DE19544516C3

DE19544516C3 - Steuereinrichtung für ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE19544516C3
Application number: DE19544516A
Authority: DE
Inventors: Thomas Wagner; Michael Ulm; Friedrich Graf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1995-11-29
Filing date: 1995-11-29
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2015-11-30
Also published as: FR2741687B1; DE19544516A1; GB9624944D0; US5822708A; FR2741687A1; DE19544516C2; GB2310011A; GB2310011B

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine solche Steuereinrichtung dient zum Schalten eines automatischen Kraftfahrzeuggetriebes, wobei während einer Schaltung das Motordrehmoment verringert wird, um ein komfortables, d. h. ruckfreies Schalten zu ermöglichen und die Verlustleistung in den Reibelementen des Getriebes möglichst gering zu halten. Eine solche Steuerung ist bei Hochschal tungen und bei Rückschaltungen sinnvoll; bei Rückschaltungen wird insbesondere eine Komforterhöhung angestrebt, da hier während der Zugkraftunterbrechung keine Verlustleistungen auftreten.

Eine bekannte Getriebesteuerung gibt beim Schalten eines automatischen Getriebes ein Eingriffssignal an die Motor steuerung. Diese verändert daraufhin das Motordrehmoment und ermöglicht so ein ruckfreies und verschleißarmes Schalten. Die Getriebesteuerung ermittelt den Anteil, um den das Motordrehmoment zu ändern ist und gibt diesen Anteil als Steuerinformation an die Motorsteuerung (EP 0 518 855 B1).

Bei einem bekannten Verfahren zur elektronischen Steuerung eines automatischen Fahrzeuggetriebes mit elektrohy draulisch betätigbaren Reibelementen zur Umschaltung zwischen den verschiedenen Übersetzungsstufen wird eine den Schaltvorgang charakterisierende Istgröße mit einer gespeicherten Sollgröße verglichen und im Fall einer Abweichung ein Korrekturwert ermittelt, der den hydraulischen Druck für die Reibelemente des Getriebes adaptiv verändert (EP 0 176 750 B1). Als die den Schaltvorgang charakterisierende Größe wird unter anderem der Gradient der Getriebe eingangsdrehzahl während des Schaltens der Reibelemente verwendet. Zur Erkennung des Freilaufpunktes kann auch die zeitliche Ableitung der Getriebeeingangsdrehzahl überwacht werden. Zur Erkennung des Synchronpunktes kann aus der Getriebeeingangsdrehzahl am Freilaufpunkt und dem Gangsprung, unter der Voraussetzung einer konstanten Ab triebsdrehzahl, die Synchrondrehzahl bestimmt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Freilauf- und den Synchronpunkt des Getriebes anhand von einfach zu bestimmenden Drehzahlen im Getriebe zu ermitteln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Steuereinrichtung nach Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Automatikgetriebes gemäß der Erfindung;

Fig. 2 für die rechnerische Ermittlung von Getriebedaten wesentliche Bestandteile des Getriebe nach Fig. 1, in sche matischer Darstellung;

Fig. 3 den zeitlichen Verlauf des Abtriebsmoments eines Getriebes bei einer Zugkraftschaltung;

Fig. 4 die Verläufe der Differenzdrehzahl eines zuschaltenden und eines lösenden Schaltelements bei dem Getriebe nach Fig. 2;

Fig. 5 ein in der Steuereinrichtung des Getriebes nach Fig. 1 oder 2 verwendetes Fuzzy-System;

Fig. 6 ein Programm zur Erkennung von Beginn und Ende der Momentenreduzierung;

Fig. 7 ein Fuzzy-System zur Parametrisierung der Momentenreduktion;

Fig. 8-10 die Zugehörigkeitsfunktionen von Ein- und Ausgangsgrößen des Fuzzy-Systems nach Fig. 7;

Fig. 11 und 12 den Verlauf des Abtriebdrehmoments und des Motordrehmoments bei einer Zugrückschaltung ohne Momentenreduzierung;

Fig. 13 und 14 den Verlauf des Abtriebdrehmoments und des Motordrehmoments bei einer Zugrückschaltung mit Mo mentenreduzierung.

