DE10102016A1 - Verfahren zur Regelung des Schaltvorganges eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Bei bekannten Verfahren erfolgt, insbesondere im Zusammenhang mit einer Hochschaltung, ein Abfall der Motordrehzahl während des Schaltvorganges auf die Leerlaufdrehzahl. Während des Einkuppelvorganges erfolgt eine Synchronisation der Drehzahlen des motorseitigen Teiles des Antriebsstranges mit dem radseitigen Teil des Antriebsstranges, wodurch Beeinträchtigungen des Schaltkomforts oder der Schaltzeiten bedingt sind. Verbesserte Verfahren erfordern aufwendige Prädiktorverfahren zur Vorhersage einer wahrscheinlichen nächsten Gangstufe. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird als Zielgangstufe immer eine nächsthöhere Gangstufe vorgewählt und während des Schaltvorganges die Motordrehzahl auf die in der nächsthöheren Gangstufe erwartete Drehzahl geregelt. Lediglich für eine in zeitlicher Umgebung des Schaltvorganges erfolgende Betätigung der Bremseinrichtung fällt die Motordrehzahl auf die Leerlaufdrehzahl ab. DOLLAR A Verfahren zur Regelung des Schaltvorganges von Kraftfahrzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Schaltvorganges eines Kraftfahrzeuges gemäß ausgewählten Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Aus der US-PS 3 645 366 ist ein Verfahren zur Regelung des Schaltvorganges eines Antriebsstranges bekannt, bei dem die Motordrehzahl und die Getriebeeingangswellendrehzahl zur Vermeidung von Schaltstößen durch Einwirkung auf ein Drosselventil für einen Betriebszustand nach einem erwarteten Schaltzustand aneinander angepaßt werden. Hierzu wird zunächst mittels eines Prädiktors ein wahrscheinlicher Zielgang ermittelt. Während des Gangwechsels wird bei betätigter Kupplung mittels einer gleichermaßen die Kupplung ansteuernden Steuereinrichtung die Motordrehzahl über eine Leistungsstelleinrichtung auf den Wert der Getriebeeingangsdrehzahl eingestellt, der sich für die geschätzte Zielgangstufe ergibt. Eine Weiterentwicklung dieses Verfahrens ist aus der DE 40 12 595 C2 bekannt.

Aus der DE 44 22 554 C1 ist eine Drehzahlsynchronisation für ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb bekannt, bei dem vor der Einführung des Handschalthebels in eine Schaltgasse zu einem möglichst frühen Zeitpunkt ermittelt werden soll, ob es sich bei dem eingeleiteten Schaltvorgang um einen Schaltvorgang in einen höheren oder niedrigeren Gang handelt. Hierbei soll die mechanische Synchronisiereinrichtung durch aktive Mithilfe des Motors entlastet werden.

Aus der DE 31 51 087 A1 ist es bekannt, für ein Automatikgetriebe ein Hoch- oder Herunterschalten, also einen Zielgang aus der Fahrgeschwindigkeit und einem Drosselklappensignal über ein Kennfeld zu ermitteln.

Unterschiedliche Prädiktorverfahren zur Vorhersage der Zielgangstufe, insbesondere unter Berücksichtigung der Abhängigkeit von einem ermittelten Fahrweisentyp, sind beispielsweise aus der EP 0 347 263 B1, EP 0 595 518 B1, DE 44 01 416 C2 oder der nicht vorveröffentlichten DE 199 37 716 bekannt, bei denen beispielsweise Meßgrößen oder Betriebsparameter wie eine Längsbeschleunigung, Querbeschleunigung, Fahrwerksdaten, im CAN-Bus zur Verfügung stehende Daten, Fahrgeschwindigkeiten, Motor- oder Getriebedrehzahlen, ein Drosselklappenwinkel oder dessen Änderungsrichtung oder -geschwindigkeit, eine Bremskraft oder ein Bremsdruck, eine Raddrehzahl oder ein Zustand eines Fahrstabilitätsprogrammes berücksichtigt wird.

Aus der DE 197 17 042 C2 ist es bekannt, für ein synchronisiergliederfreies Zahnräderwechselgetriebe bei ausgerücktem altem Gang die Motordrehzahl in Richtung der dem neuen Gang zugehörigen Synchrondrehzahl zu verändern. Hierbei wird die Synchrondrehzahl bei einem Hochschalten durch Reduzierung der Kraftstoffeinspritzmenge und gegebenenfalls durch Betätigung einer Motorbremse erzielt und bei einem Herunterschalten durch Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge erreicht.

