AT514918B1 - Verfahren zur steuerung eines schaltablaufes eines mehrgängigen automatikgetriebes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Steuerung eines Schaltablaufes eines mehrgängigen Automatikgetriebes zwischen einem Quellgang (AG) und einem Zielgang (TG), wobei für zumindest einen erlaubten Schaltablauf zwischen dem Quellgang (AG) und dem Zielgang (TG) auf der Basis des Quellganges (AG) und des Zielganges (TG) die für den Gangwechsel erforderlichen Schaltelemente (C1, C2, C3, C4) ermittelt werden. Um den Aufwand für die Erstellung von Steuerungsstrategien zu reduzieren ist vorgesehen, dass die Schaltzustände der aktiven Schaltelemente (C1, C2, C3, C4) des Getriebes für jeden Gang (G1, ..., G9) durch jeweils einen Binärvektor dargestellt werden und die sich öffnenden, sich schließenden und geschlossen gehaltenen Schaltelemente (C1, C2, C3, C4) des Schaltablaufs unter Verwendung von logischen Operatoren durch Verknüpfen der Binärvektoren des Quellganges (AG) und des Zielganges (DG) ermittelt werden.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Schaltablaufes eines mehrgän¬gigen Automatikgetriebes zwischen einem Quellgang und einem Zielgang, wobei für zumindesteinen erlaubten Schaltablauf zwischen dem Quellgang und dem Zielgang auf der Basis desQuellganges und des Zielganges, die für den Gangwechsel erforderlichen Schaltelementeermittelt werden.

[0002] Die DE 10 2005 052 824 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung des Schaltablaufseines mehrgängigen Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes, bei dem zum Erreichen eines Ziel-Gangs Mehrfachschaltungen über eine Gangstufe hinweg durchführbar sind. Ausgehend voneinem eingelegten Ist-Gang wird ein mehrere Gangstufen entfernter angeforderter Ziel-Gang inAbhängigkeit der aktuellen Fahrsituation wahlweise als Direktschaltung in einem Schritt oder alsKombination mehrerer zeitlich nacheinander ablaufender Einfach- und/oder Mehrfachschaltun¬gen jeweils von Gangstufe zur in Richtung Ziel-Gang nächstfolgenden Gangstufe bzw. mitjeweils zwei Gangstufen eingelegt.

[0003] Steuerungsstrategien müssen üblicherweise für jedes Automatikgetriebe (AT) unabhän¬gig voneinander erstellt werden. Dies erfordert jedoch einen beträchtlichen Entwicklungsauf¬wand und wirkt sich sehr nachteilig auf die Gesamtkosten aus.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und den Aufwandfür die Erstellung von Steuerungsstrategien zu reduzieren.

[0005] Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, dass die Schaltzustände der aktiven Schaltele¬mente des Getriebes für jeden Gang durch jeweils einen Binärvektor dargestellt werden und diesich öffnenden, sich schließenden und geschlossen gehaltenen Schaltelemente des Schaltab¬laufs unter Verwendung von logischen Operatoren durch Verknüpfen der Binärvektoren desQuellganges und des Zielganges ermittelt werden.

[0006] Unter Quellgang ist hier der aktuell eingelegte Gang zu verstehen. Der Zielgang ist jenerauf der Basis eines Wunschganges ermittelte Gang, in den gewechselt werden soll. DerWunschgang ist jener Gang, der vom Fahrer oder von einer elektronischen Steuereinheit ange¬fordert wird. Dabei wird nach der Anforderung des Wunschganges und vor Durchführung desGangwechsels geprüft, ob der Gangwechsel überhaupt erlaubt ist. Wenn ja, wird der Wunsch¬gang dem Zielgang zugeordnet. Ergibt die Prüfung, dass ein direkter Wechsel in den Wunsch¬gang - beispielsweise wenn Quellgang und Wunschgang zu weit auseinander liegen - nichterlaubt ist, so wird in Abhängigkeit des Quellganges und des Wunschganges ein zwischen demQuellgang und dem Wunschgang liegender erlaubter Zielgang ermittelt.

[0007] Zur Steuerung des Schaltablaufes werden sich öffnende Schaltelemente (offgoing shiftelements), sich schließende Schaltelemente (oncoming shift elements) und geschlossen gehal¬tene Schaltelemente (continuous shift elements) betrachtet.

[0008] Unter sich öffnende Schaltelemente, beispielsweise hydraulische Schaltkupplungen,werden jene Schaltelemente verstanden, die im Quellgang geschlossen und im Zielgang geöff¬net sind. Unter sich schließende Schaltelemente, beispielsweise Schaltkupplungen, werdenjene Schaltelemente verstanden, die im Quellgang geöffnet und im Zielgang geschlossen sind.Unter geschlossen gehaltene Schaltelemente, beispielsweise Schaltkupplungen, werden jeneSchaltelemente verstanden, die sowohl im Quellgang, als auch im Zielgang geschlossen sind.

