DE19844375A1 - Verfahren zur Steuerung eines selbsttätig schaltenden Getriebes - Google Patents

Verfahren zur Steuerung eines selbsttätig schaltenden Getriebes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines selbsttätig schaltenden Getriebes mit mehreren Gangstufen, bei dem eine Rückschaltung in eine niedrigere Gangstufe ausgelöst wird, wenn beim Betätigen des Fahrpedals im Sinne erhöhter Lastvorgabe eine Schaltkennlinie überschritten wird. Es wird vorgeschlagen, ein Fahrpedalgradientensignal (DKIG) mit einem vorgebbaren Grenzwert (DKIG_Grenz) zu vergleichen und eine Rückschaltung bereits vor dem Überschreiten der Schaltkennlinie auszulösen, wenn der aktuelle Wert des Fahrpedalgradientensignals größer als dieser Grenzwert ist. Die Reaktionszeit des Getriebes wird deutlich verkürzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines selbsttätig schaltenden Getriebes gemäß dem Oberbe­ griff von Anspruch 1.
In der elektronischen Steuerungseinrichtung von moder­ nen automatischen Schaltgetrieben sind üblicherweise mehre­ re Schaltprogramme gespeichert. Ein Schaltprogramm enthält üblicherweise einen Satz von Schaltkennlinien. Jede Schalt­ kennlinie enthält für einen bestimmten Gangwechsel, z. B. dritter Gang nach vierter Gang, die Information, bei wel­ cher Geschwindigkeit bzw. Drehzahl und welcher Lastvorgabe bzw. Fahrpedalstellung der Gangstufenwechsel ausgelöst wird.
Die DE 39 22 051 C2 offenbart ein Verfahren, bei dem aus dem Fahrpedalstellungssignal ein Gradientensignal er­ mittelt und, abhängig vom Wert dieses Gradientensignals, in ein leistungsoptimiertes Schaltprogramm umgeschaltet wird. Dieses Verfahren ist geeignet, einem Fahrer spontan ein Schaltprogramm mit höheren Schaltdrehzahlen und entspre­ chenden Zugkraft-Überschüssen bereit zustellen, was bei­ spielsweise während eines Überholvorgangs erwünscht sein kann.
Bei automatischen Schaltgetrieben besteht das grund­ sätzliche Problem, daß nach der Schaltungsauslösung bis zum Beginn der Übersetzungsänderung eine bestimmte Zeitdauer verstreicht. Diese Zeitdauer wird bei elektro-hydraulisch gesteuerten Getrieben für das Befüllen einer zuschaltenden Kupplung und/oder für das Absenken des Druckniveaus einer abschaltenden Kupplung benötigt. Insbesondere, wenn der Fahrer eine schnelle Lasterhöhung vornimmt und eine Rück­ schaltung erwartet, ist diese Zeitdauer störend, da eine spürbare Reaktion des Getriebes erst verzögert erfolgt.
Durch ein Verfahren, wie es beispielsweise in der DE 196 48 383 A1 offenbart ist, läßt sich diese Zeitdauer in bestimmten Grenzen verkürzen, um die Spontaneität des Getriebes zu erhöhen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine weitere Erhöhung der Spontaneität des Getriebes zu erzielen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein auch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs auf­ weisendes Verfahren gelöst. Durch die Unteransprüche sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens gegeben.
Anhand des Gradientensignals wird die Änderungsge­ schwindigkeit des Leistungssteuerorgans (Fahrpedal) über­ wacht. Übersteigt der Wert des Gradientensignals bei einem schnellen Niedertreten des Fahrpedals einen vorgebbaren Grenzwert, wird unmittelbar eine Rückschaltung bereits vor dem Überschreiten der Schaltkennlinie ausgelöst. Die Reak­ tion des Getriebes erfolgt um die Zeitdauer früher, welche ansonsten bis zum Überschreiten der Schaltkennlinie ver­ streichen würde. In einer Fahrsituation, in der, ausgehend von einer niedrigen Laststellung von z. B. 10% der Vollaststellung, das Fahrpedal schnell niedergetreten wird und die Rückschaltung erst bei einer hohen Laststellung von z. B. 90% der Vollaststellung ausgelöst würde, kann erfah­ rungsgemäß eine Verkürzung der Reaktionszeit des Getriebes von ca. 200 ms erzielt werden.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß, wenn das Fahrpedal mit einer bestimmten Geschwindigkeit niedergetreten wird, es in der Regel auch bis zu hohen Laststellungen betätigt wird, die dann ohnehin eine Rück­ schaltung zur Folge hätten.
