DE4309903A1

DE4309903A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Abtriebsmoments eines Fahrzeugantriebs

Info

Publication number: DE4309903A1
Application number: DE4309903A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl Ing Schnaibel; Hong Dr Zhang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-11-19
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2013-03-27
Also published as: DE4309903B4

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Steuerung des Abtriebsmoments eines Fahrzeugantriebs gemäß den unab hängigen Patentansprüchen.

Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE-P 42 04 401.4 ist in Verbindung mit Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Steuerung des Abtriebsmoments eines Fahrzeugantriebs bekannt, bei einem mit einem automatischen Getriebe ausgestatteten Fahrzeugan trieb unter Vorgabe eines Sollabtriebsmoments Schaltvorgänge mit durchzuführen. Dies wird dadurch realisiert, daß der Druck in den zu- und abschaltenden Kupplungen elektrisch regel- bzw. steuerbar ist und beim Schaltvorgang bei konstantem Fahrerwunsch die Drücke in den Kupplungen im Sinne einer Konstanthaltung des Abtriebsmoments des Fahrzeugantriebs gesteuert werden. Dabei wird auf der Basis des Fahrerwunsches ein Sollwert für das Abtriebsmoment vorgegeben, der in Abhängigkeit des jeweilig eingelegten Getriebegangs in einen Sollwert für das Übertragungsmoment des Getriebegangs (d. h. das ab triebsseitig am Getriebegang anliegenden Moments) und den Kupplungs schließdruck der zugeordneten Kupplung umgesetzt wird. Der Sollwert für das Übertragungsmoment des jeweiligen Getriebegangs wird im Rah men einer Rampensteuerung während des Schaltvorgangs zur Durchführung der Schaltung verändert, wobei aus diesem zeitlich gesteuerten Soll wert für das jeweilige Übertragungsmoment ein erforderlicher Soll wert für den jeweiligen Kupplungsdruck berechnet wird. Ferner dient der Sollwert für das Übertragungsmoment zu einer entsprechenden Rampensteuerung des vom Motor abzugebenden Moments. Die beschriebene Vorgehensweise der Rampensteuerung des Motormoments führt zu einem erhöhten Applikationsaufwand für die zeitabhängigen Kennlinien sowie zur Bestimmung des im einzulegenden Gang anzufahrenden Synchronpunk tes für die Motordrehzahl bzw. die Drehzahl der Getriebeeingangswel le.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, welche die Beeinflussung des Motormoments während eines Schaltvorgangs verbes sern.

Dies wird dadurch erreicht, daß eine Drehzahlregelung während des Schaltvorgangs vorgesehen ist, mit deren Hilfe eine Drehzahl im an triebsseitigen Bereich des Getriebes schnell und dann mit sanftem Anschließen an den neuen Synchronpunkt geregelt wird.

Aus der ebenfalls nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmel dung DE-P 41 41 947.2 ist bekannt, das vom Motor abzugebende Drehmo ment unter Berücksichtigung der Übersetzungsverhältnisse und Schalt zustände im Antriebsstrang des Fahrzeugs unter Berücksichtigung von Verlusten und Belastungen des Motors auf der Basis des vom Fahrer wunsch abgeleiteten Sollabtriebsmoment zu berechnen und einzustellen.

Aus der ebenfalls nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmel dung DE-P 42 32 974.4 ist bekannt, zur Realisierung eines Motormo mentsollwerts Zündung und Drosselklappe einzustellen.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft den Schaltvorgang im Zu sammenhang mit einer Motorsteuerung der herkömmlichen Art, bei der die Füllung im wesentlichen vom Fahrer über eine mechanische Ver bindung von Fahrpedal und Drosselklappe vorgegeben wird und nicht durch eine Steuereinheit elektrisch beeinflußt werden kann. Daher kann auf der Basis des Fahrerwunsches kein Sollwert für das Ab triebsmoment vorgegeben werden, da eine Beeinflussung der Füllung zur Konstanthaltung des Abtriebsmoments während des Schaltvorgangs bei einer derartigen Umgebung nicht erreicht werden kann. Allerdings treten auch hier die obengenannten Probleme auf, da bei den bekann ten Steuerverfahren und -vorrichtungen der Schaltvorgang durch ram pengesteuerte Beeinflussung des Zündwinkels vorgenommen wird, welche den bekannten erhöhten Applikationsaufwand zur Folge hat. Ein derar tiges Vorgehen ist z. B. aus der DE-OS 34 20 126 bekannt.

Auch in diesem technischen Zusammenhang zeigt sich die Notwendig keit, die Beeinflussung des Motormoments während eines Schaltvor gangs zu verbessern. In vergleichbarer Weise wird dies durch die er findungsgemäße Drehzahlregelung während des Schaltvorgangs erreicht.

In der vorstehend angeführten, nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE-P 42 32 974.4 wird ein sogenanntes Füllungsmodell beschrieben, durch welches auf der Basis der Drosselklappenstellung und der Motordrehzahl unter Normbedingungen (Kennfeldzündwinkel und Lambda = 1) das aufgrund der Füllung erzeugte Verbrennungsmoment des Motors abgeschätzt werden kann. Ferner ist dort die Korrektur des Zündwinkels abhängig von dem abgeschätzten Istmoment und einem vor gegebenen Momentensollwert beschrieben.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise erzielt eine beträchtliche Komfortverbesserung des Schaltvorgangs eines automatischen Getriebes sowohl bei der Hoch- als auch Rückschaltung.

Insbesondere kann durch eine Motordrehzahlregelung während des Schaltvorgangs eine schnelle Änderung der Motordrehzahl zu Beginn des Schaltvorgangs und ein sanftes Anschließen der Motordrehzahl an den neuen Synchronpunkt im einzulegenden Gang erreicht werden.

Ferner wird der Applikationsaufwand bei der Einstellung des Motormo ments zur Reduzierung bzw. Erhöhung der Motordrehzahl erheblich re duziert bzw. vermieden.

Desgleichen ist vorteilhaft, daß zur Bestimmung des neuen Synchron punktes im einzulegenden Gang keine Applikation mehr nötig ist, da der neue Synchronpunkt abhängig von Abtriebssollmoment und Abtriebs drehzahl bestimmt wird.

Besondere Bedeutung in Verbindung mit der Komfortverbesserung hat die erfindungsgemäße Vorgehensweise durch Konstanthalten des Ab triebsmoments während der Hochschaltung bzw. einem nahezu Konstant halten des Abtriebsmoments während der Rückschaltung bei unveränder tem Fahrerwunsch. Dies ermöglicht eine ruckfreie Schaltung.

Eine wesentliche Verbesserung in den obengenannten Punkten ergibt sich auch durch Regelung der Turbinendrehzahl, d. h. der Eingangs drehzahl des Getriebes. Dies ist besonders bei Getrieben mit steuer- bzw. regelbarer Wandlerkupplung von erheblichem Vorteil, da dann die erfindungsgemäße Vorgehensweise bei offener oder geregelter Wandlerkupplung vereinfacht und verbessert wird.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Regelung einer Drehzahl im An triebsstrang (Motordrehzahl, Turbinendrehzahl) bzw. der Bestimmung des Synchronpunktes bezüglich der Komfortverbesserung des Schaltvor gangs und bezüglich der Verringerung des Applikationsaufwandes las sen sich auch bei herkömmlichen Fahrzeugkonzepten, bei denen eine mechanische Verbindung zwischen Fahrpedal und Drosselklappe vorhanden ist, und bei denen die Füllung des Motors nicht auf elektrischem We ge über die Steuerung der Luftzufuhr einstellbar ist, erreichen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie den abhängigen Ansprüchen.

Zeichnung

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei stellt Fig. 1 ein Übersichtsblockschaltbild eines Fahrzeugantriebs mit Steuereinheit bei einem ersten Ausführungsbeispiel mit der Mög lichkeit der elektrischen Beeinflussung der Luftzufuhr dar, während Fig. 2, 3 und 4 Fluß- und Zeitdiagramme zur Beschreibung der erfin dungsgemäßen Vorgehensweise bei der Hochschaltung zeigen, während die Fig. 5 und 6 Fluß- und Zeitdiagramme in Verbindung mit der Rückschaltung zeigen. Die Fig. 7 und 8 zeigen die entsprechenden Flußdiagramme in Verbindung mit einer Regelung der Turbinendrehzahl.

