DE19963752A1

DE19963752A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Schaltvorgangs bei Kraftfahrzeugen mit einem sequentiell schaltenden Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE19963752A1
Application number: DE1999163752
Authority: DE
Inventors: Juergen Loeffler; Martin-Peter Bolz; Holger Huelser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2001-07-12
Also published as: FR2803361A1; BR0007358A; ITMI20002745A1; FR2803361B1; IT1319579B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Schaltvorgangs bei Kraftfahrzeugen mit einem sequentiell schaltenden Getriebe, bei dem DOLLAR A - zunächst eine gewünschte Getriebeübersetzung (g¶stat¶) ermittelt und eine aktuelle Getriebeübersetzung (g) erfasst wird, DOLLAR A - anschließend die gewünschte Getriebeübersetzung (g¶stat¶) mit der aktuellen Getriebeübersetzung (g) verglichen und sofern eine Abweichung vorliegt, die Getriebeübersetzung (g¶stat¶) einem Getriebetreiber als einzustellende Soll-Getriebeübersetzung (g¶soll¶) vorgegeben wird und DOLLAR A - die Einstellung der Soll-Getriebeübersetzung (g¶soll¶) nur erfolgt, wenn eine Schaltverhinderung (SV) dies erlaubt. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass Mittel vorgesehen sind, mittels der die Schaltverhinderung (SV) nur einen Schaltvorgang über maximal eine Übersetzungsstufe abweichend von der aktuellen Getriebeübersetzung (g) zur Einstellung der Soll-Getriebeübersetzung (g¶soll¶) zulässt (Schaltverhinderung (SV¶max¶)), jedoch beim Vorliegen einer fahrsituationsabhängigen Doppel- oder Mehrfachschaltanforderung die Einstellung in einem Zuge erlaubt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor richtung zur Steuerung eines Schaltvorgangs bei Kraftfahrzeugen mit einem sequentiell schaltenden Automatikgetriebe mit den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche.

Stand der Technik

Werden in einem Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen automatisierte Schaltgetriebe (ASG) integriert, dann besteht die Notwendigkeit, stets eine geeignete Über setzungsstufe für das Getriebe zu bestimmen und ein zustellen. Eine derartige Steuerung erfordert bei Getrieben, die nur sequentiell schalten können, be sondere Anforderungen. Die Vorgabe einer Getriebe übersetzung erfolgt dabei in der Regel in zwei Stufen:
Zunächst wird eine geeignete Getriebeübersetzung abhängig von vielen Einflussgrößen ausgewählt. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass entweder Kennlinien über Drosselklappenstellung und Fahrzeug geschwindigkeit ausgewertet oder zunächst eine opti male Motordrehzahl bestimmt wird und anschließend in Abhängigkeit hiervon eine geeignete Übersetzung ge funden wird. Weicht die so bestimmte Getriebeüber setzung von einer aktuellen Übersetzung ab, wird in der Regel eine Schaltung angefordert. Dazu wird in der Regel einem Getriebetreiber eine einzustellende Soll-Getriebeübersetzung vorgegeben. In bestimmten Fahrsituationen bestehen jedoch Gründe, den Schalt vorgang zu unterdrücken. So ist beispielsweise ein Gangwechsel bei hohen Geschwindigkeiten in der Kurve unerwünscht. Um ein solches Schaltverhalten zu ge währleisten, ist es bekannt, eine Schaltverhinderung im Bereich einer Antriebsstrangsteuerung zu ver ankern. Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist es jedoch, dass bestimmte Fahrsituationen, beispielswei se ein Beschleunigungsvorgang oder eine Notbremsung, nur unzureichend bei der Steuerung des Schaltvorgangs berücksichtigt werden. So ist es insbesondere in den genannten Situationen oft notwendig, eine Doppel- oder Mehrfachschaltung beim Schaltvorgang zuzulassen, was jedoch im Normalbetrieb mit Hinsicht auf Fahr- und Schaltkomfort zu unterbinden ist.

