DE4440706A1 - Verfahren und Vorrichtung zur streckenneigungsabhängigen Steuerung des Schaltpunktes eines Automatikgetriebes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur streckenneigungsabhängigen Steuerung des Schaltpunktes eines AutomatikgetriebesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahr
zeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wobei es sich bei dem Automatik
getriebe sowohl um ein selbsttätig schaltendes Stufenwechselgetriebe als auch um ein stu
fenlos sein Übersetzungsverhältnis verstellendes Umschlingungsgetriebe handeln kann,
sowie ein Steuerungsverfahren für ein solches Getriebe.
Die Gangwahl bei konventionellen Automatikgetrieben erfolgt unter Berücksichtigung der
Drosselklappen- oder Fahrpedalstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit mit Hilfe von
Schaltkennfeldern, die einmal ermittelt in einer Getriebesteuerungsvorrichtung abgespei
chert sind. Zum Teil wird dabei zwischen eher sportlicher oder ökonomischer Auslegung
dieser Schaltkennfelder unterschieden, um das Fahrzeugverhalten unterschiedlichen
Fahrsituationen anzupassen. Diese Schaltkennfelder sind generell so ausgelegt, daß in
Richtung höherer Fahrpedalstellungen bzw. niedrigerer Geschwindigkeiten eine Rückschal
tung erfolgt, um den Wunsch des Fahrer nach mehr Fahrleistung Rechnung zu tragen.
Niedrige Fahrpedalstellungen bzw. hohe Fahrgeschwindigkeiten werden entsprechend
durch eine Hochschaltung quittiert. Mit dieser Abstimmung wird in normalen Fahrsituationen
ein ansprechendes Fahrverhalten erzielt, in speziellen Fahrsituationen, zum Beispiel bei
Fahrten in bergigem Gelände oder bei Hängerbetrieb kann sie jedoch zu unerwünschtem
Schaltverhalten führen.
Ein besonderes Problem stellt hierbei die Pendelschaltung am Berg dar, wenn der Fahrer
eine längere Strecke bergauf mit konstanter Geschwindigkeit fahren will. Gegenüber dem
Fahren in der Ebene gibt der Fahrer am Berg mehr Gas, um den Geschwindigkeitsverlust
aufgrund der Steigerung zu kompensieren. Beim Gasgeben wird eine Schaltkennlinie
(beispielsweise die zur Schaltung vom 4. in den 3. Getriebegang) geschnitten, wodurch ei
ne Rückschaltung ausgelöst wird. Da der Momentenüberschuß im niedrigeren Gang bei
gleicher Fahrpedalstellung zu einer Beschleunigung des Fahrzeuges führt, wird der Fahrer
weniger Gas geben, um die Fahrgeschwindigkeit zu halten. Bei dieser Gasrücknahme wird
eine andere Schaltkennlinie geschnitten, nämlich die zur Hochschaltung vom 3. in den 4.
Gang, was zu einer erneuten Hochschaltung führt. Im höheren Gang steht weniger Motor
leistung zur Verfügung, so daß das Fahrzeug langsamer und der Fahrer erneut zum Gas
geben gezwungen wird. Diese wechselnden Rück- bzw. Hochschaltungen Pendelschal
tungen werden sich wiederholen solange die Steigungen andauern. Um derartige Pendel
schaltungen wirksam auszuschließen und um auch bei Talfahrten bei einer ungebremsten
Zunahme der Geschwindigkeit des Fahrzeuges eine Hochschaltung zu verhindern, sind
unterschiedliche Steuervorrichtungen und Steuerungsverfahren für derartige Automatikge
triebe vorgeschlagen worden.
So ist beispielsweise aus der Automobiltechnischen Zeit
schrift Band 95,1993, Seite 426, 431 ein Steuerungsverfahren bekannt geworden, bei dem
die Pendelschaltung dadurch unterbunden werden soll, daß aktuelle Beschleunigungswerte
des Kraftfahrzeuges mit einem Sollwert verglichen werden, der sich mit der momentanen
Motorleistung bei Normalbeladung in der Ebene ergeben würde. Bleibt die gemessene
Beschleunigung deutlich unterhalb dieses Normalwertes, so führt dies zum Aufruf spezieller
Schaltprogramme, deren Gestaltung sich im wesentlichen an der Forderung orientieren soll,
die störenden Pendelschaltungen zu verhindern. So wird bei einer Berganfahrt
beispielsweise auf ein erstes Bergprogramm umgeschaltet, welches weitgehend auf die
Verwendung eines 5. Ganges verzichtet. Im steileren Bereich der Strecke wird das zweite
Bergprogramm eingesetzt und dadurch zusätzlich ein Einlegen des 4. Ganges verhindert.
Auch bei Bergabfahrten wird dann, wenn die gemessene Beschleunigung nicht mit der
Fahrpedalauslenkung korrelierenden Soll-Beschleunigung übereinstimmt, wird von der dort
vorgeschlagenen Steuervorrichtung eine abschüssige Fahrtstrecke erkannt. Die auftretende
Geschwindigkeitserhöhung im Schubbetrieb wird von dieser Steuerungsvorrichtung als
Bergabfahrt erkannt und verhindert zunächst jede weitere Hochschaltung; der 4. Gang
bleibt also eingelegt. Bei einer weiteren Geschwindigkeitserhöhung und einer Betätigung
der Bremsen durch den Fahrer wird ein niedrigerer Getriebegang eingeschaltet, was bei
steilen Abfahrten oder bei Fahrten mit Anhänger bis zu Rückschaltungen in den 1. Gang
führen kann.
Zur Steuerung der Rückschaltvorgänge bei Bergabfahrten ist außerdem aus der DE-OS 42 04 594
ein Verfahren und eine Zusatzsteuerung zur selbsttätigen Steuerung eines Automa
tikgetriebes bekannt geworden. Darin wird vorgeschlagen, daß zuvor bei Fahrt in der Ebene
für jeweils einen geschalteten Gang ermittelte Daten über die Relation von Fahrgeschwin
digkeit und Motordrehzahl einerseits und Fahrpedalstellung andererseits mit den in der au
genblicklichen Fahrsituation für den entsprechenden geschalteten Gang ermittelte Daten
aus diesen Parametern verglichen werden, und daß bei Bergabfahrten etwaig ermittelte
Datenabweichungen ab einer zuvor festgelegten Größenordnung zur Zurückschaltung bzw.
Verhinderung einer Hochschaltung des Automatikgetriebes verwendet werden.
Außerdem ist aus der DE-OS 28 52 195 eine Steuerungsvorrichtung für ein selbsttätig
schaltendes Getriebe bekannt, bei dem in Abhängigkeit vom tatsächlichen Fahrwiderstand,
dem Beladezustand und der Straßenneigung der Schaltpunkt eines automatisch schalten
den Getriebes stetig angepaßt wird. Dabei wird der für eine vorgegebende Beladung, zum
Beispiel die Minimalbeladung, und eine ebene Straße sich ergebene theoretische Wert der
Beschleunigung oder ein mit diesem verknüpfter Wert ermittelt und mit der tatsächlich ge
messenen Beschleunigung verglichen. Aus der Abweichung der beiden Größen wird dann
schließlich ein Korrektursignal zur Änderung des Schaltpunktes erzeugt. Auf diese Weise
kann unabhängig von der Straßenneigung das Schalten immer bei einer solchen Drehzahl
bzw. Fahrgeschwindigkeit erfolgen, daß nach dem Hochschalten das Fahrzeug noch aus
reichend stark durch den Antriebsmotor beschleunigbar ist. Die Problematik des Konstant
haltens der Fahrgeschwindigkeit beispielsweise bei einer Berganfahrt wird in dieser Druck
schrift nicht problematisiert.
