DE19921937A1 - Verfahren zur Steuerung des Gangwechsels in einem Automatikgetriebe - Google Patents
Verfahren zur Steuerung des Gangwechsels in einem AutomatikgetriebeInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Steuerung des Gangwechsels in einem Automatikgetriebe mit mehr als einer Schaltstufe, insbesondere von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor, vorgeschlagen, welches die Wahl der Schaltstufe anhand des motorseitig verfügbaren Drehmoments und des prognostizierten oder tatsächlich geforderten Drehmoments vornimmt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des
Gangwechsels in einem Automatikgetriebe mit mehr als einer
Schaltstufe, insbesondere von Kraftfahrzeugen mit
Verbrennungsmotor.
Automatikgetriebe in Kraftfahrzeugen sind seit langem
bekannt. Diese Getriebe besitzen in der Regel mindestens
drei Gang- bzw. Schaltstufen für Vorwärtsfahrt und eine
elektronisch-hydraulische Steuerung. Die Steuerung besteht
aus der Schaltpunktsteuerung, die die Schaltstufe wählt,
und der Schaltqualitätssteuerung, die den Schaltvorgang
selbst steuert bzw. regelt. Die Schaltpunktsteuerung
enthält heutzutage in der Regel ein Schaltprogramm, über
welches das qualitative Verhalten der Steuerung festgelegt
wird, und frei wählbare Parameter, die das quantitative
Verhalten bestimmen. Diese sind in der Regel für jede
Fahrzeug-Motor-Kombination (Fahrzeugtyp) spezifisch zu
wählen.
Meist wird im Schaltprogramm auch eine Erkennung der
Fahrsituation, des Fahrertyps und des Fahrzeugzustandes
durchgeführt. In Abhängigkeit dieses Ergebnisses wird über
Schaltkennlinien die eigentliche Schaltstufe bestimmt. Die
Mechanismen zur Erkennung von Fahrsituation, Fahrertyp und
Fahrzeugzustand sind Know-how der Automobilhersteller,
daher von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich und
werden grundsätzlich geheim gehalten. Zu den von vielen
Herstellern berücksichtigten Fahrsituationen gehört die
Erkennung der Bergfahrt - das Fahrzeug beschleunigt beim
gemessenen Motormoment weniger stark als erwartet - oder
eines Überholvorgangs durch plötzliche Gaspedalbewegung.
Bei der Erkennung des Fahrertyps spielt die Gaspedalge
schwindigkeit eine wichtige Rolle. Der Fahrzeugzustand läßt
sich durch Meßgrößen am Fahrzeug, beispielsweise der
Getriebeöltemperatur feststellen. Fahrersituation,
Fahrertyp und Fahrzeugzustand werden mit Hilfe von
Kennwerten charakterisiert, die in einem Zeitraster von
wenigen Millisekunden aktualisiert werden. Mit diesen
Kennwerten wird die augenblicklich gültige Schaltkennlinie
durch Auswahl, Interpolation oder Manipulation bestimmt.
Die Schaltkennlinien begrenzen in einem von der Stellung
der Drosselklappe oder des Gaspedals und Fahrge
schwindigkeit aufgespannten Diagramm die Fahrbereiche
gleicher Schaltstufe, d. h. bei der Überschreitung einer
Schaltkennlinie wird die Schaltstufe gewechselt. Eine
Hysterese verhindert ein schnelles Hin- und Herwechseln der
Schaltstufen. Um das Schaltverhalten an die Fahrsituation,
den Fahrertyp und den Fahrzeugzustand zu adaptieren, wird
entweder eine Schaltkennliniengruppe aus einem größeren
Pool ausgewählt, eine gewichtete Interpolation zwischen
Schaltkennliniengruppen durchgeführt oder die Schaltkenn
linie variiert. Die Funktionsweise schaltkennlinienge
steuerter Steuerungen von Automatikgetrieben wird
beispielsweise in der DE-OS 41 14 033 sowie in dem Aufsatz
"Intelligente Steuerung von Automatgetrieben durch den
Einsatz der Elektronik"; in: Automobiltechnische
Zeitschrift 96 (1994) 4, S. 228-235; beschrieben.
