DE10330155A1

DE10330155A1 - Gear shift speed improvement process for automatic transmissions involves offsetting shift point up or down, depending on revs gradient and other factors

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Publication number: DE10330155A1
Application number: DE2003130155
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl.-Ing. Popp; Wolfgang Dipl.-Ing. Kösling; Franz-Josef Schuler; Klaus Dipl.-Ing. Steinhauser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2005-01-20

Abstract

The gear shift speed improvement process involves offsetting the shift point to higher or lower revs, depending on the revs gradient, shift-specific reaction times, regulated revs level, and/or other functions of the engine or of the automatic transmission. The times of gear shift operations are recorded and supplied to the gear shift command software.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Schaltgeschwindigkeit von Automatgetrieben, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The present invention relates to a method for improving the Switching speed of automatic transmissions, according to the preamble of the claim 1.

Die immer steigenden Anforderungen an die Funktionalität der Automatgetriebe durch die Forderung nach mehr Spontaneität, die immer größer werdende Anzahl der zu schaltenden Gänge, die verbrauchsoptimierte Auslegung der Automatgetriebe mit größeren Fahranteilen in den hohen Gängen sowie die große Anzahl der auszuführenden Rückschaltungen beim Abbremsen des Fahrzeugs bis zum Stillstand führen dazu, dass Gänge eines Automatgetriebes immer schneller und häufiger hintereinander geschaltet werden sollen.The increasing demands on the functionality of automatic transmissions by the demand for more spontaneity, the ever-growing Number of gears to be shifted, the consumption-optimized design of the automatic transmission with larger driving proportions in the high corridors as well as the big one Number of executions downshifts when braking the vehicle to a standstill lead to that gears an automatic transmission increasingly faster and more frequently connected in series should be.

In einem Automatgetriebe wird für Schaltungen ein gewisser Vorhalt berücksichtigt, da bis zum Gangwechsel eine gewisse Verzögerungszeit vergeht und die Motordrehzahl bis zur Lastübernahme von abschaltender zu zuschaltenden Kupplung weiter ansteigt. Gründe für die Verzögerungszeit sind Befüllungs- und Rampenzeiten bis letztendlich der Schaltdruck erreicht wird. Die Motordrehzahldifferenz, d. h. die Drehzahldifferenz zwischen max. erreichter Motordrehzahl (Schaltdrehzahl) zur Abregeldrehzahl bei Hochschaltungen streut in Abhängigkeit von Getriebe- und Motorentemperatur, sowie Fahrbahnneigung und Beladungszustand des Fahrzeugs.In an automatic transmission is for Circuits considered a certain amount, since until the gear change a certain delay time passes and the engine speed to the load transfer of abschaltender To be connected clutch continues to increase. Reasons for the delay time are filling and ramp times until finally the switching pressure is reached. The engine speed difference, d. H. the speed difference between Max. reached engine speed (shift speed) to Abregeldrehzahl at upshifts scatters depending on transmission and Engine temperature, as well as road gradient and load condition of the Vehicle.

Bei stark motorisierten Fahrzeugen kann die hierbei auftretende Motordrehzahldifferenz unter Berücksichtigung von Kupplungs-Befüllungszeiten inklusive Lastübernahme bis ca. 1 200 1/min betragen.at strongly motorized vehicles, the occurring engine speed difference considering from clutch filling times including load transfer to about 1 200 1 / min amount.

