DE3018032C2

DE3018032C2 - Steuervorrichtung fuer ein selbsttaetig schaltendes getriebe

Info

Publication number: DE3018032C2
Application number: DE3018032A
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr Ing Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-12-02
Filing date: 1980-05-10
Publication date: 1989-01-26
Also published as: DE3018032A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Steuervorrichtugn nach der Gattung des Hauptanspruchs.

In der nicht vorveröffentlichten DE-OS 28 52 195 wird eine Schaltung angegeben, die in Abhängigkeit vom tatsächlichen Fahrwiderstand, der den Beladungszustand und die Straßenneigung berücksichtigt, den Schaltpunkt eines automatisch schaltenden Getriebes stetig ver schiebt. Dabei wird der für eine vorgegebene Beladung, z. B. die Minimalbeladung, und eine ebene Straße sich ergebende theoretische Wert der Beschleunigung oder ein mit diesem verknüpften Wert ermit telt, mit der tatsächlich gemessenen Beschleunigung verglichen und aus der Abweichung der beiden Größen ein Korrektursignal zur Ände rung des Schaltpunktes erzeugt.

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, einen Weg aufzuzeigen, wie bei der zuvor beschriebenen Steuervorrichtung die Soll-Beschleunigung auf einfache Art und Weise zu ermitteln ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat darüber hinaus den weiteren Vorteil, daß der Wert der Soll-Be schleunigung auf besonders einfachem Wege ermittelt wird. Dadurch wird der schaltungstechnische Aufwand erheblich verringert. Weiterhin sind die für die Be stimmung der Soll-Beschleunigung ausgewerteten Para meter derart ausgewählt, daß Serienstreuungen bei der Herstellung von Motor und hydrodynamischem Wandler sowie Reibungsverluste nicht berücksichtigt werden müssen. Hierdurch wird der Vergleich von Soll- und Ist-Wert der Beschleunigung genauer ausgeführt.

Der zur Ermittlung der Soll-Beschleunigung herange zogene Parameter Fahrgeschwindigkeit wird bei üblichen Steuervorrichtungen für selbsttätig schaltende Getriebe ohnehin ausgewertet, so daß kein separater Geber erforder lich ist. Besonders vorteilhaft ist weiter die Heran ziehung des Parameters Abtriebsmoment, da dieser Para meter gleichzeitig zur Druckanpassung der Reibelemente des Getriebes verwendet werden kann.

Schließlich wird durch Verschieben der Schaltpunkte bzw. Beeinflussung des Schaltbefehls sichergestellt, daß nur dann umgeschaltet wird, wenn das Abtriebsmoment im neuen Gang größer ist als der Fahrwiderstand.

Zeichnung

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein dreidimensionales Schaltkennlinien feld nach der Erfindung;

Fig. 2 das Schaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Bei herkömmlichen automatisch geschalteten Kraftfahr zeugen sind Schaltkennlinien vorgesehen, die für den Normalfahrbetrieb, d. h. für die Fahrt in der Ebene mit normal beladenem Fahrzeug optimiert sind. Bei Fahrt in großer Höhe nimmt jedoch die Motorleistung ab, gleich zeitig kann sich noch eine Verschiebung der Schaltkenn linien ergeben, wenn diese von einem Lastsignal, wie z. B. dem Ansaugunterdruck oder der Ansaugluftmenge abhängig sind. Diese Effekte führen dann insgesamt dazu, daß die in der Getriebesteuervorrichtung fest eingestellten Schaltkennlinien in bestimmten Betriebs zuständen falsch bezüglich optimaler Motorleistung bzw. minimalen Verbrauchs liegen. Dasselbe gilt, wenn sich die Fahrzeugmasse bzw. der Luftwiderstand des Fahr zeuges wesentlich erhöhen, etwa durch Fahren mit An hänger oder Dachgepäckträger. Weiterhin ist bei Berg fahrten oft ein späteres Hochschalten erwünscht, um die Motorleistung besser ausnutzen zu können.

Erfindungsgemäß wird daher in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand des Kraftfahrzeuges eine Veränderung der Schaltkennlinien vorgenommen. Dies geschieht in der Weise, daß der Ist-Wert der Beschelunigung (b _ist ) gemessen und mit einem Soll-Wert der Beschleunigung (b _soll ) verglichen wird.

Eine derartige Steuervorrichtung ist in der älteren Patentanmeldung DE-OS 28 52 195 beschrieben, deren Offen barung durch diese Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung gemacht wird.