Ein zweites Ausführungsbeispiel stellt die erfindungsgemäße Vorge hensweise in Verbindung mit einem herkömmlichen Fahrzeugkonzept, bei mechanischer Verbindung zwischen Fahrpedal und Drosselklappe, dar. Fig. 9 zeigt ein Übersichtsblockschaltbild eines solchen Fahrzeug antriebs mit Steuereinheit, Fig. 10 ein Flußdiagramm zur Durchfüh rung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise bei Hochschaltung im Rah men des zweiten Ausführungsbeispiels, während Fig. 11 ein Fluß diagramm zur Rückschaltung darstellt. Fig. 12 zeigt den Zeitverlauf der wesentlichen Betriebsgrößen während der Hochschaltung, während in Fig. 13 die entsprechenden Signalverläufe bei Rückschaltung skizziert sind.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein automa tisches Stufengetriebe 10 schematisch dargestellt. Es weist zwei Ge triebegänge bzw. Schaltstufen auf, die im folgenden als 1. Gang 11 und als 2. Gang 12 bezeichnet werden. Das Übersetzungsverhältnis des 1. Ganges 11 sei U1, das Übersetzungsverhältnis des 2. Ganges 12 U2. Die zur Erzielung derartiger Übersetzungsverhaltnisse erforderlichen Zahnräder und ihr Ineinandergreifen sind zur Vereinfachung als rechteckige Blöcke dargestellt. Die beiden Gänge 11 und 12 sind zu einer gemeinsamen Abtriebswelle 13 zusammengeführt, über die die Rä der des Fahrzeugs gegebenenfalls über Differentiale in nicht darge stellter Weise angetrieben werden. Das Abtriebsmoment beträgt Mab und die Abtriebsdrehzahl Nab, welche durch den Sensor 14 erfaßt wird. Angetrieben wird das Stufengetriebe 10 von einem Motor 20 über eine Antriebswelle 22 (Kurbelwelle), einen Drehmomentenwandler 24 so wie eine weitere Antriebswelle 15 (Turbinenwelle bzw. Getriebeein gangswelle). Der Wandler 24 besteht in schematischer Darstellung aus Pumpenrad 26 und Turbinenrad 28 und verfügt in der Regel über eine nicht dargestellte steuerbare bzw. regelbare Wandlerkupplung, die den Wandler im geschlossenen Zustand überbrückt. Das vom Motor abgegebene Motormoment Mmot bzw. das diesem entsprechenden Kupp lungsmoment Mkup am Eingang des Wandlers 24 auf der Kurbelwelle 22 wird vom Wandler 24 in ein Turbinenmoment Mturb auf der Welle 15 ebenso wie die Motordrehzahl Nmot an der Welle 22 in die Turbinen drehzahl Nturb umgesetzt. Dabei wird die Motordrehzahl durch die Meßeinrichtung 30 und in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Turbinendrehzahl durch die Meßeinrichtung 32 erfaßt. Beim Motor han delt es sich im allgemeinen um eine Brennkraftmaschine, z. B. einen Ottomotor oder einen Dieselmotor, es kann sich prinzipiell jedoch auch um einen Elektromotor oder andere alternative Antriebssysteme für ein Fahrzeug handeln. Die Turbinenwelle 15 ist über zwei Kupp lungen 16 und 17 mit den beiden Gängen 11 und 12 verbunden. Zur bes seren Übersichtlichkeit ist in diesem Ausführungsbeispiel lediglich ein 2-Wellen-Getriebe dargestellt, jedoch ist selbstverständlich auch eine Realisierung mit einer größeren Wellenzahl oder als Pla netengetriebe möglich.

Zur Steuerung des Fahrzeugantriebs ist eine elektronische Steuervor richtung 34 vorgesehen. Diese weist verschiedene Eingangsleitungen auf. Eine 1. Eingangsleitung 36 verbindet die Steuereinheit mit der Meßeinrichtung 14 zur Erfassung der Abtriebsdrehzahl, eine 2. Ein gangsleitung 38 verbindet die Steuereinheit mit der Meßeinrichtung 32 zur Erfassung der Turbinendrehzahl, eine 3. Eingangsleitung 40 verbindet die Steuereinheit mit der Meßeinrichtung 30 zur Erfassung der Motordrehzahl, eine 4. Eingangsleitung 42 verbindet die Steuer einheit 34 mit einem vom Fahrer betätigbaren Bedienelement 44 zur Erfassung des Fahrerwunsches, während Eingangsleitungen 46-48 die Steuereinheit 34 mit Meßeinrichtungen 50-52 zur Erfassung weiterer Betriebsgrößen von Motor, Fahrzeugantrieb und/oder Fahrzeug verbin det. Zur Steuerung des Fahrzeugantriebs verfügt die Steuereinrich tung 34 ferner über verschiedene Ausgangsleitungen. Eine 1. Aus gangsleitung 54 verbindet die Steuereinrichtung 34 mit dem Motor 20 zu dessen Steuerung oder Regelung, eine 2. Ausgangsleitung 56 verbindet die Steuereinheit 34 mit dem Wandler 24 zur Steuerung der Wandlerkupplung, während Ausgangsleitungen 58 und 60 die Steuerein heit 34 mit den Kupplungen 16 und 17 des Getriebes 10 zur deren Steuerung verbinden.

Die Steuerung des Motors 20 erfolgt dabei in einem bevorzugten Aus führungsbeispiel durch Steuerung oder Regelung von Zündung, Luft- und/oder Kraftstoffzumessung anhand vorgegebener Funktionen oder Kennfelder.

Über die Leitungen 58 und 60 und über entsprechende Druckregler zur Erzeugung des Kupplungsdruckes P1 und P2 für die beiden Kupplungen 16 und 17 steuert die Steuereinheit 34 die Kupplungen des Getriebes 10. Die jeweils geschlossene Kupplung gibt dabei den Getriebegang und damit die Übersetzung des Getriebes vor. Ein Schaltvorgang wird prinzipiell durch Lösen dieser Kupplung und Schließen einer anderen Kupplung für einen anderen Gang durchgeführt, wobei die Steuerein heit 34 zur Einstellung vorgegebener Schlupfwerte der Kupplungen ausgebildet ist. Die Durchführung des Schaltvorgangs durch Steuerung der Kupplungen wird im eingangs genannten Stand der Technik der deutschen Patentanmeldung DE-P 42 04 401.4 näher beschrieben.

Prinzipiell wird bei der Hochschaltung in einer 1. Phase beispiels weise bei einem Gangwechsel vom Gang 11 in den Gang 12 in der Kupp lung 17 ein Druck aufgebaut, bis diese das volle Motormoment über trägt, d. h. das Sollabtriebsmoment vollständig abtriebsseitig am Ge triebegang bereitstellt, und damit die Kupplung 16 entlastet, die dann gelöst wird. Die durch das Konstanthalten der eingangsseitigen Drehzahl zu dieser Zeit mit Schlupf arbeitende Kupplung 17 wird nun in einer 2. Phase durch entsprechende Beeinflussung des Motordrehmo ments bzw. der Motor- oder Turbinendrehzahl auf die Synchrondrehzahl gebracht, d. h. die Drehzahl, die im eingelegten Gang zur Momenten übertragung ohne schlupfende Kupplung konstruktiv vorgesehen ist, und dann vollständig geschlossen ("1 : 1-Übersetzung" der Kupplung). Während des gesamten Vorgangs wird das Abtriebsmoment bei gleich bleibendem Fahrerwunsch konstant gehalten.

Der Wandler 24 wird in bekannter Weise vom Steuergerät 34 gesteuert. In Abhängigkeit von Betriebsgrößen wie Last, Temperatur, Drehzahl, eingelegte Gangübersetzung, etc. wird die Wandlerkupplung aus Kom fortgründen zur Einschränkung der Geräusch-Entwicklung und zur Ver minderung von Schwingungen etc. sowie zur Drehmomentenverstärkung in verschiedene Zustände gebracht. Dabei kann die Wandlerkupplung offen (verstärkender Betrieb), geschlossen sein (1 : 1-Übertragung) oder ge regelte Zwischenzustände annehmen.