Nach dem Stand der Technik, insbesondere aus der DE 199 61 979 A1 der Anmelderin, ist bekannt, den Kickdown-Hochschaltpunkt adaptiv, d. h. in Abhängigkeit von den jeweiligen Belastungszuständen und Fahrbahnneigungen zu bestimmen, so dass bei einer gewünschten maximalen Motordrehzahl geschaltet wird. Des weiteren wird im Rahmen der DE 44 40 706 A1 vorgeschlagen, die in der Ebene gültigen Hochschaltungs- und Rückschaltungsschaltpunkte steigungsabhängig zu verschieben, um Pendelschaltungen zu vermeiden. Ein weiteres Verfahren zur Verschiebung der Schaltpunke von Rückschaltungen ist in der DE 42 165 53 C2 beschrieben.According to the prior art, in particular from the DE 199 61 979 A1 Applicant is known to adaptively determine the kickdown upshift point, that is, in response to the respective load conditions and roadway inclinations, such that shifting occurs at a desired maximum engine speed. Furthermore, under the DE 44 40 706 A1 proposed to shift the in-plane upshift and downshift switching points as a function of the gradient, in order to avoid oscillation circuits. Another method for shifting the switching points of downshifts is in DE 42 165 53 C2 described.

Weiterhin besteht jedoch das Problem, dass getriebeinterne Veränderungen wie z. B. das Umschalten von einem „normalen" auf einen „sportlichen" Schaltablauf (deutliche Reduzierung der Schaltzeit) oder Grenzmustergetriebe in der Serie nicht berücksichtigt werden.Farther However, there is the problem that internal gear changes such as B. switching from a "normal" to a "sporty" switching sequence (significant Reduction of the shift time) or limit pattern transmission in the series not considered become.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung der Schaltgeschwindigkeit von Automatgetrieben anzugeben, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.Of the The present invention is based on the object, a method to improve the switching speed of automatic transmissions which avoids the disadvantages of the prior art.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.These The object is solved by the features of claim 1. Further Embodiments and advantages will become apparent from the dependent claims.

Demnach wird vorgeschlagen, zur Verbesserung der Schaltgeschwindigkeit von Automatgetrieben, die Schaltpunkte zu höheren oder niedrigeren Schaltdrehzahlen, in Abhängigkeit vom Drehzahlgradienten (der eine Funktion der Fahrzeugmasse und der Steigung ist), von schaltungstypspezifischen Reaktionszeiten, von der Abregeldrehzahl und/oder von Motor-/Getriebeersatzfunktionen zu verschieben.Therefore is proposed to improve the switching speed of Automatic transmissions, the switching points to higher or lower switching speeds, dependent on of the speed gradient (which is a function of the vehicle mass and the Slope), of circuit type specific reaction times, of the Abregeldrehzahl and / or motor / gear replacement functions to move.

Gemäß der Erfindung werden zur Ermittlung der Dauer von der Auslösung der Schaltung bis zur ersten Drehzahlreaktion laufend die Dauer der Befüllung der zuschaltenden Schaltelemente bzw. der Druckreduzierung der abschaltenden Schaltelemente berechnet und gespeichert. Diese Daten werden dem den Schaltbefehl verursachenden Softwarefunktionsteil als Reaktions- bzw. Vorhaltzeit übermittelt, so dass der den Schaltbefehl bestimmende bzw. verursachende Softwarefunktionsteil jederzeit auf Änderungen der bisher angenommenen Zeit in der Schaltablauffunktionssoftware reagieren kann.According to the invention are used to determine the duration from the triggering of the circuit to the first one Speed reaction continuously the duration of the filling of the switching elements switching or the pressure reduction of the switching off switching elements calculated and saved. These data become the one causing the switching command Software function part transmitted as reaction or derivative time, such that the software function part determining or causing the switching command at any time to changes the time previously assumed in the shift sequence function software can react.

Eine Änderung der berechneten Reaktionszeiten kann es aus verschiedenen Gründen geben:
Beispielsweise können die Befüll- bzw. Entleerzeiten des Schaltablaufs durch Wechsel des Schaltablaufs von normalem auf spontanen bzw. sportlichen Ablauf oder durch schon vorgehaltene Befüllung des oder der zuschaltenden Schaltelemente verkürzt werden. Ein weiterer Grund für die Verkürzung der Reaktionszeiten kann eine durchgeführte Druckreduzierung auf das gerade noch notwendige Übertragungsmoment der abschaltenden Schaltelemente sein.There may be a change in the calculated reaction times for various reasons:
For example, the filling or emptying times of the switching sequence can be shortened by changing the switching sequence from normal to spontaneous or sporting process or by already held filling of the switching elements or the switching elements. Another reason for the shortening of the reaction times may be a pressure reduction carried out on the just necessary transmission torque of the switching elements switching off.