Vorteile der Erfindung

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung zur Steuerung eines Schaltvorgangs bei Kraftfahrzeugen mit einem sequentiell schaltenden Automatikgetriebe nach den in den Ansprüchen 1 und 9 genannten Merkmalen ist es erstmalig und in einfacher Weise möglich, Doppel- und Mehrfachschaltanforderungen in ausgewählten Fahr situationen zuzulassen. Dadurch, dass Mittel vor gesehen sind, mittels der die Schaltverhinderung nur einen Schaltvorgang über maximal eine Übersetzungs stufe, abweichend von der aktuellen Getriebeüber setzung, zur Einstellung der Soll-Getriebeübersetzung zulässt, jedoch beim Vorliegen einer fahrsituations abhängigen Doppel- oder Mehrfachschaltanforderung die Einstellung in einem Zuge erlaubt, kann beispiels weise bei einem Kickdown eine optimale Fahrzeug beschleunigung gewährleistet und damit die Fahr sicherheit wesentlich erhöht werden. Ebenso kann bei einer Notbremsung eine Mehrfachschaltung vorgenommen werden, so dass das anschließend stehende Fahrzeug direkt wieder aus der ersten Übersetzungsstufe beim Anfahren beschleunigt werden kann. Eine derartige Steuerung ist Bestandteil einer koordinierten An triebssteuerung.

Vorteilhafterweise liegen Doppel- oder Mehrfach schaltanforderungen dann vor, wenn

a) eine Rückschaltung stattfindet
und
b) die gewünschte Getriebeübersetzung kleiner ist als die aktuelle Getriebeübersetzung oder eine Ziel- Getriebeübersetzung
und
c) eine Fahrpedalstellung oder eine geforderte Antriebsleistung einen applizierbaren Schwellenwert überschreitet oder eine Bremse betätigt wird. Auf diese Weise lassen sich besonders einfach Fahr situationen detektieren, bei denen eine Doppel- oder Mehrfachschaltung erforderlich ist. Dabei wird unter Getriebeübersetzung Gang verstanden, wobei üblicher weise einem kleinen Gang große Werte der kine matischen Übersetzung zugeordnet sind.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, einen erneuten Schaltvorgang zu verhindern, wenn der vor hergehende Schaltvorgang eine Doppel- oder Mehr fachschaltung war und ein vorgegebener Zeitraum nach Abschluss dieses Schaltvorgangs noch nicht ver strichen ist (Mehrfachschaltverhinderung). Eine sol che Mehrfachschaltverhinderung kann insbesondere dann berücksichtigt werden, wenn die Bremse nicht betätigt wird und die geforderte Antriebsleistung positiv ist.

Ferner kann vorteilhafterweise eine solche Schalt verhinderung mit einer Hoch- beziehungsweise Rück schaltverhinderung koordiniert werden, so dass ins gesamt ein sehr flexibles, den jeweiligen Notwendig keiten entsprechendes Steuerungsverfahren für den Schaltvorgang bei sequentiell schaltenden Getrieben bereit gestellt werden kann.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung er geben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer koordinierten Antriebsstrangsteuerung;

Fig. 2 einen schematischen Ablauf eines Schalt vorgangs;

Fig. 3 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Be stimmung einer Soll-Getriebeübersetzung und

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm zur Regelung des Schalt vorgangs bei Doppel- und Mehrfach schaltungen.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Fig. 1 zeigt eine Funktionsstruktur einer Antriebsstrangsteuerung 10, mit der ein vorgegebenes Soll-Antriebsmoment 12 durch Beeinflussung der im Antriebsstrang angeordneten Aggregate eingestellt werden soll. Die Aggregate umfassen beispielsweise einen Motor 14 mit Motorsteuerung, ein Getriebe 16 mit Getriebesteuerung und eine Kupplung 18 mit Kupplungssteuerung. Den jeweiligen Aggregaten 14, 16, 18 sind Treiber 20, 22, 24 zugeordnet, über die eine Einstellung von Sollgrößen für die jeweiligen Aggregate erfolgt. Die Koordination mittels der Antriebsstrangsteuerung 10 kann mit Hilfe eines den einzelnen Aggregaten zugeordneten, zentralen Steuer gerätes, in dem entsprechende Prozeduren hinterlegt sind, erfolgen. Denkbar ist auch, derartige Proze duren ganz oder in Teilen in den jeweils zur Einstellung der Sollgrößen notwendigen Treibern 20, 22, 24 zu implementieren, so dass beispielsweise der Getriebetreiber 22 eine entsprechende Steuerungs einrichtung zur Einstellung der Sollgröße am Getriebe 16 aufweist.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Antriebs strangsteuerung 10 hinsichtlich ausgewählter Steu erungsprobleme weiter auszugliedern. So können über einen Koordinator 26 den einzelnen Treibern 20, 22, 24 für bestimmte Situationen notwendige Sollgrößen vorgegeben werden. Bestandteil eines solchen Koordi nators 26 kann unter anderem eine Schaltvorgangs steuerung 28 ein, die dann den Schaltvorgang durch Vorgabe entsprechender Sollgrößen an alle beteiligte Aggregate koordiniert. Eine im folgenden noch näher erläuterte Schaltverhinderung SV kann dabei entweder Bestandteil der Schaltvorgangssteuerung 28 oder aber auch eigenständig in der Steuereinrichtung des Getriebetreibers 22 hinterlegt werden.

