DE2806979A1 - Verfahren zur einstellung des schaltrucks in kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

• Stand der Technik
• Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruches.
• Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Einstellung des Rucks bekanntgeworden, der sich einstellt, wenn bei einem Kraftfahrzeug mit automatischem Stufengetriebe von einem Gang in einen anderen geschaltet wird. Die Regelung des Rucks erfolgt dabei üblicherweise durch Einstellung der Betätigungskraft von im automatischen Stufengetriebe enthaltenen Reibelementen, d.h. Kupplungen oder Bremsbändern eines Planetengetriebes. Zur Bildung einer Stellgröße für die Betätigungskraft dieser Reibelemente ist vorgeschlagen worden, einen maximal zulässigen Ruck-Sollwert zu bilden und die Stellgröße in Abhängigkeit von der Differenz zwischen diesem Ruck-Sollwert und dem tatsächlich am Fahrzeug angreifenden Ruck-Istwert einzustellen. Darüber hinaus ist vorgeschlagen worden, auch die zeitlichen Verläufe von Motor- und Getriebedrehzahl zu erfassen und den Winkel einzustellen, unter dem sich die beiden zeitlichen Drehzahlverläufe beim Schließen eines Reibelementes treffen. Die Ansteuerung eines Reibelementes bei einem Gangwecnsel erfolgt dabei in mehreren Phasen, wobei zunächst das Reibelement gesteuert eingerückt wird, alsdann die Betätigungskraft in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Soll- und Istwert des Rucks bis zum Erreichen einer bestimmten Drehzahldifferenz zwischen Motor und Getriebe eingestellt und alsdann dieser Differenzruck-Regelung eine "Winkelregelung" der oben beschriebenen Weise überlagert wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß das Reibelement möglichst schnell eingerückt und damit die Beläge des Reibelementes geschont werden, andererseits wird auch der sich nach dem Schließen der Reibelemente einstellende Entlastungsruckbeherrscht, beispielsweise auf die Größe des vorgegebenen Ruck-Sollwertes.
• Der maximal zulässige Ruck-Sollwert kann von einer Vielzahl von Fahrzeugparametern, beispielsweise der Drosselklappenstellung, der jeweiligen Getriebeübersetzung und der Motordrehzahl eingestellt werden, außerdem ist vorgeschlagen worden den Ruck-Sollwert manuell einstellbar zu machen, um-eine je nach Wunsch des Fahrers sportliche oder komfortable Fahrweise zu ermöglichen.
• Die bekannten Vorrichtungen zur Regelung des Rucks in Kraftfahrzeugen in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einem Soll- und einem Istwert haben jedoch den Nachteil, daß der Istwert in der Regel nur beim rollenden Fahrzeug aus der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden kann. Bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten oder stehendem Fahrzeug ist jedoch eine Auswertung eines der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechendem Signales nicht möglich. Schaltet man jedoch bei einem Kraftfahrzeug mit automatischem Stufengetriebe im Stand vom neutralen Bereich N in einen Fahrbereich X, R, springt das Eingangsmoment von Null auf das vom Wandler abgegebene Moment. Dies macht sich als Einlegeruck bemerkbar, der aus den oben genannten Gründen mit den bekannten Vorrichtungen nicht einstellbar ist.
• Vorteile der Erfinaung Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, auch eine Regelung des Einlegerucks bei stehendem Fahrzeug bzw. niedrigen Fahrgeschwindigkeiten zu ermöglichen, indem der Ruck-Sollwert als Vorgabewert für den das Stellsignal für die Reibelemente erzeugenden Regler mit zeitlicher Verzögerung entsprechend einer vorgebbaren Zeitfunktion eingegeben wird.
• Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
• ~ So-wuwrdeine besonders gute Wirkung erzielt, wenn der Sollwert entspreche ine-earen Zeit funktion vorgegeben wird, wobei die Steigung dieser Zeitfunktion proportional dem Turbinenmoment eines im automatischen Stufengetriebe enthaltenen hydraulischen Drehmomentwandlers eingestellt wird. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß das Reibelement nicht durchrutschen kann, wenn~ährend des Einrückvorganges vom Fahrer plötzlich Gas gegeben wira.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit Vorteil in Verbindung mit einem solchen Verfahren einzusetzen, bei dem die Regelung des Rucks in mehreren, ineinander übergehenden Phasen erfolgt, wobei zunächst bis zum Erreichen einer bestimmten Drehzahldifferenz zwischen Motor und Getriebe in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Soll- und Istwert des Rucks bzw. von Motor- und Getriebedrehzahl geregelt wurde und alsdann eine Regelung derart überlagert wird, daß die zeitlichen Verläufe der Motor- und der Getriebedrehzahl beim Einlegen des Reibelementes unter einem vorgegebenen Winkel aufeinander zulaufen.