Schließlich ist aus der Automobiltechnischen Zeitschrift Band 95,1993, Seite 235 bekannt,
eine Steuerungsvorrichtung für ein Automatikgetriebe vorzusehen, bei der neben 10 weite
ren Parametern die Steigung bzw. das Gefälle einer Fahrstrecke ermittelt und für die
Gangwahl herangezogen wird. Dabei wird die Steigung oder das Gefälle aus einer Glei
chung ermittelt, in der sich die Antriebskraft des Motors aus der Summe von Rollwider
stand, Luftwiderstand, Kurvenwiderstand, Beschleunigungswiderstand und Steigungs- bzw.
Gefällewiderstand ergibt.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine ein Steuerungsver
fahren und Steuerungsvorrichtung für gattungsgemäße Automatikgetriebe vorzuschlagen,
mit denen Pendelschaltungen wirksam verhinderbar sind. Dabei soll das Überfahren von
Bergkuppen sowie die Serpentinenfahrten mit wechselnder Steigung steuerungstechnisch
ebenso berücksichtigbar sein, wie der Fahrerwunsch nach einer ökonomischen oder sportli
chen Fahrweise. Schließlich soll die Steuervorrichtung ein sicheres, einen Motorbremsbe
trieb erlaubendes Schaltverhalten bei Bergabfahrten ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich für die Steuerungsvorrichtung aus den kennzeich
nenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Mit Anspruch 9 wird die Verwendung der
Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8 für ein selbsttätig schaltendes Stufenwech
selgetriebe oder für ein stufenlos sein Übersetzungsverhältnis änderndes Umschlingungs
getriebe beansprucht, während Anspruch 10 die Merkmale eines Verfahrens zur
fahrstreckenneigungsabhängigen Steuerung eines solchen Getriebes beschreibt. Vorteil
hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen ent
nehmbar.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Steuervorrichtung ist es möglich, die aktuelle
Steigung (positiv oder negativ) der Fahrstrecke schnell und sicher zu ermitteln. Vorzugs
weise wird dazu 10 bis 20 mal pro Sekunde die rechnerisch aktuelle Fahrbahnneigung er
mittelt. Der Wert der ermittelten Steigung wird dazu benutzt, die Schaltpunkte bei Bergauf- oder
Bergabfahrten zu höheren Drehzahlen zu verlagern, indem in Abhängigkeit von der
ermittelten Steigung zwischen einem Ebenen- und einem Bergschaltkennfeld nichtlinear in
terpoliert wird. Dabei wird der Fahrer sowie die Fahrsituation ständig analysiert, um weiter
hin zwischen einer sportlichen oder einer ökonomischen Schaltkennlinie stufenlos gleitend
die jeweils optimalen Schaltpunkte zu bestimmen. Durch die besondere Ausbildung der Er
findung wird zudem erkannt, wann Bergkuppen überfahren werden und wann Serpentinen
strecken mit wechselnder Steigerung befahren werden. Schließlich ermöglicht die erfin
dungsgemäße Steuerungsvorrichtung in einer weiteren Ausgestaltung ein sachgerechtes
Steuerverhalten bei Bergabfahrten.
Mit der genannten Steuervorrichtung können in vorteilhafter Weise die Pendelschaltungen
bei Steigungen verhindert werden. Dies führt zu einer Vermeidung von störenden Gang
wechseln bei konstanter Fahrpedalauslenkung oder zur einer Verringerung der Fahrpeda
laktivität zur Konstanthaltung der gewählten Fahrgeschwindigkeit. Schließlich kann durch
die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung auch bei steilen Bergabfahrten und bei Wahl
der Wählhebelstellung "D" die Motorbremse vorteilhaft ausgenutzt werden, wodurch der
Fahrkomfort für den Fahrer deutlich erhöht und eine Reduzierung der Bremsvorgänge bei
der Bergabfahrt gewährleistet werden.
Der erfindungsgemäße Aufbau und die Wirkungsweise der Steuervorrichtung für das Au
tomatikgetriebe lassen sich anhand der der Beschreibung beigelegten Zeichnung über ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutern. Darin zeigt Fig. 1 eine schematische Über
sichtsdarstellung über den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges und die Einbindung der
Steuervorrichtung samt zugehöriger Sensoren, während Fig. 2 den Aufbau der Getriebe
steuervorrichtung im Detail darstellt.
In Fig. 1 ist mit 1 die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges bezeichnet, die über einen
hydrodynamischen Wandler 7 und eine Kurbelwelle 5 ein Automatikgetriebe 2 antreibt. Mit
der Getriebeausgangswelle 6 wird ein Differenzialgetriebe 3 beaufschlagt, von dem Achs
wellen zu den Fahrzeugrädern abgehen, von denen hier nur das Antriebsrad 4 dargestellt
ist. Dem Automatikgetriebe 2 ist die Getriebesteuervorrichtung 8 zugeordnet, die über ge
strichelt dargestellte Datenleitungen mit einer Reihe von Sensoren verbunden ist, die die
notwendigen Informationen über das Kraftfahrzeug und die Kraftfahrzeugumgebung be
reitstellen. Hierzu gehören jeweils ein Drehzahlsensor 12,13 an der Kurbelwelle 5 und an
der Getriebeausgangswelle 6. Außerdem ein Gangwahlhebelsensor 9, mit dem die aktuelle
Fahrstufe der Steuervorrichtung 8 mitgeteilt wird. Außerdem ist ein Fahrpedalsensor 23
vorgesehen, der den Stellwinkel und dessen Stellgeschwindigkeit signalisiert, sowie ein
Sensor 31, mit dem die Betätigung der Fahrzeugbremse erkennbar ist. Vorteilhaft, aber
nicht zwingend notwendig sind ein Luftdrucksensor 11, ein Sensor 10 zur Bestimmung der
aktuellen Fahrzeugmasse, ein Sensor 26, der anzeigt, ob ein Anhänger mit dem Kraftfahr
zeug verbunden ist oder nicht. Die Getriebesteuervorrichtung 8 gibt Ausgangssignale für
den Schaltvorgang (das heißt die Gangwahl) und über den Schaltzeitpunkt an ein Stellsy
stem 24 am Getriebe 2 ab, das als elektrisches Stellsystem oder vorzugsweise als hydrauli
scher Schieberkasten ausgebildet ist. Mit Hilfe dieses Stellsystems 24 werden die Stellglie
der (Kupplungen und Bremsen) im Automatikgetriebe 2 betätigt.
Schon in dieser Übersichtszeichnung wird deutlich, daß die Getriebesteuervorrichtung 8
zwei Steuerungseinheiten 14a, 14b aufweist. Während die erste Steuerungseinheit 14a der
Steuerung des elektrischen oder hydraulischen Stellsystems 24 dient, ist die zweite Steue
rungseinheit 14b zur Bestimmung der Änderung des Übersetzungsverhältnisses in Abhän
gigkeit von Fahrgeschwindigkeit, Fahrpedalstellung usw. und der Steigung der Fahrstrecke,
sowie zur Auslösung der Übersetzungsänderung (Schaltpunkt) bestimmt.
