DE602004001747T2 - Steuervorrichtung eines automatisierten Getriebes zur Verbesserung der Hochschaltqualität bei niedrigem Motordrehmoment - Google Patents

Steuervorrichtung eines automatisierten Getriebes zur Verbesserung der Hochschaltqualität bei niedrigem Motordrehmoment Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung von Automatikgetrieben in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen.
  • Diese Erfindung betrifft insbesondere Kraftfahrzeuge mit einem Getriebe mit automatischer Gangschaltung (herkömmliche automatische Schaltgetriebe mit Planetengetriebe oder automatisierte Schaltgetriebe), einer Steuereinheit des Motors und einer Steuereinheit des Getriebes. Diese Steuereinheiten des Motors und des Getriebes sind in der Lage, untereinander Informationen auszutauschen; so kann insbesondere die Steuereinheit des Motors an die Steuereinheit des Getriebes eine für das vom Fahrer angeforderte Drehmoment stehende Information sowie den Istwert des vom Motor gelieferten Moments übermitteln, und die Steuereinheit des Getriebes kann dem Motor Sollwerte für das Drehmoment übermitteln, über die die Steuerung des Motors verändert werden kann.
  • Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die Steuerung des Motors durch das Getriebe bei der Hochschaltung (von einem niedrigeren Gang in einen höheren Gang) zu verbessern, wenn das für den Willen des Fahrers stehende Moment gering ist.
  • Eine komfortable, ruckfreie, schnelle Hochschaltung wird im Allgemeinen durch eine kombinierte und angemessene Steuerung des Leitungsdrucks, des Drucks in den hydraulischen Empfängern (Bremsen bzw. Kupplungen) des Getriebes und des Motordrehmoments (wie sie in der französischen Patentschrift FR-2 785 961 beschrieben sind, welche eine Steuerungsvorrichtung mit sämtlichen Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruches 1 vorstellt) erreicht. Das von den Empfängern des Automatikgetriebes zu übertragende Moment hängt von dem durch den Motor gelieferten Moment ab. Das tatsächlich übertragene Moment hängt von dem an diesen Empfängern anliegenden hydraulischen Druck ab. Wird der Druck in den Empfängern durch Schaltventile (Ein/Aus) und durch Einschränkungen gesteuert, so hängt dieser in den Empfängern herrschende Druck direkt von dem Leitungsdruck ab. Zur wirksamen Ausführung einer Hochschaltung wird der Druck in den Empfängern nach einer Anzahl an Kriterien gesteuert, unter anderem nach dem zu übertragenden Moment.
  • Bei einer Hochschaltung werden im Allgemeinen die an die Steuereinheit des Motors durch die Steuereinheit des Automatikgetriebes gesendeten Solldrehmomente derart bestimmt, dass sie entweder die vom Fahrer angeforderten abrupten Momentänderungen beschränken oder das Motordrehmoment bei abnehmender Drehzahl verringern, um die Gesamtdauer des Schaltvorgangs zu reduzieren. Die anhand eines für den Willen des Fahrers stehenden schwachen Moments durchgeführte Hochschaltung ist nicht spezifisch.
  • Insbesondere bei einem Getriebe, bei dem der Druck in den Empfängern von Schaltventilen gesteuert wird, kann es vorkommen, dass bei einer Hochschaltung, die mit einem für den Willen des Fahrers stehenden schwachen Moment durchgeführt wird (im Allgemeinen, wenn das Gaspedal nicht gedrückt ist), der verfügbare Mindestleitungsdruck im Verhältnis zu dem an die Empfänger zu übermittelnden Moment zu hoch ist. Demzufolge wird es unmöglich, das Ende des Schaltvorgangs zu steuern, und es kann zu einer Qualitätseinbuße dieses Schaltvorgangs kommen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Steuerung dieser Schaltvorgänge durch die spezifische Steuerung des Motordrehmoments unter den Bedingungen eines für den Willen des Fahrers stehenden schwachen Moments zu verbessern.
