DE4330194B4 - Steuerungsverfahren für ein Automatikgetriebe - Google Patents

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Abstract

Steuerungsverfahren für ein mit einem Antriebsmotor verbundenes und mit elektrohydraulischen Schaltgliedern versehenes automatisches Getriebe, vorzugsweise eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Rechner die aktuelle Motordrehzahl erfasst, bei dem der Rechner Steilsignale für die Schaltglieder des Getriebes erzeugt und so eine Hydraulikdruckabsenkung im Schaltglied des herauszuschaltenden Ganges und eine Hydraulikdruckanhebung im Schaltglied des zuzuschaltenden Ganges bewirkt, bei dem der Rechner zur mechanischen Entlastung der Schaltglieder zu Beginn des Schaltvorganges den Zündwinkels des Motors auf „spät” (s) und gegen Ende des Schaltvorganges auf „normal” verstellt, und bei dem der Rechner den Beginn der Hoch- oder Rückschaltung des Getriebes im Zeitpunkt t0 an schaltungsrelevanten Kenngrößen feststellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner den Steuerdruck PB eines an der Schaltung beteiligten Schaltgliedes ermittelt und den Beginn und das Ende der Zündwinkelrückstellung dann einleitet und regelt, wenn zuvor im Rechnerspeicher abgelegte und bestimmte Hoch- oder Rückschaltvorgänge kennzeichnende Steuerdruckwerte (PB (t)) erreicht werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren für ein mit einem Antriebsmotor verbundenes und mit elektrohydraulischen Schaltgliedern versehenes automatisches Getriebe, vorzugsweise eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Rechner ständig die aktuelle Motordrehzahl erfaßt, bei dem der Rechner Stellsignale für die Schaltglieder des Getriebes erzeugt und so eine Hydraulikdruckabsenkung im Schaltglied des herauszuschaltenden Ganges und eine Hydraulikdruckanhebung im Schaltglied des zuzuschaltenden Ganges bewirkt, bei dem der Rechner zur mechanischen Entlastung der Schaltglieder zu Beginn des Schaltvorganges den Zündwinkel des Motors auf ”spät” (s) und gegen Ende des Schaltvorgangs auf ”normal” verstellt, und bei dem der Rechner den Beginn einer Hoch- oder Ruckschaltung des Getriebes im Zeitpunkt t0 an schaltungsrelevanten Kenngrößen feststellt.
  • Automatische Getriebe, die nach derartigen gattungsgemäßen Steuerungsverfahren den Schaltvorgang steuern und regeln, leiten den Zeitpunkt für den Beginn der Schaltung in der Regel aus der Motordrehzahl oder der Fahrgeschwindigkeit und dem Drosselklappenwinkel oder der Fahrpedalstellung her. Eine weitere schaltungsrelevante Kenngröße kann ein Betätigungssignal des Wahlschalthebels des Getriebes sein.
  • Sobald der Steuerungsrechner das Signal zur Einleitung des Schaltvorgangs erhalten oder selbsttätig ermittelt hat, wird durch diesen die Aktivierung oder Deaktivierung bestimmter elektrohydraulischer Schaltglieder, wie Kupplungen und Bremsen, im automatischen Getriebe eingeleitet.
  • Wie aus der deutschen Patentanmeldung 41 26 571.8-12 der Anmelderin bekannt ist, leitet der Steuerungsrechner zu Beginn des Schaltungsvorgangs auch eine Leistungsrücknahme des Motors durch eine Zündwinkelverstellung ein. Diese Leistungsrücknahme während des Schaltvorgangs dient zur Reduzierung der Momentenschwankungen und zur Verminderung der Schaltarbeit in den Schaltgliedern des Getriebes. Die genaue Steuerung der Leistungsrücknahme ist daher für den Schaltkomfort und die Lebensdauer von automatischen Getrieben entscheidend. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Leistungsrücknahme während der Schaltung aufrecht erhalten wird und den Momentenübertragungskapazitäten der zuzuschaltenden oder herauszuschaltenden Schaltglieder angepasst wird.
  • Weiterhin ist im Stand der Technik ein Steuerungsverfahren bekannt ( EP 0 323 257 A2 ), bei ein mit einem Antriebsmotor verbundenes und mit elektrohydraulischen Schaltgliedern versehenes automatisches Getriebe insbesondere dadurch gesteuert wird, dass der Druck in einer entsprechenden Kupplung gemessen und aufgrund dieses gemessenen Druckes und der abgespeicherten Reibungskoeffizienten bzw. Reibflächen die Drehübertragungskraft in dieser Kupplung berechnet wird. Hiernach wird dann die Übertragungsdrehkraft des Motors ebenfalls berechnet, wobei schließlich über einen entsprechenden Vergleich der Drehkräfte entschieden wird, ob der Zündzeitpunkt des Motors verändert wird. Hierbei wird der Zündzeitpunkt des Motors dann aber mit einer bestimmten Verzögerung eingeleitet.