Der genaue Aufbau der Steuereinheit 14b ist in Fig. 2 dargestellt. Darin ist erkennbar, daß
diese zweite Steuerungseinheit 14b eine Schaltungseinheit 15 aufweist, in der dasjenige
Motordrehmoment für einen oder mehrere Gänge in Abhängigkeit von der Motordrehzahl
und dem Fahrpedalstellwinkel abgelegt ist, das für eine Fahrt mit gewählter Motor-Getrie
bekombination für eine ebene Fahrstrecke ermittelt wurde. Außerdem sind drei Schaltungs
anordnungen 16, 17, 18 vorhanden, in denen Schaltpunktkennfelder für eine steile Bergauf
fahrt, eine Fahrt in der Ebene und für eine steile Bergabfahrt abgespeichert sind, und in de
nen in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung und der Fahrgeschwindigkeit Hoch- und
Rückschaltkennlinien festgelegt sind.
Die Steuerungseinheit 14b verfügt über eine weitere Schaltungsanordnung 19, die zur Er
mittlung der Steigungskraft dient, welche notwendig ist, um bei einer bestimmten
Fahrstreckensteigung bei konstanter Fahrpedalauslenkung die gleiche Fahrgeschwindigkeit
wie in der Ebene zu halten.
Ein Schaltungsanordnung 20 dient zur Ermittlung der Steigung der Fahrstrecke nach einem
festgelegten Algorithmus, während in der Schaltungsanordnung 21 die Berechnung eines
steigungsabhängigen Interpolationswertes (Bergfaktor) erfolgt.
Eine Schaltungsanordnung 22 dient zur Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit, bei der das
Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von der Fahrbahnsteigung geändert werden soll.
Dabei wird mit Hilfe des ermittelten Bergfaktors eine Interpolation der Schaltkennlinien für
die Fahrt in der Ebene (Schaltungsanordnung 17) mit denen für die Fahrt bei einer extre
men Bergauffahrt oder bei einer extremen Bergabfahrt (Schaltungsanordnungen 16, 18)
durchgeführt.
Schließlich ist eine Schaltungsanordnung 25 zum Vergleich der aktuellen Fahrgeschwindig
keit mit der errechneten Umschaltfahrgeschwindigkeit vorgesehen, mit der bei einem Über
schreiten der aktuellen Fahrgeschwindigkeit über die ermittelte Umschaltfahrgeschwindig
keit ein Signalwert für die erste Steuerungseinheit 14a zur Auslösung eines Schaltvorgangs
erzeugt und weitergeleitet wird.
In vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung kann die zweite Steuereinheit 14b weitere
Schaltungseinheiten aufweisen, mit denen sich das Schaltverhalten des Automatikgetriebes
noch weiter verbessern läßt. So kann beispielsweise eine Schaltungsanordnung 27 zur Be
rechnung eines eine Serpentinenfahrstrecke mit ständig unterschiedlichen Steigerungsver
hältnissen charakterisierenden Bergprofil-Faktors vorhanden sein, in der der Bergprofil-
Faktor aus einer mathematischen zeit- und wegabhängigen Tiefpaßfilterung des aktuellen
Streckensteigungswertes erzeugt wird. Außerdem kann eine Schaltungsanordnung 28 vor
gesehen sein, in der der Bergfaktor und Bergprofil-Faktor zu einem resultierenden Bergfak
tor verarbeitet werden, wodurch sich insbesondere das kurzfristige Passieren von Bergkup
pen Schaltkomfort- und fahrsicherheitsrelevant verbessern läßt.
In einer Schaltungsanordnung 29 kann der bis dahin ermittelte steigungsabhängige Schalt
punkt auch noch an den Fahrstil des Fahrers angepaßt werden. Dazu wird von der Steue
rungseinheit 8 ständig die Fahrpedalstellungsänderung und deren Stellgeschwindigkeit er
faßt und beim Überschreiten zuvor festgelegter Grenzwerte der ermittelte Schaltpunkt be
züglich einer ökonomischen oder sportlichen Fahrweise vorgezogen oder verzögert. Dazu
können in der Schaltungsanordnung 29 gesonderte Hoch- und Rückschaltkennlinien für
sportliche oder verhaltene Fahrweisen abgelegt sein.
Schließlich kann in der Steuerungseinrichtung 14b eine Schaltungsanordnung 30 vorgese
hen sein, mit der beim Erkennen einer Gefälle-Strecke in Abhängigkeit von deren Neigung
und/oder der Bremspedalbetätigung zwei verschiedene dort abgespeicherte Rückschaltpro
zeduren anwählbar sind, die selbst bei Wahl der Fahrstufe "D" einen wirksamen Motor
bremsbetrieb sicherstellen.
Bevor auf die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 8 detailliert eingegangen wird, sei an
dieser Stelle noch einmal darauf hingewiesen, daß mit dieser Steuereinrichtung sowohl au
tomatisch zu schaltende Stufenwechselgetriebe als auch stufenlos ihr Übersetzungsverhält
nis einstellende Umschlingungsgetriebe ansteuerbar sind.
Im Betrieb der Getriebesteuervorrichtung 8 wird in der zweiten Steuereinheit 14b ständig die
Steigung und das Gefälle der Fahrstrecke ermittelt. Dies geschieht über die an sich bekann
te Steigungskraftgleichung, nach der sich die Steigungskraft aus der Antriebskraft am Rad
minus der Beschleunigungskraft, der Rollwiderstandskraft, und der Luftwiderstandskraft er
gibt.
Eine exakte Bestimmung der Steigung aus dieser Gleichung setzt eine korrekte und
zeitsynchrone Berechnung der einzelnen Kraftanteile voraus. Die Berechnung dieser Stei
gungskraft erfolgt in der Schaltungsanordnung 19, der die notwendigen Sensordaten für die
Fahrzeugmasse, die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Luftdruck usw. entweder als Meßwerte
oder als konstante Größen vorgegeben werden. Für den Fall, daß der Getriebesteuervor
richtung kein Signal über das aktuelle Motordrehmoment von einem Drehmomentsensor
vorliegt, wird dieses über ein abgelegtes Kennfeld (Schaltungsanordnung 15) bestimmt.
Nachdem die aktuelle Steigungskraft in der Schaltungsanordnung 19 ermittelt wurde, wird
dieser Wert an die Schaltungsanordnung 20 weitergereicht, in der der Steigungswinkel
und/oder deren prozentuale Steigung berechnet wird. Die prozentuale Steigung wird mit
Hilfe einer Übertragungsfunktion zu einem Bergfaktor umgewandelt und dazu verwendet,
die Schaltpunkte im bergigen Gelände zur höheren Drehzahlen hin zu verschieben, um
bergauf die Motorleistung und bergab die Bremswirkung des Motors besser auszunutzen.
Wie schon erwähnt, sind in der zweiten Steuerungseinheit 14b drei Schaltpunktkennfelder
in den Schaltungsanordnungen 16, 17, 18 abgelegt, in denen in Abhängigkeit von der
Fahrpedalstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit Hoch-bzw. Rückschaltkennlinien fest
gelegt sind. Während in der Schaltungsanordnung 17 optimale Schaltkennlinien für die
Fahrt in der Ebene abgespeichert sind, ist in der Schaltungsanordnung 16 ein Schaltkenn
feld für extreme Bergauffahrt gespeichert, das der Motorleistung des Fahrzeuges Rechnung
trägt. In der Schaltungsanordnung 18 ist dagegen ein Schaltkennfeld für extreme
Bergabfahrt abgelegt, das die maximale Bremswirkung der jeweiligen Motorisierung des
Kraftfahrzeuges berücksichtigt. Dadurch wird deutlich, daß die in den Schaltungsanordnun
gen 15 bis 18 abgelegten Kennfelder, also auch das Motormomentenkennfeld, von der je
weiligen Motorisierung des Kraftfahrzeuges und der dort verbauten Motor-Getriebe-Kombi
nation abhängen.
