DE102011089706A1

DE102011089706A1 - Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisch schaltbaren Fahrzeuggetriebes

Info

Publication number: DE102011089706A1
Application number: DE102011089706A
Authority: DE
Inventors: Johannes KEMLER; Maik Würthner; Joachim Staudinger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2013-06-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisch schaltbaren Fahrzeuggetriebes, bei dem eine aktuelle Getriebedrehzahl eines eingelegten Gangs erfasst wird, bei Erreichen einer vorgegebenen Schaltdrehzahl in einen Zielgang geschaltet wird, anschließend eine aktuelle Getriebedrehzahl des neu eingelegten Gangs erfasst wird, eine zweite Schaltdrehzahl ermittelt wird und eine Drehzahldifferenz zwischen dieser Schaltdrehzahl und der Getriebedrehzahl im aktuellen Gang bestimmt wird, wobei die zweite Schaltdrehzahl eine Drehzahl für eine Schaltung in den Ursprungsgang oder in Richtung des Ursprungsgangs ist, der ermittelten Drehzahldifferenz ein Zählerstartwert für einen Zähler zugeordnet wird und der Zähler auf den Zählerstartwert gesetzt wird, eine beschleunigungsrelevante Fahrzustandsgröße ermittelt und in Abhängigkeit von der ermittelten Fahrzustandsgröße ein Zähleränderungswert bestimmt wird, der Zähler rückwärts zählend gestartet wird und der Zählerwert im weiteren Verlauf in Abhängigkeit des Zähleränderungswerts bis höchstens zum Zählerstartwert erhöht oder bis höchstens zu einem Zählerendwert Null verringert wird, und bei Erreichen des Zählerendwerts Null eine Schaltung in den Ursprungsgang oder in Richtung des Ursprungsgangs freigegeben wird, und ansonsten eine solche Schaltung in den Ursprungsgang gesperrt wird. Um in jedem Gang ein Pendelschalten des Getriebes zuverlässig zu verhindern oder zumindest zu verringern und dabei die Fahrzeugdynamik adäquat zu berücksichtigen ist zusätzlich vorgesehen, dass eine aktuelle Beschleunigung des Fahrzeugs erfasst wird, dass ein maximales Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs im aktuell eingelegten Gang berechnet wird, und dass aus dem als Verhältnis dieser beiden Größen definierten relativen Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs im aktuellen Gang oder einer daraus abgeleiteten Größe der Zähleränderungswert bestimmt und als Eingangsgröße dem Zähler zugeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisch schaltbaren Fahrzeuggetriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Das unter dem Begriff Pendelschalten oder Schaltpendeln bekannte aufeinanderfolgende Hin- und Herwechseln zwischen zwei Gängen durch Hochschaltungen und Rückschaltungen bei Fahrzeuggetrieben mit automatischen Schaltprogrammen tritt bekanntermaßen immer dann auf, wenn unmittelbar nach einer Rückschaltung die Bedingungen für eine Hochschaltung erfüllt sind und umgekehrt nach einer Hochschaltung die Bedingungen für eine Rückschaltung erfüllt sind. Dies kann beispielsweise bei Nutzfahrzeugen mit schwereren Lasten an Steigungen oder im Offroad-Betrieb relativ häufig vorkommen und den Fahrkomfort erheblich stören sowie den Verschleiß des Getriebes erhöhen.
Bei bekannten Verfahren zur Beeinflussung solcher Schaltprogramme bzw. zur Beeinflussung einer Getriebesteuerung werden für die Entscheidung, ob eine Hochschaltung oder Rückschaltung eingeleitet wird, verschiedene Parameter, beispielsweise zuvor festgelegte Grenzwerte von Getriebe- oder Motordrehzahlen und/oder die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung und/oder die Motorleistung bei Volllast im Vergleich zum aktuellen Fahrwiderstand oder daraus abgeleitete Größen erfasst und ausgewertet.
Die Fahrzeugdynamik wird allerdings maßgeblich von der verfügbaren Zugkraft im aktuellen Gang sowie von der zu bewegenden Fahrzeugmasse beeinflusst und wird daher im Fahrbetrieb in der Regel je nach geschaltetem Gang sowie gegebener Fahrzeugmasse unterschiedlich groß sein. Dadurch kann es vorkommen, dass bei einer bestimmten Fahrzeugbeschleunigung oder Fahrzeugverzögerung in dem einen Gang nach einem Schaltvorgang eine Rückschaltung in Richtung des Ursprungsgangs zugelassen oder veranlasst wird, in einem anderen Gang trotz gleicher Beschleunigung bzw. Verzögerung aber nicht, also in bestimmten Gängen eine Freigabe und in anderen Gängen eine Unterdrückung einer solchen Folgeschaltung bevorzugt wird.