Ein Verfahren zur Feststellung einer aktuellen Gangstufe aus einer Fahrgeschwindigkeit sowie einer Motordrehzahl ist aus der DE 31 38 715 A1 bekannt, vergleiche auch DE 198 45 689 A1.

Die bekannten Verfahren zur Regelung des Schaltvorganges eines Antriebsstranges stellen insbesondere hohe Anforderungen an die Systemkomponenten bzw. die Programme der Steuereinheit, da für unterschiedliche Betriebszustände des Antriebsstranges ein wahrscheinlicher Zielgang ermittelt werden muß. Vereinfachungen der bekannten Verfahren führen (in bestimmten Betriebszuständen) zu einer Verlängerung der Schaltpausen und/oder zur Bestimmung eines Zielganges, welcher mit dem tatsächlichen Fahrerwunsch nicht übereinstimmt.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung des Schaltvorganges eines Antriebsstranges vorzuschlagen, welches bei einfachem Aufbau eine gute Funktionalität und Zuverlässigkeit gewährleistet.

Eine Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. In einem ersten Verfahrensschritt wird eine aktuelle Gangstufe N ermittelt. Diese kann beispielsweise aus einem Meßwert wie der aktuellen Position eines Handschalthebels, aus zwei Meßwerten (bzw. Meßsignalen) wie aus dem Quotienten aus der Drehzahl der Kurbelwelle und der Drehzahl der Getriebeausgangswelle oder einem mit dieser korrelierenden Meßgröße wie der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden. Alternativ ausgewertet oder zusätzlich mit der so ermittelten Gangstufe N verglichen werden kann ein aus einem Speicher ausgelesener Wert, welcher beispielsweise die Gangstufe aus der Zählung bzw. Summation der (sequentiellen) Schaltvorgänge beinhaltet. Als Zielgangvorwahlstufe wird stets die nächsthöhere Gangstufe N + 1, insbesondere in der Steuereinrichtung, vorbestimmt. Somit erübrigt sich ein aufwendiges Prädiktorverfahren, welchem die unterschiedlichen, beispielsweise die Betriebsparameter sowie Fahrweise repräsentierenden, Parameter zugeführt werden müssen und welche in diesem, gegebenenfalls unter Verwendung weiterer Kennfelder, miteinander verarbeitet werden müssen.

Im darauf folgenden Verfahrensschritt wird aus der Drehzahl n_N der Getriebeausgangswelle (bzw. einem mit dieser korrelierenden Meßwert) für die aktuelle Gangstufe N die korrespondierende Drehzahl n_N+1 für die Zielgangvorwahlstufe N + 1 ermittelt. Bei bekannten Übersetzungsverhältnissen der einzelnen Gangstufen kann die Drehzahl über die Übersetzungsänderung von der aktuellen Gangstufe zur Zielgangvorwahlstufe ermittelt werden.

Erfindungsgemäß wird mit Einleitung des Schaltvorganges durch Betätigung eines Bedienelementes wie der Kupplung oder eines Betätigungsorganes wie ein Handschalthebel einer automatisierten Kupplung die Motordrehzahl auf die Leerlaufdrehzahl oder aber auf die Drehzahl n_N+1 geregelt: bei einer Betätigung einer Bremseinrichtung während oder in unmittelbarer (zeitlicher) Umgebung der Betätigung des Bedienelementes wird auf die Leerlaufdrehzahl geregelt, während ohne Betätigung der Bremseinrichtung auf die Drehzahl n_N+1 geregelt wird. Hierdurch wird gewährleistet, daß im Falle einer Bremsung die Motordrehzahl klein gehalten wird, wodurch ungewollte Beschleunigungsvorgänge oder ein vermindertes Motorbremsmoment mit Einlegung eines Ganges nach dem Schaltvorgang vermieden sind. Dadurch, daß für ungebremste Schaltvorgänge die Drehzahl (immer, für bestimmte Betriebs­ parameter oder oberhalb eines Schwellwertes der Geschwindigkeit) nicht auf die Leerlaufdrehzahl fällt, sondern auf die Drehzahl n_N+1 angehoben wird, ergibt sich ein optimierter Schaltvorgang derart, daß für den Fall, daß die Zielgangvorwahlstufe dem tatsächlich angewählten Gang entspricht, eine Synchronisation, welche mit einer Beeinträchtigung des Fahrkomforts einhergehen kann oder eine Verlängerung des Schaltvorganges zur Folge hat, vermieden werden. Für den Fall, daß die Zielgangvorwahlstufe der tatsächlich angewählten Gangstufe nicht entspricht, ist die mit Einlegen der Gangstufe zu synchronisierende Drehzahldifferenz kleiner, als wenn mit dem Einkuppeln die Leerlaufdrehzahl auf die geeignete Drehzahl für die tatsächlich angewählte Gangstufe angehoben wird.