Die beiden Berg-Schaltkennfelder stellen die Grenzkennfelder für extreme Steigungen bzw.
extremes Gefälle dar. Die Zuordnung dieser Kennfelder zu einer bestimmten Steigung er
folgt mit Hilfe einer Übertragungsfunktion, die in der Schaltungsanordnung 21 errechnet
wird.
In Fig. 3 ist eine solche Übertragungsfunktion abgebildet, mit deren Hilfe aus der ermittel
ten positiven oder negativen Steigung ein sogenannter Berg-Faktor ermittelbar ist. Dieser
Berg-Faktor wird als Interpolationswert für die Schaltkennlinien zwischen Ebene und Berg
ab- bzw. Bergauffahrt genutzt. Ist wie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt eine positive Stei
gung von 9% mit den Schaltungsanordnungen 19, 20 ermittelt worden, so ergibt sich in der
Schaltungsanordnung 21 ein Berg-Faktor von 0,29. Bei einem Gefälle von 9% beträgt der
Berg-Faktor dagegen 0,81.
Der Wert für die jeweilige Steigung wird während der Fahrt ständig aktualisiert
(vorzugsweise 10 bis 20 mal pro Sekunde) und in den zugehörigen Berg-Faktor umgerech
net. Auf diese Weise kann ständig der aktuelle Schaltpunkt, der zwischen dem Ebenen
kennfeld und dem Bergauf- bzw. Bergab-Kennfeld liegt, berechnet werden.
Der Ablauf zur Bestimmung des aktuellen Schaltpunktes am Berg soll am Beispiel einer
Schaltung vom 3. in den 4. Gang anhand von Fig. 4 erläutert werden. Dabei wird von der
Ausgangssituation Bergauffahrt im 4. Gang mit folgenden Parametern ausgegangen:
Drosselklappenstellung 63%, Fahrgeschwindigkeit 100 km/h, Sportlichkeits-Faktor 0,3, Steigung 9%, Berg-Faktor 0,29.
Drosselklappenstellung 63%, Fahrgeschwindigkeit 100 km/h, Sportlichkeits-Faktor 0,3, Steigung 9%, Berg-Faktor 0,29.
Fig. 4 zeigt das Schaltkennfeld für die Schaltübergänge Gang 3 nach Gang 4 und Gang 4
nach Gang 3 für eine Fahrt in der Ebene, sowohl für sportliche (SPORT) als auch für ver
brauchsorientierte (ECO) Fahrweise in der Ebene. Beim Bergauf-Schaltkennfeld (Fig. 5)
wird nicht zwischen ECO - und Sport-Kennlinien differenziert, sie sind somit identisch. Mit
Hilfe des Sportlichkeits-Faktors von 0,3 wird zwischen der ECO- und der Sport-Kennlinie
interpoliert, so daß sich in der Ebene folgende Geschwindigkeiten für die Hoch- bzw.
Rückschaltkennlinien ergeben:
Hochschaltgeschwindigkeit 3-4 (Ebene): VEbene 3-4 = 105 km/h
Rückschaltgeschwindigkeit 4-3 (Ebene): VEbene 4-3 = 53 km/h
Rückschaltgeschwindigkeit 4-3 (Ebene): VEbene 4-3 = 53 km/h
Für das Bergaufschaltkennfeld in Fig. 5 können die Schaltgeschwindigkeiten direkt abge
lesen werden da keine Interpolation vorgesehen ist, denn SPORT- und ECO-Schaltkennli
nien sind gleich:
Hochschaltgeschwindigkeit 3-4 (Berg): VBerg 3-4 = 178 km/h
Rückschaltgeschwindigkeit 4-3 (Berg): VBerg 4-3 = 87 km/h
Rückschaltgeschwindigkeit 4-3 (Berg): VBerg 4-3 = 87 km/h
Zwischen den Schaltgeschwindigkeiten, die aus dem Ebenen- bzw. Bergauf-Schaltkennfeld
ermittelt wurden, wird anschließend mit dem aktuellen Berg-Faktor (0,29) interpoliert, um die
gültigen Geschwindigkeiten für die Hoch- bzw. Rückschaltung am angenommenen Be
triebspunkt (9% Steigung) zu berechnen. Die Interpolation erfolgt gemäß folgender Glei
chung:
VSchalt 3-4 = VEbene 3-4 + Berg-Faktor* (VBerg 3-4 - VEbene 3-4)
VSchalt 4-3 = VEbene 4-3 + Berg-Faktor* (VBerg 4-3 - VEbene 4-3)
VSchalt 4-3 = VEbene 4-3 + Berg-Faktor* (VBerg 4-3 - VEbene 4-3)
Somit ergeben sich mit den obigen Gleichung für den angenommenen Betriebspunkt fol
gende Hoch- bzw. Rückschaltgeschwindigkeiten:
VSchalt 3-4 = 105+0.29* (178 - 105) = 126
VSchalt 4-3 = 53+0.29* (53 - 87) = 63
VSchalt 4-3 = 53+0.29* (53 - 87) = 63
Aus diesem Beispiel wird ersichtlich, daß bei der angenommenen Fahrzeuggeschwindigkeit
(4. Gang) von 100 km/h weder eine Hoch- noch eine Rückschaltung stattfindet, denn die
Hochschaltgeschwindigkeit wurde zu 126 km/h und die Rückschaltgeschwindigkeit auf 63
km/h berechnet.
Durch die Berücksichtigung der Steigung werden die Schaltpunkte bei bergigem Gelänge
im Vergleich zur Ebene zu höheren Fahrgeschwindigkeiten und somit höheren Motordreh
zahlen verlagert. Weiterhin wird die Hysterese zwischen Hoch- bzw. Rückschaltung bei
Fahrten im bergigem Gelände (63 km/h zu 52 km/h in der Ebene) vergrößert, was unter an
derem zu einer wirkungsvollen Verminderung der Pendelschaltungen führt.
Um das Schaltverhalten des Automatikgetriebes am Berg weiter zu optimieren, kann mit
der vorgestellten Getriebesteuerung auch das Bergauffahren in Serpentinen bezüglich der
Gangwahl vorteilhaft beeinflußt werden. Derartige Serpentinenauffahrten stellen für kon
ventionelle Getriebesteuerung von Automatikgetrieben ein besonderes Problem dar, da das
Gaswegnehmen in jeder Kurve und das anschließende Gasgeben zum Beschleunigen aus
der Kurve zu einer Schalthäufigkeit führt, die vom Fahrer als störend empfunden wird. Ins
besondere wird zum Beispiel die durch Gasrücknahme vor der Kurve ausgelöste Hoch
schaltung ,2-3 als negativ empfunden, wenn eine anschließende Verzögerung vor der Kurve
gleich wieder zu einer Rückschaltung 3-2 führt. Dieses Problem wird durch den stark
wechselnden Steigungsverlauf bei Serpentinenfahrten noch verstärkt. Das Steigungsprofil
sieht häufig so aus, daß die größte Steigung zwischen zwei Kurven erreicht wird. Die Kur
ven selbst sind meist flacher, zuweilen sogar eben. Bei Fahrten im bergigen Gelände soll
demnach die aktuelle Steigung möglichst schnell erkannt werden, um nahezu verzöge
rungsfrei auf sich ändernde Geländeprofile reagieren zu können. Mit der vorgeschlagenen
Steuerungsvorrichtung wird mehrmals pro Sekunde die aktuelle Steigung des Geländes
abgefragt und zur Schaltpunktermittlung herangezogen.