Aus der DE 43 29 908 A1 ist ein Verfahren zur Betätigung eines selbständig schaltenden Kraftfahrzeuggetriebes bekannt, bei dem Hoch- und Rückschaltungen abhängig von einer Getriebeeingangsdrehzahl und/oder einer Getriebeausgangsdrehzahl und/oder einer Motordrehzahl sowie einer Drehmomentanforderung durch den Fahrer ausgelöst werden. Die Schaltvorgänge unterliegen einer Hysterese, wobei zwischen einem Schwellwert für einen Hochschaltvorgang und einem Schwellwert für einen Rückschaltvorgang ein bestimmter Drehmomentabstand liegt. Die Hysterese verringert sich zeitabhängig mit Beginn des Schaltvorgangs innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls, damit einerseits Pendelschaltungen unterbunden und andererseits verbrauchsoptimierte Gänge nicht hysteresebedingt blockiert werden, sondern nach Ablauf des Zeitintervalls ausgewählt und geschaltet werden können.
Die DE 102 60 007 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung eines automatisch übersetzten Fahrzeuggetriebes, bei dem, zur Verhinderung von Pendelschalten an Steigungen durch eine zu geringe Antriebsleistung, der aktuelle Fahrwiderstand erfasst und ausgewertet wird. Über Kennlinienfelder wird eine Motordrehzahl ermittelt, mit der dieser Fahrwiderstand mit einer Beschleunigungs- bzw. Leistungsreserve überwunden werden kann. Daraus wird eine bei dem Fahrwiderstand zu realisierende Getriebeübersetzung festgelegt.
Aus der DE 10 2005 049 710 A1 ist ein Verfahren zur Beeinflussung eines automatisierten Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem Informationen über ein Antriebsmoment im Antriebsstrang und eine Fahrzeugbeschleunigung erfasst sowie daraus auf den Fahrwiderstand geschlossen wird. Für einen auf den aktuellen Fahrgang folgenden nächst höheren Gang wird die nach einem Hochschalten anliegende Motordrehzahl und das sich ergebende Antriebsmoment im Antriebsstrang abgeschätzt und nötigenfalls die über dem aktuellen Fahrgang liegenden Gänge gesperrt, wenn das geschätzte Antriebsmoment nach einem entsprechenden Gangwechsel bei ansonsten gleichen Bedingungen nicht für eine ausreichende Beschleunigung des Fahrzeugs genügen würde.
Schließlich ist aus der DE 10 2005 005 379 A1 ein Verfahren zur Reduzierung von Pendelschalten bei einem Fahrzeuggetriebe mit einem automatischen Schaltprogramm bekannt. Dabei wird eine aktuelle Getriebedrehzahl in einem eingelegten Gang erfasst, bei Erreichen einer vorgegebenen Schaltdrehzahl in einen Zielgang geschaltet und anschließend eine aktuelle Getriebedrehzahl im Zielgang erfasst. Weiterhin wird eine zweite Schaltdrehzahl ermittelt und fortlaufend die Differenz zwischen dieser Schaltdrehzahl und der Getriebedrehzahl im Zielgang bestimmt. Die zweite Schaltdrehzahl ist eine Drehzahl für eine gegenläufige Schaltung, also bei einem Hochschaltvorgang eine Drehzahl für eine Rückschaltung und bei einem Rückschaltvorgang eine Drehzahl für eine Hochschaltung in den Ursprungsgang oder in Richtung des Ursprungsgangs. Daraufhin wird in Abhängigkeit der ermittelten Drehzahldifferenz mittels einer Kennlinie ein Startwert für einen Zähler festgelegt und der Zähler rückläufig zählend gestartet.
Der Abstand der aktuellen Drehzahl von der Schaltdrehzahl bestimmt den Zählerstartwert. Befindet sich bei einem Hochschaltvorgang die aktuelle Drehzahl nur wenig unterhalb der Schaltdrehzahl für eine Rückschaltung, so wird ein großer Zählerstartwert gesetzt, weil der Zählerstand gegebenenfalls langsamer den Wert Null erreichen soll, um eine Rückschaltung zu verhindern. Befindet sich die aktuelle Drehzahl hingegen weit unterhalb der Schaltdrehzahl für eine Rückschaltung, so wird ein kleiner Zählerstartwert gesetzt, weil der Zählerstand gegebenenfalls schneller der Wert Null erreichen soll, um eine zügige Rückschaltung zuzulassen.