Die Schaltkennlinien werden bei heute gängigen Motoren
meist durch mehrere Stützstellen im Drosselklappenstellung/
Geschwindigkeits-Diagramm festgelegt, die als frei wählbare
Parameter in der Schaltpunktsteuerung appliziert werden
können. Zwischen den Stützstellen wird der Verlauf der
Schaltkennlinie interpoliert. Diese Vorgehensweise ist
maßgeblich historisch durch die Funktionsweise der rein
hydraulisch gesteuerten Getriebe bedingt und hat folgende
Nachteile:
- - Bei der Anpassung der Schaltpunktsteuerung an eine neue Fahrzeug-Motor-Kombination muß eine hohe Anzahl von Parametern bestimmt werden.
- - Für jede Schaltkennlinie sind mehrere Stützstellen zu bestimmen. Um in Sondersituationen ein befriedigendes Verhalten der Schaltpunktsteuerung zu erreichen, werden zunehmend mehr Schaltkennliniengruppen vorgesehen.
Hierdurch erhöht sich die Zahl der zu bestimmenden
Parameter weiter.
- - Die Parameter können - obwohl sich in ihnen fahrzeug- und motorspezifische Eigenschaften widerspiegeln - nicht oder nur indirekt aus den Fahrzeug- und. Motordaten ermittelt werden.
- - Die Darstellung der Fahrbereiche im Drosselklappen- Geschwindigkeits-Diagramm ist bei der Fahrzeugentwicklung und der Messung von Fahrzeug- und Motordaten unüblich und physikalisch nicht begründet. Die Parameter werden daher im wesentlichen durch Fahrversuche bestimmt. Dies ist bei der Vielzahl der zu bestimmenden Stützstellen der Schaltkennlinien entsprechend aufwendig.
- - Die Bestimmung der Schaltstufen durch Schaltkennlinien ist nicht durch die Natur des Problems begründet, sondern historisch gewachsen. Bei bestimmten Situationen ist daher das Verhalten der Schaltpunktsteuerung nicht zufriedenstellend. Es kann jedoch auch nicht verbessert werden, ohne das Verhalten in anderen Situationen zu verschlechtern. In diesen Fällen muß zu zusätzlichen Strategien (zusätzliche Schaltkennliniengruppe, Manipulation der Schaltkennlinien, u. ä.) gegriffen werden, die die Komplexität der Steuerung und die Anzahl wählbarer Parameter weiter erhöhen. Ein Beispiel für ein Fehlverhalten, das durch das Prinzip der Steuerung bedingt ist, sind die Pendelschaltungen am Berg: Es wird in die nächsthöhere Gangstufe geschaltet, obwohl der Motor in dieser das erforderliche Drehmoment nicht aufbringen kann. Daraufhin nimmt die Geschwindigkeit ab, bis wieder in die nächstniedrigere Gangstufe gewechselt wird.