Zur Lösung der Serpentinenproblematik kann in der zweiten Steuerungseinheit 14b eine
weitere Schaltungsanordnung 27 vorgesehen sein, mit deren Hilfe die Schalthäufigkeit bei
Serpentinenauffahrten, insbesondere das Hochschalten bei der Gasrücknahme vor der
Kurve wirkungsvoll verhindert werden kann. Dazu wird in der Schaltungsanordnung 27 aus
dem aktuellen, in den Schaltungsanordnungen 19 und 20 ermittelten Steigungswerten
durch deren zeit- und wegabhängige Tiefpaßfilterung ein sogenannter Profil-Faktor be
rechnet. Beide Werte, die aktuelle Steigung und der Profil-Faktor werden anschließend mit
Hilfe der oben beschriebenen Interpolationsfunktion in der Schaltungsanordnung 21 in je
weils einen Bergfaktor (Berg-FaktorSteigung, Berg-FaktorProfil) überführt. Anschließend
wird das Maximum der beiden Berg-Faktoren zur Schaltpunktbestimmung durch Interpola
tion zwischen dem Ebenen- und dem Bergaufschaltkennfeld herangezogen. Durch dieses
Verfahren wird die zwischen den Kurven ermittelte Steigung in die Kurve hineingerettet,
wodurch die Schaltpunkte auf Bergaufniveau bleiben. Durch die im Bergauf-Schaltkennfeld
(Fig. 5) nahezu horizontal verlaufende Schaltkennlinien besteht nur noch eine geringe
Abhängigkeit der Schaltpunkte von der Drosselklappenstellung, wodurch die Hochschaltung
vor oder in den Kurven wirksam verhindert wird. Die wegabhängige Tiefpaßfilterung bietet
den großen Vorteil, daß die Geschwindigkeit, mit der die Serpentinen oder Bergkuppen
durchfahren werden, keine Rolle spielt, d. h. es stellt sich ein gleiches Schaltverhalten ein,
egal ob langsam oder schnell gefahren wird.
Ein weiteres Problem für die Gangwahl bei Automatikgetrieben stellt das Überfahren von
Bergkuppen bzw. das Durchfahren von Senken dar. Wenn sich ein Fahrzeug mit Automa
tikgetriebe in einem niedrigen Gang einer Bergkuppe nähert, und die Straße anschließend
wieder abschüssig ist, soll das Fahrzeug im niedrigen Gang bleiben um bergab die Brems
wirkung des Motors auszunutzen; das heißt, eine Hochschaltung bei Gasrücknahme auf der
Bergkuppe sollte vermieden werden. Andererseits wäre es falsch, bei Befahren eines
Hochplateaus einen niedrigen Gang zu halten. Vielmehr sollte hier eine der Fahrgeschwin
digkeit angemessene Hochschaltung erfolgen. Entsprechendes gilt für eine Senkendurch
fahrt bzw. beim Befahren einer Talsohle.
Fig. 6 zeigt die Fahrt über eine Bergkuppe. Dabei kennzeichnet der Punkt 1 den Ort der
größten Steigung, Punkt 2 die Bergkuppe (Ebene) und Punkt 3 den Ort des größten Gefäl
les. Der zu Fig. 6 gehörende Verlauf der Steigung ist in Fig. 7 als Funktion des Weges x
dargestellt. Neben der Steigung ist der Profil-Faktor dargestellt, der sich durch zeit- und
wegabhängige Tiefpaßfilterung aus der aktuellen Steigung berechnet. Der Profil-Faktor
läuft somit dem Steigungswert nach. Mit Hilfe der oben beschriebenen Interpolationsfunk
tionen werden die sich ergebende Werte für die Berg-Faktoren ermittelt. Dabei wird einem
Berg-Faktor als Funktion der aktuellen Steigung (Berg-FaktorSteigung) und einem Berg-
FaktorProfil, der sich aus dem berechnetem Profil ergibt, unterschieden.
Den Verlauf der beiden Berg-Faktoren zeigt Fig. 8, in deren Punkt 1 der Berg-Faktor für
die aktuelle Steigung (durchgezogene Linie) ein Maximum aufweist, da hier die Steigung
am größten ist. In Punkt 2 ist der Berg-FaktorSteigung gleich 0, da der Steigungswert hier
gleich 0 ist (Ebene). Beim größten Gefälle (Punkt 3) ergibt sich ein Maximum. Obwohl das
Gefälle in Punkt 3 dem Betrage nach genauso so groß ist wie die Steigung in Punkt 1 ergibt
sich für Punkt 3 ein höherer Berg-Faktor. Hier spiegelt sich der unsymmetrische Verlauf der
Übertragungsfunktion (Fig. 9) wieder. Der sich aus dem Profil-Faktor ergebende Berg-
FaktorProfil ist Fig. 8 gestrichelt eingezeichnet. Der resultierende Berg-Faktor der an
schließend zur Interpolation zwischen den Ebenen- und dem Berg-Schaltkennfeld herange
zogen wird, ergibt sich als Maximum der beiden Größen Berg-FaktorSteigung und Berg-
FaktorProfil und ist in Fig. 8 als dicke Linie dargestellt.
In Fig. 9 ist die Interpolationsfunktion mit dem Verlauf des resultierenden Berg-Faktors
dargestellt. Ausgehend von Punkt 1 verringert sich der Berg-Faktor bis zum Punkt A mit ab
nehmender Steigung (siehe auch Fig. 8). In Punkt A sind beide Berg-Faktoren gleich und
es wird der Berg-Faktor gewechselt, das heißt der resultierende Berg-Faktor bestimmt sich
aus dem Berg-FaktorProfil. Der resultierende Berg-Faktor steigt leicht an um dann bis zum
Punkt B wiederabzufallen. Im Punkt B wurde bereits das Gefälle nach der Bergkuppe er
kannt und der negative Wert der aktuellen Steigung liefert den gleichen Wert für den Berg-
Faktor wie der noch positive Wert für den Profil-Faktor. In diesem Punkt wird wieder auf den
Berg-FaktorSteigung als resultierenden Berg-Faktor umgeschaltet, das heißt, in Fig. 9 wird
in Punkt B vom rechten auf den linken Ast der Übertragungsfunktion gewechselt, ohne daß
ein Null-Durchgang erfolgt. Danach steigt der resultierende Berg-Faktor bis zum Punkt 3 an.
Durch das Umschalten des resultierenden Berg-Faktors (Maximumbildung) und der damit
verbundenen Unterdrückung des Nulldurchganges werden die Schaltungen so lange wie
möglich nach dem Berg-Schaltprogramm ausgeführt, wodurch eine Hochschaltung an der
Bergkuppe nach dem Berg-Schaltprogramm ausgeführt, und eine Hochschaltung an der
Bergkuppe verhindert wird. Das Niveau, auf dem umgeschaltet wird, hängt im wesentlichen
von der Filterzeitkonstante ab, mit der die aktuelle Steigerung zur Berechnung des Profil-
Faktors zeit- und wegabhängig tiefpaßgefiltert wird.
