DE102005028551B4

DE102005028551B4 - Steuerungseinrichtung und Verfahren für ein automatisches Getriebe

Info

Publication number: DE102005028551B4
Application number: DE102005028551.1A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Albrecht Holger
Original assignee: Individual
Current assignee: ALBRECHT, HOLGER, DIPL.-ING. (FH), DE
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2023-03-30
Anticipated expiration: 2025-06-22
Also published as: DE102005028551A1

Abstract

Steuerungseinrichtung für ein automatisches Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit- einer Sollgangbestimmungseinrichtung (21) und- einer Schaltungsdurchführungseinrichtung (22), wobei- die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) einen einzulegenden Gang bestimmt,- die Schaltungsdurchführungseinrichtung (22) den einzulegenden Gang einlegt und- ein Schaltungsablauf davon abhängig ist, ob der einzulegende Gang um einen oder um mehr als einen Gang von einem Istgang abweicht, wobei die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) dazu vorgesehen ist,- einen Sollgang zu bestimmen,- bei einer Änderung des Sollgangs eine Kenngröße (k) zu ermitteln, die ein Maß für eine Wahrscheinlichkeit einer weiteren Änderung des Sollgangs angibt und- den einzulegenden Gang in Abhängigkeit des Sollgangs, und der genannten Kenngröße (k) festzulegen und die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) weiter dazu vorgesehen ist,- bei Vorliegen einer eine niedrige Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigenden Kenngröße (k) bei einer Änderung des Sollgangs den geänderten Sollgang sofort als einzulegenden Gang zu übernehmen und- bei Vorliegen einer eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigenden Kenngröße bei einer Änderung des Sollgangs den geänderten Sollgang nicht sofort als einzulegenden Gang zu übernehmen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung für ein automatisches Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb eines automatischen Getriebes eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Die DE 103 38 624 A1 und EP 1 117 951 B1 beschreiben eine Steuerungseinrichtung eines automatischen Getriebes eines Kraftfahrzeugs mit einer Sollgangbestimmungseinrichtung und einer Schaltungsdurchführungseinrichtung. Die Sollgangbestimmungseinrichtung bestimmt in Abhängigkeit von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs einen vom Getriebe einzulegenden Gang. Dieser einzulegende Gang wird von der Schaltungsdurchführungseinrichtung durch Ansteuerung von Schaltelementen des Getriebes eingelegt. Der Ablauf der Schaltung ist dabei davon abhängig, ob eine Einfachschaltung oder einer Mehrfachschaltung durchgeführt wird. Bei einer Einfachschaltung weicht der einzulegende Gang nur um einen Gang von einem Istgang ab, bei einer Mehrfachschaltung dagegen um mehr als einen Gang. Der Istgang ist dabei der aktuell im Getriebe eingelegte Gang.
Die Mehrfachschaltung ist dabei keine bloße Aneinanderreihung von Einfachschaltungen. Sie wird so ausgeführt, dass die Schaltung schnell und komfortabel abläuft. Insbesondere wird die Mehrfachschaltung so ausgeführt, dass eine Drehzahl der Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs während der Schaltung einen nahezu konstanten Gradienten aufweist. Dies führt zu schnellen Schaltungen und wird von einem Fahrzeugführer als komfortabel empfunden.
Es kann aber vorkommen, dass die Sollgangbestimmungseinrichtung eine Einfachschaltung anfordert und kurz darauf eine weitere Einfachschaltung. Falls die Schaltungsdurchführungseinrichtung die erste Schaltung schon begonnen hat, kann keine Mehrfachschaltung mehr gestartet werden. In diesem Fall müssen dann mehrere Einzelschaltungen aneinander gehängt werden.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung eine Steuerungseinrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, mittels welchem Schaltungen schnell und komfortabel ausgeführt werden können. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Steuerungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren nach Anspruch 11 gelöst.
Erfindungsgemäß ist die Sollgangbestimmungseinrichtung dazu vorgesehen, einen Sollgang zu bestimmen. Der Sollgang wird in Abhängigkeit von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Leistungsanforderungssignal, auf Grund gespeicherter Regeln festgelegt. Die Sollgangbestimmungseinrichtung der DE 103 38 624 A1 übernimmt diesen Sollgang unmittelbar als einzulegenden Gang, so dass bei einer Änderung des Sollgangs von der Schaltungsdurchführungseinrichtung sofort eine Schaltung ausgelöst wird.
