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Title:
KICK-DOWN SWITCHING SPEED OPTIMIZATION FOR AN AUTOMATIC TRANSMISSION OF A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/046606
Kind Code:
A1
Abstract:
In a kick-down switching speed optimization method for a motor vehicle with an automatic transmission, the kick-down upshift point is determined depending on the actual load conditions and pavement gradients.

Inventors:
HENNEKEN MARKUS (DE)
JAUCH FRIEDEMANN (DE)
HERBSTER KAI-UWE (DE)
SCHULER FRANZ-JOSEF (DE)
MAUZ THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/012637
Publication Date:
June 28, 2001
Filing Date:
December 13, 2000
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
HENNEKEN MARKUS (DE)
JAUCH FRIEDEMANN (DE)
HERBSTER KAI UWE (DE)
SCHULER FRANZ JOSEF (DE)
MAUZ THOMAS (DE)
International Classes:
F16H61/10; F16H61/02; B60W40/08; B60W40/09; F16H59/20; F16H59/66; (IPC1-7): F16H61/02
Foreign References:
US5157991A1992-10-27
DE3139838A11983-04-21
DE2709235A11978-09-07
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur KickdownSchaltdrehzahloptimierung für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der KickdownHoch schaltpunkt in Abhängigkeit von den jeweiligen Belastungs zuständen und Fahrbahnneigungen bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass bei Erkennen eines Kickdown Zustandes durch die Getriebesteuerung auf den aktuellen Hochschaltpunkt ein vorzeichenbehafteter Drehzahl offset (nd abkd) in Abhängigkeit vom Abtriebsdrehzahlgra dienten (ngab) addiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Verlauf des vorzeichenbehafte ten Drehzahloffsets (ndabkd) in Form einer Kennlinie in der Getriebesteuerung abgelegt wird, wobei für jede Hoch schaltung eine separate Kennlinie abgelegt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Bestimmung des Kickdown Hochschaltpunktes eine absolute KickdownSchaltkennlinie verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass nach Erkennung eines Kickdown Zustandes, der Zielgang der nächsten Hochschaltung sowie der Getriebeabtriebsdrehzahlgradient (ng ab) ermittelt werden und anschliessend der Drehzahloffset (nd abkd) berechnet wird, wobei die Verzögerungszeiten für die einzelnen Schaltungen applizierbar abgespeichert werden und tungen applizierbar abgespeichert werden und temperaturab hängige Verzögerungszeiten berücksichtigt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Wert vom Drehzahl offset (ndabkd) ermittelt und anschliessend in Abhängig keit von der vorliegenden Fahreraktivität neu berechnet wird, derart, dass die Hochschaltdrehzahl (nabkd) der Fahrweise des Fahrers angepasst wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Neuberechnung des Wertes vom Drehzahloffset (nd abkd) in Abhängigkeit von der Fahrerak tivität durch Multiplikation der Kennlinie (nd abkd) mit einem von der Fahreraktivität abhängigen Faktor erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Neuberechnung des Wertes vom Drehzahloffset (nd abkd) in Abhängigkeit von der Fahrerak tivität durch Festlegen von Kennlinien für jeden charakte ristischen Fahrertyp erfolgt, wobei Zwischenwerte durch Mitteln zwischen den Fahrertypen ermittelt werden.
Description:
Kick-down-Schaltdrehzahloptimierung für ein Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kick-down- Schaltdrehzahloptimierung für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für den Gangwechsel in einem Automatgetriebe wird eine gewisse Verzögerungszeit berücksichtigt, bis die Schaltung vollzogen wird. Hierbei steigt bis zur Lastübernahme von der abschaltenden zur zuschaltenden Kupplung die Motordreh- zahl an. Gründe für die Verzögerungszeit sind Kupplungs- Befüllungszeiten und Rampenzeiten bis der für die Schaltung notwendige Schaltdruck aufgebaut wird.

Bei stark motorisierten Fahrzeugen kann die hierbei auftretende Motordrehzahldifferenz unter Berücksichtigung von Kupplungs-Befüllungszeiten inklusive Lastübernahme bis ca. 1 200 1/min betragen.