Die prinzipielle Funktionsweise zur Steuerung des Abtriebsmoments wird nachfolgend skizziert. Aus Abtriebsdrehzahl (Fahrgeschwindig keit oder Raddrehzahl) und Fahrpedalstellung wird ein Abtriebsmo mentenwunsch berechnet. Abhängig von der mechanischen Übersetzung des eingelegten Ganges der Getriebeeinheit 10 wird daraus ein erfor derliches Drehmoment Mturb an der Antriebswelle 15, der Eingangswel le der Getriebeeinheit, berechnet. Um dieses Sollturbinenmoment zur Einstellung des Sollabtriebsmoments bereitzustellen, muß eingangs seitig am Wandler 24 vom Motor 20 ein entsprechendes Motormoment er zeugt werden. Dieses Motormoment wird nach bekannten Methoden gemäß der eingangsgenannten DE-P 41 41 947.2 aus dem Sollturbinenmoment gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Wandlerzustände berechnet und vom Motor durch Einstellen von Luftzumessung, Kraftstoffzumes sung und/oder Zündwinkel eingestellt. Dabei können weitere Betriebs größen wie Motortemperatur, Versorgungsspannung, Status von Klima anlagen, etc., sowie verlustkompensierende Faktoren berücksichtigt werden.

Zur Steuerung der Schaltvorgänge wird gemäß der erfindungsgemäßen Vorgehensweise in dem beschriebenen Steuerverfahren bzw. -system wie folgt vorgegangen. Da im Idealfall bei sich nicht veränderndem Fah rerwunsch während der Schaltung das Abtriebsmoment vor und nach ei nem Schaltvorgang auf gleicher Hohe liegt und während des Schaltvor gangs, zumindest während des Hochschaltens, das Abtriebsmoment kei nen Einbruch erleben soll, wird der Motor bzw. die Motor- bzw. Tur binendrehzahl derart geregelt, daß nach dem Verlassen des 1. Syn chronpunktes in der zu verlassenden Gangstufe die Motor- bzw. Tur binendrehzahl schnell auf das Niveau des 2. Synchronpunktes für den einzulegenden Gang abgebaut (bei Hochschaltung) bzw. aufgebaut (bei Rückschaltung) wird. Dies geschieht durch Bestimmung des 2. Syn chronpunktes und Regelung der Motor- bzw. Turbinendrehzahl gemäß ei nes zeitabhängigen Sollwerts innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer unter Veränderung des Motormoments. Bei Erreichen des 2. Synchron punktes wird die Drehzahlregelung aufgegeben und so ein sanftes Ein schwingen Motor- bzw. Turbinendrehzahl in den neuen Synchronpunkt erreicht. Die konkrete Vorgehensweise zur Bewältigung des Schaltvor ganges wird in den Fig. 2-8 dargestellt.

In Fig. 2 ist ein Programmteil skizziert, der in einem ersten Ab frageschritt 100 überprüft, ob die Schaltmarke für Hochschaltung ge setzt ist, welche bei Vorliegen bestimmter Betriebszustände der Brennkraftmaschine oder bei Vorliegen eines entsprechenden Fahrer wunsches gesetzt wird. Ist dies der Fall, so wird in den in Fig. 3 bzw. 7 skizzierten Programmteil verzweigt, während bei negativer Antwort mit Abfrageschritt 102 unter Überprüfung der Rückschaltmarke fortgefahren wird. Liegt der Bedarf für eine Rückschaltung des Ge triebes vor, so wird in den in Fig. 5 bzw. 8 skizzierten Programm teil verzweigt, im anderen Fall wird der Programmteil beendet und zu vorgegebenen Zeitpunkten wiederholt. In diesem Zusammenhang wird un ter Hochschaltung eine Schaltung z. B. vom 3. im den 4. Gang, unter Rückschaltung eine Schaltung z. B. vom 4. in 3. Gang verstanden.

Wird eine Hochschaltung durchgeführt, so wird nach dem in Fig. 3 skizzierten Programmteil in einem ersten 1. Abfrageschritt 200 das Verlassen des 1. Sychronpunktes und damit die Beendigung der Kupplungssteuerung im Getriebe z. B. anhand des Steuersignals für die Kupplung des niedrigeren Gangs, das zu diesem Zeitpunkt Null sein muß, oder einer seit Setzen des Schaltflag abgelaufener Zeit erfaßt. Ist dies nicht der Fall, wird Schritt 200 wiederholt, während im ge genteiligen Fall ab diesem Zeitpunkt eine Drehzahlregelung zur Redu zierung der Differenzdrehzahl in der Kupplung des neuen Ganges akti viert wird.

Wie im eingangsgenannten Stand der Technik dargestellt, ist bei Ver lassen des ersten Synchronpunktes die Kupplung des niedrigeren Gan ges bei der Hochschaltung geöffnet, die Kupplung des neuen Ganges hat gerade einen Druck aufgebaut, so daß sie ein Moment überträgt, welches dem Quotienten aus Abtriebsmomentsollwert und der neuen Ge triebeübersetzung entspricht. Die Kupplung des neuen Ganges weist dabei einen Schlupf auf, so daß eine Differenzdrehzahl zwischen Tur binendrehzahl und der im schlupffreien Zustand der Kupplung aus kon strukiven Gründen erforderlichen Turbinendrehzahl im neuen Gang, da während der Kupplungssteuerung die Turbinendrehzahl im wesentlichen unverändert auf dem vor der Kupplungssteuerung vorliegendem Wert verbleibt, vorhanden ist. Das am Eingang des Wandlers anliegende Kupplungsmoment, welches letztendlich dem einzustellenden Motormo ment entspricht, muß zu diesem Zeitpunkt je nach Wandlerkupplungszu stand aufgrund der Vorgabe der Konstanz des Abtriebsmoments während des Schaltvorgangs bei gleichbleibendem Fahrerwunsch den folgenden Wert erreicht haben, da zur Aufrechterhaltung des Abtriebsmoments das Motormoment entsprechend beeinflußt wird:

Mkupnach = Mturb/V (bei WK = offen oder geregelt) (1)
oder = Mturb (bei WK = geschlossen)

wobei

Mturb = Mabsoll/Üneu (2)

Nturb = Nab_*Üneu (3)

Die Drehzahlregelung liefert eine Momentenkorrektur bezogen auf das Kupplungsmoment gemäß (1) und wird durch die auf den Schritt 200 bei positiver Antwort folgende Maßnahmen durchgeführt.

Im auf den Schritt 200 folgenden Schritt 202 werden die für die nachfolgenden Berechnungen notwendigen Betriebsgrößen eingelesen. Diese Betriebsgrößen umfassen z. B. ein Maß für den Wandlerkupplungs zustand WK bzw. für die Momentenverstärkung V des Wandlers bei of fener oder geregelten Kupplung, die in bekannter Weise als Funktion des Drehzahlübersetzungsverhältnisses, was seinerseits eine Funktion des Quotienten aus Turbinenmoment Mturb und Quadrat der Turbinen drehzahl Nturb_*Nturb ist, berechnet werden kann, für das Abtriebs sollmoment Mabsoll, für die Abtriebsdrehzahl Nab, die Übersetzung Üalt des Getriebes vor dem Schaltvorgang, für die Übersetzung Üneu des Getriebes im einzulegenden Gang, für die Turbinendrehzahl Nturb (wenn entsprechende Meßeinrichtung vorhanden), für die vor Einleiten des Schaltvorgangs vorhandene Motordrehzahl Nmotalt (bzw. Nturbalt) und für die Motordrehzahl Nmot.

In einem Schritt 204 wird dann ein Zähler T zu 0 gesetzt bzw. ge startet und der neuer Synchronpunkt sowie Mkupnach gemäß Gleichung (1) bzw. (2) bestimmt. Dieser neue Synchronpunkt der Motordrehzahl ergibt sich aus dem Sollturbinenmoment zur Bereitstellung des Ab triebsmoments im neuen Gang und der dazu erforderlichen Turbinen drehzahl und wird gemäß folgender Gleichung für die verschiedenen Wandlerkupplungszustände bestimmt:

Nmotn = Nturb/nü (für WK = offen oder geregelt) (4)

= Nturb (für WK = geschlossen) (5)

wobei nü das obengenannte Drehzahlübersetzungsverhältnis der Wand lereinheit dastellt und wie oben erwähnt berechnet wird.