  • Der Zeitpunkt zum Beenden der Leistungsbeeinflussung des Motors durch die Zündwinkelrücknahme muss am Schaltungsende vom Steuerungsrechner sehr genau bestimmt werden. Die Rücknahme dieser Leistungsreduzierung muss nämlich im Einkupplungspunkt des hinzuzuschaltenden Schaltgliedes beendet sein, da sonst ein spürbarer Einkuppelruck nicht vermeidbar ist.
  • Da demnach der Beginn der Zündwinkelrücknahme sowie der Beginn Rückstellung des Zündwinkels auf den Normalwert von entscheidender Bedeutung für den Schaltkomfort ist, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Schaltgetriebes vorzustellen, bei dem zur Verbesserung des Schaltkomforts der Beginn der Zündwinkelrücknahme sowie der Beginn der Rückstellung des Zündwinkels auf den Normalwert exakter als bisher regelbar ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
  • Abweichend von den bisher bekannten und in der Regel die Motor- oder Getriebeeingangsdrehzahl nutzenden Verfahren zur Steuerung der Zündwinkelverstellung während des Schaltvorgangs liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß die Motor- oder Getriebeeingangsdrehzahl während des Schaltvorganges lediglich eine Reaktionsgröße in Bezug auf die Momentenübertragungskapazität der herauszuschaltenden oder hinzuzuschaltenden Schaltgliedern darstellt. Um also den Schaltvorgang möglichst früh beeinflussen zu können, wird erfindungsgemäß durch den Rechner der Steuerdruck eines an der Schaltung beteiligten Schaltgliedes ermittelt und der Zündwinkelverstellungsbeginn und der Rückstellungsbeginn genau dann eingeleitet und geregelt, wenn zuvor im Rechnerspeicher abgelegte und bestimmte, die Hoch- oder Rückschaltvorgänge kennzeichnende Steuerdruckwerte in diesem Schaltglied erreicht werden.
  • Die im Rechnerspeicher abgelegten Steuerdruckwerte für die Hoch- oder Rückschaltvorgänge sind so gewählt, daß bei Erreichen dieser Druckwerte die beteiligten Schaltglieder bestimmte Momentenübertragungskapazitäten aufweisen. Dadurch wird sichergestellt, daß die Zündwinkelrücknahme zu einem sehr frühen Zeitpunkt während des Schaltvorgangs eingeleitet werden kann, und genau in dem Moment wieder beendet ist, wenn die Momentenübertragungskapazität des zuzuschaltenden Schaltgliedes ausreicht, das angebotene Motormoment weiterzuleiten.
  • Durch diese Maßnahme wird eine deutliche Reduzierung der Reibarbeit in den beteiligten Schaltgliedern und ein erhöhter Schaltkomfort erreicht.
  • In Abhängigkeit von der gewählten Getriebekonstruktion kann das Schaltglied, dessen Druckverlauf während des Schaltvorgang als Regelungsgröße überwacht wird, eine Getriebekupplung oder eine Getriebebremse sein.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, daß bei verschiedenen Hoch- oder Rückschaltvorgäng unterschiedliche Schaltglieder bezüglich ihres Steuerdruckes überwacht werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel, das mit Hilfe der beiliegenden Zeichnung erläutert wird, lassen sich die Vorteile der Erfindung besonders gut verdeutlichen.
  • In dieser Zeichnung ist in einer schematischen Darstellungsweise der Verlauf der Motordrehzahl NM vor, während und nach einem Hochschaltvorgang dargestellt. Zudem sind in dieser Zeichnung die Verstellung s des Zündwinkels Z sowie der Verlauf des Schaltglieddruckes PB der zuzuschaltenden Getriebebremse dargestellt.
  • Vor Beginn des Hochschaltvorganges überwacht der Steuerungsrechner des Getriebes ständig die Motordrehzahl (oder die Fahrgeschwindigkeit) und den Drosselklappenwinkel (oder die Fahrpedalstellung). Zudem wird ständig die Stellung des Wahlschalthebels des Getriebes abgefragt. Sobald der Rechner den Beginn der Hochschaltung aus einer oder mehreren der genannten Größen erkennt, sorgt er im Zeitpunkt t0 dafür, daß der Steuerdruck PB in der zuzuschaltenden Getriebebremse angehoben wird.