Des Weiteren können Änderungen der Parameter für die Befüllung bzw. Druckreduzierung durch eine ausgeführte Adaptionsfunktion auftreten, was die Reaktionszeiten unmittelbar beeinflusst ebenso wie eine Änderung von Einflussgrößen (Getriebetemperatur, Momente, Drehzahlen, ...). Als weiterer Grund für eine Änderung der Reaktionszeiten ist auch die Notwendigkeit, eine der die Reaktionszeit reduzierenden Maßnahmen zurückzunehmen, da ein Betriebsbereich verlassen wurde, in denen dies möglich war, zu nennen.Of Further changes can be made the parameter for the filling or pressure reduction by an executed adaptation function occur, which directly influences the reaction times as well as a change of influencing variables (transmission temperature, Moments, speeds, ...). Another reason for a change in reaction times is also the need to reduce one of the reaction time activities take back, because an operating area was left where this was possible to call.

Für die Berechnung der Dauer der Reaktionszeit ist die Kenntnis des Zeitpunkts der ersten Drehzahlreaktion auf die Drucksteuerung, d. h. die Kenntnis des Zeitpunkts des Verlassens der Synchrondrehzahl des aktuellen Gangs bestimmend.For the calculation of the duration of the reaction time is the knowledge of the time of the first Speed response to the pressure control, ie determining the time of leaving the synchronous speed of the current gear.

Gemäß der Erfindung werden die Zustandszeiten der Befüllung der zuschaltenden Schaltelemente bzw. der Druckreduzierung der abschaltenden Schaltelemente addiert und der das Verlassen der aktuellen Synchrondrehzahl bestimmende Zeitwert der Schaltstrategiesoftware, die den Schaltpunkt bestimmt, übermittelt. Mit diesem Zeitwert für die Reaktionszeit und der Kenntnis der Schaltzeit ist es dann der Schaltstrategiesoftware möglich, den optimalen Schaltpunkt an den benötigten Ablauf in der Schaltablaufsoftware anzupassen.According to the invention become the state times of the filling of the switching elements switching or the pressure reduction of the switching off switching elements added and the departure of the current synchronous speed determining Time value of the switching strategy software, which determines the switching point transmitted. With this time value for the reaction time and the knowledge of the switching time it is then the Switching strategy software possible, the optimal switching point to the required sequence in the shift sequence software adapt.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption ist es möglich, bei allen Arten von Getrieben durch Kenntnis der Reaktionszeiten für die Betätigung der Schaltelemente den Hochschaltpunkt und insbesondere die Kick-down-Schaltdrehzahlen an die Bedingungen des Schaltablaufs anzupassen und auf geänderte Bedingungen wie z. B. Veränderungen der Einfluss größen auf die Reaktionszeit durch Verlassen von erlaubten Betriebsbereichen oder Variationen des Schaltablaufs zu reagieren.By the conception according to the invention Is it possible, for all types of transmissions by knowing the reaction times for the activity the switching elements the upshift point and in particular the kick-down switching speeds to adapt to the conditions of the shifting sequence and to changed conditions such as B. changes the influence sizes up the reaction time by leaving allowed operating ranges or to respond to variations of the switching sequence.

Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass der Motor den aktuellen Motordrehzahlabregelwert dem Getriebe bzw. der Getriebesteuerung übermittelt, wodurch der Schaltzeitpunkt mit dem notwendigen Vorhalt ermittelt werden kann, da die Motorabregeldrehzahl ebenfalls von bestimmten Einflussfaktoren, wie Motortemperatur, Motorersatzfunktionen durch Überwachungs-/Ersatz-/Diagnosefunktionen usw., abhängt.in the Framework of a particularly advantageous variant of the method according to the invention It is suggested that the engine be the current engine speed derating value transmitted to the transmission or the transmission control, whereby the switching time can be determined with the necessary Vorhalt, since the engine speed control also of certain influencing factors, such as engine temperature, Motor replacement functions through monitoring / replacement / diagnostic functions etc., depends.