Im darauffolgenden Schritt 206 wird die Motordrehzahl und gegebenen falls Mabsoll eingelesen und der Zähler T um 1 erhöht und im Schritt 208 der Sollwert der Motordrehzahl bestimmt. Dieser Motordrehzahl sollwert ist zeitabhängig vorgegeben. Der Verlauf beginnt mit der Motordrehzahl Nmota, die beim Verlassen des alten Synchronpunktes vorlag, endet nach dem Erreichen des neuen Synchronpunktes mit der bestimmten Motordrehzahl Nmotn des neuen Synchronpunktes und wird durch die folgenden Zusammenhänge beschrieben:

Nmotsoll = Nmota + (Nmotn - Nmota) _* (t/Tmax) für t<Tmax (6)

= Nmotn für t<=Tmax (7)

wobei t die ab Verlassen des alten Synchronpunktes abgelaufene Zeit und Tmax die maximale Abregelzeit (ca. 10 bis 300 msec) ist.

Abhängig von der seit dem Verlassen des alten Synchronpunktes abge laufenen Zeit wird somit eine Sollmotordrehzahl vorgegeben, welche dann im darauffolgenden Schritt 210 in einen Momentenkorrekturwert Dmo umgerechnet wird. Zu diesem Zweck wird die Differenz zwischen Soll- und Istmotordrehzahl gebildet und mit einem proportionalen Faktor KP gewichtet, welcher im wesentlichen das Trägheitsmoment des Antriebstranges berücksichtigt:

Dmo = KP_*(Nmotsoll - Nmot) (8)

Nach Berechnung der Momentenkorrektur wird im Schritt 212 das Soll kupplungsmoment, welches durch den Motor aufzubringen ist, aus der Addition des Sollkupplungsmoments Mkupnach bei Verlassen des 1. Syn chronpunktes und der Momentenkorrektur Dmo berechnet:

Mkupsoll = Mkupnach + Dmo (9)

Dieser Wert wird dann gemäß Schritt 214 durch Einstellen von Dros selklappe DK, Kraftstoffzumessung Ti und/oder Zündung Z nach den aus dem Stand der Technik bekannten Vorgehensweise z. B. gemäß der DE-P 42 32 974.4 eingestellt. Daraufhin wird im Abfrageschritt 216 das Erreichen des 2. Synchronpunktes und somit die Bedingung für die Be endigung der Drehzahlregelung anhand eines Vergleichs der bestimmten Synchronpunktdrehzahl Nmotn mit der momentanen Motordrehzahl überprüft:

(Nmot - Nmotn) < DNMOT (10)

Sobald die Differenz zwischen diesen beiden Werten innerhalb eines Toleranzbereiches DNMOT, z. B. 64 l/min, liegt, wird die Drehzahl regelung gestoppt, gemäß Schritt 218 die Kupplung des neuen Ganges sofort durch Erhöhung des Druckes schlupffrei geschlossen und das Kupplungsmoment Mkupsoll auf den Wert von dem Kupplungsmoment Mkupnach, der zur Bereitstellung des gewünschten Abtriebsmoments im neuen Gang erforderlich ist, eingestellt. Gemäß Schritt 220 ist der Schaltvorgang dann beendet.

Wurde im Abfrageschritt 216 erkannt, daß der Synchronpunkt nicht er reicht ist und der Schaltvorgang noch nicht beendet ist, so wird der Programmteil mit Schritt 206 wiederholt.

Die Einstellung des Kupplungsmomentsollwertes Mkupsoll unter Berück sichtigung von Verlustmomenten und von Momentenbeiträgen, die durch den Verbrauch von Nebenaggregaten entstehen, durch Berechnung eines Sollverbrennungsmoments kann z. B. durch die aus dem eingangsgenann ten Stand der Technik (DE-P 41 41 947.2) bekannte Methode erfolgen. Dieser Sollverbrennungsmomentenwert, der der Einstellung der Dros selklappe entspricht, wird während der Schaltung für den Fall, daß mit einem Kennfeldwinkel gezündet wird schon vor Verlassen des 1. Synchronpunktes eingestellt und aus der Differenz des momentanen Verbrennungsmomentes aus der Zündung und dem Momentenverbrennungs sollwert eine Zündwinkelkorrektur durchgeführt, so daß das Verbren nungsmoment und daher das Kupplungsmoment genau realisiert werden kann (vgl. auch DE-P 42 32 974.4).

Fig. 4 zeigt Zeitverläufe charakteristischer Signale zur Verdeut lichung des Schaltvorgangs. Dabei ist in den Fig. 4 a-f jeweils waagrecht die Zeit, senkrecht die Signalgröße des jeweils aufgetra genen Signals dargestellt. Fig. 4a zeigt das Abtriebsmoment (Soll wert und Istwert), Fig. 4b die Schaltmarke und eine Marke zur Ein stellung der Drosselklappe, Fig. 4c das Verbrennungsmoment, Fig. 4d die Motordrehzahl (Istdrehzahl, strichliert Solldrehzahl), Fig. 4e den Beitrag der Drosselklappe und die Fig. 4f den Beitrag der Zündung zum Verbrennungsmoment.

Zum Zeitpunkt T1 wird durch Setzen der Schaltmarke SS ein Schaltvor gang eingeleitet. Nach Setzen der Schaltmarke werden die Kupplungen der beteiligten Gänge wie oben beschrieben gesteuert. Zum Zeitpunkt T2 wird die Marke zur Einstellung der Drosselklappe gesetzt und die Drosselklappenstellung verändert. Die Verstellung der Drosselklappe wird durch Beeinflussung des Zündwinkels (Fig. 4f) kompensiert, so daß das Verbrennungsmoment (Fig. 4c) in einer ersten Phase gleich bleibt. Zum Zeitpunkt T3, bei Verlassen des ersten Synchronpunktes ist das Verbrennungsmoment und damit das Kupplungsmoment durch den fortgeschrittenen Schaltvorgang auf den Wert Mkupnach eingestellt. Dies kann bei eingestellter Drosselklappe durch Korrektur des Zünd winkels durchgeführt werden. Nach Verlassen des 1. Synchronpunktes wird die Motordrehzahl gemäß Fig. 4d auf den 2. Synchronpunkt abge regelt. Eine entsprechende Korrektur des Verbrennungsmomentes und damit des Kupplungsmomentes durch Beeinflussung des Zündwinkels wird wie in Fig. 4c und f dargestellt zur Durchführung der Drehzahlrege lung wie oben beschrieben vorgenommen. Nach Erreichen des 2. Syn chronpunktes zum Zeitpunkt T4 wird die Regelung der Motordrehzahl gestoppt und das Verbrennungsmoment hat den zur Bereitstellung des Abtriebssollmoments im neuen Gang notwendigen Wert erreicht (Mkupnach). Der Schaltvorgang gilt zum Zeitpunkt T5 durch Rücksetzen der Marken als beendet.

Charakteristisch dabei ist, daß das Verbrennungsmoment, d. h. das Motor- oder Kupplungsmoment zu Beginn des Schaltvorganges zum Zeitpunkt T3 erhöht, dann erniedrigt und bis zum Zeitpunkt T4 wieder erhöht wird. Dadurch wird ein optimaler Komfort des Schaltvorgangs und ein optimaler Verlauf der Regelung der Motordrehzahl erreicht.

Fig. 5 zeigt die erfindungsgemäße Vorgehensweise in Verbindung mit der Rückschaltung. Dabei wird ähnlich zu Fig. 3 vorgegangen. Die entsprechenden Schritte sind daher mit einem A bezeichnet und werden im folgenden nicht näher erläutert.