Eine Erhöhung der Filterkonstante führt zu einer Erhöhung des Umschaltniveaus, was
heißt, daß das Fahrzeug länger im Berg-Schaltprogramm bleibt. Eine Verkürzung der Filter
konstante (Weg bzw. Zeit) führt dagegen dazu, daß sich der Profil-Faktor der aktuellen
Steigerung nähert. Für einen praktikalen Wert wird die Filterkonstante aus Testfahrtergeb
nissen ausgewählt.
Um den Fahrerwunsch bezüglich einer verbrauchsorientierten oder einer fahrleistungsori
entierten Fahrweise auch in dieser Getriebesteuerungsvorrichtung ausreichend berücksich
tigen zu können, kann in der zweiten Steuerungseinheit 14b eine Schaltungsanordnung 29
vorgesehen sein, die bei der Auswahl des relevanten Schaltpunktes eine Einflußnahme des
Fahrers über das Fahrpedal im besonderen Maße Rechnung trägt. Durch die systemimma
nente frühzeitige Erkennung der Fahrstreckensteigung durch die Arbeitsweise der vorge
stellten Steuerungsvorrichtung werden die Schaltpunkte in Abhängigkeit von den berech
neten Steigungswerten vom Ebenen-Schaltkennfeld in Richtung Bergauf-Schaltkennfeld
und somit zu höheren Fahrgeschwindigkeiten verschoben. Sobald die aktuelle Rückschalt
geschwindigkeit die Fahrgeschwindigkeit überschritten hat, wird auf Rückschaltung erkannt.
Diese Rückschaltung wird jedoch nicht in jedem Fall sofort ausgelöst. Vielmehr wird die
Fahreraktion, die dem Getriebe über das Gaspedal mitgeteilt wird, zur Schaltpuntkermitt
lung herangezogen. Sobald eine Schaltempfehlung aufgrund einer positiven Steigung aus
dem Bergauf-Schaltprogramm vorliegt, werden für das Auslösen der Schaltung folgende
Fälle unterschieden:
Eine Rückschaltung wird ausgelöst bei Vollgas, bei Überschreiten der Fahrpedalstellge schwindigkeit über einen zuvor festgelegten Grenzwert sowie bei Feststellung einer positi ven Fahrpedalauslenkung ausgehend von einer Fahrpedalstellung, bei der auf eine Rück schaltung erkannt wurde. Eine Rückschaltung wird dagegen nicht ausgelöst, solange die aktuelle Fahrpedalstellung unterhalb des oben genannten Grenzwertes bleibt, also bei konstanter Fahrpedalauslenkung.
Eine Rückschaltung wird ausgelöst bei Vollgas, bei Überschreiten der Fahrpedalstellge schwindigkeit über einen zuvor festgelegten Grenzwert sowie bei Feststellung einer positi ven Fahrpedalauslenkung ausgehend von einer Fahrpedalstellung, bei der auf eine Rück schaltung erkannt wurde. Eine Rückschaltung wird dagegen nicht ausgelöst, solange die aktuelle Fahrpedalstellung unterhalb des oben genannten Grenzwertes bleibt, also bei konstanter Fahrpedalauslenkung.
Da auch das Befahren von Gefällestrecken für Fahrzeuge mit Automatikgetrieben und kon
ventioneller Getriebesteuerung ein besonderes Problem darstellt, ist auch die vorgestellte
Steuervorrichtung für die Schaltpunktermittlung in derartigen Betriebssituationen bestens
geeignet.
Bei der vorgestellten Steuerungsvorrichtung wird ein vorhandenes Gefälle durch die oben
dargestellten Steigungsermittlung erkannt und zur Ausnutzung der Motorbremse der niedri
gere Gang gehalten. Beim Bergabfahren im niedrigen Getriebegang wird bei flacher wer
dender Wegstrecke erst hochgeschaltet, wenn der Fahrer eine Aktion zeigt, also beim
Auslenken des Gaspedals zur Erzeugung eines positiven Motormomentes. Beim Befahren
einer anschließenden Ebene wird dann automatisch hochgeschaltet.
Beim Erkennen von stärkerem Gefälle wird in den nächstniedrigeren Gang geschaltet. Da
bei kann in Abhängigkeit von den Gefällestrecken die Reaktion des Fahrzeuges durch ab
gespeicherte Schaltalgorithmen festgelegt sein. Ausgehend von einem erkannten Gefälle,
das über eine Verschiebung der Schaltpunkte in Richtung Bergab-Schaltkennfeld zu einer
Rückschaltung führt, können so unterschiedliche Schaltvorgänge ausgelöst werden:
Eine Rückschaltung erfolgt demnach dann automatisch, wenn die Steuerungsvorrichtung mittels der Steigungserkennung ein ausreichend starkes Gefälle ermittelt. Dieser Gefälle grenzwert ist in der Steuerungsvorrichtung als vorbestimmte Größe abgespeichert.
Eine Rückschaltung erfolgt demnach dann automatisch, wenn die Steuerungsvorrichtung mittels der Steigungserkennung ein ausreichend starkes Gefälle ermittelt. Dieser Gefälle grenzwert ist in der Steuerungsvorrichtung als vorbestimmte Größe abgespeichert.
In einer Variante dazu kann der Rückschaltablauf am Hang so ausgestaltet sein, daß schon
vor dem Erreichen dieses Gefällegrenzwertes eine Rückschaltung dann ausgelöst wird,
wenn zusätzlich bei dieser Hangfahrt eine Bremspedalbetätigung sensiert wurde. Dabei ist
vorzugsweise maximal ein Gangsprung pro Bremspedalbetätigung vorgesehen.
Schließlich kann in Weiterbildung dieser Variante vorgesehen sein, daß bei einer an sich
automatisch ausgelösten und vom Überschreiten des Gefällegrenzwertes abhängigen
Rückschaltung um eine Gangstufe dann jedoch um zwei Gangstufen rückgeschaltet wird,
wenn zusätzlich noch weitere Bremspedalbetätigungen sensiert wurden (also vom 4. Gang
zum 2. Gang anstelle vom 4. Gang zum 3. Gang).
Bei Bergabfahrten wird bei häufigen und/oder lang andauerendem Bremsen der Bergfak
tor in der Steuerungsanordnung selbsttätig um einen festen oder von der Bremsbetätigung
abhängigen Betrag erhöht, weshalb der eher vorsichtige Fahrer frühzeitig einen niedrigen
Gang erhält, wodurch er den Motorbremseffekt seines Fahrzeuges eher nutzen kann, als
anders agierende Fahrer. Dies führt gerade bei vorsichtigen Fahrern zu einer deutlich ver
ringerten Bremsaktivität.
Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, daß bei geringer werdender Motorleistung (z. B.
durch Höhenlufteinfluß, schlechte Treibstoffqualität, hohen Lufttemperaturen) die Schalt
punkte bei Bergauffahrten durch Erhöhung des Bergfaktors zu höheren Geschwindigkeiten
verlegt werden, um das Schaltprogramm an die geringere Motorleistung anzupassen.