In weiterer Ausgestaltung der Steuervorrichtung gemäß Patentanmeldung P 28 52 195.1 wird erfindungsgemäß der Soll-Wert der Beschleunigung unter Heranziehung der Parameter: Abtriebsmoment M _ab und Fahrgeschwindigkeit v bestimmt. Hierzu wird zunächst der Fahrwiderstand W bei Nennbelastung in der Ebene durch eine Kennlinienstufe bestimmt und der Soll-Wert der Beschleunigung b _soll nach der Beziehung:

m _F b _soll = M _ab ü η-W

ermittelt, wobei m _F die Fahrzeugmasse, ü ein Faktor aus dem Übersetzungsverhältnis des Differentials und dem Roll radius und η der Wirkungsgrad des Antriebsstranges ist.

Es versteht sich, daß statt des Abriebmomentes M _ab auch das Getriebeeingangsmoment M _ein ausgewertet werden kann. Dann ist ü ein Faktor aus momentaner Getriebeübersetzung, Achs übersetzung und Rollradius.

Die Veränderung der Schaltkennlinien S nach der Er findung ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Dabei ist in ein zweidimensionales Koordinatensystem (Ab triebsmoment M _ab/Fahrgeschwindigkeit v) eine übliche Schaltkennlinie S für das Umschalten vom zweiten in den dritten Gang eingezeichnet. Diese Schaltkennlinie S entspricht einer fest eingestellten Schaltkennlinie in einer üblichen Getriebesteuervorrichtung. Sie bedeutet, daß bei Arbeitspunkten oberhalb der Schaltkennlinie S der zweite und bei Arbeitspunkten unterhalb der Kenn linie S der dritte Gang eingelegt ist. Bei niedrigen Werten des Abtriebsmomentes M _ab wird demzufolge bei einer Fahrgeschwindigkeit v₂₃ hochgeschaltet.

Wird nun die Differenz von b _soll und b _ist, die mit Δ b bezeichnet sei, zur Veränderung der Schaltkenn linie S herangezogen, führt in bevorzugter Ausgestal tung der Erfindung ein Wert von Δ b, der kleiner als ein Schwellwert b _schwell ist, noch nicht zu einer Veränderung der Schaltkennlinie S. Erst wenn Δ b größer als der Schwellwert b _schwell wird, wird die Schaltkennlinie S verändert. In Fig. 1 ist dies dadurch berücksichtigt, daß als dritte Koordinate Δ b aufge tragen ist. Bleibt die Differenz Δ b in einem Bereich zwischen zwei Schwellwerten b _{schwell 1} und b _{schwell 2}, die für positive und negative Abweichungen unterschiedlich festgelegt werden können, ändert sich die Schaltkennlinie S nicht. Erst wenn ein Wert Δ₁b auftritt, der größer als der Schwellwert ist, wird die Schaltkennlinie S in eine Schaltkennlinie S′ modifiziert, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Die modifizierte Schaltkennlinie S′ hat dabei im dargestellten Beispiel zur Folge, daß die Umschaltgeschwindigkeit für kleine Abtriebsmomente M _ab von dem Wert v₂₃ auf einen Wert v₂₃′ verändert wird.

Das Ausmaß der Veränderung der Schaltkennlinie S ist erfindungsgemäß dadurch bestimmt, daß das im neuen Gang zur Verfügung stehende Abtriebsmoment größer sein muß als der momentane Fahrwiderstand, um den Beschleunigungsvorgang (z. B. bei Lasthochschaltungen) aufrecht zu erhalten. Dabei wird in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung dem Fahrwiderstand W _ist ein Schwellwert Δ W hinzuaddiert, um sicherzustellen, daß der neue Gang eingelegt bleibt, d. h. um ein Pendeln des Getriebes zu vermeiden. Dieser Schwellwert Δ W wird dabei entweder fest eingestellt oder in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Fahrzeuges (Motordrehzahl, Ist-Beschleunigung) vorgegeben.