In der Fig. 1 sind exemplarisch ausgewählte Ein flussgrößen und Sollgrößen aufgezeigt, die bei der Koordination der Aggregate des Antriebsstrangs ge nutzt werden können. So wird beispielsweise über die Motorsteuerung des Motors 14 eine Motordrehzahl n_m an den Motortreiber 20 und nachfolgend an den Koordina tor 26 weitergegeben und in umgekehrter Richtung erfolgt eine Vorgabe einer Soll-Motordrehzahl n_m,soll oder eines Soll-Motorausgangsmomentes md_ma,soll. In eben gleicher Weise kann auch eine Vorgabe eines Sollmoments md_k,soll für die Kupplung 18 erfolgen. Für die Steuerung des Schaltvorgangs notwendige Größen sind dabei insbesondere eine aktuelle Über setzungsstufe g, eine durch den Getriebetreiber 22 vorgegebene Soll-Getriebeübersetzung g_soll sowie eine Ziel-Getriebeübersetzung g_ziel. Während eines Schalt vorgangs ist die Ziel-Getriebeübersetzung g_ziel die Übersetzung, die das Getriebe 16 nach dem Schalt vorgang erreicht. Außerhalb eines Schaltvorgangs sind die aktuelle Getriebeübersetzung g und die Ziel- Getriebeübersetzung g_ziel identisch. Ferner kann zur Steuerung noch ein Status des Getriebes, der bei spielsweise Auskunft über den Ablauf eines aktuellen Schaltvorgangs gibt, mit einfließen.

In der Fig. 2 ist ein Ablauf des Schaltvorgangs schematisch dargestellt. Der Schaltvorgang S lässt sich dabei in drei Phasen gliedern, nämlich eine Momentenreduktion 30, einen Gangwechsel 32 und einen Momentenaufbau 34. Der Ablauf der drei Phasen wird über die Schaltvorgangssteuerung 28 gesteuert. So wird beispielsweise aufgrund eines geänderten Soll- Antriebsmomentes 12 über die Antriebsstrangsteuerung 10 eine neue Getriebeübersetzung g_stat eingefordert und an den Getriebetreiber 22 weitergegeben. Aufgrund der gewünschten Übersetzung g_stat fordert nun seinerseits der Getriebetreiber 22 die Einstellung einer entsprechenden Soll-Übersetzung g_soll ein. Sofern das Getriebe 16 g_soll akzeptiert wird diese Sollvorgabe bestätigt, indem die Größe g_ziel gesetzt wird. In dem Ausführungsbeispiel ist g_ziel beispiels weise eine Übersetzung g_l.

Während der Momentenreduktion 30 ist die aktuelle Übersetzung g gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Übersetzung g_k. In dieser ersten Phase wird die Kupplung 18 geöffnet und ein Motormoment md_ma reduziert. In der sich anschließenden zweiten Phase des Gangwechsels 32 wird g_k herausgenommen (es herrscht dann eine Übersetzung g₀), um dann in der Phase des Momentenaufbaus 34 die Übersetzung g_l einzulegen und eine Momentenanpassung durchzuführen.

Der Fig. 3 ist zu entnehmen, wie aus der gewünschten Getriebeübersetzung g_stat unter Berücksichtigung von Schaltverhinderungen die Soll-Getriebeübersetzung G_soll abgeleitet wird. So wird zunächst innerhalb des Koordinators 26 die gewünschte Getriebeübersetzung g_stat ermittelt. Ferner wird über die im Getriebe 16 integrierte Getriebesteuerung die aktuelle Getriebe übersetzung g erfasst. Bei einer Abweichung der beiden Übersetzungen wird prinzipiell über den Ge triebetreiber 22 dem Getriebe 16 die Soll-Getriebe übersetzung g_soll vorgegeben. Die Einstellung von g_soll erfolgt allerdings nur dann, wenn die Schalt verhinderung SV dies erlaubt.

