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Title:
METHOD FOR TRIGGERING AN UPSHIFT DURING KICK-DOWN CONDITIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/036136
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for controlling in a motor vehicle an automatic gear shift, stepped variable speed transmission that is driven by a drive engine and that is provided with a kick-down switch. In said transmission, upshifts and downshifts between the gear steps can be automatically triggered depending on the pedal position and the speed. In a first speed range below a first boundary speed (n1) a downshift is triggered when the kick-down switch is actuated. According to the invention, especially for one or more upper gear steps, in a second speed range above a second boundary speed (n_KD_Schw) no downshift is triggered even if loads are high and an upshift is only triggered when the kick-down switch is actuated.

Inventors:
DOEBELE BERND (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/011537
Publication Date:
May 01, 2003
Filing Date:
October 16, 2002
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
DOEBELE BERND (DE)
International Classes:
F16H59/20; F16H61/02; (IPC1-7): F16H61/02
Foreign References:
DE2709235A11978-09-07
DE19961979A12001-08-09
US5157991A1992-10-27
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines von einem Antriebsmo tor antreibbaren, selbsttätig schaltenden Stufenwechselge triebes mit mehreren Gangstufen in einem Kraftfahrzeug, bei welchem Lastvorgaben eines Fahrers durch ein Fahrpedal auf genommen werden und, abhängig von einer Fahrpedalstellung und einer Motoroder Getriebedrehzahl, Hochoder Rück schaltungen zwischen den Gangstufen automatisch ausgelöst werden, wobei ein KickdownSchalter vorhanden ist, der bei voll durchgetretenem Fahrpedal betätigt wird, und wobei in einem ersten Drehzahlbereich unterhalb einer ersten Grenz drehzahl (n1) von Motor oder Getriebe infolge einer Betäti gung des KickdownSchalters eine Rückschaltung ausgelöst wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass insbe sondere für eine oder mehrere obere Gangstufen in einem zweiten Drehzahlbereich oberhalb einer zweiten Grenzdreh zahl (n_KD_Schw) auch durch hohe Lastvorgaben keine Rück schaltung und eine Hochschaltung nur durch Betätigung des KickdownSchalters ausgelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der erste und der zweite Drehzahl bereich unmittelbar aneinander angrenzen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der zweite Drehzahlbereich nach oben begrenzt ist durch eine dritte Grenzdreh zahl (HS 1516), oberhalb derer eine Hochschaltung in die nächsthöhere Gangstufe erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Werte der dritten Grenzdreh zahl (HS 1516) abhängig von der Lastvorgabe ermittelt wer den.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Werte der dritten Grenzdrehzahl (HS 1516) so hoch vorgegeben sind, dass bei Überschreiten der Grenzdrehzahl mindestens etwa 90 % der Nenndrehzahl des Antriebsmotors erreicht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Betätigung des KickdownSchalters nur, ausgehend von der zweitund dritthöchsten Gangstufe, eine Hochschaltung auslöst.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass eine optische oder akustische Anzeige (16) vorgesehen ist, die dem Fahrer an zeigt, ob die zweite Grenzdrehzahl (n_KD_Schw) überoder unterschritten ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Schaltungsauslö sung infolge einer Rampe eines vom KickdownSchalter er zeugten Signals erfolgt, welche auftritt, wenn der Schalter von einem Zustand, in dem er nicht betätigt ist, in einen Zustand, in dem er betätigt ist, wechselt.
Description:
Verfahren zur Auslösung einer Hochschaltung bei Kick-down Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines von einem Antriebsmotor antreibbaren, selbsttätig schaltenden Stufenwechselgetriebes mit mehreren Gangstufen in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Hauptan- spruchs.

Die Mehrzahl der Fahrzeuge mit automatisch schaltenden Stufenwechselgetrieben, unter Last schaltbaren Automatge- trieben oder automatisierten Schaltgetrieben sind mit einem sogenannten Kick-down-Schalter ausgerüstet. Die Betätigung des Kick-down-Schalters wird in der Regel so interpretiert, dass die maximale Zugkraft angefordert wird. Sofern, ausge- hend von dem Fahrzustand, in dem der Kick-down-Schalter betätigt wird, aufgrund der zu erwartenden Drehzahlen eine Rückschaltung zulässig ist, wird diese ausgeführt.

Zur Betätigung des Kick-down-Schalters ist vom Fahrer bei annähernd voll durchgetretenem Fahrpedal in der Regel noch ein Widerstand zu überwinden, so dass der Fahrer über die Betätigungskraft eine Rückmeldung darüber erhält, dass ein weiteres Durchtreten des Fahrpedals dann zur Auslösung des Kick-down-Fahrprogramms führen wird.

Gegenüber Fahrzeugen ohne Kick-down-Schalter kann der jeweilige Fahrzustand wesentlich zuverlässiger differen- ziert werden und Rückschaltungen können gezielt vom Fahrer nur durch entsprechende Betätigung des Fahrpedals ausgelöst oder unterdrückt werden.