Bekannt ist aus der DE-OS 195 15 534 ein Verfahren zur
Steuerung eines automatischen Getriebes bei dem der
Zeitpunkt zu dem ein Schaltstufenwechsel eingeleitet wird,
von dem Drehmoment auf der Abtriebsseite des Getriebes
abhängt. Ziel ist es, dass - bei konstanter
Drosselklappenstellung - das Drehmoment auf der
Abtriebsseite des Automatikgetriebes nach dem Schaltvorgang
gleich groß wie vor dem Schaltvorgang ist. Dadurch wird das
Schaltrucken minimiert. Die dieser Erfindung zugrunde
liegende Aufgabe betrifft somit die
Schaltqualitätssteuerung, die den Schaltvorgang selbst
steuert bzw. regelt und nicht die Schaltpunktsteuerung, die
die Schaltstufe wählt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Steuerung des Gangwechsels in einem Automatikgetriebe
bereitzustellen, das einfach und kostengünstig an
verschiedene Fahrzeug-Motor-Kombinationen angepasst werden
kann, das einen hohen Fahrkomfort aufweist und mit dem der
Kraftstoffverbrauch minimiert wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren
gelöst, bei welchem
- - das Abtriebsmoment MM ermittelt wird,
- - eine Prognose des maximal zu erwartenden Moments MP erstellt wird, wobei der Prognosezeitraum zum Zeitpunkt t beginnt und zum Zeitpunkt t + ΔT endet,
- - eine Mindestmomentenreserve MR,min ermittelt wird,
- - eine Momentenreserve MR,j für jede Schaltstufe j
MR,j = MM,Vollast,j - MM(t)
berechnet wird, - - für jede Schaltstufe j die Momentendifferenzen
ΔM1,j = MR,J - MR,min und
ΔM2,j = MM,Vollast,j - MP - MR,min
berechnet werden, - - in eine niedrigere Schaltstufe gewechselt wird, wenn das maximal zu erwartende Moment MP größer als das bei Vollast in der eingelegten Schaltstufe k erreichbare Moment MM,Vollast,k ist oder
- - in die höchste Schaltstufe i gewechselt wird, bei der die Momentendifferenzen ΔM1,i und ΔM2,i größer oder gleich null sind oder,
- - wenn in jeder Schaltstufe mindestens eine Momentendifferenz ΔM1,i oder ΔM2,i < 0 ist, wird die Schaltstufe 1 ausgewählt bei der der Betrag der negativen Momentendifferenz oder die Beträge der negativen Momentendifferenzen minimal sind, oder,
- - wenn der Fahrer die maximale Leistung nachfragt, die Schaltstufe 1 gewählt wird, bei der das maximale Abtriebsmoment abgegeben werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die
Schaltpunktsteuerung durch einen Algorithmus erfolgt, der
mit meß- und errechenbaren Kennlinien- und -feldern des
Motors, des Fahrzeugs und des Getriebes arbeitet. Dadurch
sinkt der Aufwand zur Ermittlung der wählbaren Parameter
der Schaltpunktsteuerung stark, da auf Daten
zurückgegriffen werden kann, die bei der Entwicklung des
Motors, des Fahrzeugs und des Getriebes errechnet oder in
Versuchen bereits gemessen wurden. Damit entfallen auch die
Zeit- und kostenträchtigen Versuchsfahrten zur Ermittlung
der Schaltkennlinien.
Außerdem sinkt die Anzahl der Parameter und die Komplexität
des Schaltprogramms, da keine Strategien zur Beseitigung
des unbefriedigenden Schaltverhaltens in Sondersituationen
mehr erforderlich sind.
Das Verhalten der Schaltpunktsteuerung verbessert sich in
vielen Fällen. Da die Entscheidung für einen Schaltstufen
wechsel aufgrund der herrschenden und prognostizierten
Momentenverhältnisse getroffen wird, finden weniger
fehlerhafte Schaltwechsel statt. Durch die physikalische
Betrachtungsweise läßt sich vor einer Schaltentscheidung
auch eine Aussage über den Fahrzustand in benachbarten
Fahrstufen treffen: Wenn der Momentenverlauf des Motors
bekannt ist, lassen sich die in Frage kommenden
Schaltstufen nach den erfindungsgemäßen Kriterien
vergleichen, ohne in die entsprechende Stufe zu schalten.
Die Ergebnisse dieser Untersuchung verhindern das Einlegen
von Schaltstufen, in denen einzelne Kriterien nicht erfüllt
sind - hierdurch werden beispielsweise Pendelschaltungen am
Berg vermieden - und erleichtern die Auswahl der
"optimalen" Schaltstufe.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens erfolgt die Prognose des maximal zu erwartenden
Moments MP in Abhängigkeit von der Fahrsituation, der
Fahrercharakteristik und des Fahrzeugzustands, so daß der
Fahrkomfort des Fahrzeugs erhöht wird.
Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, daß die
Dauer des Prognosezeitraums ΔT in Abhängigkeit von der
Fahrsituation, der Fahrercharakteristik und des
Fahrzeugzustands erfolgt, so daß Fehlschaltungen noch
weitergehend vermieden werden.