[0009] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich öffnende Schaltelemente durch eine Konjunkti¬on des Quellganges mit einer Negation des Zielganges ermittelt werden.

[0010] Sich schließende Schaltelemente können durch eine Negation des Quellganges miteiner Konjunktion des Zielganges ermittelt werden.

[0011] Weiters können geschlossen gehaltene Schaltelemente durch eine Konjunktion desQuellganges mit dem Zielgang ermittelt werden.

[0012] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figur näher erläutert.

[0013] Die Figur zeigt schematisch einen Schaltablauf zwischen einem Quellgang AG undeinem angeforderten Wunschgang DG bei einem durch ein mehrgängiges Automatikgetriebegebildeten Getriebe eines Kraftfahrzeuges, welcher in vier Schritte unterteilt ist. Wird vom Fah¬rer oder einer elektronischen Schalteinheit ein Wunschgang DG angefordert, so wird in einemersten Schritt 1 geprüft, ob der Gangwechsel überhaupt erlaubt ist. Fällt diese Überprüfungpositiv aus, so wird der Zielgang TG dem Wunschgang DG gleichgesetzt. Fällt die Prüfungnegativ aus - beispielsweise wenn Quellgang AG und Wunschgang DG zu weit auseinanderliegen - so wird ein alternativer erlaubter Zielgang TG ermittelt, welcher zwischen dem Quell¬gang AG und dem Wunschgang DG liegt. Diese Berechnung des Zielganges TG aus demWunschgang DG ist durch Schritt 2 angedeutet.

[0014] Die Schaltzustände der aktiven Schaltelemente des Getriebes, welche beispielsweisehydraulische Aktuatoren sind, werden für jeden Gang durch jeweils einen Binärvektor darge¬stellt und sind im Speicherbereich eines Steuergeräts, vorzugsweise einer Transmission ControlUnit (TCU) so abgelegt, dass diese bei Bedarf abrufbar sind. Aus den tatsächlichen Überset¬zungsverhältnissen der Drehmomente werden alle Werte der Schaltelemente in ein binäresZahlensystem umgewandelt, wobei jeder Wert >0 durch eine 1 und jeder Wert =0 durch eine 0ersetzt wird. Das so generierte Binärsystem wird vorzugsweise durch einen Prozessor wiebeispielsweise dem Prozessor der TCU generiert. Auf der Basis dieser Binärvektoren wird inSchritt 3 eine Indexberechnung der Schaltelemente durchgeführt, wobei die sich öffnenden(ONCOMING), sich schließenden (OFFGOING) Schaltelemente und geschlossen gehaltenen(CONTINUOUS) Schaltelemente des Schaltablaufs unter Verwendung von logischen Operato¬ren durch Verknüpfen der Binärvektoren des Quellganges und des Zielganges ermittelt werden.Im Allgemeinen können bei jedem Schaltablauf mehrere sich öffnende, sich schließende undgeschlossen gehaltene Schaltelemente beteiligt sein.

[0015] Die aktiv beim Schaltablauf beteiligten Schaltelemente werden durch Binärvektorendargestellt. Die Zustände (Indizes) der Schaltelemente werden durch logische Operatoren wiefolgt bestimmt: [0016] · OFFGOING: "im Quellgang geschlossen" AND NOT "im Zielgang geschlossen" [0017] · ONCOMING: NOT" im Quellgang geschlossen" AND "im Zielgang geschlossen" [0018] · CONTINUOUS: "im Quellgang geschlossen" AND "im Zielgang geschlossen" 1) Beispiel 1: Sechsganggetriebe mit vier Schaltelementen C1, C2, C3, C4 [0019] Die Schaltelemente können beispielsweise Kupplungs- oder Bremselemente sein.

[0020] Das Getriebe weist folgendes Schaltschema für die Gänge G1, G2, G3, G4, G5 und G6auf, wobei "X" für ein geschlossenes Schaltelement und für ein geöffnetes Schaltelementsteht:

[0021] In der letzten Spalte sind die dem jeweiligen Gang G2, G3, G4, G5, G6 zugeordnetenBinärvektoren dargestellt, wobei "1" für ein geöffnetes Schaltelement und "0" für ein geschlos¬senes Schaltelement steht. Die Position im Binärvektor gibt das jeweilige Schaltelement C1, C2,C3, C4 an. 1.1 Gangwechsel G2 -> G4 [0022] Beim Wechsel vom Quellgang G2 in den Zielgang G4 ergeben sich folgende Indizes fürdie beteiligten sich öffnenden Schaltelemente (OFFGOING), sich schließenden Schaltelemente(ONCOMING) oder geschlossen gehaltenen Schaltelemente (CONTINUOUS):