Die Motordrehzahl Nmotn des neuen Synchronpunktes ergibt sich wie anhand Gleichung (4, 5) dargestellt. Bei Verlassen des alten Syn chronpunktes sind die Kupplungen des alten und des neuen Ganges offen und die Motordrehzahl soll so schnell wie möglich den neuen Synchronpunkt erreichen. Der Motordrehzahlsollwert wird daher gemäß Schritt 208A auf den Wert des neuen Synchronpunkts gesetzt. Die Momentenerhöhung nach Schritt 210A ergibt sich dann aus der Dreh zahldifferenz zwischen Soll- und Istdrehzahl, wobei sich im Gegen satz zur Hochschaltung sich das Sollkupplungsmoment nach Schritt 212a direkt aus der Drehzahlerhöhung berechnet, da bei der Rück schaltung während des Schaltvorgang kein Kupplungsmoment bereitzu stellen ist:

Mkupsoll = Dmo = KP _* (Nmotsoll - Nmot) (11)

Wenn während der Drehzahlregelung, die zu einer Erhöhung der Motor drehzahl, d. h. zu einem Hochlaufen des Motors führt, eine der Ge triebekupplungen nicht ganz offen sein sollte, muß ein Kupplungsmo mentenoffset, der dem Druck in dieser Kupplung entspricht, zum Dreh momentenkorrekturwert Dmo addiert werden.

Sobald die Differenz zwischen der Motordrehzahl Nmotn im Synchron punkt und der aktuellen Motordrehzahl innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereiches DNMOT (z. B. 64 l/min) liegt, wird gemäß Schritt 216A das Erreichen des Synchronpunktes erkannt und die Drehzahlrege lung gestoppt. Die Kupplung des neuen Ganges wird dann sofort ge schlossen und das Kupplungsmoment so schnell wie möglich auf den vorgegebenen Wert Mkupnach, der gemäß Gleichung (1, 2) berechnet wird, gebracht. Die Schaltung ist dann beendet.

Die Bestimmung und Bereitstellung des Verbrennungsmomentes zur ge nauen Realisierung des Kupplungsmoments kann z. B. bei einem vorteil haften Ausführungsbeispiel entsprechend der bei der Hochschaltung beschriebenen Vorgehensweise erfolgen.

Die Zeitverläufe sind in Fig. 6 analog zu Fig. 4 dargestellt. Da bei ist charakteristisch, daß kurz vor Erreichen des 2. Synchron punktes zum Zeitpunkt T3 das Verbrennungsmoment ein Minimum annimmt, während die geregelte Istdrehzahl die neuen Synchrondrehzahl nahezu erreicht hat.

Nach Setzen der Schaltmarke zum Zeitpunkt T1 und der Steuerung der Kupplungen wird zum Zeitpunkt T2 die Marke zur Einstellung der Dros selklappe gesetzt und die Drosselklappe gemäß Fig. 6e zurückgenom men, während gemäß Fig. 6f die Zündung gleichbleibt. Dadurch redu ziert sich gemäß Fig. 6c das Verbrennungsmoment (Motormoment) wäh rend sich die Motordrehzahl gemäß Fig. 6d vom 1. Synchronpunkt ent fernt. Zwischen T2 und T3 wird die Motordrehzahl auf schnellstmögli chem Weg zum 2. Synchronpunkt geregelt, wobei bei Erreichen dieses Punktes Zündwinkel und Verbrennungsmoment ein Minimum aufweisen. Die Drosselklappenstellung hat zu diesem Zeitpunkt bereits im wesentli chen ihre endgültige Stellung erreicht. Nach Erreichen des 2. Synchronpunktes wird gemäß der oben beschriebenen Vorgehensweise das Sollkupplungsmoment auf den aufgrund des Abtriebssollmoment bestimm ten Wert Mkupnach gesetzt und durch Korrektur des Zündwinkels gemäß Fig. 6f und damit Beeinflussung des Verbrennungsmoments gemäß Fig. 6c unter Beibehaltung der Drosselklappenstellung eingestellt. Danach werden zum Zeitpunkt T3 die Marken zurückgesetzt und der Schaltvor gang beendet. Während des Schaltvorgangs bleibt der Abtriebsmoment sollwert gemäß Fig. 6a konstant, das Abtriebsmoment selbst (strich liert) wird während der Rückschaltung leicht verringert, erreicht jedoch nach Abschluß der Schaltung den vorigen Wert.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß die erfindungsgemäße Vorge hensweise eine Bestimmung des neuen Synchronpunktes bei einer Schal tung abhängig vom Abtriebsmomentsollwert und von Abtriebsdrehzahl erlaubt und zur Reduzierung bzw. Erhöhung der Motordrehzahl während des Schaltvorgangs eine Drehzahlregelung vorgesehen ist.

Eine Änderung des Fahrerwunsches während der Schaltung führt zu einer Änderung des Abtriebsmomentsollwerts. Dies findet in einfacher Weise durch Neubestimmung des Kupplungsmoments Mkupnach z. B. im Schritt 206 Einfluß, so daß auch der Schaltvorgang bei Änderung des Fahrerwunsches mit großem Komfort unter Nutzung der erfindungsge mäßen Vorteile bewerkstelligt werden kann.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird anstelle einer Regelung der Motordrehzahl eine Regelung der Turbinendrehzahl vorgenommen. Entsprechend modifizierte Flußdiagramme sind in Fig. 7 (Hochschaltung) und 8 (Rückschaltung) dargestellt.

Diese Lösung kann insbesondere dann angewendet werden, wenn die Tur binendrehzahl gemessen werden kann. Eine Regelung der Turbinendreh zahl auf der Basis von berechneten Turbinendrehzahlwerten ist jedoch ebenfalls denkbar. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß der Zu stand der Wandlerkupplung nicht berücksichtigt werden muß.

In Fig. 7 ist die Hochschaltung dargestellt. Die Schritte 300 und 302 entsprechen im wesentlichen den Schritten 200 und 202. Im Schritt 304 wird die Turbinendrehzahl Nturbn im neuen Synchronpunkt z. B. aus folgendem Zusammenhang berechnet:

Nturbn = Nab _* Üneu (12)

oder

Nturbn = Nturbalt _* Üneu/Üalt (13)

wobei Nturbalt und Üalt die Verhältnisse beim Schaltbeginn beschrei ben. Im Schritt 308 wird der zeitabhängige Sollwert für die Turbi nendrehzahl Nturbs entsprechend Gleichung (6) und (7) bestimmt:

Nturbs = Nturbalt + (Nturbn - Nturbalt) _* (t/Tmax) t<Tmax (14)

Nturbs = Nturbn t<=Tmax (15)

mit t = Zeit ab Verlassen des alten Synchronpunktes, Tmax maximale Abregelzeit (10-300 msec).

Die weiteren Schritte 310 bis 320 entsprechen der anhand Schritte 210 bis 220 dargestellten Vorgehensweise, wobei anstelle der Motor drehzahl die Turbinendrehzahl einzusetzen ist.

Entsprechendes gilt für die Rückschaltung unter Regelung der Turbinendrehzahl gemäß Fig. 8. In Schritt 308A wird der Sollwert Nturbs auf den wie oben dargestellt berechneten Wert Nturbn gesetzt und die Regelung entsprechend der oben beschriebenen Vorgehensweise durchgeführt.

Der beschriebene zeitliche Verlauf der Solldrehzahlen hat sich in einem Ausführungsbeispiel als sehr geeignet erwiesen. In anderen Ausführungsbeispielen kann ein anderer Verlauf (z. B. exponentiell, parabelförmig, stufenförmig, etc.) vorteilhaft sein. Wichtig ist, daß die Drehzahl schnell und mit sanftem Anbinden in den neuen Synchronpunkt geregelt wird.

Ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem die erfindungsgemäße Vorge hensweise vorteilhaft zur Wirkung kommt, ist in den Fig. 9 bis 13 gezeigt. Dabei handelt es sich um eine Motorumgebung, bei der der Fahrer über eine mechanische Verbindung die Drosselklappe einstellt und somit die Füllung bestimmt. Daher ist während des Schaltvorgangs die Füllung und damit das Motormoment hauptsächlich durch die Pedal stellung durch den Fahrer festgelegt. Zum Momenteneingriff während des Schaltvorgangs steht dann der Zündwinkel zur Reduzierung oder zur Erhöhung der Motordrehzahl zur Verfügung.

Fig. 9 zeigt ein Übersichtsblockschaltbild eines solchen Systems, bei dem die gleichen Elemente wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und im folgen den nicht mehr näher beschrieben werden, so daß sich die Beschrei bung des Aufbaus nach Fig. 9 auf die Unterschiede zur Fig. 1 be schränkt.

Da gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die fahrerwunschabhängige Beeinflussung der Füllung auf elektrischem Wege entfällt, muß bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 auf den Fahrpedalgeber 44 und die Eingangsleitung 42 verzichtet werden. An dieser Stelle ist die mechanische Verbindung 400 eingezeichnet, welche Fahrpedal 402 und Drosselklappe 404 verbindet. Die symbolisch dargestellte Ausgangsleitung 54 der Steuereinheit 34 dient zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung und Zündzeitpunkt. Bezüglich der anderen Ein flußmöglichkeiten, Meßeinrichtungen und sonstigen Elementen gelten die Aussagen in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Die Funktionsweise der Anordnung sei wie beim ersten Ausführungsbei spiel anhand einer Hochschaltung bei Gangwechsel vom Gang 11 in den Gang 12 skizziert. Bei Auslösen des Schaltvorgangs durch den Getrie besteuerungsteil der Steuereinheit 34 beispielsweise in Abhängigkeit von Motordrehzahl und Motorlast wird in einer ersten Phase über die Leitung 58 der Druck in der Kupplung 17 des neuen Ganges 12 derart aufgebaut, daß die Kupplung 17 die Momentenübertragung vornehmen kann. Parallel dazu wird die Kupplung 16 des alten Ganges 11 geöff net, indem der Druck zurückgenommen wird. Dies erfolgt beispiels weise durch geeignete Rampensteuerung. Während dieses Vorgangs gibt der Fahrer durch Einstellung der Drosselklappe die Füllung und daher das Motormoment vor. Beim vollständigen Lösung der Kupplung des al ten Ganges muß die Kupplung des neuen Ganges mindestens in der Lage sein, das Motormoment, welches vom Fahrer vorgegeben wird, zu über tragen. Mit anderen Worten muß die Kupplung in der Lage sein, das nach Abschluß des Schaltvorgangs am Eingang des Getriebe anliegenden Turbinenmoment an der Turbinenwelle 15 zu übertragen. Dieses wird neben den Übertragungsverhältnissen der Wandlereinheit durch das eingestellte Motormoment bestimmt. Der Druck in der Kupplung, der bei Lösen der Kupplung des alten Ganges am Ende der ersten Phase des Schaltvorgangs, am ersten (alten) Synchronpunkt oder Überschnei dungspunkt, in der Kupplung des neuen Ganges aufgebaut sein sollte, ergibt sich demnach als Funktion des nach Abschluß der Schaltung anliegenden Turbinenmoments. Dieses wiederum stellt eine Funktion des aufgrund der Füllung an der Kurbelwelle 22 anstehenden Kupp lungsmoments unter Berücksichtigung der Übertragungsverhältnisse der Wandlereinheit 24 dar. Der in der Kupplung auf zubauende Druck Pgetr ist daher eine Funktion des Turbinenmoments auf der Turbinenwelle 15, welches selbst ein Produkt des vom Fahrer bestimmten Kupplungs moments Mkupfü aufgrund der Füllung und der Momentenverstärkung V der Wandlereinheit 24 ist. Die Momentenverstärkung V der Wandlerein heit wird dabei analog zur obigen Beschreibung aus einem Kennfeld in Abhängigkeit des Kupplungsmoments Mkupfü sowie der Turbinendrehzahl nturb im neuen Gang gebildet, die gemessen oder aus Abtriebsdrehzahl nab und Getriebeübersetzung im neuen Gang Üneu berechnet werden kann.

Das Kupplungsmoment Mkupfü selbst wird dabei auf der Basis des in bekannter Weise über das Füllungsmodell unter Normbedingungen abge schätzte Verbrennungsmoment abhängig von der vom Fahrer vorgegebenen Drosselklappenstellung und der Motordrehzahl berechnet. Das Verbren nungsmoment wird dabei zur Berechnung des Kupplungsmoments um die Verlustmomentfaktoren des Motors reduziert. Diese sind Motorschlepp moment, welches die Verlustmomente des Motors aufgrund von Reibung, etc. bezeichnet und abhängig von Drehzahl und Temperatur aus einem Kennfeld bestimmt wird sowie der Momentenverbrauch von Nebenaggre gaten, wie einer Klimaanlage, etc., welcher ebenfalls aus einem Kennfeld ermittelt wird.

Die Bestimmung des neuen Synchronpunkts für die Motor- oder Turbi nendrehzahl sowie die Durchführung der Drehzahlregelung und die Kri terien zur Beendigung der Drehzahlregelung, was über die Motordreh zahl bzw. Turbinendrehzahl erfolgen kann, entsprechen im wesent lichen der Vorgehensweise in Verbindung mit dem ersten Ausführungs beispiel. Eine detailliertere Erläuterung ergibt sich im Zusammen hang mit den Flußdiagrammen der Fig. 10 und 11.

Nach Abschluß der Drehzahlregelung wird die Kupplung des neuen Gan ges durch Erhöhung des Drucks schlupffrei geschlossen, so daß das Kupplungsmoment an der Kurbelwelle den vom Fahrer eingestellten Wert annimmt. Die Drehzahlregelung selbst wird dabei durch Zündwinkel korrektur durchgeführt, wie im folgenden skizziert, wobei die Dreh zahlregelung eine Momentenkorrektur bezogen auf Mkupfü liefert.

Fig. 10 zeigt die erfindungsgemäße Vorgehensweise anhand eines Flußdiagramms am Beispiel der Hochschaltung. Nach Start des Pro grammteils mit Setzen der die Schaltung anzeigenden Marke wird der Programmteil nach Fig. 10 gestartet. In einem ersten Schritt 500 wird überprüft, ob der erste Synchronpunkt, der Überschneidungs punkt, erreicht bzw. verlassen ist. Dies kann beispielsweise anhand des Steuersignals für die Kupplung des zu verlassenden Gangs, welche an diesem Punkt geöffnet ist, bestimmt werden. Ist die erster Phase des Schaltvorgangs noch nicht abgeschlossen, wird Schritt 500 zu ge gebener Zeit wiederholt. Im anderen Fall werden im darauffolgenden Schritt 502 die folgenden Betriebsgrößen eingelesen: Luftmassenstrom von HFM/HLM t1_HFM (eventuell Drosselklappenstellung Alpha), Motordrehzahl Nmot, Wandlerverstärkung V, Zustand der Wandlerkupp lung WK, neue Getriebeübersetzung Üneu, Abtriebsdrehzahl Nab, Drehzahl am Überschneidungspunkt Nmotalt, ggf. Turbinen drehzahl Nturb und Turbinendrehzahl Nturbalt am Überschneidungs punkt, Übersetzung des alten Ganges Üalt, Motortemperatur sowie Sta tus von Nebenaggregaten. Danach wird im darauffolgenden Schritt 504 auf der Basis des Füllungsmodells aufgrund von Luftmassenstrom von HFM/HLM (Drosselklappenstellung) und Motordrehzahl das aus der vom Fahrer eingestellten Füllung unter normalen Bedingungen resultieren de Verbrennungsmoment Mvfü des Motors abgeschätzt, von diesem ggf. das Motorschleppmoment sowie der Momentenverbrauch von Nebenaggrega ten abgezogen, so daß als Ergebnis das aufgrund der Füllung an der Kurbelwelle anstehende Kupplungsmoment Mkupfü erhalten wird. Auf der Basis des Kupplungsmoments sowie der aufgrund von Abtriebsdrehzahl und neuer Gangübersetzung gebildeten Turbinendrehzahl am neuen Synchronpunkt (im neuen Gang) und der Wandlerverstärkung V wird auf der Basis dieser Größen der im neuen Gang gerade zur Übertragung des Drehmoments notwendige Kupplungsdruck Pgetr bestimmt und ggf. ein gestellt. Das durch diesen Druck realisierte Drehmoment an der Ge triebekupplung entspricht genau dem Turbinenmoment nach der Schal tung für den Fall, daß der Fahrer die Fahrpedalstellung nicht verändert, das heißt wenn sich das Kupplungsmoment während des Schaltvor gangs nicht ändert (bis auf Änderung durch Drehzahländerung). Zur Reduzierung der dadurch entstehenden Drehzahldifferenz in der Kupp lung des neuen Ganges wird nun die Drehzahlregelung eingeschaltet, welche letztendlich eine Momentenkorrektur bezogen auf Mkupfü liefert.