  • Somit hat die Erfindung eine Steuervorrichtung zur Steuerung eines Getriebes mit automatischer Gangschaltung für Kraftfahrzeuge zum Gegenstand, umfassend eine mit einer Steuereinheit des Motors des Fahrzeugs in einer Beziehung des Informationsaustauschs stehende Steuereinheit des Getriebes, wobei die Informationen solche umfassen, die für das vom Fahrer angeforderte Motordrehmoment und für den Istwert des vom Motor gelieferten Moments stehen.
  • Erfindungsgemäß ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass für die Hochschaltung der Gänge und bei einem vom Fahrer angeforderten Motordrehmoment, das unterhalb eines vorbestimmten Schwellwerts liegt, die Steuereinheit des Getriebes der Steuereinheit des Motors eine Sollanforderung für ein Motordrehmoment übermitteln kann, das höher ist als das vom Fahrer angeforderte Motordrehmoment.
  • In den meisten Automatikgetrieben wird der Schaltvorgang mittels hydraulischer Empfänger verwirklicht, welche mit einem vom Motordrehmoment abhängigen hydraulischen Druck beaufschlagt sind. In diesem Fall ist das angeforderte Solldrehmoment so ausreichend hoch, dass der Druck, der benötigt wird, um dieses Solldrehmoment zu übermitteln, stets höher ist als der realisierbare Mindestleitungsdruck.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung.
  • Die beispielhaften, nicht einschränkend zu verstehenden, angehängten Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung des allgemeinen Aufbaus der Steuervorrichtung eines Getriebes mit automatischer Gangschaltung,
  • 2 eine schematische Darstellung der verschiedenen Steuerungsphasen des Motordrehmoments während einer bei geringem Motordrehmoment durchgeführten Hochschaltung,
  • 3 eine schematische Darstellung ähnlich 2, die den Fall zeigt, in dem das von dem Fahrer angeforderte Drehmoment sich während des Schaltvorgangs ändert.
  • Wie in 1 zu sehen ist, wird der Motor 4 durch eine Steuereinheit 2 und das Getriebe 6 durch eine Steuereinheit 3 gesteuert. Dem Fahrer des Fahrzeugs steht eine Einrichtung, beispielsweise ein Gaspedal 1 zur Verfügung, auf das er einwirkt, um den Motor 4 zu steuern, damit dieser zur Beschleunigung des Fahrzeugs ein bestimmtes Moment liefert. Das Gaspedal 1 sendet an die Steuereinheit 2 des Motors ein elektrisches Signal, welches die Winkelposition des Pedals darstellt. Diese Position wird von der Steuereinheit 2 des Motors in eine Momentanforderung umgewandelt. Die Steuereinheit 2 wirkt auf den Motor 4 ein, damit dieser das erwartete Drehmoment liefert.
  • Die Steuereinheit 3 des Getriebes 6 kann ein Steuerbefehl des Motors, beispielsweise ein Solldrehmoment, an die Steuereinheit 2 des Motors übermitteln.
  • Über einen Drehmomentenwandler 5 übermittelt der Motor 4 sein Drehmoment an das Getriebe 6.
  • Das Prinzip der Erfindung besteht darin, nicht zuzulassen, dass der Motor 4 während des Schaltvorgangs ein Drehmoment liefert, das einen von der Steuereinheit 3 des Getriebes bestimmten Grenzwert unterschreitet. Dieses Drehmoment wird als „angestrebtes Sollmotordrehmoment" bezeichnet und entspricht dem Mindestdrehmoment, das der Motor liefern muss, damit die Steuereinheit des Getriebes bei einem von dem System festgelegten Mindestleitungsdruck einen Schaltvorgang ordnungsgemäß steuern kann. Dieser angestrebte Sollwert kann von verschiedenen Parametern abhängen (Drehge schwindigkeiten der Antriebswelle, Fahrzeuggeschwindigkeit, Temperatur des Getriebeöls, Fahrermoment, ...). Dieser angestrebte Sollwert kann sich zudem zwischen den verschiedenen Phasen des Schaltvorgangs, wie in den 2 und 3 dargestellt und weiter unten beschrieben, verändern.