Bei einer Änderung des Sollgangs ermittelt die Sollgangbestimmungseinrichtung eine Kenngröße, die ein Maß für eine Wahrscheinlichkeit einer weiteren Änderung des Sollgangs angibt. Die Kenngröße kann beispielsweise mit Hilfe der genannten Betriebsgrößen oder deren Änderungen bestimmt werden.
Nach der Ermittlung der Kenngröße legt die Sollgangbestimmungseinrichtung den einzulegenden Gang in Abhängigkeit des Sollgangs und der ermittelten Kenngröße fest. Die Sollgangbestimmungseinrichtung kann beispielsweise den Sollgang sofort oder verzögert als einzulegenden Gang übernehmen.
Die Kenngröße stellt damit ein Maß für die Wahrscheinlichkeit dar, ob eine Schaltung um einen Gang oder um mehrere Gänge ausgeführt werden wird. Durch Auswertung der Kenngröße kann die Auswahl der Art der Schaltung, also Einfach- oder Mehrfachschaltung, so getroffen werden, dass die Schaltung mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit schnell und komfortabel abläuft.
Damit kann gegenüber einer unmittelbaren Übernahme des Sollgangs als einzulegender Gang ohne Berücksichtigung der Kenngröße die Schaltung früher abgeschlossen sein und besonders komfortabel ablaufen.
Das Getriebe kann beispielsweise als ein automatisches Getriebe mit Planetensätzen, als automatisiertes Schaltgetriebe oder auch als stufenloses Getriebe mit einem Betriebsmodus, in dem fest vorgegebenen Übersetzungen eingestellt werden, ausgeführt sein.
Die beschriebenen Vorteile zeigen sich insbesondere bei Rückschaltungen im Getriebe.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Sollgangbestimmungseinrichtung dazu vorgesehen, den Sollgang in Abhängigkeit eines Leistungsanforderungssignals und/oder eines Geschwindigkeitssignals zu bestimmen. Die Kenngröße wird in Abhängigkeit einer Änderungsgeschwindigkeit des Leistungsanforderungssignals und/oder des Geschwindigkeitssignals bestimmt. Das Leistungsanforderungssignal wird insbesondere vom Fahrzeugführer mittels eines Leistungsstellglieds, insbesondere eines Fahrpedals, eingestellt. Damit fordert der Fahrzeugführer eine Leistung der Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs an. Das Leistungsanforderungssignal kann beispielsweise eine Stellung eines Fahrpedals, eine Stellung einer Drosselklappe, eine Kraftstoffeinspritzmenge oder ein Soll-Drehmoment der Antriebsmaschine repräsentieren.
Der Fahrzeugführer gibt mit dem Leistungsanforderungssignal seinen Wunsch bezüglich der Längsdynamik des Kraftfahrzeugs an. Dieses Signal wird auch zur Bestimmung des Sollgangs verwendet werden. Bei einem Anstieg des Leistungsanforderungssignals kann beispielsweise der Sollgang verringert, also eine Rückschaltung ausgelöst werden. Falls das Leistungsanforderungssignal stark ansteigt, kann beispielsweise eine Mehrfachrückschaltung ausgelöst werden. Mittels der Änderungsgeschwindigkeit des Leistungsanforderungssignals kann abgeschätzt werden, ob das Leistungsanforderungssignal sich nur wenig oder sehr stark ändern wird. Beispielsweise zeigt die Kenngröße bei einer großen Änderungsgeschwindigkeit des Leistungsanforderungssignals eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs an. Im Gegensatz dazu zeigt die Kenngröße eine niedrige Wahrscheinlichkeit bei einer kleinen Änderungsgeschwindigkeit an.
Das Leistungsanforderungssignal kann auch von einer weiteren Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise von einer Geschwindigkeitsregelanlage, erzeugt werden.
Das Geschwindigkeitssignal kann beispielsweise aus gemessenen Drehzahlen von Rädern des Kraftfahrtzeugs oder aus einer Drehzahl am Ausgang des Getriebes bestimmt werden. Die Berücksichtigung der Änderungsgeschwindigkeit des Geschwindigkeitssignals bei der Bestimmung der Kenngröße ist insbesondere bei einem starken Abbremsen des Kraftfahrzeugs vorteilhaft. Dabei kann bei dem dann erforderlichen Zurückschalten ein oder mehrere Gänge übersprungen werden. Die Rückschaltung kann dann als Mehrfachschaltung ausgeführt werden.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Sollgangbestimmungseinrichtung dazu vorgesehen, zur Bestimmung der Kenngröße einen Verlauf des Leistungsanforderungssignals mit Hilfe der Änderungsgeschwindigkeit des Leistungsanforderungssignals abzuschätzen. Damit kann der Wert des Leistungsanforderungssignals zu einem bestimmten Zeitpunkt im Voraus abgeschätzt werden. Es kann dann geprüft werden, ob sich mit diesem abgeschätzten Wert eine weitere Änderung des Sollgangs ergeben würde. Ist dies der Fall, so zeigt die Kenngröße beispielsweise eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs an.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Sollgangbestimmungseinrichtung dazu vorgesehen, zur Bestimmung der Kenngröße einen Verlauf des Geschwindigkeitssignals mit Hilfe der Änderungsgeschwindigkeit des Geschwindigkeitssignals abzuschätzen. Damit kann der Wert des Geschwindigkeitssignals zu einem bestimmten Zeitpunkt im Voraus abgeschätzt werden.
In Ausgestaltung der Erfindung sind in der Sollgangbestimmungseinrichtung Schaltlinien gespeichert. Der Sollgang ändert sich, wenn ein vom Leistungsanforderungssignal und/oder Geschwindigkeitssignal abhängiger Arbeitspunkt des Kraftfahrzeugs eine Schaltlinie überschreitet. Der Arbeitspunkt kann beispielsweise die Stellung des Fahrpedals und die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs widerspiegeln. Eine derartige Bestimmung des Sollgangs ist allgemein bekannt. Beispielsweise ist eine derartige Vorgehensweise in der DE 195 11 866 A1 ausführlich beschrieben, deren Beschreibung der Festlegung des Sollgangs hiermit explizit in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird.
Die Sollgangbestimmungseinrichtung ist außerdem dazu vorgesehen, eine Kenngröße zu bestimmen,

- welche eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigt, wenn der vorausberechnete Arbeitspunkt eine weitere Schaltlinie überschreitet und
- welche eine niedrige Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigt, wenn der vorausberechnete Arbeitspunkt keine weitere Schaltlinie überschreitet.

Die Sollgangbestimmungseinrichtung bestimmt also einen voraussichtlichen bzw. vorausberechneten Arbeitspunkt und prüft mit Hilfe der gespeicherten Schaltlinien, ob es mit diesem Arbeitspunkt zu einer weiteren Änderung des Sollgangs kommen würde. Abhängig vom Ergebnis der Prüfung bestimmt die Sollgangbestimmungseinrichtung anschließend die Kenngröße.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Sollgangbestimmungseinrichtung dazu vorgesehen,

- bei Vorliegen einer eine niedrige Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigenden Kenngröße bei einer Änderung des Sollgangs den geänderten Sollgang sofort als einzulegenden Gang zu übernehmen und
- bei Vorliegen einer eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigenden Kenngröße bei einer Änderung des Sollgangs den geänderten Sollgang nicht sofort als einzulegenden Gang zu übernehmen.

Bei Vorliegen einer eine niedrige Wahrscheinlichkeit anzeigenden Kenngröße wird damit sofort eine Einfachschaltung ausgelöst.
Bei Vorliegen einer eine hohe Wahrscheinlichkeit anzeigenden Kenngröße wird dagegen die Schaltung nicht sofort ausgelöst, sondern es wird insbesondere abgewartet, ob sich der Sollgang innerhalb einer einstellbaren und speicherbaren Zeitdauer noch ein weiteres Mal ändert. Nach Ablauf der Zeitdauer seit der ersten Änderung des Sollgangs wird der dann aktuelle Sollgang als einzulegender Gang übernommen. Hat sich der Sollgang noch ein weiteres Mal geändert, so wird die Schaltung als Mehrfachschaltung ausgeführt. Der Sollgang kann sich während der Zeitspanne auch mehrmals ändern, so dass auch Mehrfachschaltungen ausgelöst werden können, die mehr als einen Gang überspringen.
Falls bei der ersten Änderung des Sollgangs schon eine Einfachschaltung ausgelöst worden wäre, so wäre die Schaltung bei einer weiteren Änderung des Sollgangs als Aneinanderreihung von Einfachschaltungen abgelaufen.
Es ist auch möglich, dass bei einer weiteren Änderung des Sollgangs eine neue Kenngröße bestimmt wird und bei einem erneuten Vorliegen einer eine hohe Wahrscheinlichkeit anzeigenden Kenngröße die Zeitdauer bis zur Übernahme des Sollgangs als einzulegender Gang neu beginnt. Falls die neue Kenngröße eine niedrige Wahrscheinlichkeit anzeigt, wird der Sollgang sofort als einzulegender Gang übernommen.
Anstatt den Sollgang nach Ablauf einer Zeitspanne als einzulegenden Gang zu übernehmen, kann der Sollgang auch dann übernommen werden, wenn sich der Sollgang ein weiteres Mal ändert.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Sollgangbestimmungseinrichtung dazu vorgesehen, im Falle eines Vorliegens einer eine hohe Wahrscheinlichkeit anzeigenden Kenngröße eine Abbruchbedingung zu prüfen und den geänderten Sollgang bei Erfüllung der Abbruchbedingung oder spätestens nach Ablauf der einstellbaren Zeitdauer als einzulegenden Gang zu übernehmen. Eine Abbruchbedingung kann beispielsweise sein, dass die Änderungsgeschwindigkeit des Leistungsanforderungssignals um mehr als einen festlegbaren Wert abgenommen hat. Eine weitere Abbruchbedingung könnte auch sein, dass mit der aktuellen Änderungsgeschwindigkeit des Leistungsanforderungssignals bis zum Ablauf der genannten Zeitspanne keine weitere Schaltlinie mehr überschritten werden könnte.
Damit kann verhindert werden, dass die Schaltung unnötig verzögert wird.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Sollgangbestimmungseinrichtung dazu vorgesehen, im Falle eines Vorliegens einer eine hohe Wahrscheinlichkeit anzeigenden Kenngröße eine Information über die Änderung des Sollgangs an die Schaltungsdurchführungseinrichtung zu senden. Wenn sich der Sollgang ändert, so steht eine Schaltung kurz bevor. Zum Zeitpunkt der Änderung des Sollgang ist lediglich noch nicht klar, ob eine Einfach- oder eine Mehrfachschaltung ausgeführt werden soll.
Die Schaltungsdurchführungseinrichtung ist dazu vorgesehen, die bevorstehende Schaltung vorzubereiten. Beispielsweise können die Schaltelemente, welche ganz sicher an der Schaltung beteiligt sein werden, schon auf die Schaltung vorbereitet werden. Beispielsweise kann bei abschaltenden Schaltelementen das übertragbare Drehmoment schon leicht abgesenkt werden oder zuschaltende Schaltelement schon leicht aktiviert werden. Beispielsweise kann bei einer hydraulischen Betätigung der Schaltelemente eine Füllphase der zuschaltenden Kupplung oder Bremse gestartet werden.
Damit kann, sobald sich der einzulegende Gang ändert, die Schaltung sehr spontan erfolgen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Sollgangbestimmungseinrichtung dazu vorgesehen ist, im Falle eines Vorliegens einer eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigenden Kenngröße den Sollgang entsprechend der wahrscheinlichen Änderung zu ändern und den so geänderten Sollgang sofort als einzulegenden Gang zu übernehmen. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass der Fahrzeugführer eine Mehrfachschaltung wünscht, also beispielsweise die Änderungsgeschwindigkeit des Leistungsanforderungssignals bis zu einer weiteren Änderung des Sollgangs beibehält. Der Fahrzeugführer erhält somit eine sehr schnelle und spontane Rückmeldung auf seine Änderung des Leistungsanforderungssignals.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 ein Prinzipbild eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem automatischen Getriebe und einer zugehörigen Steuerungseinrichtung,
2 Schaltlinien zur Bestimmung eines Sollgangs des Getriebes,
3 einen zeitlichen Verlauf der Stellung eines Fahrpedals, eines Sollgangs und eines einzulegenden Gangs,
4 Ablaufdiagramm eines Verfahrens bei Änderung der Sollgangs,
5 eine zeitliche Darstellung von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs bei einer Änderung des Sollgangs und
6 eine zeitliche Darstellung von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs bei einer Änderung des Sollgangs bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß 1 verfügt ein Antriebsstrang 10 eines Kraftfahrzeugs über eine Antriebsmaschine 11 in Form eines Verbrennungsmotors, welcher von einer Steuerungseinrichtung 12 angesteuert wird. Die Steuerungseinrichtung 12 steht in Signalverbindung mit einem Leistungsstellglied 13 in Form eines Fahrpedals, mittels welchem ein Fahrzeugführer einen Sollwert für das abzugebende Drehmoment der Antriebsmaschine 11 vorgeben kann. Der Fahrzeugführer erzeugt damit ein Leistungsanforderungssignal, welches eine Stellung des Fahrpedals widerspiegelt.
Die Antriebsmaschine 11 ist mit einem automatischen Getriebe 14 in Form eines Planetenräder-Wechselgetriebes mit 7 Vorwärtsgängen verbunden, welches von einer Steuerungseinrichtung 15 angesteuert wird. Die Steuerungseinrichtung 15 steht mit einem Wählhebel 16 in Signalverbindung, mittels welchem der Fahrzeugführer verschiedene Fahrstufen des Getriebes 14 auswählen kann. Die Steuerungseinrichtung 15 verfügt über eine. Sollgangbestimmungseinrichtung 21 und eine Schaltungsdurchführungseinrichtung 22. Die Sollgangbestimmungseinrichtung 21 bestimmt einen einzulegenden Gang, welchen die Schaltungsdurchführungseinrichtung 22 durch entsprechende Ansteuerung von nicht dargestellten Schaltelementen des Getriebes 14 einlegt. Die Bestimmung des einzulegenden Gangs wird an Hand der 2, 3 und 4 noch ausführlich erläutert.
Das Getriebe 14 ist mittels einer Antriebswelle 17mit einem Achsgetriebe 18 verbunden, welches auf bekannte Weise das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine 11 über Seitenwellen 19 auf angetriebene Fahrzeugräder 20 überträgt.
Die Steuerungseinrichtungen 12 und 15 stehen untereinander über eine serielle Busverbindung, beispielsweise über einen CAN-Bus, in Signalverbindung. Damit können von den Steuerungseinrichtungen 12 und 15 erfasste Größen ausgetauscht werden.
In 2 sind Schaltlinien dargestellt, welche in der Sollgangbestimmungseinrichtung 21 gespeichert sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nur eine Auswahl von Rückschaltlinien, also Linien, welche die Bedingungen für eine Verringerung des Sollgangs festlegen, dargestellt. Die Linien repräsentieren Drehzahlen (nab) am Ausgang des Getriebes, aufgetragen über der Stellung (pw) des Fahrpedals. Die genannten Drehzahlen sind proportional zur Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Der Sollgang ändert sich, wenn ein Arbeitspunkt, welcher die aktuelle Drehzahl nab am Ausgang des Getriebes und die aktuelle Stellung pw des Fahrpedals wiedergibt, eine Schaltlinie überschreitet. Dies ist beispielhaft in der 2 dargestellt. Zum Zeitpunkt t1 ist das Kraftfahrzeug im Arbeitspunkt AP1 mit einer Drehzahl nab1 und einer Stellung pw1 des Fahrpedals. Im Getriebe ist der 4. Gang eingelegt, so dass ein Sollgang und der einzulegende Gang jeweils den Wert 4 haben. Der Fahrzeugführer vergrößert zum Zeitpunkt t2 plötzlich sehr schnell die Stellung pw des Fahrpedals. Die entsprechenden Verläufe der Stellung des Fahrpedals, des Sollgangs und des einzulegenden Gangs über der Zeit sind in 3 dargestellt. Da sich die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und damit die Drehzahl nab nicht so schnell ändern kann, bleibt nab dabei konstant. Der Arbeitspunkt ändert sich damit zum Arbeitspunkt AP2 mit der gleichen Drehzahl nab1 und einer größeren Stellung pw2 des Fahrpedals. Bei dieser Änderung überschreitet der aktuelle Arbeitspunkt zum Zeitpunkt t3 die Schaltlinie 4-3 (SL_4_3), also die Rückschaltlinie vom 4. in den 3. Gang. Damit ändert sich der Sollgang zum Zeitpunkt t3 vom 4. in den 3. Gang. Beim Überschreiten der Schaltlinie hat die Stellung des Fahrpedals den Wert pw_4_3.
Auf Grund dieser Änderung des Sollgangs bestimmt die Sollgangbestimmungseinrichtung eine Kenngröße k, welche ein Maß für eine Wahrscheinlichkeit einer weiteren Änderung des Sollgangs angibt. Dazu berechnet die Sollgangbestimmungseinrichtung den zeitlichen Gradienten pw_p des Verlaufs der Stellung pw des Fahrpedals zum Zeitpunkt t3. Mit einer gespeicherten Zeitspanne dt_v schätzt die Sollgangbestimmungseinrichtung ab, welchen Wert pw_v die Stellung des Fahrpedals bei gleich bleibendem Gradienten zum Zeitpunkt (t3+dt_v) voraussichtlich haben wird. Die Zeitspanne dt_v kann beispielsweise zwischen 50 und 500 ms betragen. Dazu wird folgende Formel verwendet: $pw_v = pw_4_3 + pw_p * dt_v$
Damit würde sich in 2 ein Arbeitspunkt AP_v1 ergeben. Die Sollgangbestimmungseinrichtung prüft darauf hin, ob bei der Änderung des Arbeitspunkts zum Arbeitspunkt AP_v1 eine weitere Schaltlinie überschritten werden würde. Dies ist bei diesem Beispiel der Fall, da die Schaltlinie 3-2 (SL_3_2) überschritten werden würde. Falls der Fahrzeugführer das Fahrpedal also weiterhin wie angenommen betätigt, würde sich der Sollgang ein weiteres Mal ändern. Damit nimmt die Kenngröße k den Wert 1 an, der eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine weitere Rückschaltung anzeigt. Würde keine weitere Schaltlinie mehr überschritten, hätte die Kenngröße k den Wert 0, der eine niedrige Wahrscheinlichkeit für eine weitere Rückschaltung anzeigt.
Als Folge davon, dass die Kenngröße k den Wert 1 hat, bleibt der einzulegende Gang auch nach der Änderung des Sollgangs zum Zeitpunkt t3 auf dem Wert 4. Es wird also zum Zeitpunkt t3 noch keine Schaltung ausgelöst. Die Sollgangbestimmungseinrichtung sendet allerdings zum Zeitpunkt t3 eine Information über eine bevorstehende Rückschaltung an die Schaltungsdurchführungseinrichtung, welche auf Reaktion darauf, die Rückschaltung vorbereitet.
Da der Fahrzeugführer auch nach dem Zeitpunkt t3 die Stellung pw des Fahrpedals vergrößert, überschreitet der aktuelle Arbeitspunkt zum Zeitpunkt t4 die Schaltlinie 3-2 (SL_3_2). Damit ändert sich der Sollgang zum Zeitpunkt t4 vom 3. in den 2. Gang. Als Reaktion darauf, berechnet die Sollgangbestimmungseinrichtung auf die beschriebene Weise einen voraussichtlichen Arbeitspunkt AP_v2. Da beim Einstellen dieses Arbeitspunkts keine weitere Schaltlinie mehr überschritten werden würde, nimmt die Kenngröße den Wert 0 an. Als Folge davon ändert sich der einzulegende Gang zum Zeitpunkt t4 ebenso wie der Sollgang auf den Wert 2. Die Schaltungsdurchführungseinrichtung startet also zum Zeitpunkt t4 eine Rückschaltung vom 4. in den 2. Gang und führt diese Schaltung als eine Mehrfachschaltung aus. Die Schaltung kann sehr spontan erfolgen, da sie bereits seit dem Zeitpunkt t3 vorbereitet wurde.
Der Fahrzeugführer vergrößert die Stellung pw des Fahrpedals auch nach dem Zeitpunkt t4 noch weiter bis der Arbeitspunkt AP2 erreicht ist. Dabei wird aber keine weitere Schaltlinie mehr überschritten. Der Sollgang bleibt also unverändert.
Analog zur Vorausberechnung des Verlaufs der Stellung des Fahrpedals kann auch der Verlauf der Drehzahl (nab) am Ausgang des Getriebes auf Grund der Änderungsgeschwindigkeit der Drehzahl (nab) zum Zeitpunkt der Änderung des Sollgangs bestimmt werden. Der voraussichtliche Arbeitspunkt kann dann alleine oder zusätzlich mittels der vorausberechneten Drehzahl vorausberechnet werden.
In 4 ist der Ablauf innerhalb der Sollgangbestimmungseinrichtung bei einer Änderung des Sollgangs dargestellt. Der Ablauf startet im Schritt 30. Im folgenden Schritt 31 ändert sich der Sollgang, der Arbeitspunkt überschreitet also eine Schaltlinie. Im Schritt 32 wird wie beschrieben der zukünftige Verlauf des Arbeitspunktes abgeschätzt und die Kenngröße k bestimmt.
Im Abfrageblock 33 wird geprüft, ob eine weitere Änderung des Sollgangs wahrscheinlich ist. Hat die Kenngröße k den Wert 0, so wird im Block 34 der einzulegende Gang gleich dem Sollgang gesetzt und der Ablauf ist in Schritt 35 beendet. Hat die Kenngröße k den Wert 1, so wird im Schritt 36 die Schaltungsdurchführungseinrichtung über die bevorstehende Schaltung informiert.
In Abfrageblock 37 wird geprüft, ob eine gespeicherte Zeitspanne seit der Änderung des Sollgangs im Block 31 abgelaufen ist. Wenn ja, dann wird anschließend wie oben der Block 34 ausgeführt.
Wenn die Zeitspanne noch nicht abgelaufen ist, wird in Block 38 geprüft, ob eine Abbruchbedingung erfüllt ist. Dabei wird geprüft, ob sich der Gradient der Änderung der Stellung des Fahrpedals um mehr als einen gespeicherten Wert seit der Vorausberechnung im Block 32 verändert hat. Wenn ja, wird der Ablauf ebenfalls im Block 34 fortgeführt.
Ist die Abbruchbedingung nicht erfüllt, so wird im Block 39 geprüft, ob eine weitere Änderung des Sollgangs vorliegt. Bei einer weiteren Änderung beginnt der Ablauf wieder bei Block 31. Liegt keine weitere Änderung vor, so springt der Ablauf wieder zum Block 37, so dass die Abfragen 37, 38 und 39 so lange wiederholt werden, bis entweder die Zeitspanne abgelaufen oder die Abbruchbedingung erfüllt ist.
Statt in Block 37 zu prüfen, ob eine Zeitspanne seit der letzten Änderung des Sollgangs abgelaufen ist, kann auch geprüft werden, ob eine Zeitspanne seit Beginn des Ablaufs, also seit der ersten Änderung des Sollgangs abgelaufen ist.
In 5 sind die zeitlichen Verläufe der Drehzahl der Antriebsmaschine, des Sollgangs und des einzulegenden Gangs bei einer Anwendung des beschriebenen Ablaufs über der Zeit dargestellt. Als Vergleich ist außerdem ein Verlauf der Drehzahl bei einer Vorgehensweise nach dem Stand der Technik dargestellt.
Der Sollgang 40 und der einzulegende Gang 41 haben zum Zeitpunkt t1 jeweils den Wert 4. Entsprechend der 3 und der obigen Ausführungen wechselt der Sollgang zum Zeitpunkt t3 vom Wert 4 auf den Wert 3. Der einzulegende Gang bleibt unverändert. Zum Zeitpunkt t4 ändert sich der Sollgang 40 und der einzulegende Gang 41 auf den 2. Gang. Im Verlauf der Drehzahl 42 der Antriebsmaschine spiegelt sich der Verlauf des einzulegenden Gangs 41 wider. Die Drehzahl steigt bis kurz nach der Änderung des einzulegenden Gangs 41 nur leicht an. Anschließend steigt die Drehzahl 42 aber sehr schnell und mit einem nahezu konstanten Gradienten auf die Zieldrehzahl im 2. Gang an. Die kurze Verzögerung ist durch die Reaktionszeiten der Schaltelemente begründet.
Ohne die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens würde sich ein Verlauf der Drehzahl entsprechend der Linie 43 ergeben. Dabei würde schon zum Zeitpunkt t3, also bei der Änderung des Sollgangs 40 eine Schaltung ausgelöst und anschließend zum Zeitpunkt t4 eine weitere Schaltung. Diese Schaltungen könnten aber jeweils nur als Einzelschaltungen ausgeführt werden, dass sich ein unharmonischer Verlauf der Drehzahl ergeben würde. Die Drehzahl würde kurz ansteigen, dann nahezu konstant bleiben und anschließend noch einmal ansteigen. Dieser Verlauf wäre unkomfortabel und außerdem würde die Zieldrehzahl im 2. Gang später erreicht werden.
In 5 sind die gleichen Größen wie in 4 dargestellt. Der Verlauf des Sollgangs ist identisch mit dem Verlauf in 4. Der Unterschied besteht darin, dass in 5 der einzulegende Gang 140 schon zum Zeitpunkt t3 auf den 2. Gang springt und sofort eine Schaltung vom 4. in den 2. Gang als Mehrfachschaltung ausgelöst wird. Damit erreicht die Drehzahl 142 der Antriebsmaschine noch schneller die Zieldrehzahl im 2. Gang.