Ob der Zähler im zeitlichen Verlauf weiter dekrementiert wird, also der Zählerwert abnimmt, oder inkrementiert wird, also der Zählerwert nach anfänglichem Rückgang in Richtung des Startwerts wieder zunimmt, hängt vom weiteren Drehzahlverlauf, also von der aktuellen Beschleunigung des Fahrzeugs ab.
Dazu wird fortlaufend die Fahrzeugbeschleunigung oder eine davon abhängige Größe wie die Beschleunigung einer Getriebeeingangswellendrehzahl, also der Gradient der Eingangswellenzahl, erfasst. Bei einer Betrachtung des Drehzahlgradienten der Getriebeeingangswelle wird die Fahrzeugbeschleunigung mit der aktuellen Gangstufe des Getriebes gewichtet dargestellt. Das jeweilige Inkrement bzw. Dekrement wird in Abhängigkeit des aktuellen Beschleunigungswerts mittels einer weiteren Kennlinie festgelegt und als Eingangsgröße dem Zähler zugeführt.
Nach einem Hochschaltvorgang nimmt der Zählerwert wieder zu, wenn das Fahrzeug ausreichend beschleunigt und die Drehzahl ansteigt, und der Zählerwert nimmt ab, wenn das Fahrzeug unzureichend beschleunigt sowie die Drehzahl sinkt. Erreicht der Zähler den Wert Null, so wird eine Schaltung in Richtung des Ursprungsgangs zugelassen. Ansonsten wird keine Veranlassung für ein solches Zurückschalten erkannt.
Für einen Rückschaltvorgang gilt sinngemäß das gleiche in gegenläufiger Richtung mit einem eigenen Zähler. Befindet sich bei einem Rückschaltvorgang die aktuelle Drehzahl nur wenig oberhalb der Schaltdrehzahl für eine Hochschaltung, so wird ein großer Zählerstartwert gesetzt, um gegebenenfalls eine Hochschaltung zu verhindern. Befindet sich die aktuelle Drehzahl hingegen weit oberhalb der Schaltdrehzahl für eine Hochschaltung, so wird ein kleiner Zählerstartwert gesetzt, um gegebenenfalls eine Hochschaltung zuzulassen. Dementsprechend nimmt der Zählerwert wieder zu, wenn das Fahrzeug ausreichend verzögert und die Drehzahl sinkt, und der Zählerwert nimmt ab, wenn das Fahrzeug unzureichend verzögert sowie die Drehzahl steigt. Erreicht der Zähler den Wert Null, so wird eine Hochschaltung in Richtung des Ursprungsgangs zugelassen. Ansonsten wird keine Veranlassung für ein Hochschalten erkannt. Durch den Zähler wird jeweils ein Schalten tendenziell verzögert und erst dann ausgelöst, wenn dies als notwendig erkannt wird. Folglich reduzieren sich ungewollte Schaltungen und die Wahrscheinlichkeit für ein Pendelschalten des Getriebes.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisch schaltbaren Getriebes eines Fahrzeugs anzugeben, dass ein Pendelschalten unabhängig von dem jeweils geschalteten Gang zuverlässig verhindert und den Getriebeverschleiß verringert.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein unerwünschtes Pendelschalten bei einem automatisch schaltbaren Getriebe vermieden werden kann und die verfügbaren Getriebeübersetzungen dennoch möglichst effektiv genutzt werden, wenn zunächst nach einem Schaltvorgang ein Zähler gestartet wird, der ein sofortiges Zurückschalten in den Ursprungsgang unterdrückt und der so beeinflusst wird, dass das Fahrzeuggetriebe bei ausreichender Beschleunigung bzw. ausreichender Verzögerung so lange wie zweckmäßig im geschalteten Gang verbleibt und bei unzureichender Beschleunigung bzw. unzureichender Verzögerung relativ schnell in den Ursprungsgang zurückkehrt. Durch eine Verhältnisbetrachtung, in der die theoretische Beschleunigung des Fahrzeugs mit der aktuell gemessenen Beschleunigung verglichen wird, kann dem Zähler eine Eingangsgröße zur Verfügung gestellt werden, welche die Dynamik der zu bewegenden Fahrzeugmasse unter Berücksichtigung der verfügbaren Zugkraft des Antriebs im aktuellen Gang repräsentiert.