Ein Antrieb 1 eines Kraftfahrzeugs schließt ein Getriebe 2 ein, das zur Drehzahl- und Drehmomentenwandlung einen Planetenradsatz 3 aufweist, der zum Beispiel in Ravigneaux-, Simpson- oder Wilsonbauweise ausgeführt ist. Als Anfähr element dient ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 4 - auch als Föttinger-Wandler bekannt -, der zur Verbesse rung des Wirkungsgrades mit einer mechanischen Kupplung (hier nicht dargestellt) überbrückt werden kann. Gesteuert wird das Getriebe 2 durch eine elektro-hydraulische Steuereinrichtung 6, die - wie in der Zeichnung angedeutet - Be fehle und Daten von dem Fahrer und dem Kraftfahrzeug erhält und Daten mit dem Motor austauscht. Die Steuereinrich tung 6 besteht aus einer elektronischen Steuereinrichtung in engeren Sinne und aus einem von dieser gesteuerten hydrau lischen Betätigungsteil, der Aktuatoren für die verschiedenen Reibelemente im Getriebe - Kupplungen, Bremsen und Freiläufe - mit Druckflüssigkeit versorgt.

Das automatische Getriebe 2 ist in dem hier beschriebenen Beispiel als ein Wandler-Vierganggetriebe realisiert. Des sen Grundaufbau ist aus Fig. 2 ersichtlich, in der ein Planetengetriebe nach dem Ravigneaux-Prinzip sowie mehrere Kupplungen und Bremsen zur Realisierung der Gangschaltungen dargestellt sind, nicht aber der allgemein bekannte hy drodynamische Wandler 4. Bauteile des Getriebes 2 sind: eine Eingangs- oder Antriebswelle An, eine Ausgangs- oder Abtriebswelle Ab, eine erste Kupplung K1, eine zweite Kupplung K2, eine erste Bremse B1, eine zweite Bremse B2 und ein Freilauf F. Die Zahnräder des Getriebes sind durch ihre nachfolgend aufgeführten Zähnezahlen gekennzeichnet: z1 = 26 für ein kleines Sonnenrad, z2 = 34 für ein großes Sonnenrad, z3 = 22 für ein kurzes Planetenrad, z4 = 20 für ein langes Planetenrad und z5 = 74 für ein Hohlrad.

Ein Schnellgang (Overdrive) wird durch das Verbinden des Getriebeeingangs mit dem Stützglied des ersten Gangs (Steg) über eine zusätzliche Kupplung realisiert. Das Stützglied im 4. Gang ist wie im 2. Gang das große Sonnenrad. Durch diese Bauweise kann auf eine Zusatzgruppe zur Realisierung des Schnellgangs verzichtet werden.

Die beiden Hauptaufgaben einer elektronischen Getriebesteuerung bestehen in der Schaltpunktsteuerung und in der Schaltübergangssteuerung. Die Schaltpunktsteuerung geschieht in bekannter Weise über Kennfelder (mit gespeicherter Drosselklappenstellung über der Abtriebsdrehzahl). Die Auswahl der im Steuergerät abgelegten Kennfelder (z. B. "Sport", "Ökonomisch" und "Winter") wird manuell oder adaptiv durch die Auswertung von im Fährbetrieb gemessenen Größen durchgeführt.

Der weitaus komplexere Teil der elektronischen Getriebesteuerung ist die Steuerung des Schaltübergangs. Mit ihrer Hilfe wird ein möglichst "weicher" Gangwechsel angestrebt. Dazu sind neben der Beeinflussung des Druckes in den an der Schaltung beteiligten Reibelementen eine Vielzahl anderer, in der nachfolgenden Tabelle dargestellter Aktivitäten nötig. Ein den heutigen Ansprüchen an ein automatisches Getriebe genügender Schaltübergang kann nur durch den Ein satz sogenannter intelligenter Steuerelektronik erreicht werden. Auf der schaltungstechnischen Seite (Hardware) ist dazu eine hohe Bauteileintegration und eine hohe Leistungsfähigkeit der verwendeten Mikrocontroller nötig, da eine große Anzahl von Daten in einer sehr kurzen Zeit verarbeitet werden müssen:

Die beiden wesentlichen Aspekte der Schaltübergangssteuerung sind die Steuerung des Motordrehmomentes (auch Motormomentensteuerung) und die Drucksteuerung. Bei der Motormomentensteuerung wird während der Schaltung ein Eingriff in die Motorsteuerung vorgenommen. Dazu werden Daten zwischen der Getriebesteuerung und der Motorsteue rung ausgetauscht. Mit Hilfe der Drucksteuerung wird das Schalten und Lösen der Schaltelemente im Getriebe gesteuert. Dazu wird mit Proportional- oder Schnellschaltventilen eine Druckmodulation durchgeführt. Beide Aspekte stehen im engen Zusammenhang und beeinflussen sich gegenseitig. Die Drucksteuerung bei Schaltungen wird in einer parallel ein gereichten Patentanmeldung (DE 195 44 517 A1) beschrieben, auf die hiermit verwiesen wird.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde eine auf Fuzzy-Logik basierte Schaltübergangssteuerung entworfen und mit einer "closed-loop"-Simulation erprobt. Das Hauptaugenmerk wurde dabei auf Zugkraftschaltungen gelegt. Das Getriebe 2 ist als ein Viergang-Ravigneaux-Satz mit Föttinger-Wandler ausgebildet.

Im wesentlichen sind dabei folgende Schritte durchgeführt worden:

- Erstellung eines Simulationsmodells für ein 4-Gang-Ravigneaux-Getriebe innerhalb eines einfachen Antriebsstrangs
- Entwurf eines Modells der hydraulischen Steuereinrichtung
- Entwurf einer Fuzzy-Logik basierten Motormomentensteuerung
- Entwurf einer Fuzzy-Logik basierten Drucksteuerung
- Erprobung der Schaltübergangssteuerung in der Simulation.

Der Einsatz von Fuzzy-Systemen zur Steuerung des automatischen Getriebes 2 wurde wegen der Komplexität der Aufgabenstellung und der Vielzahl zu verarbeitender Größen gewählt. Außerdem kann ein solches System mit verfüg baren Entwicklungssystemen (Tools) relativ schnell erstellt werden.

Im folgenden wird die Steuerung des Motormoments bei Schaltungen im Zugbetrieb beschrieben. Prinzipiell ist es auch möglich, den Schaltablauf einer Schubschaltung durch einen Motoreingriff zu beeinflussen. Zur Beeinflussung des Motormoments stehen folgende Möglichkeiten zur Verfügung: Zündwinkelverstellung, Ausblendung von Einspritzun gen, elektronische Verstellung der Drosselklappe und elektronische Verstellung der Leerlauffüllung. Wegen der relativ aufwendigen Realisierung und Trägheit der elektronischen Verstellung der Drosselklappe und der Leerlauffüllung sowie der ungünstigen Beeinflussung des Abgasverhaltens durch die Ausblendung von Einspritzungen, wird hier die Zündwin kelverstellung eingesetzt.

Nachfolgend wird die Steuerung des Motormoments bei Zugkraftschaltungen erläutert. Zugkraftschaltungen sind die hinsichtlich der in den Schaltelementen auftretenden Verlustleistung und der daraus resultierenden, thermischen Bean spruchung der Reibbeläge kritischsten Schaltungen. Ohne einer Reduzierung des Motormomentes während der Schal tung kommt es sehr leicht zur Zerstörung der Reibbeläge. Mit einer erfindungsgemäßen Motormomentensteuerung kann die aus Fig. 3 dargestellte Überhöhung des Abtriebsdrehmoments M_ab in der Inertia-Phase einer Schaltung eines her kömmlichen Getriebes abgebaut werden, so daß es zu einer Glättung des Getriebeabtriebsmoments und damit zu einer merklichen Verbesserung des Fahrkomforts kommt.

Aus nachstehender Gleichung 1 läßt sich die Möglichkeit einer Verringerung der im zuschaltenden Schaltelement (Freilaufschaltung) auftretenden Verlustarbeit durch eine Reduzierung des Motormoments ersehen:

Hierin sind:
a_i Drehzahlfaktor für Antrieb
a_l Drehzahlfaktor des lösenden Schaltelements für den Antrieb
i_neu Übersetzung des neuen Gangs
i_alt Übersetzung des alten Gangs
J_ein getriebeeingangsseitiges Trägheitsmoment
M_Mot Motormoment
n_ab Getriebeabtriebsdrehzahl
w_an = w_ein Antriebswinkelgeschwindigkeit
w_ab Abtriebswinkelgeschwindigkeit.

Aus dieser Gleichung ist zu erkennen, daß sich die in der Kupplung umgesetzte Verlustarbeit aus einem kinetischen Anteil (Abbremsung der Motormassen) und einem durch die Verbrennung im Motor entstehenden Anteil zusammen setzt. Es besteht die Möglichkeit, durch eine Reduzierung des Motormomentes die während der Schaltung auftretende Verlustarbeit in den Schaltelementen zu verringern. Weiterhin wird deutlich, daß bei einer Verringerung des Motormo mentes die Schleifzeit des Schaltelementes erhöht werden kann, ohne daß sich die Verlustarbeit erhöht. Durch diese Er höhung der zur Verfügung stehenden Schleifzeit wird der Schaltkomfort verbessert.

Bei der Beurteilung der Möglichkeiten, die durch dem Motormomenteneingriff gegeben sind, ist das Produkt aus Mo tormoment und Schaltzeit ausschlaggebend. Die Schaltzeit wird dabei als Funktion des Kupplungsmomentes betrachtet, da dieses von außen her beeinflußbar ist. Wird das Motormoment nicht beeinflußt, muß zur Realisierung einer für die Größe der Verlustarbeit unkritischen Schleifzeit ein hohes Kupplungsmoment aufgebracht werden. Bleibt das Kupp lungsmoment konstant und wird das Motormoment verringert, verkürzt sich die Schleifzeit und damit die Verlustarbeit. Soll dagegen die Schleifzeit trotz Verringerung des Motormomentes konstant bleiben, kann das Kupplungsmoment ent sprechend reduziert werden. Wichtig ist hierbei, eine Optimierung der Dauer der Schleifzeit hinsichtlich Schaltkomfort und Beanspruchung der Reibelemente vorzunehmen.

Nachfolgend wird die Ablaufsteuerung des Motoreingriffs bei Zugkraftschaltungen beschrieben. Hauptproblem der Ablaufsteuerung ist die präzise, zeitliche Abstimmung des Motoreingriffs. Das Motormoment darf keinesfalls vor dem vollständigen Lösen des Schaltelements (Freilaufpunkt), welches den alten Gang trägt, einsetzen. Bis zu diesem Zeit punkt bleibt die Übersetzung des alten Gangs erhalten, und eine Verringerung des Motormoments wurde zu einem ver stärkten Momenteneinbruch in der Torque-Phase führen. Es ist also notwendig, den Freilaufpunkt exakt zu erfassen. Beim Erreichen des Freilaufpunktes kann das Motormoment sofort auf einen vorgegebenen Wert reduziert werden.

Der Zeitpunkt für die Beendigung des Motoreingriffs muß so gewählt werden, daß die Rückstellung des Motormo mentes auf seinen Ausgangswert so kurz wie möglich vor dem Synchronpunkt (Schaltungsende) liegt und die Aufrege lung bis zum Schaltende zeitlich realisierbar ist. Bisherige Vorschläge gehen zum Beispiel wie erwähnt, von einer Über wachung der zeitlichen Ableitung der Getriebeeingangsdrehzahl zur Erkennung des Freilaufpunktes aus. Zur Erkennung des Synchronpunktes kann aus der Getriebeeingangsdrehzahl am Freilaufpunkt und dem Gangsprung, unter der Voraus setzung einer konstanten Abtriebsdrehzahl, die Synchrondrehzahl bestimmt werden. Kurz vor Erreichen dieser Drehzahl wird das Moment auf seinen ursprünglichen Wert zurückgestellt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden der Freilauf- und der Synchronpunkt anhand der Differenzdrehzahlen der an der Schaltung beteiligten ermittelt. Diese Drehzahlen der Schaltelementhälften können aus der Getriebeeingangs drehzahl, der Abtriebsdrehzahl und den Drehzahlfaktoren bestimmt werden. Sollte die Getriebeeingangsdrehzahl nicht zur Verfügung stehen, kann auch mit der Drehzahl einer getriebeinneren Welle gerechnet werden, da die Eingangsdrehzahl ω_an, Abtriebsdrehzahl ω_ab und Koppelwellendrehzahl ω_i immer über folgende Gleichung 2 verknüpft sind:

ω_i = a_i.ω_an + b_i.ω_ab (Gl. 2).

Die Drehzahlfaktoren a_i und b_i sind Zähnezahlverhältnisse und charakterisieren die Winkelgeschwindigkeiten der ent sprechenden Koppelwellen in Abhängigkeit der Winkelgeschwindigkeiten von An- und Abtrieb. Zur Berechnung wird jeweils der Antrieb bzw. der Abtrieb als feststehend betrachtet. Es gilt dabei:

a_i + b_i = 1.