Zur Ermittlung des im neuen Gang zur Verfügung stehenden Motormomentes wird zunächst die Motordrehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit mit dem Getriebesprung i in den neuen Gang umgerechnet, das zugehörige Motormoment aus einem beispielsweise in einem ROM abgelegten Motorkennfeld ermittelt und daraus das Abtriebsmoment durch Multiplikation mit dem Getriebesprung i bestimmt. Erweist sich durch Vergleich, daß das so ermittelte Abtriebsmoment kleiner ist als der jeweilige Fahrwiderstand W _ist bzw. W _ist + Δ W, wird die Schaltkennlinie S so lange verschoben - und der Schaltvorgang damit zunächst unterdrückt - bis die Betriebsbedingungen ein Umschalten derart erlauben, daß das neue Abtriebsmoment sicher größer als der Fahrwiderstand ist. Diese Wirkung kann in einer einfacheren Ausführungsform der Erfindung auch dadurch erzielt werden, daß der Schaltvorgang ohne weitere Beeinflussung der Schaltkennlinie unterdrückt wird. In beiden Fällen tritt jedoch eine Sicherheitsfunktion derart in Aktion, daß z. B. die Motordrehzahl im Hinblick auf ein Überdrehen des Motors überwacht wird.

In Fig. 2 ist das Schaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung dargestellt. Eingangsseitig werden die benötigten Betriebsparameter:

Getriebedrehzahl n _G durch einen Getriebedrehzahl- Geber 10 und Abtriebsmoment M _ab von einem Abtriebsmoment-Geber 11 geliefert. Wie erwähnt, ist es natürlich auch möglich, das Abtriebsmoment M _ab aus der Motordrehzahl oder der Getriebedrehzahl bzw. der Fahrgeschwindigkeit über ein Motorkennfeld zu ermitteln. Der Geber 10 ist dabei an eine Fahrwiderstandskennlinienstufe 12 angeschlossen, an deren Ausgang ein dem Fahrwiderstand W in der Ebene bei Nennbelastung proportionales Signal abnehmbar ist. Diese wird auf einen negativen Eingang einer Summierstufe 13 geführt. Ein positiver Eingang der Summierstufe 13 ist mit dem Ausgang einer Multiplizierstufe 14 verbunden, die eingangsseitig an den Abtriebsmoment- Geber 11 angeschlossen ist und deren Multiplikatoreingang ein Wert eingegeben wird, der dem Produkt ü · η entspricht, wobei ü ein Faktor aus dem Übersetzungsverhältnis des Differentials und dem Rollradius und η der Wirkungsgrad des Antriebsstranges ist. Das Ausgangssignal der Multiplizierstufe 14 entspricht dann der Antriebskraft F. Das Ausgangssignal der Summierstufe 13 wird auf einen Eingang einer Dividierstufe 15 geführt, deren Divisoreingang mit einem konstanten, der Fahrzeugmasse m _F entsprechenden Signal beschaltet ist. Der Ausgang der Dividierstufe 15 ist mit einem positiven Eingang einer Summierstufe 16 verbunden, deren weiterer, negativer Eingang an den Ausgang einer Differenzierstufe 17 angeschlossen ist, die eingangsseitig mit dem Getriebedrehzahl-Geber 10 in Verbindung steht.

Das Ausgangssignal der Dividierstufe 15 entspricht dem Soll-Wert der Beschleunigung b _soll und wird insgesamt nach der Beziehung:

b _soll = (Mü h-W)/m _F

gebildet. Das Ausgangssignal der Differenzierstufe 17 entspricht andererseits dem Ist-Wert der Beschleunigung b _ist. Am Ausgang der Summierstufe 16 liegt mithin ein der Differenz Δ b entsprechendes Signal an. Dieses wird über einen Betragsbildner 18 auf einen positiven Eingang einer Summierstufe 19 geführt, deren weiterer, negativer Eingang mit einem Festwert beschaltet ist, der einem Schwellwert b _schwell entspricht. Das Ausgangssignal der Summierstufe 19 wirkt auf eine Steuervorrichtung für das automatische Getriebe ein, die aus einem Schaltkennlinienrechner 20, einer nachgeschalteten Getriebesteuereineit 21 und daran angeschlossenen Einheiten für die Gangwahlsteuerung 22 und die Drucksteuerung 23 besteht. Die Getriebesteuereinheit 21 empfängt dabei über Eingänge 210, 211, 212, 213, 214 in an sich bekannter Weise Betriebsparametern des Fahrzeuges entsprechende Signale, wie beispielsweise: Stellung des Wählhebels, Stellung des Fahrprogrammschalters, Abtriebsdrehzahl, Drosselklappenstellung usw.

