DE19929693A1 - Verfahren zur manuellen Vorgabe der Übersetzung eines stufenlosen Getriebes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur manuellen Vorgabe der Übersetzung eines stufenlosen Getriebes (CVT) für ein Kraftfahrzeug. Das CVT weist eine Steuereinrichtung, eine Schalt- oder Wähleinrichtung, ein Anfahrelement und einen Variator zur Übersetzungsverstellung auf und wird insbesondere von einer Brennkraftmaschine angetrieben. Die Steuereinrichtung verarbeitet von einem Fahrer-Fahrzeugsystem abgeleitete Eingangssignale im Rahmen einer Betriebsstrategie zu einer Vorgabe des Übersetzungsverhältnisses, der Drehzahl des Antriebsmotors oder einer Variator-Eingangsdrehzahl. Die Betriebsstrategie wählt in einer ersten automatischen betriebsart die Getriebeübersetzung selbsttätig. In einer zweiten manuellen Betriebsart kann der Fahrer über die Schalt- oder Wähleinrichtung direkt in die Wahl der Getriebeübersetzung eingreifen. Vorgeschlagen wird, daß in der zweiten Betriebsart ein fahrzeuggeshwindigkeits-proportionales Signal manuell vorgegeben wird, das als Soll-Vorgabe für die Betriebspunktführung der Motor-Getriebe-Einheit weiterverarbeitet wird. Die getriebeseitig gesteuerte Geschwindigkeitsregeleinrichtung kann innerhalb der manuellen Betriebsart mit dem direkten Eingriff in die Wahl der Getriebeübersetzung kombiniert werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur manu­ ellen Vorgabe der Übersetzung eines stufenlosen Getrie­ bes (CVT) nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Betriebsstrategie eines stufenlosen Getrie­ bes (CVT) orientiert sich üblicherweise an einer guten Fahrbarkeit, an einem günstigen Kraftstoffverbrauch und an einem guten Fahrkomfort bei der Verstellung der Getriebe­ übersetzung. Da sich die genannten Kriterien für eine Be­ triebsstrategie eines stufenlosen Getriebes teilweise wi­ dersprechen, wird üblicherweise ein Kompromiß dargestellt. Um das Betriebsverhalten des stufenlosen Getriebes besser an Fahrerwünsche und Umgebungseinflüsse automatisiert anzu­ passen, sind adaptive Fahrstrategien bekanntgeworden.

Beispielsweise beschreibt die DE-OS 196 00 915 der Anmelderin ein Verfahren zur Betriebspunktführung in einer automatischen Betriebsart, bei dem die aktuelle Be­ triebspunktvorgabe in einem vorgegebenen Fahrbereich mit einer unteren und einer oberen Grenze unter Verarbeitung aktueller, im wesentlichen fahrabhängiger Eingangssignale ohne Filterung ständig neu bestimmt wird. Somit wird hier die Lage des Betriebspunktes im Getriebe-Variogramm ständig neu berechnet und vorwiegend von den Aktivitäten des Fah­ rers bestimmt.

Nachteilig bei allen Verfahren zur automatischen Be­ triebspunktführung ist, daß trotz hohem Applikationsaufwand nicht allen Fahrerwünschen entsprechen werden kann, insbe­ sondere nicht dem Wunsch nach manueller Eingriffsmöglich­ keit.

Hierzu schlägt die DE-PS 41 20 540 vor, neben einer ersten Betriebsart mit automatischer Fahrstrategie eine zweite Betriebsart zu schaffen, in welcher der Fahrer über einen manuellen Eingriff das Betriebsverhalten eines Stu­ fengetriebes nachbilden kann. Hierzu wird eine Anzahl fest vorgegebener, konstanter Übersetzungen bzw. Gangsprünge, beispielsweise in einem Kennfeld, gespeichert. Gibt der Fahrer einen manuellen Schaltbefehl an das Getriebe, er­ folgt die Auswahl der konstanten Getriebeübersetzungen aus dem Kennfeld in Abhängigkeit einer Fahraktivität.