Die Drehzahlfaktoren der Schaltelementhälften müssen für das entsprechende Getriebe berechnet werden und mit ei ner Zuordnung zur Schaltungsart (1-2, 2-3 . . .) in einem Speicher zur Verfügung stehen, der durch folgende Tabelle dar gestellt ist:

Darin sind:
a Drehzahlfaktor auf Antrieb bezogen
b Drehzahlfaktor auf Abtrieb bezogen
l lösendes Schaltelement
s zuschaltendes Schaltelement
1. Ziffer Schaltelementhälfte
2. Ziffer Schaltungsart.

Damit können die Drehzahlen der an der Schaltung beteiligten Schaltelementhälften bestimmt werden. Aus diesen einzelnen Drehzahlen können nun wiederum die Differenzdrehzahlen der Hälften der Schaltelemente mit den folgenden Gleichungen 3 und 4 berechnet werden:

- lösende Kupplung: (Bsp.: Schaltung 1-2)
n_l11 = a_l11.n_ein + b_l11.n_ab
n_l21 = a_l21.n_ein + b_l21.n_ab
abs(ndiff_l1) = abs(n_l11 - n_l21) (Gl. 3)
mit:
n_l11: Drehzahl der 1. Hälfte des lösenden Schaltelements für Schaltübergang 1-2
n_l21: Drehzahl der 2. Hälfte des lösenden Schaltelements für den Schaltübergang 1-2
ndiff_l1: Differenzdrehzahl an des lösenden Schaltelements für den Schaltübergang 1-2.
- zuschaltende Kupplung: (Bsp.: Schaltung 1-2)
n_s11 = a_s11.n_ein + b_s11.n_ab
n_s21 = a_s21.n_ein + b_s21.n_ab
abs(ndiff_s1) = abs(n_s11 - n_s21) (Gl. 4)
mit:
n_s11: Drehzahl der 1. Hälfte des zuschaltenden Schaltelements für den Schaltübergang 1-2
n_s21: Drehzahl der 2. Hälfte des zuschaltenden Schaltelements für den Schaltübergang 1-2
ndiff_s1: Differenzdrehzahl an dem zuschaltenden Schaltelement für den Schaltübergang 1-2.

Somit stehen für die aktuelle Schaltung die Differenzdrehzahlen an den beiden Schaltelementen zur Verfügung. Mit den Absolutwerten dieser Differenzdrehzahlen können nun der Freilaufpunkt (Differenzdrehzahl des lösenden Schaltele ments wird größer als null) und der Synchronpunkt (Differenzdrehzahl des zuschaltenden Schaltelements wird null) ex akt bestimmt werden. Die Verläufe der Differenzdrehzahlen des schaltenden und des lösenden Schaltelements sind aus Fig. 4 ersichtlich.

Wie schon weiter oben angedeutet, kann bei Erkennung auf "Freilaufpunkt" das Motormoment sofort reduziert wer den. Diese Reduzierung muß kurz vor dem Synchronpunkt beendet werden, damit noch genügend Zeit zur Rückstellung bleibt. Um dies zu realisieren, wird eine Schwelldrehzahldifferenz festgelegt, so daß bei Unterschreitung dieser Schwelle durch die Drehzahldifferenz der schaltenden Kupplung der Motoreingriff beendet wird. Das reduzierte Motormoment wird jetzt wieder auf seinen Ausgangswert zurückgeführt.

Die Festlegung der Schwelldrehzahl erfolgt durch einen Fuzzy-Algorithmus, der in einem Fuzzy-System 11 abläuft (Fig. 5). Dieser Algorithmus wird zu Beginn der Schaltung aufgerufen und erhält folgende Eingangsgrößen 12 bis 14, die in einer Regelbasis 15 abgearbeitet werden:

- 12 = Stärke der Momentenreduzierung (Faktor 0 . . . 1),
- 13 = normiertes Motormoment zu Schaltbeginn:
- 14 = normierte Differenzdrehzahl am zuschaltenden Schaltelement:

Während der Zugkraftschaltung ändert sich das Motormoment wegen den getroffenen Voraussetzungen nicht wesent lich. Daher kann aus dem Motormoment zu Beginn der Schaltung und der Größe der Momentenreduzierung der bei der Rückstellung notwendige Momentensprung abgeschätzt werden. Es muß genügend Zeit zur Verfügung stehen, um die sen Momentensprung z. B. durch eine Zündwinkelverstellung zu vollführen.