Demnach geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisch schaltbaren Fahrzeuggetriebes, bei dem

– eine aktuelle Getriebedrehzahl eines eingelegten Gangs erfasst wird,
– bei Erreichen einer vorgegebenen Schaltdrehzahl in einen Zielgang geschaltet wird,
– anschließend eine aktuelle Getriebedrehzahl des neu eingelegten Gangs erfasst wird,
– eine zweite Schaltdrehzahl ermittelt wird und eine Drehzahldifferenz zwischen dieser Schaltdrehzahl und der Getriebedrehzahl im aktuellen Gang bestimmt wird, wobei die zweite Schaltdrehzahl eine Drehzahl für eine Schaltung in den Ursprungsgang oder in Richtung des Ursprungsgangs ist,
– der ermittelten Drehzahldifferenz ein Zählerstartwert für einen Zähler zugeordnet wird und der Zähler auf den Zählerstartwert gesetzt wird,
– eine beschleunigungsrelevante Fahrzustandsgröße ermittelt und in Abhängigkeit von der ermittelten Fahrzustandsgröße ein Zähleränderungswert bestimmt wird,
– der Zähler rückwärts zählend gestartet wird und der Zählerwert im weiteren Verlauf in Abhängigkeit des Zähleränderungswerts bis höchstens zum Zählerstartwert erhöht oder bis höchstens zu einem Zählerendwert Null verringert wird,
– und bei Erreichen des Zählerendwerts Null eine Schaltung in den Ursprungsgang oder in Richtung des Ursprungsgangs freigegeben wird, und ansonsten eine solche Schaltung in den Ursprungsgang gesperrt wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung hierbei zusätzlich vor, dass eine aktuelle Beschleunigung des Fahrzeugs erfasst wird, dass ein maximales Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs im aktuell eingelegten Gang berechnet wird, und dass aus dem als Verhältnis dieser beiden Größen definierten relativen Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs im aktuellen Gang oder einer daraus abgeleiteten Größe der Zähleränderungswert bestimmt und als Eingangsgröße dem Zähler zugeführt wird.
Demnach wird bei einem Fahrzeug mit einem automatisch schaltbaren Getriebe eine Beobachterfunktion in die Getriebesteuerung implementiert, die im Fahrbetrieb die Dynamik des Fahrzeugs überwacht, und aufgrund der überwachten Fahrzeugdynamik ein Schaltprogramm so beeinflussen kann, dass bei Schaltvorgängen ein fahrwiderstandsbedingtes wiederholtes Hoch- und Rückschalten, also ein unerwünschtes Pendeln zwischen Getriebegängen, verhindert wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung verwendet dazu nicht nur die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung oder einen dazu äquivalenten Eingangsdrehzahlgradient bzw. Ausgangsdrehzahlgradient des Getriebes sondern das Verhältnis von aktueller Fahrzeugbeschleunigung zu dem maximalen Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs im aktuellen Gang. Dadurch wird die aktuelle Getriebeübersetzung und die Fahrzeugmasse für eine Beurteilung, ob ein Zurückschalten in den Ursprungsgang oder in einen Gang in Richtung des Ursprungsgangs tatsächlich sinnvoll bzw. notwendig ist, mit herangezogen. Dementsprechend werden ständig das Beschleunigungsvermögen des aktuellen Gangs und das Beschleunigungsverhalten aufgrund der Fahrzeugmasse betrachtet. Dadurch wird jeder Gang über die Verhältnisbetrachtung gleich bewertet. Konkret kann dadurch insbesondere vermieden werden, dass die Beobachterfunktion eine Zurückschaltung in Richtung zum Ursprungsgang in einem kleinen Gang zulässt, beispielsweise im sechsten Gang im unteren Bereichsgruppenbereich eines Gruppengetriebes, diese bei selbiger Beschleunigung bzw. Verzögerung in einem großen Gang, beispielsweise im zwölften Gang im oberen Bereichsgruppenbereich desselben Gruppengetriebes, aber nicht zulässt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung stellt somit im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, die nur die Fahrzeugdynamik im jeweiligen Gang beobachten und/ oder Veränderungen der Fahrzeugdynamik durch die Masse des Fahrzeugs nicht berücksichtigen und/ oder eine Ermittlung des aktuellen Fahrwiderstands erfordern, eine genauere Funktion zur Reduzierung bzw. Verhinderung von Pendelschalten zur Verfügung, die gangunabhängig ist, Fahrzeugmasseeinflüsse berücksichtigt und darüber hinaus keine Fahrwiderstandsermittlung benötigt.