Claims (19)
1. Steuervorrichtung (8) für ein Automatikgetriebe (2) eines Kraftfahrzeuges,
mit einer ersten Steuerungseinheit (14a) zur Ansteuerung eines Stellsystems (24) für
die Schaltglieder oder Stellelemente des Getriebes (2),
und mit einer zweiten Steuerungseinheit (14b) zur Bestimmung der Änderung des
Übersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit und der
Steigung der Fahrstrecke sowie zur Auslösung der Übersetzungsänderung des Ge
triebes (Schaltpunkt),
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Steuerungseinheit (14b) folgende Schaltungsanordnungen aufweist:
eine Schaltungsanordnung (15), in der diejenigen Motordrehmomente für einen oder mehrere Gänge in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und dem Fahrpedalstellwinkel abgelegt sind, die für eine Fahrt mit gewählter Motor-/Getriebekombination für eine ebene Fahrstrecke ermittelt wurde,
drei Schaltungsanordnungen (16, 17, 18), in denen Schaltpunktkennfelder für eine steile Bergauffahrt, eine Fahrt in der Ebene und für eine steile Bergabfahrt abgespei chert sind, in denen in Abhängigkeit von Fahrpedalstellung und Fahrgeschwindigkeit Hoch- und Rückschaltkennlinien festgelegt sind,
eine Schaltungsanordnung (19) zur Ermittlung der Steigungskraft, die notwendig ist, um bei einer bestimmten Fahrstreckensteigung und bei konstanter Fahrpedalauslen kung die gleiche Fahrgeschwindigkeit wie in der Ebene beizubehalten,
eine Schaltungsanordnung (20) zur Ermittlung der Steigung der Fahrstrecke,
eine Schaltungsanordnung (21) zur Berechnung eines steigungsabhängigen Interpo lationswertes (Berg-Faktor),
eine Schaltungsanordnung (22) zur Ermittlung der Umschalt-Fahrgeschwindigkeit, bei der das Übersetzungsverhältnis des Getriebes geändert werden soll, die aus einer Interpolation der Schaltkennlinien für die Fahrt in der Ebene (Schaltungsanordnung 17) mit denen für die Fahrt bei extremer Bergauffahrt oder extremer Bergabfahrt (Schaltungsanordnungen 16, 18) ermittelbar ist,
sowie mit einer Schaltungsanordnung (25) zum Vergleich der aktuellen Fahrge schwindigkeit mit der ermittelten Umschaltfahrgeschwindigkeit und zur Auslösung ei nes Schaltsignals zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses durch die Steuerein heit (14a).
eine Schaltungsanordnung (15), in der diejenigen Motordrehmomente für einen oder mehrere Gänge in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und dem Fahrpedalstellwinkel abgelegt sind, die für eine Fahrt mit gewählter Motor-/Getriebekombination für eine ebene Fahrstrecke ermittelt wurde,
drei Schaltungsanordnungen (16, 17, 18), in denen Schaltpunktkennfelder für eine steile Bergauffahrt, eine Fahrt in der Ebene und für eine steile Bergabfahrt abgespei chert sind, in denen in Abhängigkeit von Fahrpedalstellung und Fahrgeschwindigkeit Hoch- und Rückschaltkennlinien festgelegt sind,
eine Schaltungsanordnung (19) zur Ermittlung der Steigungskraft, die notwendig ist, um bei einer bestimmten Fahrstreckensteigung und bei konstanter Fahrpedalauslen kung die gleiche Fahrgeschwindigkeit wie in der Ebene beizubehalten,
eine Schaltungsanordnung (20) zur Ermittlung der Steigung der Fahrstrecke,
eine Schaltungsanordnung (21) zur Berechnung eines steigungsabhängigen Interpo lationswertes (Berg-Faktor),
eine Schaltungsanordnung (22) zur Ermittlung der Umschalt-Fahrgeschwindigkeit, bei der das Übersetzungsverhältnis des Getriebes geändert werden soll, die aus einer Interpolation der Schaltkennlinien für die Fahrt in der Ebene (Schaltungsanordnung 17) mit denen für die Fahrt bei extremer Bergauffahrt oder extremer Bergabfahrt (Schaltungsanordnungen 16, 18) ermittelbar ist,
sowie mit einer Schaltungsanordnung (25) zum Vergleich der aktuellen Fahrge schwindigkeit mit der ermittelten Umschaltfahrgeschwindigkeit und zur Auslösung ei nes Schaltsignals zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses durch die Steuerein heit (14a).
2. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steue
rungseinheit (14b) eine Schaltungsanordnung (27) zur Berechnung eines eine Ser
pentinen-Fahrstrecke charakterisierenden Berg-Profil-Faktors vorhanden ist, in dem
durch eine weg- und zeitabhängige Tiefpaßfilterung des aktuellen Streckenstei
gungswertes dieser Berg-Profil-Faktor ermittelbar ist.
3. Steuerungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß in
der Steuerungseinrichtung (14b) eine Schaltungsanordnung (28) vorgesehen ist,in
der der Berg-Faktor und der Berg-Profil-Faktor zu einem resultierenden Berg-Faktor
verarbeitbar sind.
4. Steuerungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerungseinrichtung (14b) eine Schaltungsanordnung (29) enthält, mit der die
Fahrpedalstellungsänderung und deren Stellgeschwindigkeit erfaßt und bei Über
schreiten zuvor festgelegter Grenzwerte mit Rückgriff auf die Schaltpunktkennlinien
für die Ebene (Schaltungsanordnung 17) eine Hoch- oder Rückschaltung auslösbar ist.
5. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schal
tungsanordnung (29) gesonderte Hoch- oder Rückschaltkennlinien für sportliche oder
verhaltene Fahrweise abgelegt sind, die von der Fahrpedalstellgeschwindigkeit ab
hängig sind.
6. Steuerungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerungseinheit (14b) eine Schaltungsanordnung (30) enthält, in der zwei unter
schiedliche Rückschaltprozeduren abgespeichert und beim Erkennen einer Gefälle-
Strecke in Abhängigkeit von deren Neigung zur Vermeidung von Hochschaltungen
separat anwählbar sind.
7. Steuerungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrichtung (8) mit einem Gangwahlsensor (9),
mit einem Fahrpedalstellwinkelsensor (23), mit einem Drehzahlsensor (13) an der Ge
triebeeingangswelle (5), mit einem Bremspedalsensor (31) und mit einem solchen
Sensor (12) an der Getriebeausgangswelle (6) verbunden ist.
8. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steue
rungsvorrichtung (8) mit einem Luftdruck-Sensor (11), einem Fahrzeugmasse-Sensor
(10) und/oder einem Anhänger-Sensor (26) verbunden ist.
9. Verwendung der Steuerungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 8 für ein selbsttätig schaltendes, stufenlos sein Übersetzungsverhältnis änderndes
Umschlingungsgetriebe und für ein selbsttätig schaltendes Stufenwechselgetriebe.