In einer weiteren Modifikation des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die Mindestmomentenreserve MR,min
zeitabhängig und in Abhängigkeit der Fahrsituation, der
Fahrercharakteristik und des Fahrzeugzustands ermittelt, so
daß der Kraftstoffverbrauch weiter sinkt.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das
Abtriebsmoment MM des Automatikgetriebes direkt über einen
Drehmomentmesser am Ausgangs des Getriebes ermittelt, so
daß das Abtriebsmoment MM mit großer Genauigkeit und
Zuverlässigkeit gemessen wird.
Eine andere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht
vor, das Abtriebsmoment MM des Automatikgetriebes mittelbar
über die Drehzahl und das Kennfeld des Antriebsmotors sowie
die Drosselklappenstellung zu ermitteln.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der
Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung ist
in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher
beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1: Eine qualitative Darstellung der Schaltkennlinien
nach dem Stand der Technik,
Fig. 2: den Aufbau eines typischen Schaltprogramms nach
dem Stand der Technik,
Fig. 3: ein Drehmoment-Abtriebsdrehzahl-Diagramm,
Fig. 4: eine Darstellung der optimalen Schaltpunkte bei
Vollast und der Freiheitsgrade bei Teillast bei
einem Automatikgetriebe mit vier Schaltstufen und
Fig. 5: eine Erläuterung eines Schaltvorgangs nach dem
erfindungsgemäßen Verfahrens im Drehmoment-
Abtriebsdrehzahl-Diagramm.
In Fig. 1 sind die Schaltkennlinien 1 nach dem Stand der
Technik in einem von der Stellung der Drosselklappe oder
des Gaspedals a und Fahrgeschwindigkeit v aufgespannten
Diagramm qualitativ dargestellt. Oberhalb der Vollast (a <
1) ist der sog. "kick-down"-Bereich. Die Schaltkennlinien 1
begrenzen die Fahrbereiche gleicher Schaltstufe, d. h. bei
der Überschreitung einer Schaltkennlinie 1 wird die
Schaltstufe gewechselt. Eine Hysterese 2 verhindert ein
schnelles Hin- und Herwechseln der Schaltstufen.
Grundsätzlich können die Schaltkennlinien 1 bei anderer
Motortechnologie statt einer oder mehrerer Drosselklappen
auch in Abhängigkeit eines anderen Steuerungsmechanismus
des Motors - wie z. B. variable Steuerzeiten oder variabler
Ventilhub - durch den Fahrer dargestellt sein.
In Fig. 2 ist der Aufbau eines typischen Schaltprogramms
nach dem Stand der Technik dargestellt. Die
erfindungsgemäße Steuerung des Gangwechsels ersetzt die
Blöcke "Schaltprogrammauswahl" und "Gang-Auswahl". Alle
anderen Größen bilden in gleicher Weise wie bislang, jedoch
in geänderter Skalierung, das prognostizierte Moment Mp.
In Fig. 3 ist das Moment M des Antriebsmotors über der
Abtriebsdrehzahl n bei verschiedenen
Drosselklappenöffnungen a in einem Gang dargestellt. Aus
dieser Darstellung ist ersichtlich, daß das vom Motor
erzeugte Drehmoment MM bei schlüssigem Kraftschluß für jede
Drosselklappenstellung a und Abtriebsdrehzahl N des
Getriebes und damit auch für jede Geschwindigkeit v des
Fahrzeugs angegeben werden kann.
In Fig. 4 sind die Momente M des Antriebsmotors über der
Abtriebsdrehzahl n in 4 verschiedenen Schaltstufen
dargestellt. Diese Darstellung umfasst die Vollastlinien 3,
4, 5, und 6 sowie die Teillastlinien 7, 8, 9, und 10 der
ersten, zweiten, dritten und vierten Schaltstufe. Aus Fig.
4 ergibt sich, daß für alle Gangstufen die optimalen
Schaltpunkte bei Vollast (Kick-down) festliegen: Sie
befinden sich genau an den Schnittpunkten 11, 12 und 13 der
Drehmomentkurven bei Vollast der verschiedenen
Schaltstufen.