Ein Verbot durch die Schaltverhinderung SV (dieser Zustand wird im Weiteren als aktiv bezeichnet), kann beispielsweise während eines laufenden Schaltvorgangs bestehen. Weiterhin kann die Schaltverhinderung SV eine Hochschaltverhinderung HSV umfassen, die für den Fall, dass die Einstellung des Soll-Getriebe ganges g_soll eine Hochschaltung erfordert, abgefragt wird. So kann über die Hochschaltverhinderung HSV insbesondere das Hochschalten im Falle einer schnel len Zurücknahme der Fahrpedalstellung (Fast-Off) verhindert werden. In gleicher Weise kann eine Rück schaltverhinderung RSV in die Schaltverhinderung SV integriert werden, die für den Fall, dass die Ein stellung der Soll-Getriebeübersetzung g_soll eine Rückschaltung erfordert, abgefragt wird. Auf diese Weise kann beispielsweise das Rückschalten im Falle einer Kurvenfahrt mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit verhindert werden. Ist also insgesamt einer der geschilderten Schaltverhinderungen aktiv, so wird die Einstellung von g_soll unterbunden.

In besonderen Situationen, wie zum Beispiel einer starken Beschleunigung (Kickdown) und Notbremsung, ist es vorteilhaft, auch bei einem sequentiell schaltenden Getriebe 16 Doppel- oder Mehrfachschal tungen vorzusehen. Eine Doppel- oder Mehrfachschalt anforderung liegt insbesondere dann vor, wenn eine Rückschaltung stattfindet und die gewünschte Über setzung g_stat kleiner ist als die aktuelle Getriebe übersetzung g oder die Ziel-Getriebeübersetzung g_ziel. Weiterhin müssen eine Fahrpedalstellung oder eine geforderte Antriebsleistung einen applizierbaren Schwellenwert überschreiten oder eine Bremse betätigt sein. Da ein solcher Schaltvorgang in einem Normalbetrieb wenig sinnvoll ist, ist es notwendig, über die Schaltverhinderung SV maximal einen Wechsel in eine der aktuellen Getriebeübersetzung g benach barte Übersetzungsstufen zuzulassen (Schalt verhinderung SV_max) und nur beim Vorliegen der fahr situationsabhängigen Doppel- oder Mehrfachschalt anforderung die Einstellung in einem Zuge zu er lauben.

In der Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm zur Schalt vorgangssteuerung mit Berücksichtigung von Doppel- und Mehrfachschaltungen dargestellt. Ausgehend von einem Normalbetrieb (Schritt S1), in dem die Schalt verhinderung SV_max aktiv ist, wird zunächst die Momentenreduktion 30 durchgeführt. Während der sich anschließenden Phase des Gangwechsels 32 bleibt die Schaltverhinderung SV_max weiterhin aktiv. In einer nachfolgenden Abfrage 35 wird nun überprüft, ob eine Doppel- oder Mehrfachschaltanforderung (Schritt S2) vorliegt. Ist dies zu bejahen (Y), so wird über einen Schritt S3 die Schaltverhinderung SV_max deaktiviert und die Phase des Gangwechsels 32 erneut durchlaufen. Auf diese Weise kann demnach auch eine Über setzungsstufe eingelegt werden, die nicht mehr mit der ursprünglichen Übersetzung g benachbart ist. Wenn letztendlich die Ziel-Übersetzung g_ziel erreicht ist, so besteht selbstverständlich keine Doppelschalt anforderung mehr und der Schaltvorgang tritt in die Phase des Momentenaufbaus 34. Nach Abschluss dieser Phase wird wieder der Normalbetrieb (Schritt S1) aufgenommen. Dabei wird die Schaltverbindung SV_max wieder aktiviert.

Um eine Abfolge mehrerer Schaltvorgänge nach Ab schluss eines Übersetzungswechsels mit Doppel- oder Mehrfachschaltung zu verhindern, kann mit Ende dieses Schaltvorgangs ein Zeitzähler gestartet werden. Dabei kann nur nach Ablauf eines dem Zeitzähler vor gegebenen Zeitraums ein erneuter Schaltvorgang eingeleitet werden (Mehrfachschaltverhinderung MSV). Weiterhin kann die Mehrfachschaltverhinderung MSV davon abhängig gemacht werden, ob die Bremse nicht betätigt und die geforderte Antriebsleistung positiv ist und demnach sich das Fahrzeug in einer Be schleunigungsphase befindet.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung eines Schaltvorgangs bei Kraftfahrzeugen mit einem sequentiell schaltenden Automatikgetriebe, bei dem