10. Verfahren zur fahrstreckenneigungsabhängigen Steuerung des Schaltpunktes eines
Automatikgetriebes, bei dem von einer Steuerungsvorrichtung in zuvor festgelegten
Zeitintervallen die auf das Fahrzeug wirkende Steigungskraft mittels Sensoren und
abgespeicherter Größen aus der Zustandsgleichung ermittelt wird, nach der die Stei
gungskraft sich aus der Antriebskraft am Fahrzeugrad abzüglich der Beschleuni
gungskraft, der Rollwiderstandskraft und der Luftwiderstandskraft ergibt, und bei dem
aus dieser Steigungskraft mit Hilfe der Fahrzeugmasse und der Erdbeschleunigung
die Steigung der Fahrbahn berechnet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem ermittelten Steigungswert mit Hilfe einer in der Steuerungsvorrichtung abgespeicherten Übertragungsfunktion ein die Steigung oder das Gefälle repräsentie render Berg-Faktor berechnet wird, dessen Wert von Null bis 100% reichen kann,
daß aus in der Steuervorrichtung abgespeicherten Schaltkennlinienfeldern die für die Fahrt in der Ebene abgespeicherte Fahrgeschwindigkeit ausgelesen wird, bei der aus dem gerade eingelegten Gang (bzw. den gerade vorliegendem Übersetzungsverhält nis) in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrpedalstellung ein Gangwechsel stattfinden soll,
daß in Abhängigkeit von der Steigung oder dem Gefälle aus einem eine steile Berg auffahrt oder einem eine steile Bergabfahrt charakterisierenden Schaltlinienkennfeld die Fahrzeuggeschwindigkeit ausgelesen wird, bei der aus dem gerade eingelegten Gang in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrpedalstellung ein Gangwechsel stattfin den soll,
und daß durch Subtraktion der Umschalt-Fahrgeschwindigkeit für die Ebene von der Umschalt-Fahrgeschwindigkeit für die Berganfahrt ein Zwischenwert gebildet wird, durch dessen Multiplikation mit dem Berg-Faktor und der anschließenden Addition mit der Umschaltfahrgeschwindigkeit für die Ebene der steigungsabhängige Schaltpunkt, bzw. die von der Fahrbahnneigung abhängige Fahrgeschwindigkeit ermittelt wird, bei der das Getriebe sein Übersetzungsverhältnis zu ändern hat, und daß beim Erreichen der so ermittelten resultierenden Umschalt-Fahrgeschwindigkeit das Über setzungsverhältnis des Getriebes geändert wird.
dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem ermittelten Steigungswert mit Hilfe einer in der Steuerungsvorrichtung abgespeicherten Übertragungsfunktion ein die Steigung oder das Gefälle repräsentie render Berg-Faktor berechnet wird, dessen Wert von Null bis 100% reichen kann,
daß aus in der Steuervorrichtung abgespeicherten Schaltkennlinienfeldern die für die Fahrt in der Ebene abgespeicherte Fahrgeschwindigkeit ausgelesen wird, bei der aus dem gerade eingelegten Gang (bzw. den gerade vorliegendem Übersetzungsverhält nis) in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrpedalstellung ein Gangwechsel stattfinden soll,
daß in Abhängigkeit von der Steigung oder dem Gefälle aus einem eine steile Berg auffahrt oder einem eine steile Bergabfahrt charakterisierenden Schaltlinienkennfeld die Fahrzeuggeschwindigkeit ausgelesen wird, bei der aus dem gerade eingelegten Gang in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrpedalstellung ein Gangwechsel stattfin den soll,
und daß durch Subtraktion der Umschalt-Fahrgeschwindigkeit für die Ebene von der Umschalt-Fahrgeschwindigkeit für die Berganfahrt ein Zwischenwert gebildet wird, durch dessen Multiplikation mit dem Berg-Faktor und der anschließenden Addition mit der Umschaltfahrgeschwindigkeit für die Ebene der steigungsabhängige Schaltpunkt, bzw. die von der Fahrbahnneigung abhängige Fahrgeschwindigkeit ermittelt wird, bei der das Getriebe sein Übersetzungsverhältnis zu ändern hat, und daß beim Erreichen der so ermittelten resultierenden Umschalt-Fahrgeschwindigkeit das Über setzungsverhältnis des Getriebes geändert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der
Umschalt-Fahrgeschwindigkeit für die Ebene die abgespeicherte Schaltkennlinie mit
einer eine sportliche oder eine ökonomische Fahrweise charakterisierende und von
der ermittelten Stellgeschwindigkeit des Fahrpedals abhängigen Größe (Sportlich
keits-Faktor) multipliziert wird.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß aus der
aktuell ermittelten Steigung durch zeit- und/oder wegabhängige Tiefpaßfilterung ein
Fahrstreckenprofil-Faktor ermittelt wird,
daß dieser Profil-Faktor und der Steigungswert mit Hilfe der Übertragungsfunktion in jeweils einen Berg-Faktor (Berg-FaktorProfil, Berg-FaktorSteigung) übertragen wer den,
und daß der größere der beiden Berg-Faktoren zur Interpolationsberechnung der Um schalt-Fahrgeschwindigkeit zwischen der Schaltkennlinie für die Fahrt in der Ebene und der Schaltkennlinie für die Fahrt am Hang herangezogen wird.
daß dieser Profil-Faktor und der Steigungswert mit Hilfe der Übertragungsfunktion in jeweils einen Berg-Faktor (Berg-FaktorProfil, Berg-FaktorSteigung) übertragen wer den,
und daß der größere der beiden Berg-Faktoren zur Interpolationsberechnung der Um schalt-Fahrgeschwindigkeit zwischen der Schaltkennlinie für die Fahrt in der Ebene und der Schaltkennlinie für die Fahrt am Hang herangezogen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der
Steilheit der zu befahrenden Fahrstrecke zwischen unterschiedlichen Filterkonstanten
für die zeit- und/oder wegabhängige Tiefpaßfilterung wählbar ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Rückschaltung bei einer Bergabfahrt dann durchgeführt wird, wenn der ermittelte Ge
fällewert der Fahrstrecke einen abgespeicherten Gefällegrenzwert überschreitet.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückschaltung erst
dann durchgeführt wird, wenn zusätzlich zum Überschreiten des Gefällegrenzwertes
bei dieser Bergabfahrt eine Bremspedalbetätigung sensiert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei ermittelter Bremspe
dalbetätigung um maximal einen Getriebegang zurückgeschaltet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrfacher Brems
pedalbetätigung und Überschreiten des Grenzgefällewertes zwei Gangstufen zurück
geschaltet werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei
Bergabfahrten mit häufigem und/oder langandauernden Bremsbetätigungen die
Steuerungsanordnung den Bergfaktor selbsttätig um einen festen oder von der
Bremsbetätigung abhängigen Betrag erhöht wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei
durch Höhenlufteinfluß, schlechter Treibstoffqualität und/oder hohen Lufttemperaturen
verursachter verminderter Motorleistung die Schaltpunkte bei Bergauffahrten durch
Erhöhung des Bergfaktors zu höheren Geschwindigkeiten verlegt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4440706A DE4440706C2 (de) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | Verfahren und Vorrichtung zur streckenneigungsabhängigen Steuerung des Schaltpunktes eines Automatikgetriebes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4440706A DE4440706C2 (de) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | Verfahren und Vorrichtung zur streckenneigungsabhängigen Steuerung des Schaltpunktes eines Automatikgetriebes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4440706A1 true DE4440706A1 (de) | 1996-05-23 |
DE4440706C2 DE4440706C2 (de) | 2000-08-10 |
Family
ID=6533329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4440706A Expired - Fee Related DE4440706C2 (de) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | Verfahren und Vorrichtung zur streckenneigungsabhängigen Steuerung des Schaltpunktes eines Automatikgetriebes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4440706C2 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE19931785A1 (de) * | 1999-07-08 | 2001-01-11 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Gangwahl für automatisierte Getriebe |
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