Claims

Steuerungseinrichtung für ein automatisches Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit - einer Sollgangbestimmungseinrichtung (21) und - einer Schaltungsdurchführungseinrichtung (22), wobei - die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) einen einzulegenden Gang bestimmt, - die Schaltungsdurchführungseinrichtung (22) den einzulegenden Gang einlegt und - ein Schaltungsablauf davon abhängig ist, ob der einzulegende Gang um einen oder um mehr als einen Gang von einem Istgang abweicht, wobei die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) dazu vorgesehen ist, - einen Sollgang zu bestimmen, - bei einer Änderung des Sollgangs eine Kenngröße (k) zu ermitteln, die ein Maß für eine Wahrscheinlichkeit einer weiteren Änderung des Sollgangs angibt und - den einzulegenden Gang in Abhängigkeit des Sollgangs, und der genannten Kenngröße (k) festzulegen und die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) weiter dazu vorgesehen ist, - bei Vorliegen einer eine niedrige Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigenden Kenngröße (k) bei einer Änderung des Sollgangs den geänderten Sollgang sofort als einzulegenden Gang zu übernehmen und - bei Vorliegen einer eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigenden Kenngröße bei einer Änderung des Sollgangs den geänderten Sollgang nicht sofort als einzulegenden Gang zu übernehmen.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) dazu vorgesehen ist, - den Sollgang in Abhängigkeit eines Leistungsanforderungssignals und/oder eines Geschwindigkeitssignals und - die Kenngröße (k) in Abhängigkeit einer Änderungsgeschwindigkeit des Leistungsanforderungssignals und/oder des Geschwindigkeitssignals zu bestimmen.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsanforderungssignal als eine Stellung eines Fahrpedals (13) ausgeführt ist.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) dazu vorgesehen ist, zur Bestimmung der Kenngröße (k) einen Verlauf des Leistungsanforderungssignals mit Hilfe der Änderungsgeschwindigkeit (pw_p) des Leistungsanforderungssignals abzuschätzen.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) dazu vorgesehen ist, zur Bestimmung der Kenngröße (k) einen Verlauf des Geschwindigkeitssignals mit Hilfe der Änderungsgeschwindigkeit des Geschwindigkeitssignals abzuschätzen.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sollgangbestimmungseinrichtung (21) Schaltlinien (SL_4_3, SL_3_2, SL_2_1) gespeichert sind, wobei sich der Sollgang ändert, wenn ein vom Leistungsanforderungssignal und/oder Geschwindigkeitssignal abhängiger Arbeitspunkt des Kraftfahrzeugs eine Schaltlinie überschreitet und die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) dazu vorgesehen ist, die Kenngröße (k) zu bestimmen, - welche eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigt, wenn der vorausberechnete Arbeitspunkt eine weitere Schaltlinie überschreitet und - welche eine niedrige Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigt, wenn der vorausberechnete Arbeitspunkt keine weitere Schaltlinie überschreitet.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) dazu vorgesehen ist, im Falle eines Vorliegens einer eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigenden Kenngröße (k) den Sollgang nach Ablauf einer einstellbaren und speicherbaren Zeitdauer als einzulegenden Gang zu übernehmen.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) dazu vorgesehen ist, im Falle eines Vorliegens einer eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigenden Kenngröße (k) eine Abbruchbedingung zu prüfen und den geänderten Sollgang bei Erfüllung der Abbruchbedingung oder spätestens nach Ablauf der einstellbaren Zeitdauer als einzulegenden Gang zu übernehmen.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass - die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) dazu vorgesehen ist, im Falle eines Vorliegens einer eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigenden Kenngröße (k) eine Information über die Änderung des Sollgangs an die Schaltungsdurchführungseinrichtung (22) zu senden und - die Schaltungsdurchführungseinrichtung (22) dazu vorgesehen ist, die bevorstehende Schaltung vorzubereiten.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) dazu vorgesehen ist, im Falle eines Vorliegens einer eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigenden Kenngröße (k) den Sollgang entsprechend der wahrscheinlichen Änderung zu ändern und den so geänderten Sollgang sofort als einzulegenden Gang zu übernehmen.
Verfahren zum Betrieb eines automatischen Getriebes (14)eines Kraftfahrzeugs mit einer Steuerungseinrichtung (15), welche über eine Sollgangbestimmungseinrichtung (21) und eine Schaltungsdurchführungseinrichtung (22) verfügt, wobei - die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) einen einzulegenden Gang bestimmt, - die Schaltungsdurchführungseinrichtung (22) den einzulegenden Gang einlegt und - ein Schaltungsablauf davon abhängig ist, ob der einzulegende Gang um einen oder um mehr als einen Gang von einem Istgang abweicht, wobei die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) - einen Sollgang bestimmt, - bei einer Änderung des Sollgangs eine Kenngröße (k) ermittelt, die ein Maß für eine Wahrscheinlichkeit einer weiteren Änderung des Sollgangs angibt und - den einzulegenden Gang in Abhängigkeit des Sollgangs und der genannten Kenngröße (k) festlegt und die Sollgangbestimmungseinrichtung (21) weiter dazu vorgesehen ist, - bei Vorliegen einer eine niedrige Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigenden Kenngröße (k) bei einer Änderung des Sollgangs den geänderten Sollgang sofort als einzulegenden Gang zu übernehmen und - bei Vorliegen einer eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine weitere Änderung des Sollgangs anzeigenden Kenngröße bei einer Änderung des Sollgangs den geänderten Sollgang nicht sofort als einzulegenden Gang zu übernehmen.