Das gemäß der Erfindung betrachtete relative Beschleunigungsvermögen im aktuellen Gang kann nach mittels der Gleichung a_{fzg_rel} = a_{fzg_akt}/a_{fzg_max} berechnet werden, wobei a_{fzg_akt} die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung ist, a_{fzg_max} = f_{zug_max}/m_fzg das maximale Beschleunigungsvermögen im aktuellen Gang bezogen auf einen Fahrwiderstandswert Null darstellt, f_{zug_max} = M_{mot_max}·i_Getriebe·(i_HA/r_dyn) die maximale Zugkraft im aktuellen Gang ist, M_{mot_max} das dazugehörige maximal verfügbare Drehmotormoment des Antriebsmotors angibt, i_Getriebe die aktuelle Getriebeübersetzung ist, i_HA für eine weitere Übersetzung des Triebstrangs steht, rd_yn den dynamischen Reifenradius des antreibenden Fahrzeugrades angibt, und m_fzg die Fahrzeugmasse ist.
Die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung kann beispielsweise aus der üblicherweise ohnehin in einer elektronischen Einrichtung des Fahrzeugs als Signal vorhandenen Fahrzeuggeschwindigkeit durch Bilden der zeitlichen Ableitung oder mittels eines vorhandenen Beschleunigungssensors erfasst werden.
Das maximale Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs ohne Fahrwiderstand, also die theoretische Beschleunigung des Fahrzeugs in der Ebene ohne Steigungswiderstand (bei vernachlässigtem Luft- und Rollwiderstand), kann demnach berechnet werden mittels der aktuellen Getriebeübersetzung, mittels der weiteren Übersetzungen welche im Triebstrang verbaut sind, wie eine Hinterachsübersetzung und/oder eine Übersetzung in einem Verteilergetriebe, die aktuelle Fahrzeugmasse, welche insbesondere bei beladenen Nutzfahrzeugen einen erheblichen Einfluss auf die Fahrzeugdynamik ausübt, und das maximal verfügbare Motordrehmoment, bei welchem innere Verluste zusätzlich berücksichtigt werden können.
Der benötigte dynamische Reifenradius r_dyn berücksichtigt die lastabhängige Einfederung des Fahrzeugreifens bei dessen Abrollbewegung und kann näherungsweise mit Hilfe der Gleichung r_dyn = (2r₀/3) + 1/3(r₀ – Δr) berechnet werden, wobei r₀ der unverformte Reifenradius und Δr die Reifeneinfederung ist.
Zur Durchführung des Verfahrens wird ein Zähler gestartet, der eine bevorstehende Schaltanweisung eines Schaltprogramms bzw. einer Getriebesteuerung für einen möglicherweise nicht zweckmäßigen Gangwechsel verzögert und zunächst den Verlauf des relativen Beschleunigungsvermögens im aktuellen Gang bewertet, bevor diese Schaltung gegebenenfalls freigegeben wird.
Der Zähler kann beispielsweise zu einem Zeitpunkt gestartet werden, wenn in einem Schaltprogramm oder dergleichen kurz nach dem Schalten eines Zielgangs eine vorgegebene Drehzahl- oder Fahrgeschwindigkeitsbedingung für einen erneuten Gangwechsel als erfüllt erkannt wird, oder eine unmittelbar nach dem Schaltvorgang bevorstehende weitere Schaltung bereits vorbereitet wird, oder ein vorbestimmter Grenzwert überschritten ist, der ein Schalten von einem Gang in einen anderen Gang verursachen würde.
Dies kann bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung realisiert sein, in dem in einer elektronischen Steuerungseinrichtung ein Gangstufen-Komparator enthalten ist, der eine erfolgte Schaltung von einem Ursprungsgang in einen Zielgang feststellt. Daraufhin setzt die Steuerungseinrichtung einen Zähler auf einen über die Drehzahldifferenz der aktuellen Getriebedrehzahl von einer Schaltdrehzahl für eine Schaltung zurück in Richtung zum Ursprungsgang festgelegten Zählerstartwert. Grundsätzlich können auch jeweils ein Zähler für Hochschaltungen und ein Zähler für Rückschaltungen vorgesehen sein, die parallel betrieben werden.
Gleichzeitig wird das relative Beschleunigungsvermögens im aktuellen Gang wie bereits beschrieben berechnet und ein Zähleränderungswert bestimmt, mit dem der Zählerwert addiert oder subtrahiert werden soll. Dieser Zähleränderungswert wird dem Zähler zugeführt. Der Zähleränderungswert kann demnach als Inkrement oder Dekrement wirksam sein. Erreicht der Zähleränderungswert nach dem Starten des Zählers den Wert Null, so wird ein entsprechendes Signal einer Getriebesteuerung zugeführt und eine entsprechende Getriebeschaltung veranlasst oder zumindest zugelassen.