Somit ergibt sich erfindungsgemäß ein Verfahren zur Regelung des Schaltvorganges eines Antriebsstranges, welches einen geringen hardware- und softwareseitigen Aufwand erfordert. Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet kurze und komfortable Schaltvorgänge. Durch die Berücksichtigung der Betätigung einer Bremseinrichtung kann die Funktion auch in kritischen Situationen gewährleistet werden. Die Drehzahlbeeinflussung während des Schaltvorganges erfolgt durch ein "Auslaufen" des lastfreien Motors oder einen gezielten Eingriff in die Motorsteuerung.

Schaltet der Fahrer sequentiell hoch (was der häufigste Fall einer Hochschaltung ist), ist der Motor somit zum Einkuppelbeginn bereits auf Zieldrehzahl und muß nicht mehr hochgezogen werden. Auch wenn einer Rückschaltung erfolgt, muß der Motor nicht mehr so weit hochgezogen werden wie in dem Fall, daß zwischenzeitlich die Leerlaufrehzahl erreicht wird. Hieraus folgen Verbrauchsvorteile, kürzere Schaltleistungen und geringere Anforderungen an die Synchronisiereinrichtungen oder Kupplungen.

Ein Verfahren nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der motorseitigen Drehzahl nach Maßgabe der Steuereinrichtung drehträge Massen an den Antriebsstrang ankoppelbar sind. Die Rotationsenergie des lastfreien Motors wird durch die erfindungsgemäße Ankoppelung auf den motorseitigen Antriebsstrang der Kupplung und die drehträgen Massen aufgeteilt, wodurch sich eine schnelle Verringerung der Motordrehzahl ergibt. Hierdurch können kürzere Schaltzeiten realisiert werden.

Nach einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei den drehträgen Massen um (ohnehin vorhandene) Verbraucher, wie beispielsweise eine Klimaanlage einen Servomotor oder einen Generator. Die Energiedissipation dieser Verbraucher bzw. die Energieaufteilung auf die Verbraucher wird somit lediglich zu Zeitpunkten wirksam, in denen überschüssige Energie in dem rotierenden motorseitigen Antriebsstrang vorhanden ist. Anstelle einer Verschlechterung des Verbrauches oder des Antriebsmomentes für einen Betrieb der Verbraucher außerhalb der Schaltvorgänge bewirkt die erfindungsgemäße Zuschaltung der Verbraucher somit eine Verkürzung der Schaltzeiten.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus der Beschreibung.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Verlauf der Motordrehzahl als Funktion der Zeit während eines Hochschaltvorganges,

Fig. 2 einen Verlauf der Motordrehzahl als Funktion der Zeit während eines Herunterschaltvorganges,

Fig. 3 ein Bockschaltbild eines Verfahrens zur Regelung des Schaltvorganges eines Antriebsstranges,

Fig. 4 einer weiteren Verlauf der Motordrehzahl als Funktion der Zeit während eines Herunterschaltvorganges und

Fig. 5 einen weiteren Verlauf der Motordrehzahl als. Funktion der Zeit während eines Hochschaltvorganges.

Die im folgenden beschriebenen Verfahren finden Einsatz insbesondere zur Regelung eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges. Hierbei wird der Begriff Regelung für eine Regelung im eigentlichen Sinne sowie eine Steuerung gleichermaßen verwendet.