• Zeichnung Verschiedene Blockschaltbilder und Zeitfunktionen sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 den schematischen Stromlaufplan einer Vorrichtung zur Regelung des Rucks nach dem Stand der Technik; Fig. 2 eine Zeit funktion für den Ruck-Sollwert nach dem erfindungsgemäßen Verfahren; Fig. 3 einen Stromlaufplan einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren.
• Beschreibung der Erfindung Eine Vorrichtung zur Einstellung des Schaltrucks in Kraftfahrzeugen nach dem Stand der Technik ist in Fig. 1 dargestellt.
• Darin ist mit 10 eine Kupplung eines automatischen Stufengetriebes angedeutet, die ein Stellsignal von einem Summenpünkt 11 empfängt, der an eine Ruck-Sollwert-Stufe 12 und eine Ruck-Istwert-Stufe 13 angeschlossen ist. Die Ruck-Sollwer>-Stufe 12 weist Eingänge 121, 122, 123 auf, über die ihr verschiedene Betriebsparameter des Kraftfahrzeuges oder manuell vorgebbare Signale zuführbar sind. Auf diese Weise ist der Ruck-Soilwert in der Ruck-Sollwert-Stufe 12 in Abhängigkeit von diesen Betrieb sparametern, beispielsweise der Drosselklappenöffnung, der Motordrehzahl und dem eingelegten Getriebegang sowie einem manuell vorgebbaren Wert einstellbar, mit dem der Ruck-Sollwert auf höhere oder niedrigere Werte eingestellt werden kann. Bei sportlicher Fahrweise ist der Fahrer eines Kraftfahrzeuges nämlich auf einen größeren Ruck gefaßt, andererseits ermöglicht ein höherer Ruck-Sollwert ein schnelleres Schließen der Kupplung 10 und damit einen schnelleren Schaltvorgang. Der Ruck-Istwert-Stufe 13 ist über einen Eingang 131 eine Größe, beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Fahrzeugbeschleunigung zuführbar, aus der durch zweimaliges bzw. einmaliges Differenzier der jeweils am Fahrzeug angreifende Ruck ermittelbar ist.
• Das Ausgangsignal der Ruck-Istwert-Stufe 13 ist bei stehendem Fahrzeug oder niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten jedoch Null.
• Dies bewirkt, daß in einem solchen Fall bei Einrücken des ersten oder des Rückwärtsganges keine Ruckregelung erfolgen kann und sich am Fahrzeug ein unkontrollierter Einlegruck einstellt.
• Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß für den oben beschriebenen Betriebs fall der Ruck-Sollwert nicht schon zu Beginn des Gangwechsels mit seinem Nennbetrag am Ausgang der Ruck-Sollwert-Stufe ansteht, sondern bei Einleitung eines Gangwechsels zunächst gleich Null gesetzt und alsdann mit einer vorgebbaren Zeit funktion auf seinem Nennwert gebracht wird, wie dies im Diagramm in Fig. 2, in dem der Ruck-Sollwert über der Zeit aufgetragen ist, dargestellt ist. Es sei angenommen, daß der Ruck-Sollwert R5 den Nennwert RSl habe. Zum Zeitpunkt t=o wird ein Gangwechsel eingeleitet. Der Ruck-Sollwert R5 wird nun von Null entlang einem ersten Kennlinienbereich 14 mit einer vorgebbaren Zeitfunktion angehoben, bis er zum Zeitpunkt t1 den Nennwert RSl erreicht hat, den er während eines zweiten Kennlinienbereiches 15 beibehält. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Steigung des ersten Kennlinienbereiches 14 in Abhängigkeit vom Turbinenmoment eines im automatischen Stufengetriebe enthaltenen hydraulischen Drehmomentwandlers einzustellen, da auf diese Weise sichergestellt wird, daß beim Einlegen des Ganges die Kupplung dann nicht durchrutscht, wenn der Fahrer während des Einrückvorganges plötzlich Gas gibt.
• Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Vorrichtung geeignet, wie sie beispielsweise mit einem prinzipiellen Stromlaufplan in der Fig. 3 dargestellt ist. Hierbei befindet sich in der Zuleitung von der Ruck-Sollwert-Stufe 12 zum Summenpunkt 11 ein Schalter 16, mit dem ein Verzögerungsglied 17 überbrückbar ist. Der Schalter 16 wird vom Fahrbereich-Wählhebel 18 angesteuert. Damit wird der Ruck-Sollwert von der Ruck-Sollwert-Stufe 12 dem Summenpunkt 11 je näch Stellung des Schalters 16 bzw. des Fahrbereichs-Wählhebels 18 dem Summenpunkt 11 entweder direkt oder über das Verzögerungsglied 17 zugeleitet. Die im Summenpunkt 11 gebildete Differenz zwischen Ruck-Sollwert und Ruck-Istwert gelangt auf einen Regler 19, der eine Stellgröße für die Betätigung der Kupplung 10 bildet. Das automatische Stufengetriebe weist im Eingang einen hydraulischen Drehmomentwandlers 20 auf, an dessen Turbinenwelle ein Drehmoment- Geber 21 angeordnet ist, der mit dem Verzögerungsglied 17 in Verbindung steht. Auf diese Weise kann die Steigung der Verzögerungsfunktion des Verzögerungsgliedes 17 in Abhängigkeit vom Turbinenmoment des hydraulischen Drehmomentwandlers 20 eingestellt werden, so daß sich für den Fall eines Gangwechsels unter den obengenannten Betriebsbedingungen eine Zeitfunktion des Ruck-Sollwertes entsprechend Fig. 2 am Summenpunkt 11 ergibt. Der Regler 19 ist in zweckmäßiger Weise so ausgebildet, daß er den Schaltruck im Stufengetriebe bei allen vorkommenden Schaltfällen sowohl in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Ruck-Sollwert und Ruck-Istwert wie auch in Abhängigkeit von dem Winkel einregelt, unter dem die Ein- und Ausgangsdrehzahl der Kupplung 10 aufeinander zulaufen. Hierzu ist es bekannt, eine Reglergleichung der Form Mk ( #a (R5 s Rist) (nT nab.i) -b (#T - nab i » ß) zu verwenden, wobei das von der Kupplung 10 übertragene Moment, a,b Konstanten, nT die Turbinendrehzahl, nab die Abtriebsdrehzahl, i das übersetzungsverhältnis und (3 der WInkel ist, unter dem die zeitlichen Verläufe von nT und nab aufeinander zulaufen. Für den Fall des stehenden Fahrzeuges vereinfacht sich die Formel zu MK = a R5 nT + b (nT + ß) Der Regler mit der obengenannten Reglergleichung erfaßt also alle auftretenden Schaltfälle und sorgt in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch für eine Verminderung des Einlegrucks bei stehendem Fahrzeug.

Claims (4)

1. Ansprüche Verfahren zur Einstellung des Schaltrucks in Kraftfahrzeugen mit automatischen Stufengetriebe mit Reibelementen, deren Betätigungskraft beim Gangwechsel in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Ruck-Istwert und einem vorgebbaren, maximal zulässigen Ruck-Sollwert einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruck-Sollwert bei Einleitung eines Gangwechsels zunächst gleich Null gesetzt und alsdann mit einer vorgebbaren Zeitfunktion auf seinen Nennwert gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitfunktion näherungsweise linear ist und ihre Steigung proportional dem Turbinenmoment eines im Eingang des Stufengetriebes enthaltenen hydraulischen Drehmomentwandlers (20) eingestellt wird,
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgabe des Ruck-Sollwertes über eine vorgebbare Zeitfunktion nur beim Umschalten des automatischen Stufengetriebes vom neutralen Bereich (N) in einem Fahrbereich (D,R) erfolgt.
4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungskraft wenigstens eines Reibelementes des automatischen Stufengetriebes beim Umschalten vom neutralen Bereich (N) in einem Fahrbereich (D,R) dber einen Regler (19) eingestellt wird, wobei die Stellgröße des Reglers (19) nach der Beziehung N>K :aR5 nT + b (nT + ß) gebildet wird, mit MK entsprechend der ersten zeitlichen Ableitung des vom Reibelement übertragenen Drehmomentes, den Konstanten a,b,R,.dem Ruck-Sollwert R5 und der Turbinendrehzahl nT des hydraulischen Drehmomentwandlers (20).