Zudem kann vom Motor bzw. der Motorsteuerung selbst der Zeitpunkt einer Drehzahlumkehr (z. B. in Abhängigkeit von der Fahrsituation, Fahraktivität, etc.) ermittelt werden und an das Getriebe bzw. der Getriebesteuerung übertragen werden. Demzufolge kann das Getriebe mit dem tatsächlichen bzw. berechnetem Vorhalt die Schaltung auslösen.moreover can from the engine or the engine control itself the time of a Speed reversal (eg depending on be determined by the driving situation, driving activity, etc.) and be transmitted to the transmission or the transmission control. As a result, can the gearbox with the actual or calculated derivative trigger the circuit.

Das Auslösen einer Schaltung kann auch bei Rückschaltungen durch bestimmte Vorgaben beeinflusst werden. Normalerweise würde eine Rückschaltung z. B. gerade noch bei 4 500 1/min zulässig sein, da bei der Einleitung einer anschließenden Hochschaltung eine Drehzahlumkehr vor Erreichen der Abregeldrehzahl stattfinden muss.The Trigger A circuit can also be used for downshifts be influenced by certain specifications. Normally one would downshift z. B. just be allowed at 4 500 1 / min, as at the introduction a subsequent Upshifting a speed reversal before reaching the downshift speed must take place.

Ist nun beispielsweise bei kaltem Getriebe die Füllzeit der zuschaltenden Kupplung bei der anschließenden Hochschaltung verlängert (zähes Hydrauliköl) so kann es vorkommen, dass vor Erreichen des Drehzahlumkehrpunktes der laufenden Hochschaltung bereits die Abregeldrehzahl er reicht wird. Dies bedeutet, dass entweder die anschließende Hochschaltung früher gestartet werden muss, was aber bei einigen Getrieben frühestens nach Erreichen des Synchronpunktes oder nach Beendigung der Schaltung möglich ist, wenn nicht sogar zusätzliche Verzögerungszeiten appliziert werden müssen, oder dass die angeforderte Rückschaltung situationsbedingt früher gestartet oder nicht mehr ausgeführt wird.is now, for example, in cold gear, the filling time of the engaging clutch at the subsequent Upshift extended (tough Hydraulic oil) so it may happen that before reaching the speed reversal point the current upshift already the Abregeldrehzahl he goes becomes. This means that either the subsequent upshift starts earlier must be, but at some earliest after reaching the Synchronpunktes or after completion of the circuit is possible, if not additional delay times must be applied, or that the requested downshift situation earlier started or stopped running becomes.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.The The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures by way of example.

Es stellen dar:It represent:

1 den Verlauf der Drehzahl, des Druckes des abschaltenden Schaltelementes und des Druckes des zuschaltenden Schaltelementes bei einer Hochschaltung als Funktion der Zeit und 1 the course of the speed, the pressure of the disconnecting switching element and the pressure of the switching element switching on at an upshift as a function of time and

2 den Verlauf der Drehzahl, des Druckes des abschaltenden Schaltelementes und des Druckes des zuschaltenden Schaltelementes als Funktion der Zeit bei einer Rückschaltung mit anschließender Hochschaltung bei warmen und bei kaltem Getriebe. 2 the course of the speed, the pressure of the disconnecting switching element and the pressure of the switching element switching as a function of time in a downshift with subsequent upshift in warm and cold gearbox.