  • Dieser Steuerdruck PB wird ständig vom Rechner mittels geeigneter Sensoren überwacht und mit einem zuvor im Rechnerspeicher abgelegten Druckwert für den Beginn der Zündwinkelrückstellung verglichen. Wird dieser Druckwert PB (t1) im Zeitpunkt t1 erreicht, leitet der Rechner nach einem in vorteilhafter Weise zuvor im Rechnerspeicher abgelegten Steuerungsprogramm die Rückstellung s des Zündwinkels Z des Antriebsmotors ein.
  • Sobald im Zeitpunkt t3 der Steuerdruck PB (t3) erreicht ist, wird der Zündwinkel Z auf seinen Normalwert zurückgestellt.
  • Die Verstellung des Zündwinkels in Richtung ”spät” (s) sowie die Rückstellung auf den lastabhängigen ”Normalwert” des Zündwinkels kann in an sich bekannter Weise gleitend oder in zuvor im Rechnerspeicher abgelegten Steuerungsschritten erfolgen. Zudem kann vorgesehen sein, daß die Zündwinkelverstellung in Abhängigkeit von der sich während des Schaltvorgangs ändernden Momentenübertragungskapazität der heraus- oder hinzuzuschaltenden Schaltglieder variabel geändert wird.
  • Während bei den Getriebesteuerungsverfahren nach dem Stand der Technik bisher frühsten im Zeitpunkt t2 die Leistungsrücknahme des Antriebsmotors durch die Rückstellung des Zündwinkels durch Erkennen eines zuvor im Rechnerspeicher abgelegten negativen Drehzahlgradienten NM (t2) eingeleitet werden konnte, ist dies nach dem erfindungsgemäßen Verfahren schon sehr viel früher, nämlich bei Erreichen des Schaltdruckes PB im Zeitpunkt t1 möglich. Dadurch läßt sich der gesamte Schaltvorgang erheblich verkürzen und der Schaltkomfort verbessern.
  • Zudem kann durch die Regelung der Zündwinkelrücknahme mittels des Steuerdrucks eines an der Schaltung beteiligten Schaltgliedes die vom Antriebsmotor angebotene Antriebsleistung während des Schaltvorgangs so beeinflußt werden, daß im Zeitpunkt t3 dieses Motordrehmoment und die Motordrehzahl NM gerade so groß sind, daß die Synchrondrehzahl NMS sowie die in diesem Zeitpunkt vorhandene Momentenübertragungskapazität des zuzuschaltenden Schaltgliedes erreicht wird.
  • Dies alles zusammen bewirkt einen deutlich kürzeren, komfortableren Schaltvorgang des Automatikgetriebes.

Claims (4)

  1. Steuerungsverfahren für ein mit einem Antriebsmotor verbundenes und mit elektrohydraulischen Schaltgliedern versehenes automatisches Getriebe, vorzugsweise eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Rechner die aktuelle Motordrehzahl erfasst, bei dem der Rechner Steilsignale für die Schaltglieder des Getriebes erzeugt und so eine Hydraulikdruckabsenkung im Schaltglied des herauszuschaltenden Ganges und eine Hydraulikdruckanhebung im Schaltglied des zuzuschaltenden Ganges bewirkt, bei dem der Rechner zur mechanischen Entlastung der Schaltglieder zu Beginn des Schaltvorganges den Zündwinkels des Motors auf „spät” (s) und gegen Ende des Schaltvorganges auf „normal” verstellt, und bei dem der Rechner den Beginn der Hoch- oder Rückschaltung des Getriebes im Zeitpunkt t0 an schaltungsrelevanten Kenngrößen feststellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner den Steuerdruck PB eines an der Schaltung beteiligten Schaltgliedes ermittelt und den Beginn und das Ende der Zündwinkelrückstellung dann einleitet und regelt, wenn zuvor im Rechnerspeicher abgelegte und bestimmte Hoch- oder Rückschaltvorgänge kennzeichnende Steuerdruckwerte (PB (t)) erreicht werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Rechnerspeicher abgelegten Steuerdruckwerte (PB (t1), PB (t2)) den Beginn der Zündwinkelverstellung in Richtung „spät” (s) und den Beginn der Zündwinkelverstellung auf den Zündwinkelnormalwert bestimmen.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Beginn der Hoch- oder Rückschaltung im Zeitpunkt t0 kennzeichnenden Größen vom Rechner gebildet und/oder ermittelbar sind aus der Motordrehzahl (oder der Fahrgeschwindigkeit) und dem Drosselklappenwinkel (oder der Fahrpedalstellung), oder aus einem Betätigungssignal vom Wahlschalthebel des Getriebes.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellung des Zündwinkels (z) in Richtung „spät” (s) oder auf den lastabhängigen Normalwert gleitend oder in mehreren im Rechnerspeicher abgelegten Schritten erfolgt.
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