In Fig. 1 ist der Verlauf der Motordrehzahl 10 über der Zeit 11 für eine Hochschaltung dargestellt, wobei die tatsächlich gewählte Gangstufe der Zielgangvorwahlstufe entspricht. Zum Zeitpunkt 13 wird der Schaltvorgang eingeleitet, beispielsweise durch Betätigung einer Kupplung oder eines anderen Betätigungsorganes, insbesondere eines Handschalthebels in Verbindung mit einer automatisierten Kupplung. Die Drehzahl des motorseitig von der Kupplung angeordneten Teiles des Antriebsstranges verringert sich infolge dissipierter Energie oder eines Eingriffes in die Motorsteuerung erfindungsgemäß bis zur ermittelten Drehzahl n_N+1 (15). Ist die Drehzahl 15 erreicht, kann bei der Anwahl der Zielgangvorwahlstufe durch den Fahrer ohne aufwendige Synchronisationsvorgänge die Kupplung geschlossen werden. In Folge der Antriebsverbindung mit dem Antriebsaggregat steigt hieran anschließend die Motordrehzahl und damit die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (weiter) an.

Mit gestrichelter Linie ist in Fig. 1 der Drehzahlverlauf ohne das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt. In diesem Fall sinkt die Motordrehzahl entsprechend der Kurve 16 bis zur Leerlaufdrehzahl 17 ab, um daran anschließend bei geschlossener Kupplung in Folge des Antriebsmomentes des Antriebsaggregates entsprechend dem Verlauf 17 anzusteigen. In Folge des (unnötigen) Abfalls der Kurve 16 kommt es bei vergleichbarem Beschleunigungsvorgang für geschlossene Kupplung zu einer zeitlichen Verzögerung 18, beispielsweise bis zum Erreichen einer Synchrondrehzahl oder einer Vergleichsgeschwindigkeit 19. Die Zeitdifferenz 18 gibt die Zeitersparnis durch das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber einer Schaltung mit Abfall der Motordrehzahl auf Leerlaufdrehzahl an.

Fig. 2 zeigt den Verlauf der Motordrehzahl für eine Herunterschaltung. Bis zur Schaltbetätigung 13 sinkt die Motordrehzahl in Folge einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend dem Verlauf 20 ab. Zum Zeitpunkt 13 der Schaltbetätigung wird die Kupplung gelöst. Hieran anschließend fällt die Drehzahl des motorseitigen Teiles des Antriebsstranges auf die ermittelte Drehzahl n_N+1 (26) ab. Mit Erreichen der Drehzahl 26 wird die Kupplung (bei eingelegter Gangstufe N - 1) geschlossen. Mit Schließen der Kupplung muß der motorseitige Teil des Antriebsstranges in Folge der Abweichung der vorgewählten Drehzahl 26 für die Zielgangvorwahlstufe (N + 1) von der notwendigen Drehzahl 27 für die Gangstufe N - 1 beschleunigt werden. Gegenüber einem Abfall der Drehzahl auf die Leerlaufdrehzahl 28 wird jedoch eine Synchrondrehzahl um die Zeit 21 früher erreicht, wodurch der Schaltvorgang und die Trennung des Antriebsstranges verkürzt werden kann. Für den Fall, daß in zeitlicher Umgebung 22 der Einleitung des Schaltvorganges 13 eine Bremsbetätigung erfolgt, ist das Erfordernis eines (großen) Motorbremsmomentes in Folge der Herunterschaltung wahrscheinlich. In diesem Fall wird durch geeignete Maßnahmen der Motorsteuerung die Motordrehzahl entsprechend dem Verlauf 23 bis zur Leerlaufdrehzahl 28 abgesenkt. Mit Schließen der Kupplung muß in diesem Fall die Motordrehzahl von der Leerlaufdrehzahl 28 auf die Synchrondrehzahl 27 um einen gegenüber der Drehzahl 26 vergrößerten Betrag angehoben werden, wodurch ein vergrößertes Motorbremsmoment bedingt ist.

Die Steilheit des Abfalles der Drehzahl des motorseitigen Teiles des Antriebsstranges nach dem Lösen der Kupplung kann durch Zuschaltung drehträger Massen oder einer Erhöhung der Dissipation in Folge einer Einleitung eines Bremsmomentes, beispielsweise einer im motorseitigen Antriebsstrang wirksamen Bremseinrichtung, vergrößert werden, wodurch die Schaltzeit weiter verkürzt werden kann. Als drehträge Massen können hierfür vorgesehene Bauteile und/oder ohnehin vorhandene Verbraucher wie eine Klimaanlage, Generatoren oder eine Lichtmaschine verwendet werden.

