DE102012208155A1 - Method for performing downshift operation of automatic load switching stage automatic gearbox, involve assigning gears with identical switching elements and presetting start speed by control unit on fully opening common switching element - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines Rückschaltvorgangs eines automatisch lastschaltenden Stufen-Automatikgetriebes bei einem Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for performing a downshifting of an automatic power-shift stage automatic transmission in a motor vehicle.
Unter automatisch lastschaltenden Stufen-Automatikgetrieben sind im Sinne der Erfindung alle Getriebe zu verstehen, bei denen ein Gangwechsel automatisch bzw. automatisiert und ohne Unterbrechung der Momentübertragung zwischen der Abtriebswelle eines Antriebsmotors (bzw. der Getriebeeingangswelle) und der Getriebeausgangswelle stattfindet und die mehr als zwei Last-Schaltelemente besitzen. Hierzu gehören insbesondere Automatikgetriebe mit Planetenradsätzen und automatisierter Anfahrkupplung oder Wandlerkupplung. Im Folgenden werden diese Getriebeeinrichtungen unter der Bezeichnung Automatikgetriebe subsumiert.Under automatic power-shift stage automatic transmissions are understood in the context of the invention, all transmissions in which a gear change automatically or automatically and without interrupting the torque transmission between the output shaft of a drive motor (or the transmission input shaft) and the transmission output shaft takes place and the more than two load Own switching elements. These include, in particular, automatic transmissions with planetary gear sets and automated starting clutch or converter clutch. In the following, these transmission devices are subsumed under the name automatic transmission.
Die Gangwechsel finden bei bekannten Automatikgetrieben (insbesondere Stufenautomaten mit Planetenradsätzen), in Form von sogenannten Überschneidungsschaltungen – auch Lastschaltungen genannt – statt. Diese Form der Gangwechsel wird im Folgenden als Normalmodus bezeichnet.The gear changes found in known automatic transmissions (especially step machines with planetary gear sets), in the form of so-called overlapping circuits - also called load circuits - instead. This form of gear change is referred to below as the normal mode.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Durchführung von automatisierten Rückschaltvorgängen bei einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe zu schaffen, bei dem ein möglichst schneller und ruckfreier Rückschaltvorgang, insbesondere bei Mehrfachrückschaltungen, ermöglicht wird.The invention has for its object to provide a method for performing automated downshifts in a motor vehicle with automatic transmission, in which the fastest possible and jerk-free downshifting, especially in multiple downshifts, is possible.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während in den Unteransprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind.According to the invention the object is solved by the features of claim 1, while in the dependent claims preferred developments of the invention are given.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung eines automatisierten Rückschaltvorgangs eines Automatikgetriebes, bei dem durch eine elektronische Getriebe-Steuereinheit zum Einlegen eines Ganges mehr als ein Schaltelement zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle des Automatikgetriebes gleichzeitig geschlossen werden, wobei gleiche Schaltelemente mehreren Gängen zugeordnet sind und wobei in einem Normalmodus die Gangwechsel in Form von Überschneidungsschaltungen durchgeführt werden, ist in einem vom Normalmodus abweichenden Spezialmodus durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
Bei einem Mehrfach-Rückschaltvorgang (Rückschaltungen über mehr als einen Gang), bei dem ein Schaltelement des aktuellen Ganges auch dem (jeweils nächsten sowie vorzugsweise auch dem endgültigen) Zielgang zugeordnet ist, wird von der elektronischen Getriebe-Steuereinheit zunächst dieses gemeinsame Schaltelement vollständig geöffnet und gleichzeitig oder unmittelbar anschließend eine Drehzahlvorgabe vorzugsweise an die elektronische Motor-Steuereinheit eines mit dem Automatikgetriebe zusammenwirkenden Antriebsmotor zunächst zum Halten der Motordrehzahl des aktuellen Ganges und anschließend zum Einstellen der im (jeweils nächsten oder endgültigen) Zielgang theoretisch