Dabei ergibt sich der neue Synchronpunkt der Motordrehzahl Nmotn auf der Basis der Turbinendrehzahl im neuen Gang und des Drehzahlüber setzungsverhältnisses Nü gemäß den Gleichungen (4) bzw. (5).

Ferner wird im Schritt 504 ein Zähler auf Null gesetzt. Danach wird gemäß Schritt 506 die aktuelle Motordrehzahl eingelesen, der Zähler um Eins erhöht, während im darauffolgenden Schritt 508 der zeitab hängige Sollwert für die Motordrehzahl anhand der oben am Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels dargestellten Gleichungen (6) und (7) bestimmt wird. Danach wird im Schritt 510 ebenfalls in oben dar gestellter Weise die Momentenkorrektur Dmo bezogen auf das vom Fah rer eingestellte Kupplungsmoment anhand der Differenz zwischen Ist motordrehzahl und Sollmotordrehzahl bestimmt (Gleichung (8)) und im Schritt 512 das zu realisierende Kupplungsmoment Mkupsoll auf der Basis der Summe des durch den Fahrer eingestellten Kupplungsmoments Mkupfü und der Momentenkorrektur der Drehzahlregelung bestimmt (Mkupsoll = Mkupfü + Dmo). Danach wird im Schritt 514 der berechnete Kupplungsmomentensollwert durch Zündungskorrektur eingestellt. Dies erfolgt, wie aus dem eingangs genannten Stand der Technik der DE-P 42 32 974.4 bekannt durch Berechnung eines Sollverbrennungsmoments Mvsoll als Summe des berechneten Sollkupplungsmoments Mkupsoll sowie des Schleppmoments und des Momentenverbrauchs der Nebenaggregate. Aus der Differenz dieses Sollverbrennungsmoments und des wie vorste hend dargestellt berechneten Verbrennungsmoments Mvfü aufgrund der vom Fahrer eingestellten Füllung wird ein Differenzwert deltaMvZW berechnet, der der Zündwinkelkorrektur zugrundeliegt. Dadurch wird das Sollverbrennungsmoment und damit das Sollkupplungsmoment genau realisiert. Die Zündwinkelkorrektur ist bezogen auf den optimalen Zündwinkel und begrenzt durch den Wert Null und die gerade noch zündfähige Verstellung.

Nach Einstellen des Sollkupplungsmoments wird im darauffolgenden Schritt 516 überprüft, ob der neue Synchronpunkt erreicht wurde. Dies erfolgt wie bereits oben dargelegt durch Vergleich der Diffe renz zwischen Istdrehzahl und der berechneten Drehzahl Nmotn am neuen Synchronpunkt mit einem vorgegebenen Toleranzbereich DNmot (Gleichung (10)). Ist der neue Synchronpunkt noch nicht erreicht, wird ab Schritt 506 wiederholt, im anderen Fall wird im Schritt 518 die Kupplung des neuen Ganges vollständig schlupffrei geschlossen und das Sollkupplungsmoment auf den vom Fahrer vorgegebenen Kupp lungsmomentenwert Mkupfü durch schnelle, vorzugsweise sprungförmige Veränderung des Zündwinkels eingestellt. Danach ist gemäß Schritt 520 der Schaltvorgang beendet, die Schaltmarke wird zurückgesetzt.

Für den Fall, daß die Turbinendrehzahl im Getriebe gemessen werden kann, wird anstelle der Motordrehzahlregelung die Regelung der Tur binendrehzahl vorgenommen. Dabei ist anhand der vorstehenden Be schreibung unter Motordrehzahl Turbinendrehzahl zu verstehen, wobei die Turbinendrehzahl am neuen Synchronpunkt entweder aus der Ab triebsdrehzahl Nab und der Übersetzung der neuen Gangstufe Üneu (Gleichung (3)) oder aus der alten Turbinendrehzahl Nturbalt bei Schaltbeginn und der Getriebeübersetzung Üneu, des neuen und des alten Ganges Üalt berechnet werden kann (Nturb = Nturbalt _* Uneu/Ualt).

Charakteristische Zeitverläufe in Verbindung mit der Hochschaltung sind in Fig. 12 dargestellt. Dabei ist jeweils waagrecht die Zeit aufgetragen, während in Fig. 12a die Schaltmarke SS, in Fig. 12b das Istverbrennungsmoment Mvist, Fig. 12c die Motordrehzahl Nmot, Fig. 12d das Verbrennungsmoment Mvfü aufgrund der Füllung sowie in Fig. 12e die Momentenkorrektur deltaMvZW aufgrund der Zündwinkel korrektur dargestellt ist. Zu einem ersten Zeitpunkt t₀ wird durch Setzen der Schaltmarke der Schaltvorgang eingeleitet. Nach Abschluß der ersten Phase der Getriebebeeinflussung wird im Überschneidungs punkt t₁ bzw. dem alten Synchronpunkt bei bislang unveränderten Parametern die Drehzahlregelung und damit der Motoreingriff einge leitet. Der Drehzahlsollwert wird gemäß der strichliert dargestell ten Linie in Fig. 12c verändert und die Motordrehzahl durch Zünd winkelkorrektur eingestellt. Dies führt ab dem Zeitpunkt t₁ zu einer Verringerung des Istverbrennungsmoments und infolge der Dreh zahlveränderung zu einer leichten Erhöhung des aufgrund der Füllung erzeugten Verbrennungsmoments gemäß Fig. 12d. Zum Zeitpunkt t₂ sei die Bedingung zur Beendigung der Drehzahlregelung erfüllt, die Istmotordrehzahl ist im wesentlichen gleich der Drehzahl im neuen Gang. Der neue Synchronpunkt ist erreicht. Eine entsprechende Zünd winkelkorrektur ab dem Zeitpunkt t₂ führt zur Einstellung des Sollkupplungsmoments auf dem Wert der Fahrereinstellung und führt zur Beendigung des Schaltvorganges zum Zeitpunkt t₃.

Der Vorgehensweise nach Fig. 10 sowie den Signalverläufen gemäß Fig. 12 liegt zugrunde, daß der Fahrer während des Schaltvorgangs die Füllung konstant gehalten hat, das heißt die Fahrpedalstellung nicht verändert hat. Ist dies nicht der Fall, so wird dies bei der Berech nung des Sollkupplungsmoments gemäß Schritt 512 und dessen Einstel lung im Schritt 514 berücksichtigt, indem im Schritt 506 zusätzlich eine Berechnung der Kupplungsmoments Mkupfü auf der Basis des Fül lungsmodells abhängig von aktuellem Luftmassenstrom von HFM/HLM (Drosselklappenstellung) Alpha und aktueller Motordrehzahl einge fügt. Diese Maßnahme hat besonders vorteilhafte Wirkung, da die Ge nauigkeit der Motoreinstellung steigt und somit die Beherrschung des Schaltvorgangs weiter verbessert wird.