Erfolgt ohne Bremseinwirkung bei geschlossener Kupplung keine Betätigung des Gaspedales während eines Zeitintervalls 24, ist vorzugsweise vorgesehen, daß durch einen geeigneten Eingriff in die Motorsteuerung die Drehzahl von der Drehzahl 26 entsprechend dem Verlauf 25 auf die Leerlaufdrehzahl 28 heruntergeregelt wird, da der Wunsch des Fahrers nach einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit wahrscheinlich ist.

Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist als Blockschaltbild in Fig. 3 dargestellt. Das Verfahren verwertet Meßsignale 30. Bei diesen handelt es sich um beispielsweise ohnehin in der Motorsteuerung oder im CAN-Bus vorliegende Meßwerte, Meßsignale oder Kennfelder, beispielsweise eine Motordrehzahl n_M, eine Raddrehzahl n_R, ein Motormoment M_M, ein Kupplungssignal, ein Bremssignal, eine Fahrzeuggeschwindigkeit v_F, ein Startsignal und/oder ein Gangsprung-Kennfeld. Die Meßsignale 30 werden in den nachfolgenden Verfahrensschritten 31 ff. berücksichtigt bzw. verarbeitet.

In der Abfrage 31 wird überprüft, ob ein Schaltbetätigungssignal, beispielsweise die Betätigung des Handschalthebels oder der Kupplung, vorliegt. Ist dieses nicht der Fall, wird an den Anfangspunkt des Verfahrens zurückgesprungen.

Liegt eine Schaltbetätigung vor, wird im Verfahrensschritt 32 der Quotient aus der Motordrehzahl n_M und der Raddrehzahl n_R gebildet für Drehzahlen vor Betätigung der Kupplung.

Im Verfahrensschritt 33 wird hieran anschließend überprüft, ob einem Kupplungsvorgang unmittelbar vorangehend der ermittelte Quotient ungefähr konstant war. Ist dieses nicht der Fall, liegt Schlupf zwischen einem oder mehreren Rädern und der Fahrbahn vor. In diesem Fall wird an den Anfangspunkt des Verfahrens zurückgesprungen.

Ist hingegen der Quotient konstant, erfolgt im nachfolgenden Verfahrensschritt 34 die Überprüfung, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als ein Schwellwert der Geschwindigkeit, beispielsweise 2 km/h. Ist die Geschwindigkeit kleiner als dar Schwellwert, befindet sich das Fahrzeug am Ausrollen und es wird an den Anfangspunkt des Verfahrens zurückgesprungen.

Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als der Schwellwert, wird der Verfahrensschritt 35 ausgeführt. In diesem erfolgt ein Vergleich, ob der Quotient der Motordrehzahl und der Raddrehzahl (ungefähr) mit dem Übersetzungsverhältnis einer Gangstufe korrespondiert. Ist dieses nicht der Fall oder entspricht der Quotient dem der höchsten Gangstufe korrespondierenden Übersetzungsverhältnis, erfolgt eine Verzweigung zum Verfahrensschritt 36, andernfalls zum Verfahrensschritt 37.

Im Verfahrensschritt 36 wird überprüft, ob das Übersetzungsverhältnis mit der höchsten Gangstufe korrespondiert. Ist dieses der Fall, wird Verfahrensschritt 38 ausgeführt, andernfalls, insbesondere im Fall vorliegenden Schlupfes, eines Rückwärtsganges oder eines rollenden Fahrzeuges in Neutralstellung des Getriebes, erfolgt ein Rücksprung zum Verfahrensschritt 31.

Im Verfahrensschritt 38 wird als Zielgang die der höchsten Gangstufe, beispielsweise der sechsten Gangstufe, nächstgelegene niedrigere Gangstufe, beispielsweise die fünfte Gangstufe, zugeordnet.

Im Verfahrensschritt 37 liegt die aktuelle Gangstufe fest und es wird die zugeordnete Zielgangstufe einerseits für eine Rückschaltung und andererseits für eine Hochschaltung, beispielsweise aus einem Kennfeld, ermittelt und die den jeweiligen benachbarten Gangstufen und der Fahrzeug­ geschwindigkeit zugeordneten Motordrehzahlen ermittelt.