[0023] Durch Aufsuchen der Positionen der "0" bzw. "1" im Binärvektor der Spalte "Ergebnis"kann der Zustand der jeweiligen Schaltelemente erhalten werden. Im vorliegenden Fall kannalso alleine aus den resultierenden Binärvektoren (0001) bzw. (1000) für die Zeilen"OFFGOING" bzw. "ONCOMING" erkannt werden, dass das zweite Schaltelement C2 ein sichbei Schaltvorgang öffnendes und das erste Schaltelement C1 ein sich beim Schaltvorgangschließendes Schaltelement ist. Weiters kann aus dem resultierenden Binärvektor (0100) derZeile CONTINUOUS erkannt werden, dass das zweite Schaltelement C2 während des Schalt¬vorganges geschlossen gehalten wird. 2) Beispiel 2: Neunganggetriebe mit vier Schaltelementen C1, C2, C3, C4 [0024] Die Schaltelemente können beispielsweise Kupplungs- und/oder Bremselemente sein.

[0025] Die folgende Schalttabelle zeigt die aktiven Schaltelemente für die entsprechendenGänge, wobei "X" für ein geschlossenes Schaltelement und für ein geöffnetes Schaltelementsteht. Mit G1 bis G9 sind die einzelnen Gänge, und mit N ein Neutralgang bezeichnet. DasGetriebe ist beispielsweise für ein einen Elektromotor aufweisendes Hybridfahrzeug konzipiert:

[0026] In der letzten Spalte sind wieder die dem jeweiligen Gang zugeordneten Binärvektorendargestellt, wobei "1" für ein geöffnetes Schaltelement und "0" für ein geschlossenes Schalt¬element steht. Die Position im Binärvektor gibt das jeweilige Schaltelement C1, C2, C3, C4 an.

[0027] Für die verschiedenen Gangwechsel der Gänge G1 bis G9 ergeben sich unterschiedli¬che Anzahlen und Möglichkeiten von sich öffnenden Schaltelemente (OFFGOING), sich schlie¬ßenden Schaltelemente (ONCOMING) oder geschlossen gehaltenen Schaltelementen (CON¬TINUOUS): 2.1 Gangwechsel G1 -> G2 [0028] Beim Wechsel vom Quellgang G1 in den Zielgang G2 ergeben sich folgende Indizes fürdie beteiligten drei aktiven Schaltelemente, also für ein sich öffnendes Schaltelement(OFFGOING), ein sich schließendes Schaltelement (ONCOMING) und ein geschlossen gehal¬tenes Schaltelement (CONTINUOUS):

[0029] Durch Aufsuchen der Positionen der "0" bzw. "1" im Binärvektor der Spalte "Ergebnis"kann der Zustand der jeweiligen Schaltelemente erhalten werden. Im vorliegenden Fall kannalso alleine aus den resultierenden Binärvektoren (0100) bzw. (0001) für die Zeilen"OFFGOING" bzw. "ONCOMING" erkannt werden, dass das zweite Schaltelement C2 ein sichbei Schaltvorgang öffnendes und das vierte Schaltelement C4 ein sich beim Schaltvorgangschließendes Schaltelement ist. Weiters kann aus dem resultierenden Binärvektor (0010) derZeile CONTINOUS erkannt werden, dass das dritte Schaltelement C3 während des Schaltvor¬ganges geschlossen gehalten wird. 2.1 Gangwechsel G3 -> G4 [0030] Beim Wechsel vom Quellgang G3 in den Zielgang G4 ergeben sich folgende Indizes fürzwei beteiligte aktive Schaltelemente:

[0031] Im vorliegenden Fall kann also alleine aus dem resultierenden Binärvektor (0100) für dieZeile "OFFGOING" erkannt werden, dass das zweite Schaltelement C2 ein sich bei Schaltvor¬gang öffnendes Schaltelement ist. Der Binärvektor (0000) in Zeile ONCOMING zeigt, dass keinSchaltelement während des Schaltvorganges geschlossen werden muss. Weiters kann ausdem resultierenden Binärvektor (0001) der Zeile CONTINUOUS erkannt werden, dass dasvierte Schaltelement C4 während des Schaltvorganges geschlossen gehalten wird. 2.1 Gangwechsel G7 -> G8 [0032] Beim Wechsel vom Quellgang G7 in den Zielgang G8 ergeben sich folgende Indizes fürdie beteiligten vier aktiven Schaltelemente, also für ein sich öffnendes Schaltelement(OFFGOING), ein sich schließendes Schaltelement (ONCOMING) und zwei geschlossen gehal¬tene Schaltelemente (CONTINUOUS):

[0033] Im vorliegenden Fall kann also alleine aus den resultierenden Binärvektoren (0100) bzw. (0001) für die Zeilen "OFFGOING" bzw. "ONCOMING" erkannt werden, dass das vierte Schalt¬element C4 ein sich bei Schaltvorgang öffnendes und das zweite Schaltelement C3 ein sichbeim Schaltvorgang schließendes Schaltelement ist.