Bei Teillast kann die eingezeichnete momentane
Abtriebsdrehzahl 14 in der ersten und der zweiten
Schaltstufe erreicht werden. Wird die
Drosselklappenstellung beim Schaltstufenwechsel konstant
gehalten, so ändert sich das Abtriebsdrehmoment.
Andererseits kann durch Änderung der Drosselklappenstellung
beim Schaltstufenwechsel von der zweiten in die erste
Schaltstufe das Abtriebsdrehmoment konstant gehalten
werden.
Die zwischen Vollast und Teillast vorhandene
Momentendifferenz 15 in der ersten Schaltstufe wird als
Momentenreserve MR,1 der ersten Schaltstufe bezeichnet. Sie
ist bei gleicher Abtriebsdrehzahl für jede Schaltstufe
verschieden, da die Eingangsdrehzahlen und damit sowohl das
Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes als auch die
Motorleistung verschieden sind. Dies zeigt auch der
Vergleich mit der Momentenreserve MR,2 16 der zweiten
Schaltstufe.
Die waagerecht verlaufende strichpunktierte Linie 17 stellt
das derzeit prognostizierte maximal zu erwartende Moment Mp
dar. In dieses Moment MP gehen sowohl kurzfristige Effekte
(Stellung und Bewegung des Fahrpedals, . . .) wie auch
langfristige (Bildung eines Sportlichkeitskennwertes, . . .)
ein. Hieraus wird eine Prognose für einen für den
Schaltstufenwechsel relevanten Zeitraum ΔT gebildet. In
das prognostizierte Moment Mp fließen die im "Stand der
Technik" beschriebenen Kennwerte bei der Erkennung des
Fahrertyps, der Fahrsituation und des Fahrzeugzustands ein.
In einer anderen Variante können zusätzlich das
augenblicklich übertragene Moment und/oder der
Drosselklappengradient bei der Bildung des prognostizierten
Moments Mp berücksichtigt werden. Die hierfür eingesetzten
Mechanismen werden in vollem Umfang auch bei der
momentenorientierten Schaltstufensteuerung eingesetzt. Ein
hoher Kennwert bedeutet schon heute im wesentlichen nichts
anderes als eine Prognose, daß in näherer Zukunft
voraussichtlich ein hohes Motormoment vom Fahrer über das
Fahrpedal angefordert wird. Beispiel: Wird ein sportlicher
Fahrer erkannt, so fällt die Prognose des maximal zu
erwartenden Moments MP höher aus. Dies wirkt sich im
Vergleich zur Erkennung einer Überholsituation oder einem
nur augenblicklich stärker betätigten Fahrpedals eher
längerfristig aus. Das prognostizierte Moment Mp hängt von
der Fahrsituation, dem Fahrertyp und dem Fahrzeug ab.
Dieser Wert ändert sich sobald eine oder mehrere der o. g.
Einflußgrößen sich ändern. Das prognostizierte Moment Mp
wird bei der Auswahl der Schaltstufe benötigt.
Fig. 5 ist eine Erweiterung der Fig. 4 anhand derer das
erfindungsgemäße Verfahren erläutert werden soll.
Zusätzlich zu den aus Fig. 4 bekannten Größen sind noch
weitere Größen eingezeichnet, die im Zusammenhang mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren von Bedeutung sind.
Die herrschenden Momentenverhältnisse werden durch das vom
Motor aufgebrachte Moment MM 20 bestimmt, das zur
Überwindung der Fahrwiderstände und - falls das vom Motor
aufgebrachte Moment das hierfür Notwendige übersteigt - zur
Beschleunigung des Fahrzeugs eingesetzt wird.
Außerdem sind der frühestmögliche und der spätestmögliche
Schaltpunkt bei Teillast 18 und 19 eingetragen.
Eine Schaltung in die nächsthöhere Schaltstufe kann
frühestens durchgeführt werden, wenn in dieser Schaltstufe
bei Vollast der aktuelle Drehmomentbedarf MM 20 und das
prognostizierte Moment MP 17 erreicht werden können. Der
spätestmögliche Schaltpunkt 19 ist erreicht, wenn das
Abtriebsdrehmoment in der nächsthöheren Schaltstufe über
dem der momentan eingelegten Schaltstufe liegt. Dann
nämlich kann in dieser ohnehin das größere Drehmoment
aufgebracht werden und dies verbrauchsoptimal bei
geringerer Motordrehzahl.