Im nachfolgenden Verfahrensschritt 39 wird überprüft, ob die aktuelle Motordrehzahl kleiner ist als eine untere Grenzdrehzahl, beispielsweise die Leerlaufdrehzahl und/oder ob für eine Rückschaltung die Motordrehzahl in der Zielgangstufe kleiner ist als eine obere Grenzgeschwindigkeit, beispielsweise die maximale Motordrehzahl. Ist dieses der Fall, wird eine Rückschaltung erwartet.

Andernfalls erfolgt im Verfahrensschritt 40 eine Überprüfung, ob die aktuelle Motordrehzahl größer ist als eine obere Grenzdrehzahl, beispielsweise die maximale Motordrehzahl und/oder für eine Hochschaltung die Motordrehzahl in der Zielgangstufe größer ist als eine untere Grenzdrehzahl, beispielsweise die Leerlaufdrehzahl. Ist dieses der Fall, wird eine Hochschaltung erwartet.

Andernfalls erfolgt eine Ausführung des Verfahrensschritts 41. Im Verfahrensschritt 41 wird überprüft, ob der Gradient des Motormomentes größer ist als Null. Ist dieses der Fall, liegt Zugbetrieb vor und es wird in Verfahrensschritt 42 verzweigt. Andernfalls liegt Schubbetrieb vor mit einer Verzweigung in Verfahrensschritt 43. Im Verfahrensschritt 43, also im Schubbetrieb, erfolgt kein Eingriff, da im Schubbetrieb nach Maßgabe des Fahrers ein Hoch- oder Herunterschalten erfolgen kann.

Im Zugbetrieb wird im Verfahrensschritt 42 überprüft, ob der Gradient der Motordrehzahl größer ist, als ein Schwellwert b. Der Schwellwert b ist a-priori vorgegeben oder ein adaptiver Wert, der beispielsweise an das Fahrverhalten des Fahrers über zurückliegende Fahrzyklen ermittelt wird. Ist der Gradient größer als b, verzweigt das Verfahren zum Verfahrensschritt 44, andernfalls zum Verfahrensschritt 45.

Im Verfahrensschritt 44 bzw. 45 wird überprüft, ob eine Schaltbetätigung, insbesondere eine Kupplungsbetätigung vorliegt.

Ist dieses der Fall, wird Verfahrensschritt 46 bzw. 47 ausgeführt, andernfalls zum Verfahrensschritt 39 zurückgesprungen.

Im Verfahrensschritt 46 liegt beispielsweise eine Zughochschaltung vor. In dem Verfahrenschritt 46 wird überprüft, ob die Drehzahl in der der Hochschaltung zugeordneten Gangstufe kleiner ist als die Leerlaufdrehzahl. Ist dieses der Fall, endet in der Verfahrensstufe 48 das Verfahren bzw. zweigt an eine vorhergehende Stelle zurück, andernfalls wird zum Verfahrensschritt 49 verzweigt, in welchem überprüft wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als eine Schwellwert der Geschwindigkeit. Ist dieses der Fall, liegt beispielsweise ein Ausrollen des Fahrzeuges vor und es erfolgt eine Rückverzweigung zum Verfahrensschritt 31 oder ein Ende des Verfahrens, andernfalls wird Verfahrensschritt 50 ausgeführt.

Im Verfahrensschritt 50 erfolgt, insbesondere über einen Eingriff in die Motorsteuerung, eine Regelung der Motordrehzahl auf die der in Folge der zu erwartenden Hochschaltung der Zielgangstufe entsprechenden Motordrehzahl.

Im Verfahrensschritt 47 wird eine Rückschaltung erwartet und insbesondere überprüft, ob die Motordrehzahl für die erwartete Rückschaltung größer ist als eine obere Grenzdrehzahl, beispielsweise die maximale Motordrehzahl. Ist dieses der Fall, endet im Verfahrensschritt 51 das Verfahren oder verzweigt an eine geeignete Stelle des Verfahrens zurück, andernfalls wird Verfahrensschritt 52 ausgeführt. In diesem wird überprüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine Grenzgeschwindigkeit, beispielsweise 2 km/h ist. Ist dieses der Fall, erfolgt eine Rückverzweigung des Verfahrens an den Anfangspunkt, insbesondere Verfahrensschritt 31, andernfalls wird Verfahrensschritt 53 ausgeführt.

Im Verfahrensschritt 53 wird überprüft, ob eine Bremsbetätigung vorliegt. Ist dieses der Fall, wird Verfahrensschritt 54 ausgeführt. In diesem Fall erfolgt durch das Verfahren kein Eingriff und es wird insbesondere mit dem Verfahrensschritt 31 wieder von vorne begonnen. Liegt keine Bremsbetätigung vor, wird Verfahrensschritt 55 ausgeführt. Entsprechend Verfahrensschritt 55 wird die Motordrehzahl während des Schaltvorganges, beispielsweise über eine Motorsteuerung, beeinflußt. Insbesondere wird im Verfahrensschritt 55 die Motordrehzahl während des Kupplungsvorganges konstant gehalten.

Vom Verfahrensschritt 37 erfolgt eine Bereitstellung der ermittelten Zielgangstufe für eine erwartete Hochschaltung zum Verfahrensschritt 46. Gleichermaßen erfolgt eine Bereitstellung der Zielgangstufe für eine erwartete Rückschaltung vom Verfahrensschritt 37 zum Verfahrensschritt 47.

Ebenfalls erfolgt vom Verfahrensschritt 38 für eine erkannte höchste Gangstufe eine Bereitstellung einer ermittelten, um eins verminderte Zielgangstufe für eine Rückschaltung zum Verfahrensschritt 47.

Eine Beendigung des Verfahrens erfolgt an den Punkten, an denen ein logischer Schluß, ob der Fahrer Hoch- oder Herunterschalten wird in Folge der angegebenen Verfahrensschritte nicht möglich ist. In diesem Fall erfolgt kein Eingriff in die Motorsteuerung. Der Motorauslauf erfolgt ohne Eingriff und die Abfrage beginnt am Verfahrensschritt 31 von vorne.

Im Verfahrensschritt 41 wird der Gradient des Motormomentes, insbesondere über die Steuereinrichtung, ermittelt. Das Signal des Motormomentes steht insbesondere über den CAN-Bus zur Verfügung. Als weitere Meßgröße für den Fahrerwunsch, welcher von dem tatsächlich vorliegenden Motormoment abweichen kann, wird insbesondere ein Betätigungssignal oder die Betätigungsgeschwindigkeit eines Fahrzeugpedals wie das Gaspedal oder die Bremse verwendet. Ist die Betätigungsgeschwindigkeit des Gaspedals positiv, heißt das, daß das Fahrzeug im Zugbetrieb ist und der Fahrerwunsch nach einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit besteht. In diesem Fall wird die Motordrehzahl abgefragt. Wird sie ebenfalls größer, heißt das, daß der Fahrerwunsch nach einer Hochschaltung besteht.

Durch geeignete weitere Maßnahmen ist der Fall abzudecken, daß die Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals positiv ist und die Motordrehzahl steigt, aber der Fahrer zurückschalten will. Dies ist beispielsweise während eines Überholvorganges der Fall, in dem der Fahrer nochmals zurückschalten will, um noch mehr Beschleunigung zu bekommen.

Ist die Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals positiv, aber die Motordrehzahl abfallend bzw. unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes, so liegt beispielsweise ein Fall vor, in dem das Fahrzeug beispielsweise an einem Berg langsamer wird und der Übergang zu einer erwarteten Rückschaltung wie beschrieben erfolgt.

Ist die Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals negativ, bedeutet dies, daß das Fahrzeug sich im Schubbetrieb befindet. In diesem Fall erfolgt kein Eingriff, denn in einem derartigen Fall kann der Fahrer aus dem Schubbetrieb heraus sowohl hoch- als auch herunterschalten. Abweichend von den angegebenen Verfahren können die weiteren bekannten Prädiktorverfahren, vergleiche Beschreibungseinleitung, in das erfindungsgemäße Verfahren eingebunden werden.

Abweichend vom Verfahrensschritt 55 kann für eine erwartete Herunterschaltung eine Steuerung der Motordrehzahl gemäß Fig. 4 erfolgen. Mit einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit verringert sich die Motordrehzahl 60 bis zur Schaltbetätigung 61, insbesondere Kupplungsbetätigung. Hieran anschließend wird die Motordrehzahl konstant auf der Motordrehzahl 63 gehalten, bis zum Zeitpunkt 62 der Einkuppelvorgang für die Zielgangstufe beginnt und bis zum Ende des Kupplungsvorgangs 63 die Motordrehzahl an die für die Zielgangstufe erforderliche Drehzahl 64 (kontinuierlich) angepaßt wird.