Der Wert der Differenzdrehzahl zu Schaltbeginn läßt bei relativ konstanten Schaltzeiten eine Aussage über die Größe des negativen Anstiegs des Differenzdrehzahlverlaufes zu. Bei einem starken negativen Anstieg muß die Differenzdreh zahlschwelle angehoben werden, da sonst die bis zum Schaltende verbleibende Zeit für die Momentenrückstellung zu kurz ist.

Ausgangsgröße 16 des Fuzzy-Algorithmus ist eine normierte Schwelldrehzahl nsw_norm, wobei eine Normierung auf eine Differenzdrehzahl von 130.1/min durchgeführt wurde.

Die Struktur des Fuzzy-Algorithmus ist aus Fig. 5 ersichtlich. Darin werden folgende Größen verwendet:

- kredf_zh: Stärke der Momentenreduzierung für die Zughochschaltung,
- m0_norm: normiertes Motormoment,
- ndsk_norm: normierte Differenzdrehzahl des zuschaltenden Schaltelements,
- nsw_zh_norm: normierte Drehzahlschwelle.

In Fig. 6 ist der Gesamtalgorithmus zur Erkennung von Beginn und Ende der Momentenreduzierung für die Zughoch schaltung in Form eines Ablaufdiagramms dargestellt. Das Ablaufdiagramm ist selbsterklärend. Es ist zu erkennen, daß im Wandlerbereich keine Momentenbeeinflussung durchgeführt wird, da die Schaltung bei sehr kleinen Momenten abläuft. Die Erkennung des Wandlerbereichs geschieht durch Überwachung des Verlaufes der Wandlerverstärkung µ.

Nachfolgend wird die Stärke der Momentenreduzierung bei Zugkraftschaltungen erläutert. Wie schon weiter oben ange deutet, zielt die Momentenreduzierung bei Zughochschaltungen auf eine Verbesserung des Schaltkomforts und auf eine Verringerung der während des Schaltübergangs auftretenden Verlustarbeit. Die Verbesserung des Schaltkomforts wird dadurch erreicht, daß durch eine Momentenreduzierung das für die Schaltung nötige Kupplungsmoment reduziert wer den kann. Damit wird eine starke Überhöhung des Abtriebsmoments in der Inertia-Phase vermieden. Die Möglichkeit der Reduzierung der Verlustarbeit wurde anhand von Gleichung Gl. 1 gezeigt.

Das hier erläuterte System zur Momentenbeeinflussung parametrisiert die Stärke der Momentenreduktion zu Beginn der Zughochschaltung. Dazu ist es nötig, mittels aussagekräftiger Größen bei Schaltbeginn auf die zu erwartende Ver lustarbeit zu schließen, und danach die Stärke der Momentenreduzierung festzulegen. Dies geschieht mit Hilfe von zwei Eingangsgrößen Gangsprung und Getriebeeingangsdrehzahl. Die Auswahl dieser beiden Größen stützt sich darauf, daß die Verlustarbeit wesentlich durch die Schaltzeit bestimmt wird, und diese wiederum durch den Gangsprung und die Ge triebeeingangsdrehzahl (Gleichung 5.9). Dabei bewirkt eine Vergrößerung der beiden Größen eine Erhöhung der Verlust arbeit. Wird die Schaltzeit durch die Drucksteuerung einigermaßen konstant gehalten, kann bei einer Momentenreduzie rung das dazu nötige Kupplungsmoment verringert werden, was zu einer Verbesserung des Schaltkomforts führt.

Zur Parametrisierung der Stärke der Momentenbeeinflussung wird ein Fuzzy-System 18 (Fig. 7) eingesetzt, das aus den Eingangsgrößen Gangsprung igs_fuzzy und Getriebeeingangsdrehzahl n1_fuzzy in einer Regelbasis 21 als Aus gangswert 22 die Stärke der Momentenreduzierung generiert (Fig. 7). Für die weitere Verarbeitung innerhalb der Getrie besteuerung dient dieser Ausgangswert als Reduzierungsfaktor. Unter Parametrisierung wird hier die genaue Ermittlung einer Größe unter Verwendung von bekannten oder abzuleitenden Getriebeparametern verstanden.

Der Einsatz des Fuzzy-Systems ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil es keinen praktischen Sinn ergibt, die die Ein gangsgröße "Getriebeeingangsdrehzahl" und die Ausgangsgröße "Reduzierungsfaktor" scharf abzugrenzen.

Die in Fig. 7 enthaltenen Größen bedeuten:
igs_fuzzy: Gangsprung,
n1_fuzzy: normierte Getriebeeingangsdrehzahl,
kred_zh: Faktor der Momentenreduzierung für die Zughochschaltung [0 . . . 1],
nsw-rules: Regeln der Regelbasis 21.

Die Getriebeeingangsdrehzahl ist dabei auf ihren Maximalwert normiert worden.

Die Fuzzy-Sets der Ein- und Ausgangsgrößen des Fuzzy-Systems 18 sind aus den Fig. 8, 9 und 10 ersichtlich. Diese zeigen die Zugehörigkeitsfunktionen der drei Fuzzy-Variablen, d. h. die Zugehörigkeitsgrade der Größen igs, n1_fuzzy und kred_zh.

Die Regelbasis 21 enthält nachstehend wiedergegebene Fuzzyregeln:

Die Ergebnisse der Momentenreduzierung bei Zugrückschaltungen werden nun anhand der Fig. 11 bis 14 erläutert. Die Fig. 11 und 12 zeigen den zeitlichen Verlauf des Abtriebdrehmoments M_ab, bzw. des Motordrehmoments M_mot bei ei ner Zugrückschaltung ohne Momentenreduzierung. Deutlich ist der starke Sprung des Abtriebdrehmoments (durch einen Pfeil markiert) beim Fassen des Freilaufs zu erkennen. Dieser Momentensprung, der mit einem Beschleunigungsruck und einer Verdrehung der Abtriebswelle verbunden ist, soll durch den Momenteneingriff verringert werden.

Die Fig. 13 und 14 zeigen den zeitlichen Verlauf des Abtriebdrehmoments M_ab bzw. des Motordrehmoments M_mot bei einer Zugrückschaltung, bei der eine Momentenreduzierung gemäß der Erfindung durchgeführt wurde. Die durch die Motormomentreduzierung bewirkte Glättung des Momentensprungs an der Abtriebswelle an dem für ein sanftes Schal ten maßgeblichen Ende des Schaltvorgangs ist deutlich erkennbar (oberer Pfeil in Fig. 13). Es wird somit durch die Er findung der Schaltkomfort des mit einem automatischen Getriebe 2 versehenen Antriebs 1 eines Kraftfahrzeugs merklich verbessert und die beim Schalten auftretende Verlustarbeit verringert.

Claims

1. Steuereinrichtung (6) für ein automatisches Kraftfahrzeug getriebe (2), durch die zur Erhöhung des Schaltkomforts wäh rend einer Schaltung, insbesondere bei einer Schaltung im Zugbetrieb, das Motordrehmoment verringert wird, wobei die Motordrehmomentreduktion durch die Steuereinrichtung (6) frü hestens beim Erreichen des Freilaufpunkts des Getriebes (2) begonnen und kurz vor Erreichen des Synchronpunktes des Ge triebes (2) beendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf- und der Synchronpunkt des Getriebes (2) anhand von Drehzahldifferenzen (ndiff_l1, ndiff_s1) der an der jeweiligen Schaltung beteiligten Schaltelemente festgestellt werden.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahldifferenzen von aus je zwei Schaltelement hälften bestehenden Schaltelementen des Getriebes (2) aus der Getriebeeingangsdrehzahl, aus der Abtriebsdrehzahl (n_ab) und aus Drehzahlfaktoren (a_i, b_i), die sich aus Zähneverhältnis sen im Getriebe (2) ergeben, ermittelt werden.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Motordrehmoment reduziert wird, sobald die Drehzahl differenz des jeweils lösenden Schaltelements ungleich null ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Motordrehmoment auf seinen Ausgangswert zurückgeführt wird, sobald die Drehzahldifferenz (ndiff_s1) des jeweils zu schaltenden Schaltelements eine vorgegebene Schwelldrehzahl (nsw_norm) unterschreitet.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelldrehzahl durch ein Fuzzy-System (11) festge legt wird, von dem als Eingangsgrößen eine vorgegebene Stärke der Motormomentreduzierung (12), ein normiertes Motordrehmo ment (13) zu Schaltbeginn und eine normierte Differenzdreh zahl (14) an dem zuschaltenden Schaltelement ausgewertet wer den.