Bei der Rückschaltung wird ähnlich vorgegangen. Diese Vorgehensweise ist in Fig. 11 anhand eines Flußdiagramms dargestellt. Im ersten Schritt 600 wird nach Setzen der Schaltmarke und Durchführung der Schaltvorgänge im Getriebe überprüft, ob der alte Synchronpunkt er reicht bzw. verlassen wird. Dies ist dann der Fall, wenn die Kupp lungen des alten und des neuen Ganges offen sind. Danach werden gemäß Schritt 602 die entsprechenden Betriebsgrößen eingelesen und im Schritt 604 die Motordrehzahl am neuen Synchronpunkt (Gleichungen (4) bzw. (5)) berechnet. Ferner kann in einer ersten Ausführung in diesem Schritt das Sollkupplungsmoment Mkupsollnach am neuen Syn chronpunkt auf der Basis des wie oben dargestellt bestimmten Mkupfü unter Verwendung der Synchrondrehzahl Nmotn berechnet werden:

Mkupsollnach = Mkupfünach = Mvfü (t1_HFM, Nmotn) - Mschlep - Mverbr

Danach wird im Schritt 606 die Motordrehzahl eingelesen und in einer zweiten Ausführung das Sollkupplungsmoment Mkupsoll am Ende des Schaltvorgangs bestimmt, wodurch Änderungen der Fahrpedalstellung berücksichtigt werden können. Im Schritt 608 wird die Sollmotordreh zahl berechnet (im einfachsten Fall Nmotsoll = Nmotn). Gemäß Schritt 610 wird das Differenzmoment Dmo bestimmt und im Schritt 612 das Sollkupplungsmoment gleich dem Momentenkorrekturwert gesetzt. Dies wird im Schritt 614 durch Veränderung des Zündwinkels eingestellt.

Der neue Synchronpunkt gemäß Schritt 616 ist dann erreicht, wenn die Istmotordrehzahl im wesentlichen der Drehzahl am neuen Synchronpunkt entspricht. Dann wird die Drehzahlregelung angehalten (Schritt 618), die Kupplung des neuen Ganges sofort geschlossen und der Zündwinkel eingriff zurückgenommen, so daß das Kupplungsmoment so schnell wie möglich auf den Kupplungsmomentenwert aufgrund der Füllung wie in Schritt 604 bzw. 606 berechnet geführt wird. Gemäß Schritt 620 ist die Schaltung dann beendet, die Schaltmarke wird zurückgesetzt. Ent sprechendes gilt bei der Verwendung einer Turbinendrehzahlregelung anstelle der Motordrehzahlregelung. Im Schritt 618 wird dann das Kupplungsmoment so schnell wie möglich auf den Kupplungsmomentenwert aufgrund der Füllung geführt.

Ist während des Motoreingriffs beim Schalten eine Getriebekupplung nicht vollständig geöffnet worden, so wird ein Kupplungsmomenten offset, der dem Druck in dieser Kupplung dividiert durch die Wand lerverstärkung V entspricht, zum Momentenkorrekturwert addiert (Schritt 612).

Fig. 13 zeigt ausgewählte Signalverläufe wobei waagrecht die Zeit T, senkrecht in Fig. 13a die Schaltmarke SS, in 13b das Istverbren nungsmoment Mvist, in 13c die Motordrehzahl Nmot, in 13d das Moment Mvfü aufgrund der Füllung sowie 13e der Momentenkorrekturwert deltaMvZW durch Zündwinkeleingriff aufgetragen ist.

Zum Zeitpunkt t₀ wird durch Setzen der Schaltmarke der Schaltvor gang eingeleitet, der getriebeseitig bis zum Zeitpunkt t₁, dem Überschneidungs- oder alten Synchronpunkt im wesentlichen beendet ist. Danach wird die Motordrehzahl auf den Drehzahlwert im neuen Synchronpunkt durch Zündwinkeleingriff geregelt. Durch Zurücknahme des Momentes bei geöffneten Getriebkupplung, d. h. unterbrochenem Kraftschluß, wird die Motordrehzahl erhöht, bei Erreichen des neuen Synchronpunktes zum Zeitpunkt t₂ wird durch vorzugsweise sprung förmige Zurücknahme der Zündwinkelkorrektur das Kupplungsmoment auf den Wert im neuen Gang eingestellt. Zum Zeitpunkt t₃ ist der Schaltvorgang beendet.

Die obengeschilderte erfindungsgemäße Vorgehensweise läßt sich in vorteilhafter Weise auch auf Getriebe mit regelbarer Wandlerkupplung oder ohne Wandlerkupplung bzw. ohne Wandlereinheit anwenden.

Ferner ergeben Vorteile auch bei Übertragung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise auf Dieselmotoren, wo anstelle der Zündwinkelkorrek tur eine Korrektur der Einspritzmenge oder des Spritzbeginns vorge nommen werden kann.

Eine Kombination der beiden Ausführungsbeispiele kann beispielsweise durch luftseitige Korrektur über einen Leerlaufsteller im Bypass zur der durch den Fahrer mechanisch betätigbaren Hauptdrosselklappe er reicht werden. Dazu wird ggf. bereits vor Beginn des Motoreingriffs entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel das Sollkupplungsmoment nach der Schaltung bestimmt und durch Einstellen des Leerlaufstel lers und somit durch Korrektur der Füllung ausgehend von der Fahrer einstellung über die Hauptdrosselklappe bereitgestellt. Die Dreh zahlregelung wird auch hier vorzugsweise über Zündwinkeleingriff realisiert.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung des Abtriebsmoments eines Fahrzeugan triebs mit einer Kraftübertragungseinheit mit wenigstens einem das Übersetzungsverhältnis zwischen Motor und Radantrieb beeinflussenden Element,

- wobei Steuermittel wenigstens zur Einstellung des Übersetzungsver hältnisses und des Motors vorgesehen sind,
- und die bei Änderung der Einstellung des Übersetzungsverhältnisses das Motormoment derart beeinflussen, daß eine Drehzahl im Bereich von Motor und Kraftübertragungseinheit vom einem ersten auf einen zweiten Wert geregelt eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steu ermittel auf der Basis des Fahrerwunsches ein gewünschtes Abtriebs moment vorgeben und durch Einstellung des Motormoments unter Be rücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses bereitstellen.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die geregelte Drehzahl die Motordrehzahl oder die getriebeeingangsseitige Turbinendrehzahl ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Drehzahlregelung derart ausgestaltet ist, daß die Motordrehzahl schnell vom ersten Wert in Richtung des zweiten Wertes sich ändert und dann langsam auf diesen zweiten Wert ein schwingt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Drehzahlregelung durch Vorgabe eine zeitlich veränderlichen Sollwerts durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Sollwert sich nach einer vorgegebenen Zeitfunktion ändert.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Drehzahlregelung nur während des Schaltvor gangs aktiv ist und gestoppt wird, wenn die Drehzahl den zweiten Wert im wesentlichen erreicht hat.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Motormoment während des Schaltvorgangs derart beeinflußt wird, daß es zunächst verringert wird und dann erhöht wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der zweite Wert auf der Basis des Abtriebsmomen tenwunsches und der aktuellen Übersetzungsverhältnisse im Antriebs stang bestimmt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der zweite Wert derart bestimmt wird, daß vor und nach der Schaltung das Abtriebsmoment bei im wesentlichen gleich bleibendem Fahrerwunsch im wesentlichen das gleiche ist, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Wandlerverstärkung.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einstellung der Luftzufuhr bereits vor Ver lassen des ersten Wertes und Beginn der Drehzahlregelung auf den Wert nach dem Schaltvorgang erfolgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Wert auf der Basis der Turbinendrehzahl im neuen Gang und ggf. den aktuellen Verhältnissen einer Wandlereinheit berechnet wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im neuen Gang notwendige Kupplungsdruck auf der Basis vom Fahrerwunsch bestimmt und eingestellt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Basis eines Füllungsmodells aufgrund der Lufteinstellung durch den Fahrer und der Drehzahl sowie ggf. unter Berücksichtigung von Ver lusten im Motor ein Kupplungsmomentenwert berechnet wird und zur Durchführung der Regelung eine auf diesen Wert bezogenen Momenten korrektur durch Zündwinkeleingriff vorgenommen wird.

15. Vorrichtung zur Steuerung des Abtriebsmoments eines Fahrzeugan triebs mit einer Kraftübertragungseinheit mit wenigstens einem das Übersetzungsverhältnis zwischen Motor und Radantrieb beeinflussenden Element,

- mit Steuermittel wenigstens zur Einstellung des Übersetzungsver hältnisses und des Motors,
- und die bei Änderung der Einstellung des Übersetzungsverhältnisses das Motormoment derart beeinflussen, daß eine Drehzahl im Bereich von Motor und Kraftübertragungseinheit vom einem ersten auf einen zweiten Wert geregelt eingestellt wird.