Der Zählerstartwert kann über eine Zählerstartwertkennlinie oder eine Zählerstartwerttabelle bestimmt werden, in der eine Zuordnung zwischen Zählerstartwert und Drehzahldifferenz zwischen der zweiten Schaltdrehzahl für eine zu dem Zielgang entgegengerichtete Schaltung und der aktuellen Getriebedrehzahl festgelegt ist.
Der Zähleränderungswert kann über eine Zähleränderungswertkennlinie oder eine Zähleränderungswerttabelle bestimmt wird, in der eine Zuordnung zwischen Zähleränderungswert und relativem Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs im aktuellen Gang festgelegt ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass nach einer Schaltung in einen höheren Zielgang der Zähler vorwärts zählt und der Zählerwert bis höchstens zum Zählerstartwert zunimmt, sofern das Fahrzeug so beschleunigt, dass der Zähleränderungswert einen vorgegebenen Schwellwert erreicht oder überschreitet, und dass der Zähler rückwärts zählt sowie der Zählerwert bis höchstens zum Zählerendwert Null abnimmt, sofern das Fahrzeug so beschleunigt, dass der Zähleränderungswert den Schwellwert unterschreitet.
Bei einer solchen Hochschaltung kann die Schaltdrehzahl für eine unmittelbar folgende Rückschaltung beabsichtigt oder unbeabsichtigt unterschritten sein. Aus dem Abstand der aktuellen Getriebedrehzahl von dieser Schaltdrehzahl kann dann ein drehzahldifferenzbedingter Zählerstartwert bestimmt werden.
Liegt die aktuelle Drehzahl nur wenig unterhalb der Schaltdrehzahl für die Rückschaltung, kann beispielsweise ein relativ hoher Zählerstartwert gesetzt werden. Dadurch dauert das Herunterzählen des Zählers vergleichsweise lange, so dass eine Rückschaltung entsprechend lange verzögert werden kann. Dies ist vorteilhaft, weil ein solcher Rückschaltvorgang in der betrachteten Situation bei einer geringen Abweichung der aktuellen Drehzahl von der Schaltdrehzahl für die Rückschaltung leicht zu einem Pendelschalten führen könnte und daher zunächst wenig zweckmäßig erscheint.
Liegt dagegen die aktuelle Drehzahl weit unterhalb der Schaltdrehzahl für die Rückschaltung, kann beispielsweise ein relativ niedriger Zählerstartwert gesetzt werden. Dadurch dauert das Herunterzählen des Zählers relativ kurz, so dass eine Rückschaltung entsprechend schneller freigegeben werden kann. Dies ist vorteilhaft, weil in der betrachteten Situation bei einer großen Abweichung der aktuellen Getriebedrehzahl von der Schaltdrehzahl für die Rückschaltung das Fahrverhalten eher ungünstig wäre, so dass ein solcher Rückschaltvorgang als zunächst zweckmäßig erscheint.
In Abhängigkeit von dem relativen Beschleunigungsvermögen wird ein Zähleränderungswert bestimmt, der den von dem jeweiligen Startwert aus in Richtung Zählerwert Null gestarteten Zähler beeinflusst. Der weitere Verlauf des relativen Beschleunigungsvermögens des Fahrzeugs und die daraus fortlaufend bestimmten Zähleränderungswerte bestimmen dann die zeitliche Entwicklung des Zählerwerts. Zählerzuwächse unterhalb eines Schwellwerts führen zur Abnahme des Zählerwerts, Zählerzuwächse oberhalb des Schwellwerts führen zur Zunahme des Zählerwerts. Bei unzureichender Beschleunigung nimmt der Zählerwert also ab, bei ausreichender Beschleunigung nimmt der Zählerwert zu. Von dem weiteren fahrdynamischen Verhalten des Fahrzeugs mit Berücksichtigung des aktuell geschalteten Gangs und der Fahrzeugmasse hängt es somit ab, ob tatsächlich eine Rückschaltung erfolgt. Ein solcher Rückschaltvorgang wird erst dann ausgelöst, wenn der Zähler den Wert Null erreicht hat.
Bei einem Rückschaltvorgang kann analog vorgegangen werden. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass nach einer Schaltung in einen niedrigeren Zielgang der Zähler vorwärts zählt und der Zählerwert bis höchstens zum Zählerstartwert zunimmt, sofern das Fahrzeug so verzögert, dass der Zähleränderungswert einen vorgegebenen Schwellwert erreicht oder überschreitet, und dass der Zähler rückwärts zählt sowie der Zählerwert bis höchstens zum Zählerendwert Null abnimmt, sofern das Fahrzeug so verzögert, dass der Zähleränderungswert den Schwellwert unterschreitet.