[0034] Weiters kann aus dem resultierenden Binärvektor (1010) der Zeile CONTINUOUS er¬kannt werden, dass das erste Schaltelement C1 und das dritte Schaltelement C3 während desSchaltvorganges geschlossen gehalten werden. 2.1 Gangwechsel G6 -> G2 [0035] Beim Wechsel vom Quellgang G6 in den Zielgang G2 ergeben sich folgende Indizes fürdie beteiligten vier aktiven Schaltelemente, nämlich für zwei sich öffnenden Schaltelemente(OFFGOING) und zwei sich schließende Schaltelemente:

[0036] Im vorliegenden Fall kann also alleine aus den resultierenden Binärvektoren (1100) bzw.(0011) für die Zeilen "OFFGOING" bzw. "ONCOMING" erkannt werden, dass das erste Schalt¬element C1 und das zweite Schaltelement C2 während des Schaltvorgang geöffnet und dassdritte Schaltelement C3 und das vierte Schaltelement C4 während des Schaltvorganges ge¬schlossen werden müssen. Weiters kann aus dem resultierenden Binärvektor (0000) der ZeileCONTINUOUS erkannt werden, dass kein Schaltelement während des Schaltvorganges ge¬schlossen gehalten wird.

[0037] Die Beispiele wurden an Hand von ausgesuchten Schaltabläufen beschrieben. Selbst¬verständlich ist das Verfahren auch für alle anderen möglichen Schaltabläufe anwendbar.

[0038] Bestimmte Schaltparameter wie beispielsweise die Kupplungsdrehmomentverhältnisse,welche für andere Komponenten in der Regelsoftware benötigt werden, können einfach überdie Indizes ausgewählt werden, wie durch den Schritt 4 in der Figur angedeutet ist. Anschlie¬ßende Komponenten in der Softwarearchitektur steuern basierend auf den Indizes und denausgewählten Schaltparametern die Schaltelemente.

[0039] Der Vorteil des Verfahrens ist, dass die bereits verarbeiteten Schaltvorgänge der Schalt¬elemente aus einem Getriebeprojekt in verschiedenen anderen Getriebeprojekten verwendetwerden können, indem im Wesentlichen nur eine Tabelle für die Kombinationen der Getriebeund Schaltelemente kalibriert werden muss. Dazu wird diese Tabelle von Schaltelementen undSchaltzuständen vorteilhaft in einer Steuereinheit, besonders vorteilhaft in der TCU abgelegt.Darüber hinaus müssen die aktiven Schaltelemente für die verschiedenen, möglichen Gang¬wechsel nicht vordefiniert werden, sondern können dynamisch aus einer kalibierbaren Tabelleberechnet werden.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Steuerung eines Schaltablaufes eines mehrgängigen Automatikgetriebeszwischen einem Quellgang (AG) und einem Zielgang (TG), wobei für zumindest einen er¬laubten Schaltablauf zwischen dem Quellgang (AG) und dem Zielgang (TG) auf der Basisdes Quellganges (AG) und des Zielganges (TG) die für den Gangwechsel erforderlichenSchaltelemente (C1, C2, C3, C4) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass dieSchaltzustände der aktiven Schaltelemente (C1, C2, C3, C4) des Getriebes für jeden Gang(G1, ..., G9) durch jeweils einen Binärvektor dargestellt werden und die sich öffnenden,sich schließenden und geschlossen gehaltenen Schaltelemente (C1, C2, C3, C4) desSchaltablaufs unter Verwendung von logischen Operatoren durch Verknüpfen der Bi¬närvektoren des Quellganges (AG) und des Zielganges (DG) ermittelt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich öffnende Schaltelemen¬te (C1, C2, C3, C4) durch eine Konjunktion des Quellganges (AG) mit einer Negation desZielganges (TG) ermittelt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich schließendeSchaltelemente (C1, C2, C3, C4) durch eine Negation des Quellganges (AG) mit einerKonjunktion des Zielganges (TG) ermittelt werden.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass geschlos¬sen gehaltene Schaltelemente (C1, C2, C3, C4) durch eine Konjunktion des Quellganges(AG) mit dem Zielgang (TG) ermittelt werden.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor derDurchführung des Gangwechsels geprüft wird, ob der Gangwechsel in einen angefordertenWunschgang (DG) erlaubt ist.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Prüfungdes Wunschganges (DG) der Zielgang (TG) ermittelt wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die alsBinärvektor dargestellten Schaltelemente (C1, C2, C3, C4) des Getriebes in einem Steuer¬gerät, vorzugsweise der Transmission Control Unit (TCU), abgelegt werden. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen