DE19630156A1

DE19630156A1 - Steuerung eines selbsttätig schaltenden Getriebes oder eines stufenlosen Getriebes

Info

Publication number: DE19630156A1
Application number: DE1996130156
Authority: DE
Inventors: Bernd Doebele
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-01-29
Anticipated expiration: 2016-07-27
Also published as: DE19630156B4

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Steuerung eines selbsttätig schaltenden Getriebes oder eines stufenlosen Getriebes mit selbsttätiger Überset zungsverstellung insbesondere eines mit einer Brennkraftma schine ausgerüsteten Kraftfahrzeugs, wobei eine An triebseinheit aus Brennkraftmaschine und Getriebe mittels eines Leistungssteuerorgans, vorzugsweise eines Fahrpedals beeinflußbar ist und ein wenigstens von der Stellung des Fahrpedals abhängiger Signalwert zur Auswahl eines Fahrpro gramms herangezogen wird und im Bereich der vollen Auslen kung des Leistungssteuerorgans eine Möglichkeit zur Erken nung eines sogenannten Kick-Down Zustandes vorgesehen sein kann.

Es sind verschiedene Verfahren zur Übersetzungsauswahl bekannt, bei denen Fahrereinflüsse (Aktivität am Fahr- oder Bremspedal oder Lenkrad), Fahrzustandseinflüsse (Geschwindigkeit, Beschleunigungen, Kurven und Steigungen im Streckenverlauf, Traktion, Zeiten, Außentemperaturen) und Fahrzeugeinflüsse (Beladungszustand, Momente, Leistun gen, Fahrwiderstandsparameter, Fahrzeugtemperaturen) zur Auswahl der Getriebeübersetzung herangezogen werden. Aus der DE 33 41 652 ist ein Verfahren bekannt, welches unter anderem die Fahrpedalstellung eines endlichen vergangenen Zeitintervalls für die Übersetzungssteuerung heranzieht. In der DE 39 22 051 ist ebenfalls ein Verfahren beschrieben, bei dem neben weiteren Bedingungen auch die Fahrpedalstel lung für die Auswahl eines bestimmten Fahrprogramms heran gezogen wird. Den Verfahren haftet der Nachteil an, daß die in einem zurückliegenden Intervall erzeugten Signale be nutzt werden und deshalb eine spontane Änderung der Fahrpe dalstellung nicht zwangsläufig zu einem anderen Fahrpro gramm führt, was jedoch vom Fahrer gewünscht sein kann.

Bei Nutzfahrzeuggetrieben mit vielen Gangstufen unter scheiden sich ökonomische Fahrprogramme von leistungsorien tierten nicht nur durch die Schaltdrehzahlen, sondern auch durch die Gangfolge. Bei kleinen bis mittleren Zugkraftan forderungen werden für geringen Kraftstoffverbrauch, kleine Geräuschentwicklung und geringe Schalthäufigkeit kleine Schaltdrehzahlen und hohe Gangsprünge bei Ausnutzung des vollen Motormoments angestrebt.

Ein Nachteil der bekannten Lösungen ist die häufig benutzte streng monoton steigende Funktionsabhängigkeit der Motorlast vom Fahrpedal, die bewirkt, daß das volle Motor moment erst bei voll ausgelenktem Fahrpedal zur Verfügung steht. Dies hat zur Folge, daß es mitunter sehr schwierig oder gar unmöglich ist, das volle Motormoment auszunutzen, ohne dabei gleichzeitig in ein leistungsorientiertes Fahr programm zu gelangen bzw. die Gänge weit auszudrehen bzw. beim stufenlosen Getriebe hohe Motordrehzahlen zu erzeugen.