Bei einer solchen Rückschaltung kann die Schaltdrehzahl für eine unmittelbare Hochschaltung beabsichtigt oder unbeabsichtigt überschritten sein. Aus dem Abstand der aktuellen Getriebedrehzahl von dieser Schaltdrehzahl kann dann ein drehzahldifferenzbedingter Zählerstartwert bestimmt werden.
Liegt die aktuelle Drehzahl nur wenig oberhalb der Schaltdrehzahl für die Hochschaltung, kann beispielsweise ein relativ hoher Zählerstartwert gesetzt werden. Dadurch dauert ein Ablaufen des Zählers relativ lange, so dass eine Hochschaltung entsprechend lange verzögert werden kann. Dies ist vorteilhaft, weil ein solcher Hochschaltvorgang in der betrachteten Situation bei einer geringen Abweichung zur Schaltdrehzahl leicht zu einem Pendelschalten führen könnte und daher zunächst wenig zweckmäßig erscheint.
Ist die aktuelle Drehzahl weit oberhalb der Schaltdrehzahl für die Hochschaltung, kann beispielsweise ein relativ niedriger Zählerstartwert gesetzt werden. Dadurch dauert ein Ablaufen des Zählers relativ kurz, so dass eine Hochschaltung entsprechend schneller freigegeben werden kann. Dies ist vorteilhaft, weil in der betrachteten Situation bei einer hohen Abweichung der aktuellen Getriebedrehzahl von der Schaltdrehzahl das Fahrverhalten eher ungünstig wäre, so dass ein solcher Hochschaltvorgang als zunächst zweckmäßig erscheint.
Bei einer Verzögerung des Fahrzeugs, also einer negativen Beschleunigung, wird auch das relative Beschleunigungsvermögen negativ, also zu einem relativen Verzögerungsvermögen. In Abhängigkeit vom relativen Verzögerungsvermögen wird ein Zähleränderungswert bestimmt, der den von dem jeweiligen Startwert aus in Richtung Zählerwert Null gestarteten Zähler beeinflusst. Der weitere Verlauf des relativen Verzögerungsvermögens des Fahrzeugs und die daraus fortlaufend bestimmten Zähleränderungswerte bestimmen dann die zeitliche Entwicklung des Zählerwerts. Zählerzuwächse unterhalb eines Schwellwerts führen zur Abnahme des Zählerstands, Zählerzuwächse oberhalb des Schwellwerts führen zur Zunahme des Zählerstands. Der Zählerwert nimmt also bei unzureichender Verzögerung ab, um ein Hochschaltvorgang möglichst schnell auszulösen, und der Zählerwert nimmt bei ausreichender Verzögerung zu, so dass sich die Wahrscheinlichkeit für eine Hochschaltung verringert und das Erreichen des Schaltpunktes verzögert. Von dem weiteren fahrdynamischen Verhalten des Fahrzeugs mit Berücksichtigung des aktuell geschalteten Gangs und der Fahrzeugmasse hängt es somit ab, ob tatsächlich eine Hochschaltung erfolgt. Ein solcher Hochschaltvorgang wird erst dann ausgelöst, wenn der Zähler den Wert Null erreicht hat.
Durch die variabel einstellbaren Startwerte, Zuwächse und zugehörigen Schwellwerte kann der Zähler somit gezielt beeinflusst werden, damit eine bevorstehende Schaltung mehr oder weniger verzögert oder gesperrt wird, um einerseits ein Pendelschalten zu vermeiden und um andererseits einem Fahrerwunsch nach Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs möglichst schnell zu entsprechen.
Zusätzlich zur Verhinderung des Pendelschaltens kann das Verfahren auch vorteilhaft angewendet werden zur Unterdrückung von unerwünschten Rückschaltungen aufgrund des so genannten Turbolochs bei Fahrzeugen mit einem Turbolader, und zur Unterdrückung von ungünstigen Schaltungen aufgrund kurzzeitiger Topografieänderungen.