Die Abbildung eines Stufengetriebes mit konstanten Übersetzungen als manuelle Betriebsstrategie für ein stu­ fenloses Getriebe ermöglicht dem Fahrer bevorzugt fahrlei­ stungsorientierte Eingriffe in die Wahl der Getriebeüber­ setzung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren zur Vorgabe der Übersetzung eines stufenlosen Getriebes mit einer ersten automatischen Betriebsart und einer zwei­ ten manuellen Betriebsart zu schaffen, bei dem das Be­ triebsverhalten in der manuellen Betriebsart, in welcher der Fahrer einen direkten Eingriff in die Wahl der Überset­ zungen hat, weiter verbessert wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird da­ durch gelöst, daß der Fahrer in der manuellen Betriebsart des stufenlosen Getriebes über eine Schalt- oder Wählein­ richtung die Fahrzeuggeschwindigkeit manuell vorgeben kann.

Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, den Variator in der zweiten manuellen Betriebsart über eine Geschwindig­ keitsregelung oder eine Abtriebsdrehzahlregelung oder eine Variator-Ausgangsdrehzahlregelung zu betreiben.

Mit Übergang von der automatischen Betriebsart in die manuelle Betriebsart wird die Fahrzeuggeschwindigkeit als Fahrerwunsch interpretiert und bis zum nächsten manuellen Eingriff konstant gehalten. Hierzu steuert die Steuerein­ heit des Getriebes die Variatorübersetzung. Ebenso gibt die Steuereinheit des Getriebes die Betriebspunkte des An­ triebsmotors vor, insbesondere Motordrehzahl und Motordreh­ moment, wobei die Signalübertragung von der Getriebesteuer­ einheit zur Motorsteuereinheit üblicherweise über ein Da­ tenbus-System geführt wird. In gleicher Weise kann die Ge­ triebesteuereinheit die Fahrzeugbremse ansteuern, bei­ spielsweise bei einer Bergabfahrt.

Ein manueller Schaltbefehl des Fahrers in der zweiten Betriebsart wird erfindungsgemäß als Fahrerwunsch nach ei­ ner Geschwindigkeitsänderung interpretiert. Die manuelle Vorgabe des fahrzeuggeschwindigkeits-proportionalen Signals über die Steuer- oder Wähleinrichtung kann sowohl stufenlos als auch in inkrementalen oder dekrementalen Schritten er­ folgen.

Entsprechend der neuen manuellen Vorgabe wird die Ge­ triebesteuerung die Geschwindigkeitsänderung über eine Va­ riatorverstellung und/oder eine Korrektur des Motorbe­ triebspunktes und/oder einen Bremseingriff umsetzen. Hier­ bei geht die geschwindigkeitsorientierte Betriebspunktfüh­ rung vorzugsweise von einem in der DE-OS 196 00 915 be­ schriebenen Verfahren aus, also von einer freien Lage des aktuellen Betriebspunktes innerhalb einer von einer oberen und einer unteren Grenze bestimmten Fahrbereichs.

Da das erfindungsgemäße Verfahren zur manuellen Über­ setzungsvorgabe ähnlich einer motorseitigen Geschwindig­ keitsregeleinrichtung komfortorientiert ist, erfolgt die Betriebspunktführung insbesondere mit mäßigen Verstellgra­ dienten und insbesondere auf möglichst niedrigem Motordreh­ zahlniveau.

Die Schalt- oder Wähleinrichtung ist bevorzugt als Tip-Schalter im Lenkradbereich des Fahrzeugs ausgeführt, beispielsweise als Schaltwippe in einer Lenkradspeiche.

Das erfindungsgemäße Verfahren verbindet die Vorteile einer manuellen Eingriffsmöglichkeit in die Betriebspunkt­ führung der Motor-Getriebe-Einheit als Geschwindigkeitsre­ geleinrichtung durch den Fahrer in der zweiten Betriebsart mit dem Komfort und der Sicherheit einer stufenlosen Über­ setzungsverstellung in der ersten Betriebsart.