Die Getriebesteuereinheit 21 mit der Gangwahlsteuerung 22 und der Drucksteuerung 23 sind in an sich bekannter Weise aufgebaut. Lediglich der Schaltkennlinienrechner 20 enthält einen Speicher für mehrere Sätze von Schaltkennlinien, die in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Summierstufe 19 umschaltbar sind. In der Summierstufe 19 wird nämlich erkannt, ob die Differenz Δ b den vorgegebenen Schwellwert b _schwell überschritten hat. Ist dies der Fall, wird wie es in Fig. 1 dargestellt ist, je nach Größe der Differenz Δ b die Schaltkennlinie S verändert. Will man den Schwellwert b _schwell für positive und negative Werte von Δ b unterschiedlich einstellen, ist es zusätzlich erforderlich, den negativen Eingang der Summierstufe 19 in Abhängigkeit von der Polarität des Ausgangssignales der Summierstufe 16 umzuschalten.

Weiterhin sind in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 Schaltmittel vorgesehen, die eine Vorausberechnung des im neuen Gang zur Verfügung stehenden Abtriebsmomentes vornehmen und prüfen, ob das Abtriebsmoment ausreicht, den jeweiligen Fahrwiderstand zu überwinden. Hierzu wird in einer Multiplizierstufe 24 das Produkt aus Fahrzeugmasse m _F und Ist- Beschleunigung b _ist gebildet und dieses Produkt in einer Subtrahierstufe 25 vom jeweiligen Abtriebsmoment M _ab subtrahiert. Das Ergebnis ist der tatsächliche Fahrwiderstand W _ist, dem in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ein - gegebenenfalls drehzahlabhängiger - Schwellwert Δ W in einer Summierstufe 26 hinzuaddiert wird. Dem Ausgangssignal wird in einem Komparator 28 mit dem Abtriebsmoment M _neu des neuen Ganges verglichen, das aus der Getriebedrehzahl n _G und dem Getriebesprung i über einen Motorkennlinienspeicher 27 ermittelt wurde.

Das Ausgangssignal des Komparators 28 ist dann positiv, wenn das Abtriebsmoment M _neu im neuen Gang kleiner ist als der tatsächliche Fahrwiderstand W _ist bzw. W _ist + Δ W. In diesem Fall wird der Schaltkennlinienrechner 20 dahingehend beeinflußt, daß die Schaltkennlinien weiter verschoben werden oder daß der Schaltvorgang schlechthin unterdrückt wird. Weiterhin wird die Getriebeeinheit 21 in der Weise beeinflußt, daß z. B. die Motordrehzahl gegen ein Überdrehen des Motors überwacht wird.

Claims

1. Steuervorrichtung für ein selbsttätig schaltendes Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit Drehmomentwandler, mit einer Vergleichsvorrich tung zum Vergleich von der Ist-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs entsprechenden Werten mit der Soll-Beschleunigung entsprechenden Werten, wobei durch eine Korrekturvorrichtung in Abhängigkeit dieses Vergleichs die Lage mindestens eines Schaltpunkts veränderbar ist, wobei eine Vorrichtung zur Berechnung eines der Soll-Beschleunigung proportionalen Signals in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Fahrzeugs vorgesehen ist und in Abhängigkeit dieser Betriebsparameter des Fahrzeugs und dem Ausgangssignal der Vergleichsvorrichtung ein Schaltpunkt aus einer Vielzahl möglicher Schaltpunkte ausgewählt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel für die Erfassung von Abtriebsmoment M _ab und Fahrgeschwindigkeit v sowie des Fahrwider standes W bei Nennbelastung in der Ebene vorgesehen sind und daß der Sollbeschleunigung b _soll proportionale Signal nach der Beziehung b _soll = (M _ab ü η-W)/m _Fbestimmt wird, wobei m _F die Fahrzeugmasse, ü ein Faktor aus dem Übersetzungsverhältnis des Differentials und dem Rollradius und η der Wirkungsgrad des Antriebsstranges ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ausgangssignal Δ b der Vergleichs vorrichtung mit einem Schwellwert b _schwell ver glichen wird und die Korrekturvorrichtung in einem Schaltkennlinienrechner 20 nur dann eine von den Nennwerten abweichende Schaltgerade auswählt, wenn der Schwellwert b _schwell überschritten wird.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schwellwert b _schwell für positive und negative Ausgangssignale Δ b der Vergleichsvor richtung unterschiedlich festgelegt wird.

4. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Schalt mittel vorgesehen sind, die das Abtriebsmoment M _neu im neuen Gang sowie den tatsächlichen Fahrwiderstand (W _ist ) ermitteln und ein Umschalten des Getriebes dann unterdrücken, wenn M _neu < W _istist.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß dem dem tatsächlichen Fahrwiderstand (W _ist ) entsprechenden Signal ein Schwellwertsignal (ΔW) hinzuaddiert wird.