vorliegenden Motordrehzahl vorgenommen, während über die übrigen jeweils benötigten Schaltelemente der jeweils nächste Zielgang schnellstmöglich eingelegt wird. Bei Erreichen des (endgültigen) Zielganges kann dann ein schnelles Schließen des gemeinsamen Schaltelementes durchgeführt werden, da durch die vorhergegangene Drehzahlvorgabe im Sinne einer Regelung des Motormoments und/oder der Motordrehzahl jeweils zum Erreichen des Motordrehzahlwertes, der im jeweiligen Zielgang zu erwarten ist, ein schlupffreies Schließen des gemeinsamen Schaltelementes möglich ist.The inventive method for performing an automatic downshifting of an automatic transmission, in which closed by an electronic transmission control unit for engaging a gear more than one switching element between the input shaft and the output shaft of the automatic transmission, wherein the same switching elements are associated with multiple gears and wherein in one Normal mode, the gear changes are performed in the form of overlapping circuits is characterized in a different mode from the normal mode by the following features:
In a multiple-downshift (downshifts over more than one gear), in which a switching element of the current gear is also assigned to (each next and preferably also the final) target gear, this common switching element is fully opened by the electronic transmission control unit first and Simultaneously or immediately thereafter, a speed specification is preferably made to the electronic engine control unit of a cooperating with the automatic transmission drive first to hold the engine speed of the current gear and then to set the (respectively next or final) target gear theoretically present engine speed, while on the rest respectively required switching elements of each next target gear is inserted as soon as possible. Upon reaching the (final) target gear then a rapid closing of the common switching element can be carried out as a slip-free by the previous speed specification in terms of a regulation of the engine torque and / or engine speed respectively to achieve the engine speed value that is expected in the respective target gear Close the common switching element is possible.
Erfindungsgemäß wird demnach als gemeinsames Schaltelement immer ein Schaltelement gewählt, das während des Mehrfach-Rückschaltvorganges zu kleineren Gängen hin möglichst vielen Gängen hintereinander zugeordnet ist.According to the invention, therefore, a switching element is always selected as the common switching element, which is assigned during the multiple-downshift to smaller gears as many courses in a row.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet Anwendung bei Kraftfahrzeugen mit einer beispielsweise als Verbrennungsmotor oder als Hybridantrieb (insbesondere Verbrennungsmotor und Elektromotor) ausgebildeten Antriebseinheit (Antriebsmotor einschließlich elektronischer Motorsteuereinheit), mit einer Getriebeeinrichtung (Automatikgetriebe einschließlich elektronischer Getriebesteuereinheit) zur Durchführung von automatisierten Gangwechseln sowie mit zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle des Automatikgetriebes angeordneten steuerbaren Schaltelementen (sogenannte Getriebekupplungen oder -bremsen) zur Herstellung einer Trennung oder einer Verbindung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle der Getriebeeinrichtung. Eine Koppeleinheit zwischen Antriebsmotor (insbesondere Verbrennungsmotor) und Automatikgetriebe ist beispielsweise als automatisierte Trennkupplung (insbesondere Lamellenkupplungen) oder Wandlerkupplung ausgeführt.The inventive method is used in motor vehicles with an example of an internal combustion engine or hybrid drive (especially internal combustion engine and electric motor) formed drive unit (drive motor including electronic engine control unit), with a transmission device (automatic transmission including electronic transmission control unit) for performing automated gear changes and with between the input shaft and the output shaft of the automatic transmission arranged controllable switching elements (so-called transmission clutches or brakes) for establishing a separation or connection between the input shaft and the output shaft of the transmission device. A coupling unit between Drive motor (especially internal combustion engine) and automatic transmission is designed for example as an automated disconnect clutch (especially multi-plate clutches) or converter clutch.
Die Erfindung wird insbesondere dann angewendet, wenn während des Fahrbetriebs insbesondere durch einen Bremseingriff der Betriebsbremse Mehrfachrückschaltungen erforderlich werden. Ein Eingriff der Betriebsbremse kann dabei durch die manuelle Betätigung eines Bremspedals durch den Fahrer oder aufgrund eines automatischen Bremseingriffs durch ein Fahrerassistenzsystem zur Längs- und/oder Querdynamikregelung erfolgen.The invention is used in particular when multiple downshifts are required during driving, in particular by a braking intervention of the service brake. An intervention of the service brake can be done by the manual operation of a brake pedal by the driver or due to an automatic braking intervention by a driver assistance system for longitudinal and / or lateral dynamics control.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen automatischen Rückschaltvorgangs wird als Spezialmodus im Unterschied zum Normalmodus nach dem Stand der Technik vorzugsweise nicht immer, sondern nur zu vorgegebenen Bedingungen durchgeführt, insbesondere wenn durch die Länge der Schaltzeit im Normalmodus bei Erreichen des Zielgangs die Motordrehzahl unterhalb oder zu nahe an der Leerlaufdrehzahl zu liegen droht.The implementation of the automatic downshift according to the invention is carried out as a special mode in contrast to the normal mode according to the prior art preferably not always, but only at predetermined conditions, especially if the length of the switching time in normal mode when reaching the target gear, the engine speed below or too close to the Idle speed threatens to lie.
Der Erfindung liegen folgende Überlegungen, Erkenntnisse und Ideen zugrunde:
Betroffen sind Automatikgetriebe in Form von Planetengetrieben, unabhängig davon ob beispielsweise in Kombination mit Wandler, Anfahrkupplung oder als Hybridmodul. Schaltungen mit diesem Getriebetyp werden üblicherweise als sogenannte Lastschaltungen oder Überschneidungsschaltungen ausgeführt, bei denen die Drehmomentübertragung während des Schaltvorgangs von einem abschaltenden auf ein zuschaltendes Schaltelement (Kupplung oder Bremse) übergeben wird, ohne dass der Kraftschluss unterbrochen wird. Aus Komfortgründen können diese Schaltungen nicht beliebig schnell durchgeführt werden. Dies führt bei stärkerem Abbremsen des Fahrzeugs zu Problemen, weil die benötigte Dauer vor allem mehrerer aufeinander folgender Rückschaltungen zum ungewollten Drücken der Motordrehzahl führen kann. Führt dies zu kritischer Unterdrehzahl, so muss für eine Entkopplung des Motors gesorgt werden, was durch Öffnen der Wandlerüberbrückungskupplung, einer eventuell vorhandenen Anfahr- oder Trennkupplung oder auch durch Neutralschalten des Getriebes (Öffnen aller oder einzelner ausgewählter Schaltelemente) geschehen kann. Bei erneuter Lastzugabe in einen dieser teilweise oder vollständig entkoppelten Zustände ergibt sich ein oftmals sehr unangenehmes Wiederanfahr-Verhalten hinsichtlich Response und Komfort, weil das oder die entkoppelnden Elemente in Verbindung mit dem Schalten eines geeigneten Ganges wieder geschlossen werden müssen.The invention is based on the following considerations, findings and ideas:
Affected are automatic transmissions in the form of planetary gears, regardless of whether, for example, in combination with converter, starting clutch or as a hybrid module. Circuits with this type of transmission are usually designed as so-called load circuits or overlapping circuits, in which the torque transmission during the switching operation is transferred from a disconnecting to an engaging switching element (clutch or brake), without the adhesion being interrupted. For reasons of comfort, these circuits can not be performed arbitrarily fast. This leads to problems with greater braking of the vehicle because the required duration, especially of several successive downshifts can lead to unwanted pressure of the engine speed. If this leads to critical underspeeding, it must be provided for a decoupling of the engine, which can be done by opening the converter lockup clutch, any existing startup or disconnect clutch or neutral switching of the transmission (opening all or individual selected switching elements). With renewed load addition in one of these partially or completely decoupled states results in often very unpleasant restart behavior with regard to response and comfort, because the one or more decoupling elements must be closed in conjunction with the switching of a suitable gear again.