In 1 ist mit A der Verlauf der Drehzahl bezeichnet; zum Zeitpunkt t_0 wird der Schaltbefehl ausgegeben, so dass der Druck im abschaltenden Schaltelement (Kurve B) reduziert wird. Ab diesem Zeitpunkt (Schaltbefehl) wird die Reaktionszeit berechnet. Die Reaktionszeit endet zum Zeitpunkt t_1, wo die Lastübernahme von dem zuschaltenden Schaltelement (Kurve C) stattfindet, da der Druck im zu schaltenden Schaltelement dazu ausreicht (Drehzahlreaktion).In 1 is denoted by A the course of the speed; At the time t_0, the switching command is issued, so that the pressure in the switching off switching element (curve B) is reduced. From this time (switching command), the reaction time is calculated. The reaction time ends at time t_1, where the load transfer from the switching element (curve C) takes place, since the pressure in the switching element to be switched is sufficient (speed reaction).

Gemäß der Erfindung werden die Reaktionszeiten berechnet, gespeichert und dem den Schaltbefehl verursachenden Softwarefunktionsteil als Reaktions- bzw. Vorhaltzeit übermittelt, so dass der den Schaltbefehl bestimmende bzw. verursachende Softwarefunktionsteil jederzeit auf Änderungen der bisher angenommenen Zeit in der Schaltablauffunktionssoftware reagieren kann. Zur Ermittlung der Dauer von der Auslösung der Schaltung bis zur ersten Drehzahlreaktion wird laufend die Dauer der Befüllung der zuschaltenden Schaltelemente bzw. der Druckreduzierung der abschaltenden Schaltelemente ermittelt.According to the invention the reaction times are calculated, saved and the switching command transmitting software function part as reaction time, such that the software function part determining or causing the switching command at any time to changes the time previously assumed in the shift sequence function software can react. To determine the duration of the release of the Circuit until the first speed response is continuously the duration the filling the switching elements or the pressure reduction of the disconnecting Switching elements determined.

Gemäß der Erfindung werden zur Berechnung der Reaktionszeiten die Zustandszeiten der Befüllung der zuschaltenden Schaltelemente bzw. der Druckreduzierung der abschaltenden Schaltelemente jeweils addiert und der das Verlassen der aktuellen Synchrondrehzahl bestimmende Zeitwert der Schaltstrategiesoftware, die den Schaltpunkt bestimmt, übermittelt. Mit diesem Zeitwert für die Reaktionszeit und der Kenntnis der Schaltzeit ist es dann möglich, den optimalen Schaltpunkt an den benötigten Ablauf in der Schaltablaufsoftware anzupassen.According to the invention, the state times of the filling of the switching elements switching on or of the pressure reduction of the switching off switching elements are respectively added to calculate the reaction times, and the time value of the time value determining the leaving of the current synchronous rotational speed Switching strategy software that determines the switching point transmitted. With this time value for the reaction time and the knowledge of the switching time, it is then possible to adapt the optimum switching point to the required sequence in the shift sequence software.

Erfindungsgemäß werden die Schaltpunkte zu höheren oder niedrigeren Schaltdrehzahlen auch in Abhängigkeit vom Drehzahlgradienten, von der Abregeldrehzahl und/oder von Motor-/Getriebeersatzfunktionen verschoben.According to the invention the switching points to higher or lower switching speeds also depending on the speed gradient, from the Abregeldrehzahl and / or engine / transmission replacement functions postponed.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch bei Rückschaltungen bzw. Rückschaltungen mit anschließender Hochschal tung anwendbar. Während des Betriebes des Fahrzeugs können nämlich Situationen auftreten, wie bereits erläutert beispielsweise bei kaltem Getriebe, welche die Füllzeit der zuschaltenden Kupplung bei der anschließenden Hochschaltung verlängern, so dass vor Erreichen des Drehzahlumkehrpunktes der laufenden Hochschaltung bereits die Abregeldrehzahl erreicht wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die anschließende Hochschaltung früher gestartet werden oder die angeforderte Rückschaltung wird situationsbedingt früher gestartet oder nicht mehr ausgeführt.The inventive method is also on downshifts or downshifts with following Upshift device applicable. During the Operation of the vehicle can namely Situations occur, as already explained, for example, in cold Gear, which is the filling time extend the engaging clutch in the subsequent upshift, so that before reaching the speed reversal point of the current upshift already the Abregeldrehzahl is reached. By the method according to the invention can be the subsequent upshift earlier be started or the requested downshift is situational earlier started or stopped running.