Die hohen Motordrehzahlen erhöhen sowohl das Geräusch niveau als auch den Kraftstoffverbrauch. Ein leistungs orientiertes Fahrprogramm bedingt unter Umständen zusätz lich eine unnötig hohe Schalthäufigkeit. Selbst wenn eine Fahrpedalstellung vorhanden ist, bei der bereits ein hohes Motormoment anliegt, ohne daß die (Schalt-)Drehzahlen unge wollt hoch werden, ist es für einen Fahrer schwierig, diese Stellung definiert und wiederholbar anzufahren.

Beim Anfahrvorgang ist es nachteilig, wenn bereits bei kleinen bis mittleren Auslenkungen des Fahrpedal grundsätz lich ein sehr hohes Motormoment erzeugt wird. Die Anfahr zugkraft kann dann nicht so fein reguliert werden, was zur Folge hat, daß der Anfahrvorgang in der Regel bei höheren Momenten abläuft und die Anfahrkupplung stärker belastet wird.

Der Einsatz eines sogenannten Kick-Down Schalters im Bereich der vollen Auslenkung des Fahrpedals, welcher eine spürbare Betätigungskraft erfordert, ist bekannt. Es ist üblich, daß mittels des Kick-Down Schalters an der Endstel lung der Fahrpedalauslenkung zwischen bereits hohen oder bei betätigtem Schalter höchsten (Schalt-)Drehzahlen unter schieden wird. Für eine ökonomische Fahrweise ist die Be nutzung der Bezugsstellung im Fahrpedal vor Auslösung des Kick-Down Schalters nicht geeignet.

Weiterhin sind Motoren mit Registervergasern oder ge stuften Drosselklappen bekannt, die die Eigenschaft aufwei sen, daß die Reaktionskraft des Fahrpedals auf den Fahrer fuß bei einer mittleren Auslenkung gestuft ist. Ab dieser Bezugsstellung wird das zweite Register bzw. die zweite Stufe der Drosselklappe geöffnet. Das volle Motormoment wird jedoch erst oberhalb der Bezugsstellung erreicht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines selbsttätig schaltenden Getriebes oder eines stufenlosen Getriebes mit selbsttäti ger Übersetzungsverstellung zu schaffen, das es einem Fah rer mittels des Fahrpedals ermöglicht, spontan, definiert und einfach wiederholbar ein ökonomisches Fahrprogramm an zuwählen, bei welchem bereits das volle Motormoment genutzt wird. Das Motormoment soll beim Anfahrvorgang fein dosier bar sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe folgendermaßen ge löst:
Eine Fahrpedalstellung unterhalb einer Bezugsstellung des Fahrpedals, welche unterhalb der vollen Auslenkung liegt, führt unmittelbar zur Auswahl eines ökonomischen Fahrprogramms und eine Fahrpedalstellung oberhalb der Be zugsstellung führt zur Auswahl eines leistungsorientierten Fahrprogramms. Der Fahrer erhält die Möglichkeit, durch eine einfache Aktion gezielt auf das Fahrprogramm Einfluß zu nehmen.

Diese Bezugsstellung ist für den Fahrer deutlich iden tifizierbar; in einer vorteilhaften Ausführung durch eine bei Überschreiten der Bezugsstellung erhöhte Reaktions kraft. Ebenso ist es denkbar, die Bezugsstellung dem Fahrer akustisch oder optisch mitzuteilen. Durch die Identifizier barkeit kann der Fahrer die Bezugsstellung exakt, einfach und wiederholbar anwählen.