Der Zähler wirkt außerdem bei der Verwendung von verrauschten Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- oder Drehzahlsignalen vorteilhaft wie ein Filter, wodurch Fehlschaltungen aufgrund von Störsignalen vermieden werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4329908 A1 [0005]
DE 10260007 A1 [0006]
DE 102005049710 A1 [0007]
DE 102005005379 A1 [0008]

Claims

Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisch schaltbaren Fahrzeuggetriebes, bei dem – eine aktuelle Getriebedrehzahl eines eingelegten Gangs erfasst wird, – bei Erreichen einer vorgegebenen Schaltdrehzahl in einen Zielgang geschaltet wird, – anschließend eine aktuelle Getriebedrehzahl des neu eingelegten Gangs erfasst wird, – eine zweite Schaltdrehzahl ermittelt wird und eine Drehzahldifferenz zwischen dieser Schaltdrehzahl und der Getriebedrehzahl im aktuellen Gang bestimmt wird, wobei die zweite Schaltdrehzahl eine Drehzahl für eine Schaltung in den Ursprungsgang oder in Richtung des Ursprungsgangs ist, – der ermittelten Drehzahldifferenz ein Zählerstartwert für einen Zähler zugeordnet wird und der Zähler auf den Zählerstartwert gesetzt wird, – eine beschleunigungsrelevante Fahrzustandsgröße ermittelt und in Abhängigkeit von der ermittelten Fahrzustandsgröße ein Zähleränderungswert bestimmt wird, – der Zähler rückwärts zählend gestartet wird und der Zählerwert im weiteren Verlauf in Abhängigkeit des Zähleränderungswerts bis höchstens zum Zählerstartwert erhöht oder bis höchstens zu einem Zählerendwert Null verringert wird, – und bei Erreichen des Zählerendwerts Null eine Schaltung in den Ursprungsgang oder in Richtung des Ursprungsgangs freigegeben wird, und ansonsten eine solche Schaltung in den Ursprungsgang gesperrt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine aktuelle Beschleunigung des Fahrzeugs erfasst wird, dass ein maximales Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs im aktuell eingelegten Gang berechnet wird, und dass aus dem als Verhältnis dieser beiden Größen definierten relativen Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs im aktuellen Gang oder einer daraus abgeleiteten Größe der Zähleränderungswert bestimmt und als Eingangsgröße dem Zähler zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das relative Beschleunigungsvermögen im aktuellen Gang mittels a_{fzg_rel} = a_{fzg_akt}/a_{fzg_max} berechnet wird, wobei a_{fzg_akt} die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung, a_{fzg_max} = f_{zug_max}/m_fzg das maximales Beschleunigungsvermögen im aktuellen Gang bezogen auf einen Fahrwiderstandswert Null, f_{zug_max} M =_{mot_max}·i_Getriebe·(i_HA/r_dyn) die maximale Zugkraft im aktuellen Gang, M_{mot_max} das maximal verfügbare Motordrehmoment, i_Getriebe die aktuelle Getriebeübersetzung, i_HA die Übersetzung des restlichen Triebstrangs, r_dyn der dynamische Reifenradius eines antreibenden Fahrzeugrades, und m_fzg die Fahrzeugmasse bedeuten.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Schaltung in einen höheren Zielgang der Zähler vorwärts zählt und der Zählerwert bis höchstens zum Zählerstartwert zunimmt, sofern das Fahrzeug derartig beschleunigt, dass der Zähleränderungswert einen vorgegebenen Schwellwert erreicht oder überschreitet, und dass der Zähler rückwärts zählt und der Zählerwert bis höchstens zum Zählerendwert Null abnimmt, sofern das Fahrzeug derartig beschleunigt, dass der Zähleränderungswert den Schwellwert unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Schaltung in einen niedrigeren Zielgang der Zähler vorwärts zählt und der Zählerwert bis höchstens zum Zählerstartwert zunimmt, sofern das Fahrzeug derartig verzögert, dass der Zähleränderungswert einen vorgegebenen Schwellwert erreicht oder überschreitet, und dass der Zähler rückwärts zählt und der Zählerwert bis höchstens zum Zählerendwert Null abnimmt, sofern das Fahrzeug derartig verzögert, dass der Zähleränderungswert den Schwellwert unterschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zählerstartwert über eine Zählerstartwertkennlinie oder eine Zählerstartwerttabelle bestimmt wird, in der eine Zuordnung zwischen Zählerstartwert und Drehzahldifferenz zwischen der zweiten Schaltdrehzahl für eine dem Zielgang entgegen gerichtete Schaltung und der aktuellen Getriebedrehzahl festgelegt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähleränderungswert über eine Zähleränderungswertkennlinie oder eine Zähleränderungswerttabelle bestimmt wird, in der eine Zuordnung zwischen Zähleränderungswert und relativem Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs im aktuellen Gang festgelegt ist.