Besteht durch die für die oben beschriebenen Lastschaltungen oder Überschneidungsschaltungen benötigte Schaltzeit die Gefahr des Drehzahldrückens unter eine gewünschte Schwelle, so soll nach der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Methode nur ein Schaltelement (im Idealfall das Schaltelement, welches bei allen oder den meisten als (Zwischen- oder End-)Zielgang in Frage kommenden Gängen im Eingriff ist, derart geöffnet werden, dass eine hinreichende Entkopplung von Motor (Antriebsmotor) zu Abtrieb erreicht wird. In diesem Zustand soll der Motor per Momenten- oder Drehzahlvorgabe auf der im aktuellen Zielgang theoretisch vorliegenden Motordrehzahl eingeregelt werden. In diesem Zustand soll über die übrigen jeweils benötigten Schaltelemente der jeweilige Zielgang schnellstmöglich eingelegt werden (mit Ausnahme des einen entkoppelnden Schaltelements). Im Idealfall tritt dabei durch Schalten der Schaltelemente und synchrone Motordrehzahlregelung kein oder nur vorübergehender geringer Schlupf an dem geöffnet verbleibenden Schaltelement auf. Solange die Bremsung anhält, soll die Entkopplung bestehen bleiben, um die beschriebenen deutlich schneller durchführbaren Gangwechsel mit paralleler Drehzahlregelung des Motors darstellen zu können. Aus diesem Zustand kann nun bei Lastzugabe oder bei Erreichen des Zielganges ohne Gefahr eines Drehzahldrückens oder bei Rücknahme der Bremsung das geöffnete Schaltelement direkt geschlossen (kein Schlupfabbau nötig) und somit ein spontanes Wiederanfahr-Verhalten dargestellt werden.If, due to the switching time required for the above-described load circuits or overlapping circuits, the danger of the rotational speed is below a desired threshold, then according to the method proposed according to the invention, only one switching element should be used (ideally the switching element which is common to all or most of the (intermediate or final) In this state, the engine is to be adjusted by torque or speed specification on the theoretically present engine speed in the current target gear. In this state, the respective target gear is to be engaged as quickly as possible (with the exception of one decoupling switching element) via the other switching elements required in each case Ideally, no or only temporary clinking occurs by switching the switching elements and synchronous engine speed control ger slip on the remaining open switching element. As long as the braking stops, the decoupling should remain in order to represent the described much faster feasible gear changes with parallel speed control of the engine can. From this state, the open switching element can now be closed directly (no slippage reduction necessary) with load addition or when reaching the target gear without risk of speed depression or withdrawal of braking, and thus a spontaneous restart behavior can be displayed.
Vorteile durch die Erfindung:Advantages of the invention:
- – Gangwechsel können deutlich schneller durchgeführt werden (Entkopplung und unterstützende Motordrehzahlregelung);- Gear changes can be made much faster (decoupling and supporting engine speed control);
- – es kann zu keinem Drehzahldrücken kommen, da eine Entkopplung besteht und der Antriebsmotor mehr oder weniger frei drehend auf Drehzahlniveau des jeweiligen Zielgangs gestellt wird;- It can come to no speed pressing, as there is a decoupling and the drive motor is more or less freely rotating set to the speed level of each target gear;
- – Ankoppeln bei Lastzugabe kann deutlich schneller und komfortabler dargestellt werden als beispielsweise nach Neutralschaltung oder Öffnen der Wandlerüberbrückungskupplung nach dem Stand der Technik, also ohne erfindungsgemäße Drehzahlvorgabe während geöffnetem gemeinsamen Schaltelement;- Coupling with load addition can be displayed much faster and more comfortable than, for example, after neutral switching or opening the lock-up clutch according to the prior art, ie without inventive speed specification while the common switching element is open;
- – der Fahrer hat durch die Motordrehzahlregelung auf Zielgangniveau dieselbe Wahrnehmung als würden die Gänge normal mit bestehendem Kraftschluss geschaltet werden.- The driver has the same perception by the engine speed control at target gear level as if the gears were switched normally with existing traction.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigtIn the drawing, an embodiment of the invention is shown. It shows
In
Das über die Koppeleinheit
In
Zunächst wird anhand von
Anhand von
Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird anhand von
Wird ein Rückschaltvorgang über mehrere Gänge – beispielsweise ein G4 zu G2 Gangwechsel – angefordert, kann dies schaltzeitminimiert (Alternative
If a downshift over several gears - for example, a G4 to G2 gear change - requested, this can be minimized switching time (alternative
Zweiter Schritt gemäß Alternative
In einem zweiten Schritt werden bei einer Rückschaltung vom vierten Gang G4 direkt in den zweiten Gang G2 als Zielgang das andere Schaltelement D des aktuellen Ganges G4 geöffnet und das andere Schaltelemente A des Zielganges G2 geschlossen (siehe auch
In a second step, when switching back from fourth gear G4 directly into second gear G2, the other shifting element D of the current gear G4 is opened as target gear and the other shifting element A of the target gear G2 is closed (see also FIG
Zweiter Schritt gemäß Alternative
In einem zweiten Schritt werden bei einer Rückschaltung vom vierten Gang G4 zunächst in den dritten Gang G3 als Zielgang das Schaltelement D des aktuellen Ganges G4 geöffnet und das Schaltelement C des Zielganges G3 geschlossen. Bei einer abschließenden Rückschaltung vom Gang G3 in den Gang G2 als (endgültigen) Zielgang wird das Schaltelement C des aktuellen Ganges G3 geöffnet und das Schaltelement A des Zielganges G2 geschlossen.Second step according to alternative
In a second step, the switching element D of the current gear G4 are opened and the switching element C of the target gear G3 closed in a downshift from fourth gear G4 first in the third gear G3 as a target gear. In a final downshift from the gear G3 in the gear G2 as (final) target gear, the switching element C of the current gear G3 is opened and the switching element A of the target gear G2 closed.