  • Fall, in dem das Fahrermoment das "angestrebte Sollmotordrehmoment" stets unterschreitet (2)
  • In 2 sind die verschiedenen Phasen der Steuerung des Motordrehmoments während der Hochschaltungsvorgänge bei geringem Fahrermoment (unterhalb des Sollmotordrehmoments) genauer dargestellt. In dieser 2 ist
    ti der Beginn des Schaltvorgangs
    t1 der Beginn der inerten Phase des Schaltvorgangs (Reduzierung des Motorbetriebs)
    t2 ein Augenblick, in dem der Motorbetrieb nahezu synchron ist (der Synchronlauf wird durch den Zeitpunkt bestimmt, zu dem die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle des Getriebes eine Geschwindigkeit erreicht hat, die der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht, mal der Untersetzungsfaktor der Übertragungskette für den höheren Gang)
    tf das elektrische Ende des Schaltvorgangs: der Synchronlauf ist erreicht und das von der Steuereinheit des Getriebes übermittelte Solldrehmoment liegt nahe an dem für den Willen des Fahrers stehenden Drehmoment.
  • Zwischen ti und t1: die Steuereinheit des Getriebes übermittelt an die Steuereinheit des Motors ein Solldrehmoment, das dem Fahrermoment bei ti entspricht und sich allmählich (über einen Filter oder ein Steuerelement zum Beispiel) an das angestrebte Sollmotordrehmoment angleicht,
    zwischen t1 und t2: Das angestrebte Sollmotordrehmoment nimmt einen anderen Wert ein, der idealerweise geringer ist als sein früherer Wert. Das durch die Steuereinheit des Getriebes an die Steuereinheit des Motors übermittelte Solldrehmoment gleicht sich allmählich an diesen neuen angestrebten Sollwert an,
    zwischen t2 und tf: der Schaltvorgang ist so gut wie abgeschlossen. Das durch die Steuereinheit des Getriebes an die Steuereinheit des Motors übermittelte Solldrehmoment gleicht sich an das Fahrermoment an.
  • Fall, in dem das Fahrermoment sich während des Schaltvorgangs ändert (3)
  • In 3 sind die verschiedenen Phasen der Steuerung des Motordrehmoments während solcher Hochschaltungsvorgänge näher dargestellt, welche zwar mit einem geringen Fahrermoment (unterhalb des angestrebten Sollmotordrehmoments) begonnen werden, der aber dann während des Schaltvorgangs sich so weit verändert, dass er das angestrebte Sollmotordrehmoment wieder überschreitet. In dieser 3 ist
    ti der Beginn des Schaltvorgangs
    t1 der Augenblick, in dem das Fahrermoment das angestrebte Sollmotordrehmoment überschreitet
    t2 der Beginn der inerten Phase des Schaltvorgangs (Reduzierung des Motorbetriebs)
    t3 der Augenblick, in dem das Fahrermoment das angestrebte Sollmotordrehmoment wieder unterschreitet
    t4 der Augenblick, in dem der Motorbetrieb nahezu synchron ist (der Synchronlauf wird durch den Zeitpunkt bestimmt, zu dem die Drehgeschwindigkeit der Eingangs welle des Getriebes eine Geschwindigkeit erreicht hat, die der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht, mal der Untersetzungsfaktor der Übertragungskette für den höheren Gang)
    t5 das elektrische Ende des Schaltvorgangs: der Synchronlauf ist erreicht und das von der Steuereinheit des Getriebes übermittelte Solldrehmoment liegt nahe an dem Fahrermoment.
  • Zwischen ti und t1: die Steuereinheit des Getriebes übermittelt an die Steuereinheit des Motors ein Solldrehmoment, das dem Fahrermoment bei ti entspricht und sich allmählich (über einen Filter oder ein Steuerelement zum Beispiel) dem angestrebten Sollmotordrehmoment angleicht,
    Zwischen t1 und t3: das Fahrermoment überschreitet das angestrebte Sollmotordrehmoment. Der Schaltvorgang wird auf herkömmliche weise gesteuert (siehe Patent FR 2 785 961 ).
  • Zwischen t3 und t4: das Fahrermoment sinkt wieder unter das angestrebte Sollmotordrehmoment. Das durch die Steuereinheit des Getriebes an die Steuereinheit des Motors übermittelte Solldrehmoment gleicht sich allmählich (wie in dem oben beschriebenen Fall)an das angestrebte Sollmotordrehmoment an.
  • Zwischen t4 und tf: der Schaltvorgang ist so gut wie abgeschlossen. Das durch die Steuereinheit des Getriebes and die Steuereinheit des Motors übermittelte Solldrehmoment gleicht sich an das Fahrermoment an.
  • Wird der Schaltvorgang mit einem Fahrermoment begonnen, das höher ist als das angestrebte Sollmotordrehmoment und sinkt das Fahrermoment während des Schaltens unter diesen angestrebten Sollwert, so ist das durch die Steuereinheit des Getriebes übermittelte Solldrehmoment derart, dass es bei dem Wert des angestrebten Sollwerts gesättigt ist und dann wie in den zwei vorangegangenen Fällen bestimmt wird.
  • In den beiden oben genannten Fällen erfolgt das Schalten reibungslos und ruckfrei.

Claims (4)

  1. Steuervorrichtung zur Steuerung eines Getriebes (6) mit automatischer Gangschaltung für Kraftfahrzeuge, umfassend eine mit einer Steuereinheit (2) des Motors (4) des Fahrzeugs in einer Beziehung des Informationsaustauschs stehende Steuereinheit (3) des Getriebes (6), wobei die Informationen solche umfassen, die für das vom Fahrer angeforderte Motordrehmoment und für den Istwert des vom Motor (4) gelieferten Moments stehen, dadurch gekennzeichnet, dass für die Hochschaltung der Gänge und bei einem vom Fahrer angeforderten Motordrehmoment, das unterhalb eines vorbestimmten Schwellwerts liegt, die Steuereinheit (3) des Getriebes (6) der Steuereinheit (2) des Motors (4) eine Sollanforderung für ein Motordrehmoment übermitteln kann, das höher ist als das vom Fahrer angeforderte Motordrehmoment.
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, in der der Schaltvorgang mittels hydraulischer Empfänger durchgeführt wird, welche mit einem von einem Leitungsdruck abhängigen hydraulischen Druck beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Steuereinheit (3) des Getriebes angeforderte Solldrehmoment so ausreichend hoch ist, dass der hydraulische Druck, der benötigt wird, um dieses Solldrehmoment zu übermitteln, stets höher ist als der realisierbare Mindestleitungsdruck.
  3. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die für den Willen des Fahrers stehende Motordrehmomentanforderung während der gesamten Dauer der Hochschaltung zu schwach bleibt, die Steuereinheit (3) des Getriebes (6) der Steuereinheit (2) des Motors (4) die folgenden Anweisungen übermitteln kann: a) sobald der Schaltvorgang beginnt: – eine allmähliche Steigerung des Motordrehmoments bis zu einem Solldrehmoment, b) zwischen dem Beginn der inerten Phase des Schaltvorgangs und dem Augenblick, in dem die Drehgeschwindigkeiten synchron sind: – eine Reduzierung des Motorbetriebs und – eine Reduzierung des Motordrehmoments, c) vor Beendigung des Schaltvorgangs: – eine allmähliche Reduzierung des Motordrehmoments bis auf den Wert des Motordrehmoments, der für die Anforderung des Fahrers steht.
  4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das für den Willen des Fahrers stehende Motordrehmoment von einem Wert unterhalb eines Sollwertes zu einem Wert oberhalb dieses Sollwertes oder umgekehrt übergeht, die Steuereinheit (3) des Getriebes (6) der Steuereinheit (2) des Motors (4) während der Dauer der Hochschaltung die folgenden Anweisungen übermitteln kann: – liegt das für den Willen des Fahrers stehende Motordrehmoment unterhalb des Sollwertes, so wird die Anweisung nach Anspruch 3 ausgeführt; – liegt das für den Willen des Fahrers stehende Motordrehmoment oberhalb des Sollwertes, so verändert sich die Anweisung allmählich bis auf einen Wert, der dem für den Willen des Fahrers stehenden Motordrehmoment entspricht.
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