Schließlich ist noch eine Mindestmomentenreserve MR,min 21
eingetragen. Sie stellt eine Momentendifferenz dar, die zu
häufiges Schalten verhindert. Da für die Auswahl der
Schaltstufe sowohl die Leistungsfähigkeit des Motors als
auch die prognostizierten Momentenverhältnisse MP von
Bedeutung sind, muß die Mindestmomentenreserve MR,min von der
Vollastlinie 4 der nächsthöheren Schaltstufe subtrahiert
werden. Strenggenommen müßte MR,min von den Vollastlinien
aller Schaltstufen mit Ausnahme der augenblicklich
eingelegten subtrahiert werden. Aus Gründen der
Übersichtlichtkeit wurde darauf verzichtet. Die
Mindestmomentenreserve MR,min 21 kann fest vorgegeben sein,
oder ebenfalls in Abhängigkeit von Fahrsituation, Fahrertyp
oder Fahrzeugzustand angepasst werden. Ist die
Mindestmomentenreserve NR,min 21 gleich null, ergibt sich
eine verbrauchsoptimale Schaltstufenwahl; allerdings muß
sobald ein zusätzlicher Momentenbedarf besteht in die
nächstniedrigere Schaltstufe geschaltet werden.
Der physikalisch bestimmte Bereich zwischen
frühestmöglichem 18 und spätestmöglichem Schaltpunkt 19 bei
Teillast wird demzufolge durch die Mindestmomentenreserve
NR,min 21 und ggf. zusätzlich durch das prognostizierte
Moment Mp 17 beschränkt. In diesem beschränkten Bereich,
wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren stets die höhere
Schaltstufe ausgewählt, da damit eine Senkung des
Kraftstoffverbrauchs bei gleicher Antriebsleistung
einhergeht. Anders ausgedrückt: Es wird die Schaltstufe
ausgewählt, in der prognostiziertes Moment MP 17 und
Momentenreserve MR gerade noch ausreichend sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann nun anhand der in Fig.
5 dargestellten Situation erläutert werden. Dazu nimmt man
an, daß der Fahrer das Fahrzeug vom Stand aus im ersten
Gang mit Teillast entlang der Linie 7 beschleunigt. Das
Fahrzeug gewinnt an Geschwindigkeit und gelangt in einen
Geschwindigkeitsbereich in dem sowohl erste als auch zweite
Schaltstufe prinzipiell geeignet sind. Dieser Bereich
beginnt bei dem frühestmöglichen Schaltpunkt 18 und endet
mit dem spätestmöglichen Schaltpunkt 19. Das
prognostizierte Moment MP wird kontinuierlich aktualisiert,
was naturgemäß in einer Zeichnung nicht darstellbar ist. In
dem Augenblick, an dem das Fahrzeug die der eingezeichneten
momentanen Abtriebsdrehzahl 22 entsprechenden
Geschwindigkeit hat, ist die Vollastkennlinie 4 in der
zweiten Schaltstufe abzüglich der Mindestmomentenreserve
MR,min 21 größer als das herrschende Moment MM 20 in der
ersten Schaltstufe. Das heißt, daß die gleiche
Antriebsleistung auch in der zweiten Schaltstufe bei
geringerem Kraftstoffverbrauch erreicht werden kann. In
Folge dessen wählt das erfindungsgemäße Verfahren die
zweite Schaltstufe aus. Gleichzeitig kann die
Drosselklappenstellung angepasst werden. Dies kann durch
den Fahrer oder die Steuerung des Automatikgetriebes
erfolgen.