Die maximal erreichbare Motordrehzahl bei Kick-down- Hochschaltungen kann folglich unterschiedliche Werte anneh- men, wobei sich der Fahrzeug-Beladungszustand und die Fahr- bahnneigung auf deren Höhe auswirken.

Es zeigt sich das Problem, daß bei einem unbeladenen Fahrzeug bergab die Kick-down (KD-)-Hochschaltungen im Be- reich des Motordrehzahl-Abreglers, d. h. der maximal zulas- sigen Motordrehzahl erfolgen. Der Grund dafür liegt in dem negativen Fahrwiderstand, durch den das Fahrzeug zusätzlich beschleunigt wird.

In diesem Fall müßte die Kick-down-Hochschaltung frü- her, also bei geringerer Abtriebsdrehzahl erfolgen und ab- gestimmt werden. Im beladenen Zustand bei Bergauffahrt er- gibt sich hingegen als Folge eine tiefere KD-Schaltdreh- zahl.

Folglich lässt sich der optimale Zustand, nämlich gleiche KD-Schaltdrehzahlen bei jeder Kick-down-Hochschal- tung nicht realisieren.

Nach dem Stand der Technik werden Kick-down-Schaltun- gen beim Überschreiten vorgegebener Abtriebsdrehzahlen aus- gelöst. Diese Abtriebsdrehzahlschwellen können in Schalt- programmen enthalten sein oder als diskrete Parameter defi- niert sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem erwähnten Stand der Technik, ein Verfahren zur Kick-down-Schaltdrehzahloptimierung für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatgetriebe anzugeben, der- art, dass bei Kick-down-Hochschaltungen ein Überschreiten der maximal zulässigen Motordrehzahl verhindert wird. Zudem soll ein verfrühtes Hochschalten verhindert werden.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merk- male des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird vorgeschlagen, den Kick-down-Hochschalt- punkt adaptiv, d. h. in Abhängigkeit von den jeweiligen Belastungszuständen und Fahrbahnneigungen zu bestimmen, so dass bei einer gewünschten maximalen Motordrehzahl geschal- tet wird.

Erfindungsgemäß wird bei Erkennen eines Kick-down- Zustandes durch die Getriebesteuerung, auf den aktuellen Hochschaltpunkt ein Drehzahloffset ndabkd addiert. Dieser Drehzahloffset ist vorzeichenbehaftet und wird in Form ei- ner Kennlinie in der Getriebesteuerung abgelegt, wobei für jede Hochschaltung eine separate Kennlinie abgelegt wird.

Gemäß einer Variante der vorliegenden Erfindung werden nach Erkennung eines Kick-down-Zustandes, der Zielgang der nächsten Hochschaltung sowie der Getriebeabtriebsdrehzahl- gradient ermittelt.

Anschliessend wird der Drehzahloffset nd abkd berech- net. Zu diesem Zweck werden die Verzögerungszeiten für die einzelnen Schaltungen applizierbar abgespeichert.

Im Rahmen einer vorteilhaften Variante wird der Wert vom Drehzahloffset in Form einer Kennlinie nach den beiden obigen Verfahren ermittelt und anschliessend in Abhängig- keit von der Fahreraktivität (z. B. mittels eines Bewer- tungszählers) neu berechnet, so dass nabkd in einer KD- Hochschaltung für einen sportlichen Fahrer höher liegt, als bei einem ökonomischen Fahrer.

Gemäß dieser Variante wird die Kennlinie in Abhängig- keit von Gangwechsel und Abtriebsdrehzahlgradient mit einem die Fahreraktivität kennzeichnenden Faktor multipliziert.

Hierbei liefert die Kennlinie immer positive Werte. Alter- nativ werden für verschiedene charakteristische Fahrerakti- vitäten unterschiedliche Kennlinien festgelegt (weiterhin in Abhängigkeit von Gangwechsel und Abtriebsdrehzahlgra- dient). Durch Mitteln zwischen den Fahrertypen können dann Zwischenfahrertypen berücksichtigt werden.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

In dieser stellen dar : Fig. 1 ein Zeit-Motordrehzahl- (n mot-t-) Diagramm, welches die der Erfindung zugrunde liegende Problematik veranschaulicht und Fig. 2 eine Darstellung des Drehzahloffsets in Ab- hängigkeit vom Abtriebsdrehzahlgradienten gemäß der Erfindung.