Um auch dem weniger häufig auftretenden Fall, bei dem die Schaltkennlinie nach dem Auftreten eines hohen Gradien­ tenwertes doch nicht überschritten wird, gerecht zu werden, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vor­ gesehen, daß die Rückschaltung wieder abgebrochen wird, wenn der aktuelle Wert des Gradientensignals einen weiteren Grenzwert unterschreitet, bevor die Schaltkennlinie über­ schritten wurde. Wenn also die Betätigungsgeschwindigkeit abnimmt und den weiteren Grenzwert unterschreitet, wird darauf geschlossen, daß die Schaltkennlinie mit hoher Wahr­ scheinlichkeit doch nicht überschritten wird und die Rück­ schaltung wird abgebrochen. Bei einer Überschneidungsschal­ tung, bei der eine Kupplung zu- und eine Kupplung abge­ schaltet wird, ist der Abbruch der Rückschaltung üblicher­ weise bis zu dem Zeitpunkt möglich, an dem an der abschal­ tenden Kupplung Schlupf auftritt. Der Grenzwert, unterhalb dessen die Rückschaltung wieder abgebrochen wird, kann bei­ spielsweise gleich dem Grenzwert, oberhalb dessen die Rück­ schaltung ausgelöst wird, sein, wodurch sich Vereinfachun­ gen bei der Applikation ergeben.
Die Einstellung der Grenzwerte hat erheblichen Einfluß auf das Getriebeverhalten. Um dem Verhalten von verschiede­ nen Fahrertypen besser gerecht zu werden, ist es vorteil­ haft, wenn die Grenzwerte für das Gradientensignal von ei­ ner Fahraktivitäts-Kenngröße, welche üblicherweise zur Um­ schaltung zwischen verschiedenen Schaltprogrammen herange­ zogen wird, abhängen.
Wenn die Grenzwerte für das Gradientensignal, abhängig von der aktuellen Gangstufe, vorgebbar sind, kann eine wei­ tere Verbesserung des Getriebeverhaltens erzielt werden. Beispielsweise ist es sinnvoll, in den unteren Gangstufen höhere Grenzwerte vor zugeben, um unerwünschte Rückschaltun­ gen, die sich in den unteren Gangstufen wegen der größeren Übersetzungssprünge stärker auswirken, zu verhindern.
Wenn die Rückschaltung infolge der Überschreitung des Gradientengrenzwerts nur dann ausgelöst wird, wenn die Ge­ triebetemperatur in einem vorgebbaren Wertebereich liegt, wird der Nachteil von unerwünschten hohen Motordrehzahlen bei kaltem oder sehr heißem Getriebe vermieden. Der einge­ schränkte Wertebereich der Getriebetemperatur liegt bei­ spielsweise zwischen 30°C und 150°C.
Die Abtriebsdrehzahl des Getriebes ist unter Normalbe­ dingungen proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit. Wenn die Rückschaltung durch die vorgeschlagene Funktion nur in einem vorgebbaren Wertebereich der Abtriebsdrehzahl ausge­ löst wird, werden dadurch unerwünschte Rückschaltungen bei langsamen Geschwindigkeiten, welche üblicherweise innerhalb geschlossener Ortschaften gefahren werden, und sehr hohen Autobahngeschwindigkeiten vermieden.
Eine weitere vorteilhafte Einschränkung der Zustände, in denen eine Rückschaltung durch die vorgeschlagene Funk­ tion ausgelöst wird, ist durch einen vorgebbaren Wertebe­ reich des Motormoments gegeben. Das Auslösen einer Rück­ schaltung macht nur Sinn, wenn sicher auch Zugbetrieb vor­ liegt, wenn also das Motormoment positiv ist und einen be­ stimmten Wert, z. B. 30% des Vollastmoments, überschrei­ tet.
Schließlich können unzulässig hohe Motordrehzahlen dadurch vermieden werden, daß die Rückschaltung bereits vor dem Überschreiten der Schaltkennlinie nur dann ausgelöst wird, wenn die Gangstufe, in die zurückgeschaltet werden soll, nicht kleiner als eine Gangstufe ist, die bei der aktuellen Abtriebsdrehzahl noch eingelegt werden kann, ohne unzulässig hohe Motordrehzahlen zu erzeugen.
Anhand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt den zeitlichen Signalverlauf der Fahrpedalstellung DKI, des Fahrpedalgradienten DKIG, der Getriebeeingangsdrehzahl n_Tur, des Soll-Gangs und des Ist-Gangs.