Weitere Vorteile sind die einfache Bedienbarkeit der getriebeseitigen Geschwindigkeitsregeleinrichtung sowie ein Kostenvorteil für den Endkunden durch den Entfall einer zusätzlichen motorseitigen Steuereinheit ("GRA", "Tempo­ mat").

In einer Weiterbildung wird erfindungsgemäß vorge­ schlagen, daß anstelle des geschwindigkeits-proportionalen Signals ein Beschleunigungssignal oder ein abtriebsmomen­ ten-äquivalentes Signal als manueller Fahrerwunsch ausgege­ ben wird. Beim Übergang von der ersten automatischen Be­ triebsart in die zweite manuelle Betriebsart wird die aktu­ elle Lage des Betriebspunktes bestimmt und geschwindig­ keitsmäßig zunächst konstant beibehalten. Ein folgender manueller Schaltbefehl des Fahrers über die Schalt- oder Wähleinrichtung wird entsprechend als Beschleunigungswunsch des Fahrers ausgewertet und von der Getriebesteuereinheit durch getriebe- und motorseitige Maßnahmen umgesetzt.

Als eine zweckmäßige Ausgestaltung wird vorgeschlagen, den manuellen Eingriff des Fahrers kontinuierlich zu behan­ deln, beispielsweise durch eine kontinuierliche Beschleuni­ gungszunahme, solange eine Taste der Schalt- oder Wählein­ richtung durch den Fahrer betätigt ist.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschla­ gen, daß der Fahrer in der zweiten Betriebsart des stufen­ losen Getriebes über eine zusätzliche Bedieneinrichtung auswählen kann, ob er manuell in die Getriebeübersetzung eingreifen will oder ob er die Fahrzeuggeschwindigkeit ma­ nuell vorgeben will. In vorteilhafter Weise wird die bevor­ zugt im Lenkradbereich angeordnete Schalteinrichtung für die manuellen Eingriffe für zwei Funktionen genutzt, zum einen kann mit der gleichen Schalteinheit die getriebesei­ tige Fahrgeschwindigkeits-Regeleinrichtung bedient werden und zum anderen beispielsweise eine manuelle Gangauswahl, wie in der DE-PS 41 20 540 vorgeschlagen, getroffen werden.

Räumlich im Fahrzeug ist die zusätzliche Bedienein­ richtung, mit der die Funktion der Schalt- oder Wählein­ richtung innerhalb der zweiten Betriebsart zwischen manuel­ ler Geschwindigkeitsregelung und manuellem Eingriff in die Gangwahl gewechselt werden kann, derart angeordnet, daß eine versehentliche Betätigung durch den Fahrer ausge­ schlossen ist. Vorzugsweise ist die Bedieneinrichtung im Armaturenbereich angeordnet, also räumlich getrennt von einer Schalteinrichtung aus oder im Lenkrad und einer Wähl­ einrichtung im Mittelkonsolenbereich.

Der wesentliche Vorteil dieser Weiterbildung der Er­ findung ist ein gegenüber der bekannten manuellen Abbildung eines Schaltgetriebes erweiterte Nutzbereich des manuellen Fahrereingriffs in die Betriebsstrategie des stufenlosen Getriebes.

In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird hierzu vorgeschlagen, eine fahrzeugseitig vorhandene, üblicherwei­ se im Lenkradbereich angeordnete, Schalteinrichtung einer Geschwindigkeitsregelanlage ("GEN', "Tempomat") in die ma­ nuelle Betriebsart des Getriebes einzubeziehen. In vorteil­ hafter Weise kann der Fahrer über die gleiche Schaltein­ richtung wahlweise über die bekannte Funktionalität einer motor- oder fahrzeugseitigen Geschwindigkeitsregelanlage manuell in die Betriebsstrategie des Fahrzeugs eingreifen oder direkt in die Wahl der Getriebeübersetzung, beispiels­ weise durch Stufenschaltungen gemäß der DE-PS 41 20 540.

In einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird vor­ geschlagen, daß die manuelle Betriebsart des stufenlosen Getriebes aufgrund übergeordneter Eingangssignale sofort verlassen und in die automatische Betriebsart gewechselt wird, und daß nach Erlöschen der übergeordneten Eingangs­ signale sofort wieder in die manuelle Betriebsart zurückge­ wechselt wird. Diese Wechsel laufen für den Fahrer nicht spürbar ab. Übergeordnete Eingangssignale sind beispiels­ weise ein Kick-down-Schaltbefehl (KD) des Fahrers oder eine Mitteilung des Antiblockiersystems "ABS aktiv". Somit kön­ nen wichtige Sonderfunktionen, die in der automatischen Betriebsart des CVT wirksam sind, auf einfache Weise in der manuellen Betriebsart mitgenutzt werden.

Claims (11)

1. Verfahren zur manuellen Vorgabe der Übersetzung eines mit einer Steuereinrichtung, einer Wähleinrichtung, einer Anfahreinrichtung und einem Variator zur Überset­ zungsverstellung versehenen, stufenlosen Getriebes eines insbesondere von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei die Steuereinrichtung in einer ersten automatischen Betriebsart die Getriebeübersetzung in Abhän­ gigkeit von aus einem Fahrer-Fahrzeugsystem abgeleiteten Eingangssignalen selbsttätig wählt und einstellt und in einer zweiten manuellen Betriebsart der Fahrer über die Wähleinrichtung direkt in die Wahl der Getriebeübersetzung eingreifen kann, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Betriebsart ein fahrzeuggeschwindig­ keits-proportionales Signal als Soll-Vorgabe für die Be­ triebspunktführung der Motor-Getriebe-Einheit manuell vor­ gegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Änderung des manuellen fahr­ zeuggeschwindigkeits-proportionalen Signals stufenlos durch den Fahrer vorgegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Änderung des manuellen fahr­ zeuggeschwindigkeits-proportionalen Signals in Inkrementen und/oder Dekrementen durch den Fahrer vorgegeben wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des fahr­ zeuggeschwindigkeits-proportionalen Signals relativ zur aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegeben wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der zwei­ ten manuellen Betriebsart über eine Bedieneinrichtung zwi­ schen einer manuellen Vorgabe eines fahrzeuggeschwindig­ keits-proportionalen Signals oder einer manuellen Vorgabe zur direkten Beeinflussung der Getriebeübersetzung gewech­ selt werden kann.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bedieneinrichtung im Fahrzeug räumlich getrennt von der Schalt- oder Wähleinrichtung zum manuellen Eingriff angeordnet ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die manuelle Vorgabe eines fahr­ zeuggeschwindigkeits-proportionalen Signals und die manuel­ le Vorgabe zur direkten Beeinflussung der Getriebeüberset­ zung mit der selben Schalt- oder Wähleinrichtung vorgenom­ men wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrer die manuelle Vorgabe zur direkten Beeinflussung der Getriebeübersetzung über die Bedieneinrichtung einer motor- und/oder fahrzeug­ seitigen Geschwindigkeitsregeleinrichtung ausführt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der manu­ ellen Betriebsart ein zur Fahrzeugbeschleunigung proportio­ nales Signal vorgegeben wird, anstelle eines fahrgeschwin­ digkeits-proportionalen Signals.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß in der manuel­ len Betriebsart ein zum Abtriebsmoment des Fahrzeugs pro­ portionales Signal vorgegeben wird, anstelle eines fahr­ zeuggeschwindigkeits-proportionalen Signals.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite manuelle Betriebsart beim Vorliegen von übergeordneten Ein­ gangssignalen unverzüglich verlassen und in die erste, au­ tomatische Betriebsart gewechselt wird und daß beim Erlö­ schen der übergeordneten Eingangssignale unverzüglich in die zweite manuelle Betriebsart zurückgewechselt wird.