In 2 ist der Verlauf der Drehzahl, des Druckes des abschaltenden Schaltelementes und des Druckes des zuschaltenden Schaltelementes bei einer Rückschaltung mit anschließender Hochschaltung als Funktion der Zeit unter den oben geschilderten Bedingungen dargestellt.In 2 the course of the speed, the pressure of the switching off switching element and the pressure of the switching element switching on in a downshift with subsequent upshift as a function of time under the conditions described above.

Zum Zeitpunkt t_0 wird eine Rückschaltung und zum Zeitpunkt t_1 eine Hochschaltung angefordert; der Druckverlauf im abschaltenden Schaltelement ist durch die Kurve D dargestellt. Wenn z. B. aufgrund niedriger Temperaturen die Füllzeit der zuschaltenden Kupplung bei der anschließenden Hochschaltung verlängert wird, so kann vor Erreichen des Drehzahlumkehrpunktes die Abregeldrehzahl erreicht werden, was vom Fahrer als störend empfunden wird, da für eine kurze Zeit keine Fahrzeugbeschleunigung stattfindet. Dies wird durch die Kurve E (Druckverlauf der zuschaltenden Kupplung) und durch die Kurve F (Drehzahlverlauf) illustriert. Die Kurven E und F veranschaulichen die Situation ohne die temperaturbedingte Füllzeitverlängerung.To the Time t_0 will be a downshift and requested an upshift at time t_1; the pressure curve in the switching off switching element is represented by the curve D. If z. B. due to low temperatures, the filling time of the engaging clutch at the subsequent Upshift extended is, so before reaching the speed reversal point, the Abregeldrehzahl be achieved, which is perceived by the driver as disturbing, as for a short Time no vehicle acceleration takes place. This is done by the Curve E (pressure curve of the engaging clutch) and through the Curve F (speed curve) illustrated. The curves E and F illustrate the situation without the temperature-related filling time extension.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können in vorteilhafter Weise derartige Situationen vermieden werden, indem die Hochschaltung zu einem früheren Zeitpunkt ausgelöst wird, wenn keine systembedingten Verzögerungszeiten erforderlich sind. Sollten systembedingten Verzögerungszeiten erforderlich sein, dann kann die Rückschaltung früher ausgelöst werden oder gar nicht ausgeführt werden, wenn die Anforderung für die Rückschaltung seitens des Fahrers zu spät eingeleitet wird.By the inventive method can in Advantageously, such situations are avoided by the upshift to an earlier one Time triggered if no system-related delay times are required. Should system-related delay times required be, then the switchback earlier triggered be executed or not at all if the request for the switchback from the side the driver too late is initiated.

Claims

A method for improving the switching speed of automatic transmissions, characterized in that the switching points are shifted to higher or lower switching speeds, depending on the speed gradient of circuit type-specific response times, the Abregeldrehzahl and / or motor and / or transmission replacement functions.

Method according to claim 1, characterized in that that to determine the reaction times continuously the duration of filling the switching switching elements or the pressure reduction of the shutdown Switching elements are calculated and stored using these data the software function part causing the switching command as a reaction or Forwarding time transmitted so that the switching command determining or causing Software function part at any time to changes in the previously adopted Time in the Schaltablauffunktionssoftware can respond.

Method according to claim 2, characterized in that that for the calculation of reaction times required time of leaving the synchronous speed of the current gear is calculated by that the state times of filling the switching elements or the pressure reduction of the disconnecting Switching elements are added in each case.

Method according to claim 1, 2 or 3, characterized that the engine transmits the current engine speed reduction value to the transmission, whereby the switching time determined with the necessary Vorhalt Since engine speed control is also dependent on certain factors, such as motor temperature, motor replacement functions by monitoring / replacement / diagnostic functions etc., depends.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the time of a speed reversal of the Engine control is determined and transmitted to the transmission, so that the Transmission control with the actual or calculated derivative triggers the circuit.