Ausgehend von einer nicht beschleunigten Konstantfahrt mit einer Laststellung von beispielsweise DKI = 10% der Vollaststellung in einem Ausgangs-Gang (z. B. vierter Gang) tritt der Fahrer zum Zeitpunkt t0 das Fahrpedal schnell nieder. Bei bekannten Verfahren würde eine Rückschaltung erst zum Zeitpunkt t2 ausgelöst werden, zu dem die Rück­ schaltkennlinie überschritten wird. Die Rückschaltkennlinie wird beim vorliegenden Beispiel überschritten, wenn DKI größer dem Grenzwert DKI_SK ist. Bei bekannten Verfahren verstreicht also zwischen dem Zeitpunkt t0, zu dem der Fah­ rer mit der Lasterhöhung beginnt, bis zu dem Zeitpunkt t2, zu dem beim Überschreiten der Schaltkennlinie die Schaltung ausgelöst würde, eine nicht unerhebliche Zeitdauer.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Gradienten­ signal DKIG mit dem vorgebbaren Grenzwert DKIG_Grenz ver­ glichen und die Rückschaltung bereits zum Zeitpunkt t1 aus­ gelöst, zu dem das Signal DKIG den Grenzwert DKIG_Grenz überschreitet. Zum Zeitpunkt der Schaltungsauslösung t1 ändert sich der Wert des Signals Soll-Gang. Nachdem bisher z. B. der vierte Gang eingelegt war, soll nunmehr in den dritten Gang geschaltet werden. Die Schaltungsauslösung erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren um das Zeitinter­ vall Δt12 früher. Nach der Schaltungsauslösung zum Zeit­ punkt t1 verstreicht zum Befüllen der zuschaltenden Kupp­ lung bzw. zum Absenken des Druckniveaus der abschaltenden Kupplung die Zeitdauer Δt13, bevor der Fahrer zum Zeit­ punkt t3 eine Reaktion des Getriebes auf seine Lasterhöhung verspürt. Zum Zeitpunkt t3 beginnt die Schlupfphase der Rückschaltung, in der die Getriebeeingangsdrehzahl n_Tur und damit die Motordrehzahl schnell steigen. Zum Zeit­ punkt t4 zeigt das Signal Ist-Gang an, daß die Schaltung abgeschlossen ist. Das Signal Ist-Gang hat dann den glei­ chen Wert wie das Signal Soll-Gang.
Im vorliegenden Beispiel wird das Fahrpedalgradienten­ signal zur Auslösung der Rückschaltung verwendet. Es ist ohne weiteres möglich, andere Signale für diesen Zweck her­ anzuziehen, wie z. B. ein Motormomentensignal.
Bezugszeichenliste
DKI Signal Fahrpedalstellung
DKI_SK Wert des DKI-Signals, bei dem eine Rück­ schaltkennlinie überschritten wird
DKIG Signal Fahrpedalgradient
DKIG_Grenz Grenzwert
n_Tur Getriebeeingangsdrehzahl (Turbinendrehzahl)
Soll-Gang Soll-Gangstufe
Ist-Gang Ist-Gangstufe
t0 Zeitpunkt; Beginn der Lasterhöhung
t1 Zeitpunkt; Überschreiten des Grenzwerts
t2 Zeitpunkt; Überschreiten der Schaltkennlinie
t3 Zeitpunkt; Beginn Schlupfphase
t4 Zeitpunkt; Ende Schaltung

Claims (8)

1. Verfahren zur Steuerung eines von einer elektroni­ schen Steuerungseinrichtung gesteuerten, selbsttätig schal­ tenden Getriebes mit mehreren Gangstufen, bei dem ein Lei­ stungssteuerorgan zur Lastvorgabe vorgesehen ist und ein von der Stellung des Leistungssteuerorgans abhängiges Si­ gnal (DKI) - insbesondere ein Fahrpedalstellungs- oder Drosselklappensignal - erfaßt wird und daraus ein der Ände­ rungsgeschwindigkeit proportionales Gradientensignal (DKIG) gebildet wird, wobei für jeden Gangstufenwechsel mindestens eine Schaltkennlinie in der elektronischen Steuerungsein­ richtung abgelegt ist, welche jeder Stellung des Leistungs­ steuerorgans eine Schaltdrehzahl bzw. -geschwindigkeit zu­ ordnet, und eine Rückschaltung in eine niedrigere Gangstufe ausgelöst wird, wenn beim Betätigen des Leistungssteueror­ gans im Sinne erhöhter Lastvorgabe eine Schaltkennlinie überschritten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gradientensignal (DKIG) mit einem vorgebbaren Grenzwert (DKIG_Grenz) verglichen wird und eine Rückschal­ tung bereits vor dem Überschreiten der Schaltkennlinie aus­ gelöst wird, wenn der aktuelle Wert des Gradientensignals größer als der Grenzwert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rückschaltung wieder abgebro­ chen wird, wenn der aktuelle Wert des Gradientensignals einen weiteren Grenzwert unterschreitet, bevor die Schalt­ kennlinie überschritten wurde.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der elektronischen Steuerungseinrichtung eine Fahraktivitäts-Kenngröße ermit­ telt wird, und daß die Grenzwerte für das Gradientensignal von der Fahraktivitäts-Kenngröße abhängen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzwerte für das Gradientensignal von der aktuellen Gangstufe abhängen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschaltung be­ reits vor dem Überschreiten der Schaltkennlinie nur dann ausgelöst wird, wenn die Getriebetemperatur in einem vor­ gebbaren Wertebereich liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschaltung be­ reits vor dem Überschreiten der Schaltkennlinie nur dann ausgelöst wird, wenn die Abtriebsdrehzahl in einem vorgeb­ baren Wertebereich liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschaltung be­ reits vor dem Überschreiten der Schaltkennlinie nur dann ausgelöst wird, wenn das Motormoment in einem vorgebbaren Wertebereich liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschaltung be­ reits vor dem Überschreiten der Schaltkennlinie nur dann ausgelöst wird, wenn die Gangstufe, in die zurückgeschaltet werden soll, nicht kleiner als eine Gangstufe ist, die bei der aktuellen Abtriebsdrehzahl noch eingelegt werden kann, ohne unzulässig hohe Motordrehzahlen zu erzeugen.
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