Ab der Bezugsstellung des Fahrpedals wird die Brenn kraftmaschine mit Vollast oder annähernd Vollast betrieben. In einer vorteilhaften Variante wird während des Anfahrvor gangs oder im Anfahrgang die Brennkraftmaschine jedoch erst bei voll oder annähernd voll ausgelenktem Fahrpedal mit Vollast betrieben, wodurch das Motormoment beim Anfahrvor gang feinfühliger dosiert werden kann und die Belastung der Anfahrkupplung infolgedessen kleiner gehalten werden kann. Das Verfahren kann mit modernen Motor-Getriebesteuerungen realisiert werden, wobei die beiden Steuerungen sowohl se parat vorhanden sein können oder auch in einer Steuerung zusammengefaßt. Der Fahrer erhält die Möglichkeit bei vol ler Ausnutzung des Motormoments in einem ökonomisch orien tierten Fahrprogramm zu fahren, woraus sich Vorteile bezüg lich Kraftstoffverbrauch, Geräuschen und Schalthäufigkeit ergeben. Sofern die Getriebesteuerung zwischen vollastbezo genen (kurzen) und teillastbezogenen (komfortablen) Schal tungen unterscheidet, können auf diese Weise auch vollast bezogene Schaltvorgänge bei kleinen Schaltdrehzahlen her vorgerufen werden. Die kürzeren Schaltvorgänge bedingen eine kürzere Zugkraftunterbrechung und somit bessere Be schleunigungswerte.

Mit einer mechanischen Vorrichtung wird die Reaktions kraft des Fahrpedals auf den Fahrerruß bei Überschreiten der Bezugsstellung spürbar erhöht. Es ist vorteilhaft einen gegebenenfalls vorhandenen Kick-Down Schalter in dieser Vorrichtung zu integrieren. In diesem Fall erhält der Fah rer zwei Bezugsstellungen im Fahrpedal.

Die Fig. 1 bis Fig. 4 zeigen eine Ausgestaltung der mechanischen Vorrichtung in vier verschiedenen Stellungen:

Fig. 1 0% Auslenkung

Fig. 2 50% Auslenkung (Bezugsstellung)

Fig. 3 100% Auslenkung; Kick-Down Schalter nicht betätigt

Fig. 4 100% Auslenkung; Kick-Down Schalter betätigt

Fig. 5 zeigt eine alternative Ausgestaltung der mecha nischen Vorrichtung.

Das Fahrpedal 2 ist an der Lagerstelle 4 drehbar gela gert. Die Rückstellfeder 6 hält das Fahrpedal 2 bei 0% Aus lenkung, wenn es nicht betätigt ist. Der Wegsensor 8 mißt die Auslenkung des Fahrpedals 2 und übermittelt diese an eine nicht dargestellte elektronische Steuerung. Das Rast element 10 ist an die Führungsbahn 12 angefedert. In der Führungsbahn 12 ist eine Stufe 14 vorhanden, zu deren Über windung eine erhöhte Pedalkraft erforderlich ist. Die er höhte Reaktionskraft des Fahrpedals 2 auf den nicht darge stellten Fahrerfuß wird als Bezugsstellung im Fahrpedal 2 benutzt. Die in Fig. 2 dargestellte Auslenkung des Fahrpe dals 2 entspricht der Bezugsstellung. Das Betätigungselement für den Kick-Down Schalter (Kick-Down Raste 16) (Fig. 1 bis Fig. 4), welches unmittelbar vor dem Endanschlag 20 in die Führungsbahn 12 hineinragt, ist senkrecht zur Führungs bahn 12 in der dargestellten Schnittebene beweglich. Auch zur Auslenkung der Kick-Down Raste 16 ist eine erhöhte Pe dalkraft erforderlich, womit dem Fahrer eine Rückmeidung über die Betätigung des Kick-Down Schalters 18 gegeben wird. Fig. 3 zeigt eine Auslenkung kurz vor Betätigung des Kick-Down Schalters 18. In Fig. 4 ist die Kick-Down Ra ste 16 von dem Rastelement 10 aus ihrer Ausgangsstellung ausgelenkt und schließt den Kontakt des Kick-Down Schal ters 18.

In der alternativen Ausgestaltung, welche in Fig. 5 in einer Stellung dargestellt ist, ist die Führungsbahn 12 mit dem Fahrpedal 2 zusammen beweglich und das Rastelement ortsfest. Der Kick-Down Schalter 18 wird hier direkt von dem Rastelement 10 betätigt, wenn die zweite Stufe 15 in der Führungsbahn 12 überwunden wird. Die Endanschläge 20 sind hier nicht in der Führungsbahn integriert. Sie sind ortsfest in dem nicht dargestellten Fußraum des Fahrzeugs.