Erfolgt während des Schaltvorganges oder in unmittelbarer Umgebung desselben eine Bremsbetätigung, kann die Motordrehzahl entsprechend dem gestrichelt dargestellter Verlauf 65 gesteuert werden. Demzufolge fällt nach Schaltbetätigung 61 die Motordrehzahl kontinuierlich auf die Leerlaufdrehzahl 66 ab und wird hieran anschließend bis zum Beginn des Einkuppelvorganges 62 konstant gehalten. Während des Einkuppelvorganges 62-63 wird die Motordrehzahl an die in der Zielgangstufe erforderliche Drehzahl 64 angepaßt. In Folge des gegenüber dem Verlauf 60 vergrößerten Drehzahlsprunges steht in Folge des Schleppmomentes ein die Bremskraft unterstützendes Schleppmoment zur Verfügung. Abweichend von Fig. 4 kann sich von der Leerlaufdrehzahl ein verlängerter Synchronisiervorgang ergeben.

Für eine Hochschaltung erfolgt die Regelung der Motorsteuerung im Verfahrensschritt 50 entsprechend Fig. 5. Mit der Schaltbetätigung 70 wird der Verlauf der Motordrehzahl 71 derart gesteuert oder geregelt, daß diese von der zum Zeitpunkt der Schaltbetätigung 70 vorliegenden Drehzahl 72 kontinuierlich auf die in der für eine Hochschaltung ermittelte Zielgangstufe (N + 1) erforderliche Drehzahl 73 absinkt. Die Zeitdauer 74 zur Regelung der Motordrehzahl 71 auf die Drehzahl 73 ist insbesondere variabel, beispielsweise selbstadaptierend, gestaltet. Mit Beginn des Einkuppelvorganges 75 wird die Kupplung geschlossen, wobei eine Synchronisation entbehrlich ist, wodurch insbesondere die Einkuppelzeit verkürzt werden kann. Mit Ende des Kupplungsvorgangs 76 wird der Beschleunigungsvorgang fortgesetzt.

Der in Fig. 5 gestrichelt dargestellte Momentenverlauf 77 stellt den Drehzahlverlauf ohne die erfindungsgemäße Anpassung an die Motordrehzahl für die Zielgangstufe dar. Abweichend von Fig. 5 ist insbesondere infolge der Anpassung auf die Drehzahl 73 der Kupplungsvorgang 75-76 für die Kurve 71 kürzer als für den Verlauf 77.

Claims (3)

1. Verfahren zur Regelung des Schaltvorganges eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebsstrang, welcher ein Antriebsaggregat, ein Getriebe, dessen aktuelle Gangstufe mit einem Bedienelement von einem Fahrer manuell entsprechend einem Fahrerwunsch beeinflussbar ist, und eine zumindest mit dem Antriebsstrang in Wirkverbindung stehende Steuereinheit aufweist, wobei zum Schalten von einer aktuellen Gangstufe zu einer Zielgangstufe

• a) die aktuelle Gangstufe (N) aus mindestens einem Meßwert (30)ermittelt wird oder aus einem Speicher ausgelesen wird,
• b) als Zielgangvorwahlstufe die nächsthöhere Gangstufe (N + 1) vorbestimmt wird,
• c) aus der Drehzahl n_N der Getriebeausgangswelle für die aktuelle Gangstufe (N) die korrespondierende Drehzahl (n_N+1) für die Zielgangvorwahlstufe (N + 1) ermittelt wird,
• d) a) bei Betätigung einer Bremseinrichtung während oder in unmittelbarer zeitlicher Umgebung der Schaltbetätigung die Motordrehzahl für gelöste Kupplung auf die Leerlaufdrehzahl geregelt wird und
• e) b) ohne Betätigung einer Bremseinrichtung während oder in unmittelbarer zeitlicher Umgebung der Schaltbetätigung die Motordrehzahl auf die Drehzahl (n_N+1) geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der motorseitigen Drehzahl nach Maßgabe der Steuereinrichtung drehträge Massen an den Antriebsstrang ankoppelbar sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den drehträgen Massen um Verbraucher wie eine Klimaanlage, einen Servomotor oder einen Generator handelt.