer ist als der nicht modifizierte Fahrpedalsignalwert und die Differenz zwischen den beiden Fahrpedalsignalwerten kleiner als die maximale positive Abweichung ist. Zum Zeitpunkt t_52 wird diese maximale positive Abweichung des modifizierten Fahrpedalsignalwerts gegenüber dem nicht modifizierten Fahrpedalsignalwert erreicht. Während der Phase zwischen den Zeitpunkten t_52 und t_53 wird der modifizierte Fahrpedalsignalwert durch die Summe des nicht modifizierten Fahrpedalsignalwerts und der maximalen positiven Abweichung bestimmt. In der Phase zwischen den Zeitpunkten t_53 und t_54 herrscht immer noch eine positive Abweichung, die wiederum linear mit der Steigung α fällt, bis zum Zeipunkt t_54 der modifizierte Fahrpedalsignalwert wieder gleich dem nicht modifizierten Fahrpedalsignalwert ist.
Der in 6 dargestellte Signalverlauf unterscheidet sich von dem in 5 dargestellten Signalverlauf dadurch, dass in der Phase zwischen den Zeitpunkten t_61 und t_63 die positive Abweichung des modifizierten Fahrpedalsignalwerts kleiner bleibt als die maximale positive Abweichung. Während der modifizierte Fahrpedalsignalwert vom nicht modifizierten Fahrpedalsignalwert abweicht, fällt der modifizierte Fahrpedalsignalwert linear mit der Steigung α.
Schließlich zeigt 7 einen Signalverlauf, bei dem zwischen den Zeitpunkten t_72 und t_73 das Fahrpedal durch den Fahrer konstant gehalten wird. Die zum Zeitpunkt t_72 bestehende positive Abweichung wird bis zum Zeitpunkt t_73 abgebaut, indem der modifizierte Fahrpedalsignalwert linear mit der Steigung α fällt.

Claims

Verfahren zur Einstellung einer Übersetzung eines stufenlosen Automatgetriebes mit einem verstellbaren Variator für ein von einem Antriebsmotor antreibbares Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Getriebesteuerung, welche ein Steuergerät mit einem Mikrocomputer umfaßt, das mit Sensoren und/oder externen Steuereinheiten zur Erfassung von Betriebsparametern sowie mit Verstellmitteln verbunden ist, welche abhängig von Steuersignalen der elektronischen Getriebesteuerung eine bestimmte Übersetzung am Variator einstellen, wobei dem Steuergerät ein Fahrpedalsignal zugeführt und abhängig von dem Fahrpedalsignal im Steuergerät eine Soll-Übersetzung ermittelt wird, welche von den Verstellmitteln am Variator eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Fahrpedalsignal im Steuergerät ein modifiziertes Fahrpedalsignal ermittelt wird, die Soll-Übersetzung abhängig von dem modifizierten Fahrpedalsignal ermittelt wird, dass geprüft wird, ob der zeitliche Verlauf des Fahrpedalsignals einen relativen Extremwert aufweist und, falls ein solcher relativer Extremwert erkannt wird, dem modifizierten Fahrpedalsignal, ausgehend von einem Zustand, in dem es gleich dem nicht modifizierten Fahrpedalsignal ist, ein Startwert (f_start1) zugewiesen wird, der gleich dem Extremwert ist, und dass der Wert des modifizierten Fahrpedalsignals durch eine Übergangsfunktion bestimmt wird, so lange, bis der Wert des modifizierten Fahrpedalsignals wieder gleich dem Wert des nicht modifizierten Fahrpedalsignals ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Übergangsfunktion bestimmte, modifizierte Fahrpedalsignalwert nicht größer ist als die Summe des nicht modifizierten Fahrpedalsignalwerts und einer maximalen positiven Abweichung zwischen nicht modifizierten und modifizierten Fahrpedalsignalwert und nicht kleiner ist als die Summe des nicht modifizierten Fahrpedalsignalwerts und einer maximalen negativen Abweichung zwischen nicht modifizierten und modifizierten Fahrpedalsignalwert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Übergangsfunktion bestimmte, modifizierte Fahrpedalsignalwert gleich dem Startwert ist, so lange, bis die maximale positive oder die maximale negative Abweichung zwischen nicht modifizierten und modifizierten Fahrpedalsignalwert erreicht wird oder bis der nicht modifizierte Fahrpedalsignalwert wieder gleich dem Startwert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der modifizierte Fahrpedalsignalwert sprungartig wieder gleich dem nicht modifizierten Fahrpedalsignalwert gesetzt wird, wenn die maximale positive oder die maximale negative Abweichung erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Übergangsfunktion bestimmte, modifizierte Fahrpedalsignalwert, beginnend mit dem Startwert, streng monoton in Richtung des nicht modifizierten Fahrpedalsignalwerts verändert wird, so lange, bis der modifizierte Fahrpedalsignalwert wieder gleich dem nicht modifizierten Fahrpedalsignalwert ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der modifizierte Fahrpedalsignalwert linear mit einer vorgebbaren Steigung (α) fällt, wenn der modifizierte Fahrpedalsignalwert größer ist als der nicht modifizierte Fahrpedalsignalwert, und die Differenz zwischen den beiden Fahrpedalsignalwerten kleiner als die maximale positive Abweichung ist.