Im zweiten Schritt bleibt bei beiden Alternativen das Schaltelement B zur Zugkraftunterbrechung geöffnet, während die im Zusammenhang mit
Der Spezialmodus wird hier durch die entsprechende Konstellation der Schaltelemente und durch die vorteilhafte Wirkung des Spezialmodus insbesondere in niedrigeren Gängen nur dann durchgeführt, wenn mehr als ein Rückschaltbefehl unterhalb des fünften Ganges G5 (im Beispiel nach
Zusätzlich oder alternativ wird der Spezialmodus nur dann durchgeführt, wenn durch die Länge der Schaltzeit ts im Normalmodus im Zielgang die Motordrehzahl n_M droht unterhalb oder zu nahe an die Leerlaufdrehzahl n_LL zu fallen. Dies kann die elektronische Getriebe-Steuereinheit
Wenn sich während des Mehrfach-Rückschaltvorgangs (z. B. durch länger betätigtes Bremspedal) der durch das Steuergerät vorausbestimmte nächste oder endgültige Zielgang in der Weise ändert, dass das (erste bzw. bisherige) gemeinsame Schaltelement dem geänderten Zielgang nicht mehr zugeordnet ist, wird ein neues gemeinsames Schaltelement für die nächsten Gänge bestimmt und zur Entkopplung – vorzugsweise dann, wenn das bisherige gemeinsame Schaltelement erstmalig nicht mehr dem nächsten Gang zugeordnet wäre – geöffnet. Diese besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird anhand des folgenden Ausführungsbeispiels (siehe auch
- – Zunächst wird als erstes gemeinsames Schaltelement das Schaltelement D ausgewählt, da dieses ausgehend von Gang G8 den meisten folgenden niedrigeren Gängen nacheinander zugeordnet ist. Das Schaltelement D wird somit geöffnet und bleibt bis zum Gang G4, wenn dies ein nächster oder endgültiger Zielgang wäre, geöffnet.
- – Letzter endgültiger Zielgang ist in diesem Beispiel G2, dem das Schaltelement D nicht zugeordnet ist.
- – Als nächstes gemeinsames Schaltelement wird das Schaltelement B gewählt, da dieses ausgehend vom Gang G4 den meisten folgenden niedrigeren Gängen nacheinander zugeordnet ist. Das Schaltelement B wird bei Gang G3, dem das Schaltelement D erstmalig nicht mehr zugeordnet ist, geöffnet; Schaltelement D bleibt geöffnet und das Schaltelement C wird geschlossen.
- - First, the switching element D is selected as the first common switching element, since this is assigned starting from gear G8 most successive lower gears in succession. The shift element D is thus opened and remains open until the gear G4, if this would be a next or final target gear.
- Last final target gear is in this example G2 to which the shift element D is not assigned.
- - The next common switching element, the switching element B is chosen, since this is assigned starting from the gear G4 most successive lower gears in succession. The switching element B is at gear G3, the switching element D is not assigned for the first time, opened; Switching element D remains open and the switching element C is closed.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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