In das prognostizierte Moment MP 17 kann das momentan
übertragene mit eingehen; es wird jedoch auch durch den im
Stand der Technik beschriebenen Kennwert aus Fahrer-,
Fahrsituations- und Fahrzeugzustandserkennung beeinflußt:
Dies ist z. B. dann bei der Wahl der Schaltstufe von
Bedeutung, wenn ein sportlicher Fahrer vor einer Kurve die
Motorbremswirkung ausnützen will. In diesem Fall ist das
herrschende Moment MM 20 zwar negativ; allerdings will der
Fahrer spätestens am Kurvenausgang wieder eine hohe
Beschleunigung realisieren. In dieser Situation wird das
prognostizierte Moment MP 17 trotz des herrschenden
negativen Moments MM 20 nicht augenblicklich reduziert, so
dass das Hochschalten in dieser Situation verhindert wird.
Die Drosselklappenstellung wird auch hier - wie im Stand
der Technik beschrieben - nur exemplarisch für den
Leistungssteuerungsmechanismus des Motors verwendet. Zur
Vermeidung häufiger Wechsel der Schaltstufe, kann in dem
Bereich zwischen dem frühestmöglichen und dem
spätestmöglichen Schaltpunkt eine Hysterese zugelassen
werden. Grundsätzlich kann die Darstellung für dynamische
Motorkennfelder in die dritte Dimension ∂M/∂t erweitert
werden. Die grundsätzliche Funktionsweise bleibt hierdurch
unberührt. In den Darstellungen wurde aus Gründen der
Übersichtlichkeit hierauf verzichtet.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und
der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln
als auch in beliebiger Kombination miteinander
erfindungswesentlich sein.
Claims (6)
1. Verfahren zur Steuerung des Gangwechsels in einem
Automatikgetriebe mit n Schaltstufen j, mit j = 1. . .
n, insbesondere von Kraftfahrzeugen mit
Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch folgende
Verfahrensschritte:
- - es wird das Abtriebsmoment MM (20) des Automatikgetriebes ermittelt,
- - es wird eine Prognose des maximal zu erwartenden Moments MP (17) erstellt, wobei der Prognosezeitraum zum Zeitpunkt t beginnt und zum Zeitpunkt t + ΔT endet,
- - es wird eine Mindestmomentenreserve MR,min (21) ermittelt,
- - es wird eine Momentenreserve MR,j (15, 16) für
jede Schaltstufe j
MR,j = MM,Vollast,j - MM(t)
berechnet, - - es werden für jede Schaltstufe j die
Momentendifferenzen
ΔM1,j = MR,j - MR,min und
ΔM2,j = MM,Vollast,j - MP - MR,min
berechnet, - - es wird in eine niedrigere Schaltstufe gewechselt, wenn das maximal zu erwartende Moment MP größer als das bei Vollast in der eingelegten Schaltstufe k erreichbare Moment MM,Vollast,k ist oder
- - es wird in die höchste Schaltstufe i gewechselt bei der die Momentendifferenzen ΔM1,i und ΔM2,i größer oder gleich null sind oder
- - es wird, wenn in jeder Schaltstufe mindestens eine Momentendifferenz ΔM1,i oder ΔM2,i < 0 ist, die Schaltstufe i ausgewählt bei der der Betrag der negativen Momentendifferenz oder die Beträge der negativen Momentendifferenzen minimal sind, oder
- - es wird, wenn der Fahrer die maximale Leistung nachfragt, die Schaltstufe i gewählt, bei der das maximale Abtriebsmoment abgegeben werden kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Prognose des maximal zu erwartenden Moments MP
(17) in Abhängigkeit von der Fahrsituation, der
Fahrercharakteristik und des Fahrzeugzustands
erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dauer des Prognosezeitraums ΔT
in Abhängigkeit von der Fahrsituation, der
Fahrercharakteristik und des Fahrzeugzustands erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestmomentenreserve
MR,min (21) zeitabhängig und in Abhängigkeit der
Fahrsituation, der Fahrercharakteristik und des
Fahrzeugzustands ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsmoment MM (20)
des Automatikgetriebes direkt über einen
Drehmomentmesser am Ausgangs des Getriebes ermittelt
wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsmoment MM (20)
des Automatikgetriebes mittelbar über die Drehzahl und
das Kennfeld des Antriebsmotors sowie die
Drosselklappenstellung ermittelt wird.
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