Bei schweren Nutzfahrzeugen ist es insbesondere im Bereich der zulässigen Höchstgeschwindigkeit der Landstraße von 60 km/h praktisch unmöglich, ein Schaltprogramm"opti- mal"auszulegen. Die Anforderungen nach minimalem Kraft- stoffverbrauch und ausreichendem Zugkraftüberschuß für Be- schleunigungen und/oder leichte Steigungsstrecken stehen sich unvereinbar gegenüber, wenn gleichzeitig eine zu hohe Schalthäufigkeit bzw. Schaltpendeln vermieden werden soll.

Ist nämlich das Schaltprogramm für minimalen Kraftstoffver- brauch ausgelegt, wird bereits früh in die nächsthöhere bzw. höchste Gangstufe geschaltet. Bedingt durch die abge- senkte Drehzahl ist in diesem Gang dann nur wenig Zugkraft- überschuß vorhanden, so dass bereits bei einer geringen Beschleunigungsanforderung wieder eine Rückschaltung nötig wird.

In der Praxis ist daher oft ein Bedienelement vorgese- hen, das dem Fahrer einen manuellen Eingriff erlaubt, so dass er einen Gangwechsel unterdrücken oder gezielt bewir- ken kann. Nachteilig hierbei ist, daß der vollautomatische Betriebsmodus nicht alle Fahrsituationen befriedigend ab- deckt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines selbsttätig schaltenden Stu- fenwechselgetriebes anzugeben, welches einem Fahrer insbe- sondere bei Fahrsituationen auf einer im wesentlichen ebe- nen Landstraße erlaubt, gezielt auf die eingelegte Gangstu- fe Einfluß zu nehmen, ohne den automatischen Betriebsmodus verlassen zu müssen.

Diese Aufgabe wird durch ein, auch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs aufweisendes Ver- fahren gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind durch die Unteransprüche gegeben.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass der Kick-down-Schalter üblicherweise oberhalb einer be- stimmten Drehzahl ohne Funktion ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind bei Lastvor- gaben am Fahrpedal zwischen 0 und 100 % und ohne Betätigung des Kick-down-Schalters die Schaltdrehzahlen so weit nach oben verschoben, dass beispielsweise mindestens 90 % der Nenndrehzahl des Antriebsmotors erreicht werden, bevor eine Schaltung ausgelöst wird. In diesem Betriebszustand ist ausreichend Zugkraftüberschuß vorhanden, so dass beschleu- nigt werden kann oder auch Steigungen bis zu einem bestimm- ten Grad überwunden werden können. Ist die Drehzahl bzw.

Geschwindigkeit so hoch, dass eine Rückschaltung infolge einer Betätigung des Kick-down-Schalters aufgrund der zu erwartenden hohen Motordrehzahlen nicht ausgeführt wird, wird dem Kick-down-Schalter eine andere Funktion, nämlich die Auslösung einer Hochschaltung in die nächste Gangstufe, zugeordnet. Entscheidet der Fahrer nun aufgrund der Fahrsi- tuation, dass eine Hochschaltung in die nächsthöhere Gang- stufe erfolgen soll, so betätigt er einfach kurz den Kick- down-Schalter und die Schaltung wird ausgelöst.

Wenn, ausgehend von dem aktuellen Fahrzustand, eine Rückschaltung zulässig ist, also keine Gefahr von unzuläs-

sig hohen Drehzahlen des Antriebsmotors besteht, ist dem Kick-down-Schalter seine normale Funktion zugeordnet.

Im einfachsten Fall grenzen die Drehzahlbereiche, in denen eine Rückschaltung bzw. Hochschaltung infolge der Betätigung des Kick-down-Schalters ausgelöst wird, unmit- telbar aneinander. Eine größere Sicherheit gegenüber unge- wollten Hoch-bzw. Rückschaltungen wird dadurch erzielt, dass die erste Grenzdrehzahl, unterhalb der infolge einer Betätigung des Kick-down-Schalters eine Rückschaltung aus- gelöst wird, unterhalb der zweiten Grenzdrehzahl liegt, welche den Drehzahlbereich nach unten begrenzt, innerhalb dessen durch Betätigung des Kick-down-Schalters eine Hoch- schaltung ausgelöst wird.

Vorteilhafterweise ist eine optische und/oder akusti- sche Anzeige vorgesehen, die dem Fahrer anzeigt, ob die zweite Grenzdrehzahl über-oder unterschritten ist.

Wenn der Kick-down-Schalter zum Zweck einer Hochschal- tung vom Fahrer betätigt wird, sollen in der Regel ja keine hohen Beschleunigungswerte aufgebaut werden, indem kurzzei- tig Vollast gegeben wird. Deshalb ist bei einer vorteilhaf- ten Ausgestaltung der Erfindung eine Hochschaltung infolge der Betätigung des Kick-down-Schalters nur ausgehend von der zweit-und dritthöchsten Gangstufe vorgesehen. Bei al- len anderen Gangstufen ist diese Funktion inaktiv.