Wie in Fig. 1 illustriert, kann beim Auslösen der Schaltung bei Erreichen einer bestimmten vorgegebenen Schaltdrehzahl, die Verzögerungszeit At für den Gangwechsel größer sein als die verbleibende Zeit bis zum Erreichen der zulässigen maximalen Motordrehzahl. Dies ist insbesondere bei Bergab-Fahrten der Fall, wobei aufgrund der negativen Fahrbahnneigung das Fahrzeug zusätzlich beschleunigt wird.

Dies resultiert in einer Überschreitung der maximalen Dreh- zahl und wird durch die Kurve A in Fig. 1 verdeutlicht.

Eine optimale Kick-down-Hochschaltung wird dahingegen durch die Kurve B verdeutlicht. Hierbei wird bei der maximalen Motordrehzahl geschaltet, ohne jedoch diese zu überschrei- ten.

Fig. 2 zeigt am Beispiel einer Hochschaltung den er- findungsgemäßen Drehzahloffset in Abhängigkeit vom Ab- triebsdrehzahlgradienten ng ab.

Bei Erkennen eines Kick-down-Zustandes durch die Ge- triebesteuerung, wird auf den aktuellen Hochschaltpunkt ein vorzeichenbehafteter Drehzahloffset nd abkd addiert.

Am Beispiel der in Fig. 2 gezeigten Hochschaltung ist der Wert vom Drehzahloffset nd abkd bei einem bestimmten Abtriebsdrehzahlgradienten ng ab (hier z. B. 450 1/min 1/sec) gleich Null. Bei höheren Werten für ng_ab (z. B. bei Bergabfahrt) nimmt der Drehzahloffset nd-abkd erfindungsge- mäß negative Werte an, d. h. die Schaltung wird bei niedri- ger Abtriebsdrehzahl ausgelöst. Für den Fall, dass der Ab- triebsdrehzahlgradient kleiner ist, als ein vorgegebener Wert, ist der Drehzahloffset nd-abkd positiv, d. h. es wird bei höheren Abtriebsdrehzahlwerten geschaltet.

Der Verlauf des vorzeichenbehafteten Drehzahloffsets wird in Form einer Kennlinie in der Getriebesteuerung abge- legt, wobei für jede Hochschaltung X eine separate Kennli- nie KLNDABKDX abgelegt wird : ndabkdX = KLNDABKDX [ngab] Mittels dieser Vorgehensweise wird der Kick-down- Hochschaltpunkt adaptiv, d. h. in Abhängigkeit von den je- weiligen Belastungszuständen und Fahrbahnneigungen ermit- telt, so dass bei einer gewünschten maximalen Motordrehzahl geschaltet wird.

Alternativ wird im Rahmen einer Variante der vorlie- genden Erfindung statt eines Drehzahloffsets eine absolute Kick-down-Schaltkennlinie verwendet.

Gemäß einer weiteren Variante der vorliegenden Erfin- dung werden nach Erkennung eines Kick-down-Zustandes, der Zielgang der nächsten Hochschaltung sowie der Getriebeab- triebsdrehzahlgradient ermittelt.

Anschliessend wird der Drehzahloffset nd abkd berech- net. Zu diesem Zweck werden die Verzögerungszeiten für die einzelnen Schaltungen applizierbar abgespeichert. Diese Vorgehensweise weist den Vorteil auf, dass temperaturabhän- gige Verzögerungszeiten bei der Berechnung des Drehzahl- offsets nd abkd berücksichtigt werden, wie durch folgende Gleichung, die beispielhaft eine mögliche Berechnungsvor- schrift wiedergibt, verdeutlicht : ndabkd = ngab*KWTDKDX [CGT] mit CGT als Getriebetempe- ratur und KWTDKD als Kennlinie der Verzögerungszeiten für die einzelnen Schaltungen.

Damit ergibt sich für die adaptive Kick-down-Hoch- schaltdrehzahl für eine bestimmte Hochschaltung X : nabkdX = KWNDABKDX-ndabkd.