- zunächst eine gewünschte Getriebeübersetzung (g_stat) ermittelt und eine aktuelle Getriebeüber setzung (g) erfasst wird,
- anschließend die gewünschte Getriebeübersetzung (g_stat) mit der aktuellen Getriebeübersetzung (g) verglichen und sofern eine Abweichung vorliegt, die Getriebeübersetzung (g_stat) einem Getriebetreiber als einzustellende Soll-Getriebeübersetzung (g_soll) vor gegeben wird und
- die Einstellung der Soll-Getriebeübersetzung (g_soll) nur erfolgt, wenn eine Schaltverhinderung (SV) dies erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltverhinderung (SV) nur einen Schaltvorgang über maximal eine Übersetzungsstufe abweichend von der aktuellen Getriebeübersetzung (g) zur Einstellung der Soll-Getriebeübersetzung (g_soll) zulässt (Schalt verhinderung (SV_max)), jedoch beim Vorliegen einer fahrsituationsabhängigen Doppel- oder Mehrfach schaltanforderung die Einstellung in einem Zuge erlaubt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppel- oder Mehrfachschaltanforderung insbesondere dann vorliegt, wenn

a) eine Rückschaltung stattfindet
und
b) die gewünschte Getriebeübersetzung (g_stat) klei ner ist als die aktuelle Getriebeübersetzung (g) oder eine Ziel-Getriebeübersetzung (g_ziel)
und
c) eine Fahrpedalstellung oder eine geforderte Antriebsleistung einen applizierbaren Schwellenwert überschreitet oder eine Bremse betätigt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über die Schaltverhinderung (SV) ein erneuter Schaltvorgang verhindert wird, wenn der vorhergehende Schaltvorgang eine Doppel- oder Mehr fachschaltung war und ein vorgegebener Zeitraum nach Abschluss dieses Schaltvorgangs noch nicht ver strichen ist (Mehrfachschaltverhinderung (MSV)).

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfachschaltverhinderung (MSV) nur berück sichtigt wird, wenn die Bremse nicht betätigt wird und die geforderte Antriebsleistung positiv ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltverhinderung (SV) eine Hochschaltverhinderung (HSV) umfasst, die für den Fall, dass die Einstellung der Soll-Getriebe übersetzung (g_soll) eine Hochschaltung erfordert, abgefragt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass über die Hochschaltverhinderung (HSV) insbeson dere das Hochschalten im Falle einer schnellen Zurücknahme der Fahrpedalstellung (Fast-Off) verhin dert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltverhinderung (SV) eine Rückschaltverhinderung (RSV) umfasst, die für den Fall, dass die Einstellung der Soll-Getriebe übersetzung (g_soll) eine Rückschaltung erfordert, abgefragt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass über die Rückschaltverhinderung (RSV) insbeson dere das Rückschalten im Falle einer Kurvenfahrt mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit verhindert wird.

9. Vorrichtung zur Steuerung eines Schaltvorgangs bei Kraftfahrzeugen mit einem sequentiell schaltenden Automatikgetriebe, in der

- zunächst eine gewünschte Getriebeübersetzung (g_stat) ermittelt und eine aktuelle Getriebeüber setzung (g) erfasst wird,
- anschließend die gewünschte Getriebeübersetzung (g_stat) mit der aktuellen Getriebeübersetzung (g) verglichen und sofern eine Abweichung vorliegt, die Getriebeübersetzung (g_stat) einem Getriebetreiber als einzustellende Soll-Getriebeübersetzung (g_soll) vor gegeben wird und
- die Einstellung der Soll-Getriebeübersetzung (g_soll) nur erfolgt, wenn eine Schaltverhinderung (SV) dies erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgegeben sind, mittels der die die Schaltverhinderung (SV) nur einen Schaltvorgang über maximal eine Übersetzungsstufe abweichend von der aktuellen Getriebeübersetzung (g) zur Einstellung der Soll-Getriebeübersetzung (g_soll) zulässt (Schalt verhinderung (SV_max)), jedoch beim Vorliegen einer fahrsituationsabhängigen Doppel- oder Mehrfach schaltanforderung die Einstellung in einem Zuge erlaubt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass über die Schaltverhinderung (5 V) ein erneuter Schaltvorgang verhindert wird, wenn der vorhergehende Schaltvorgang eine Doppel- oder Mehr fachschaltung war und ein vorgegebener Zeitraum nach Abschluss dieses Schaltvorgangs noch nicht ver strichen ist (Mehrfachschaltverhinderung (MSV)).

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltverhinderung (SV) eine Hochschaltverhinderung (HSV) umfasst, die für den Fall, dass die Einstellung der Soll-Getriebe übersetzung (g_soll) eine Hochschaltung erfordert, abgefragt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltverhinderung (SV) eine Rückschaltverhinderung (RSV) umfasst, die für den Fall, dass die Einstellung der Soll-Getriebe übersetzung (g_soll) eine Rückschaltung erfordert, abgefragt wird.