Vorteilhafterweise erfolgt die Auslösung einer Hoch- schaltung dann, wenn das Signal des Kick-down-Schalters eine Rampe aufweist, welche auftritt, wenn der Schalter von einem Zustand, in dem er nicht betätigt ist, in einen Zu- stand, in dem er betätigt ist, wechselt.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert, wobei Fig. 1 ein Programm-Ablaufdiagramm, Fig. 2 einen Drehzahlmesser mit einer optischen Anzeige und Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Schaltprogramm zeigen.

Der in Fig. 1 gezeigte Programm-Ablauf wird während des Betriebs des Fahrzeugs sich ständig wiederholend durch- laufen. In Block 2 wird geprüft, ob der Kick-down-Schalter ein Kick-down-Signal ausgibt.

Ein entsprechendes Programm ist in einer elektroni- schen Getriebesteuerung abgelegt.

Wird in Block 2 festgestellt, dass eine Kick-down- Anforderung anliegt, wird in Block 4 die eingelegte Gang- stufe ermittelt. Die Grenzdrehzahl, oberhalb welcher infol- ge der Betätigung des Kick-down-Schalters eine Hochschal- tung ausgelöst wird, wird in Block 6, abhängig von der ein- gelegten Gangstufe, ermittelt. In Block 8 wird ermittelt, ob die aktuelle Motordrehzahl n Mot kleiner oder gleich der festgelegten zweiten Grenzdrehzahl n_KD_Schw ist. Ist dies nicht der Fall, ist die zweite Grenzdrehzahl also über- schritten, erfolgt in Block 10 eine Hochschaltung. In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist die erste Grenzdreh- zahl, unterhalb der infolge der Betätigung des Kick-down-

Schalters eine Rückschaltung ausgelöst wird, gleich der zweiten Grenzdrehzahl. Wird daher in Block 8 festgestellt, dass die Motordrehzahl kleiner ist als die zweite Grenz- drehzahl, erfolgt in Block 12 eine Rückschaltung.

In Fig. 2 ist mit 14 auf einem Drehzahlmesser die zweite Grenzdrehzahl bezeichnet, oberhalb welcher infolge der Betätigung des Kick-down-Schalters eine Hochschaltung HS und unterhalb welcher infolge der Betätigung des Kick- down-Schalters eine Rückschaltung RS erfolgt. Die Anzeigen- leuchte 16 leuchtet auf, wenn die zweite Grenzdrehzahl überschritten ist, so dass der Fahrer auf einen Blick er- kennen kann, was passieren wird, wenn er den Kick-down- Schalter betätigt.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Schaltprogramms, bei dem eine Hochschalt-Kennlinie für die Schaltung von der 15. zur 16. Gangstufe HS 15-16 und eine Rückschalt-Kenn- linie für die Schaltung von der 15. zur 14. Gang- stufe RS 15-14 eingezeichnet ist. Dabei sind Fahrpedalstel- lungen entsprechend Lastvorgaben von 0 bis 100 % sowie die Fahrpedalstellung bei betätigtem Kick-down-Schalter über der Abtriebsdrehzahl des Getriebes nab aufgetragen. Mit n ist die erste Grenzdrehzahl bezeichnet, unterhalb welcher eine Betätigung des Kick-down-Schalters eine Rückschaltung auslöst. Die zweite Grenzdrehzahl n_KD_Schw liegt etwas oberhalb der ersten Grenzdrehzahl n1, so dass eine unbeab- sichtigte Schaltung weitgehend ausgeschlossen werden kann.

Bei Getriebeabtriebsdrehzahlen, welche zwischen der zweiten Grenzdrehzahl n_KD_Schw und der Drehzahl n3 liegen, erfolgt keine Hochschaltung in den 16. Gang, sofern nicht der Kick-

down-Schalter betätigt wird. Die Schaltkennlinie für die Hochschaltung von dem 15. in den 16. Gang HS 15-16 hat bei hohen Lastvorgaben am Fahrpedal einen hohen Drehzahl- wert n4, der bei dem Antriebsmotor seine Nenndrehzahl er- reicht. Die Hochschalt-Kenn-linie HS 15-16 entspricht also einer dritten Grenzdrehzahl, oberhalb derer eine Hochschal- tung in die nächsthöhere Gangstufe erfolgt, wobei die Werte dieser Hochschalt-Kenn-linie, abhängig von der Lastvorgabe, ermittelt werden. Die Drehzahl n3 ist dabei so gewählt, dass etwa 90 % der Nenndrehzahl des Antriebsmotors erreicht werden, bevor eine Hochschaltung in den 16. Gang erfolgt.

Wird nun durch Betätigung des Kick-down-Schalters der mit 18 bezeichnete Abschnitt der Hochschalt-Kennlinie HS 15-16 überschritten, so erfolgt eine Hochschaltung in den 16. Gang, während infolge der Überschreitung des mit 20 bezeichneten Abschnitts der Rückschalt-Kennlinie RS 15-14 eine Rückschaltung in den 14. Gang erfolgt.

Bezugszeichen 2-12 Programm-Block 14 Grenzdrehzahl 16 Leuchte 18 Abschnitt 20 Abschnitt