Bezugszeichenliste

2 Fahrpedal
4 Lagerstelle
6 Rückstellfeder
8 Wegsensor
10 Rastelement
12 Führungsbahn
14 Stufe
15 weite Stufe
16 Kick-Down Raste
18 Kick-Down Schalter
20 Endanschlag

Claims

1. Verfahren zur Steuerung eines selbsttätig schalten den Getriebes oder eines stufenlosen Getriebes mit selbst tätiger Übersetzungsverstellung insbesondere eines mit ei ner Brennkraftmaschine ausgerüsteten Kraftfahrzeugs, wobei eine Antriebseinheit aus Brennkraftmaschine und Getriebe mittels eines Leistungssteuerorgans, vorzugsweise eines Fahrpedals beeinflußbar ist und ein wenigstens von der Stellung des Fahrpedals (2) abhängiger Signalwert zur Aus wahl eines Fahrprogramms herangezogen wird und im Bereich der vollen Auslenkung des Leistungssteuerorgans eine Mög lichkeit zur Erkennung eines Kick-Down Zustandes vorgesehen sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich unterhalb der vollen Auslenkung eine Fahrpedalstel lung unterhalb einer für den Fahrer deutlich identifizier baren Bezugsstellung unmittelbar zur Auswahl eines ökonomi schen Fahrprogramms und eine Fahrpedalstellung oberhalb der Rezugsstellung zur Auswahl eines leistungsorientierten Fahrprogramms führt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Reaktionskraft des Fahrpe dals (2) auf den Fahrerfuß bei Überschreiten der Bezugs stellung spürbar erhöht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bezugsstellung oder das Über schreiten der Bezugsstellung dem Fahrer akustisch oder op tisch mitgeteilt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ab der Bezugsstellung des Fahrpedals (2) die Brennkraftmaschine mit Vollast oder annähernd Vollast betrieben wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine beim Anfahrvorgang erst bei voll oder annähernd voll ausge lenktem Fahrpedal (2), und bei allen anderen Fahrzuständen bereits ab der Bezugsstellung des Fahrpedals (2) mit Vollast oder annähernd Vollast betrieben wird.

6. Vorrichtung mit einem Betätigungselement - vorzugs weise einem Fahrpedal (2) - insbesondere zur Benutzung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskraft des Fahrpedals (2) auf den Fahrerfuß bei Überschreiten einer Bezugsstellung, welche unterhalb einer vollen oder annä hernd vollen Auslenkung liegt spürbar höher ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß am Fahrpedal (2) ein Rastele ment (10) vorgesehen ist, welches an eine feststehende Füh rungsbahn (12) gedrückt wird, auf weicher es quer zur An drückrichtung gleitet, wenn das Fahrpedal (2) bewegt wird, und diese Führungsbahn (12) so ausgestaltet ist, daß die Betätigungskraft bei einer oder mehreren Stellungen spürbar gestuft ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß in der feststehenden Füh rungsbahn (12) ein Betätigungselement (16) für einen Kick-Down Schalter (18) eingebaut ist, welches von dem Rastele ment (10) bei einer bestimmten Fahrpedalstellung ausgelenkt wird, wofür am Fahrpedal (2) eine erhöhte Betätigungskraft erforderlich ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß ein feststehendes Rastelement (10) vorgesehen ist, welches an eine mit dem Fahrpedal (2) ver bundene Führungsbahn (12) gedrückt wird, welche quer zur Andrückrichtung am Rastelement (10) entlanggleitet, wenn das Fahrpedal (2) bewegt wird, und diese Führungsbahn (12) so ausgestaltet ist, daß die Betätigungskraft bei einer oder mehreren Stellungen spürbar gestuft ist.