AT514918A4 - Verfahren zur steuerung eines schaltablaufes eines mehrgängigen automatikgetriebes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Steuerung eines Schaltablaufes eines mehrgängigen Automatikgetriebes zwischen einem Quellgang (AG) und einem Zielgang (TG), wobei für zumindest einen erlaubten Schaltablauf zwischen dem Quellgang (AG) und dem Zielgang (TG) auf der Basis des Quellganges (AG) und des Zielganges (TG) die für den Gangwechsel erforderlichen Schaltelemente (C1, C2, C3, C4) ermittelt werden. Um den Aufwand für die Erstellung von Steuerungsstrategien zu reduzieren ist vorgesehen, dass die Schaltzustände der aktiven Schaltelemente (C1, C2, C3, C4) des Getriebes für jeden Gang (G1, ..., G9) durch jeweils einen Binärvektor dargestellt werden und die sich öffnenden, sich schließenden und geschlossen gehaltenen Schaltelemente (C1, C2, C3, C4) des Schaltablaufs unter Verwendung von logischen Operatoren durch Verknüpfen der Binärvektoren des Quellganges (AG) und des Zielganges (DG) ermittelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Schaltablaufes einesmehrgängigen Automatikgetriebes zwischen einem Quellgang und einem Zielgang,wobei für zumindest einen erlaubten Schaltablauf zwischen dem Quellgang unddem Zielgang auf der Basis des Quellganges und des Zielganges, die für denGangwechsel erforderlichen Schaltelemente ermittelt werden.

Die DE 10 2005 052 824 Al beschreibt ein Verfahren zur Steuerung desSchaltablaufs eines mehrgängigen Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes, bei dem zumErreichen eines Ziel-Gangs Mehrfachschaltungen über eine Gangstufe hinwegdurchführbar sind. Ausgehend von einem eingelegten Ist-Gang wird ein mehrereGangstufen entfernter angeforderter Ziel-Gang in Abhängigkeit der aktuellenFahrsituation wahlweise als Direktschaltung in einem Schritt oder als Kombinationmehrerer zeitlich nacheinander ablaufender Einfach- und/oder Mehrfachschaltungenjeweils von Gangstufe zur in Richtung Ziel-Gang nächstfolgenden Gangstufe bzw.mit jeweils zwei Gangstufen eingelegt.

Steuerungsstrategien müssen üblicherweise für jedes Automatikgetriebe (AT)unabhängig voneinander erstellt werden. Dies erfordert jedoch einen beträchtlichenEntwicklungsaufwand und wirkt sich sehr nachteilig auf die Gesamtkosten aus.

Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und denAufwand für die Erstellung von Steuerungsstrategien zu reduzieren.

Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, dass die Schaltzustände der aktivenSchaltelemente des Getriebes für jeden Gang durch jeweils einen Binärvektordargestellt werden und die sich öffnenden, sich schließenden und geschlossengehaltenen Schaltelemente des Schaltablaufs unter Verwendung von logischenOperatoren durch Verknüpfen der Binärvektoren des Quellganges und desZielganges ermittelt werden.

Unter Quellgang ist hier der aktuell eingelegte Gang zu verstehen. Der Zielgang istjener auf der Basis eines Wunschganges ermittelte Gang, in den gewechselt werdensoll. Der Wunschgang ist jener Gang, der vom Fahrer oder von einer elektronischenSteuereinheit angefordert wird. Dabei wird nach der Anforderung desWunschganges und vor Durchführung des Gangwechsels geprüft, ob derGangwechsel überhaupt erlaubt ist. Wenn ja, wird der Wunschgang dem Zielgang zugeordnet. Ergibt die Prüfung, dass ein direkter Wechsel in den Wunschgang -beispielsweise wenn Quellgang und Wunschgang zu weit auseinander liegen - nichterlaubt ist, so wird in Abhängigkeit des Quellganges und des Wunschganges einzwischen dem Quellgang und dem Wunschgang liegender erlaubter Zielgangermittelt.

Zur Steuerung des Schaltablaufes werden sich öffnende Schaltelemente (offgoingshift elements), sich schließende Schaltelemente (oncoming shift elements) undgeschlossen gehaltene Schaltelemente (continuous shift elements) betrachtet.

Unter sich öffnende Schaltelemente, beispielsweise hydraulische Schaltkupplungen,werden jene Schaltelemente verstanden, die im Quellgang geschlossen und imZielgang geöffnet sind. Unter sich schließende Schaltelemente, beispielsweiseSchaltkupplungen, werden jene Schaltelemente verstanden, die im Quellganggeöffnet und im Zielgang geschlossen sind. Unter geschlossen gehalteneSchaltelemente, beispielsweise Schaltkupplungen, werden jene Schaltelementeverstanden, die sowohl im Quellgang, als auch im Zielgang geschlossen sind.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich öffnende Schaltelemente durch eineKonjunktion des Quellganges mit einer Negation des Zielganges ermittelt werden.

Sich schließende Schaltelemente können durch eine Negation des Quellganges miteiner Konjunktion des Zielganges ermittelt werden.

Weiters können geschlossen gehaltene Schaltelemente durch eine Konjunktion desQuellganges mit dem Zielgang ermittelt werden.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figur näher erläutert.

Die Figur zeigt schematisch einen Schaltablauf zwischen einem Quellgang AG undeinem angeforderten Wunschgang DG bei einem durch ein mehrgängigesAutomatikgetriebe gebildeten Getriebe eines Kraftfahrzeuges, welcher in vierSchritte unterteilt ist. Wird vom Fahrer oder einer elektronischen Schalteinheit einWunschgang DG angefordert, so wird in einem ersten Schritt 1 geprüft, ob derGangwechsel überhaupt erlaubt ist. Fällt diese Überprüfung positiv aus, so wird derZielgang TG dem Wunschgang DG gleichgesetzt. Fällt die Prüfung negativ aus -beispielsweise wenn Quellgang AG und Wunschgang DG zu weit auseinander liegen - so wird ein alternativer erlaubter Zielgang TG ermittelt, welcher zwischen demQuellgang AG und dem Wunschgang DG liegt. Diese Berechnung des Zielganges TGaus dem Wunschgang DG ist durch Schritt 2 angedeutet.

Die Schaltzustände der aktiven Schaltelemente des Getriebes, welchebeispielsweise hydraulische Aktuatoren sind, werden für jeden Gang durch jeweilseinen Binärvektor dargestellt und sind im Speicherbereich eines Steuergeräts,vorzugsweise einer Transmission Control Unit (TCU) so abgelegt, dass diese beiBedarf abrufbar sind. Aus den tatsächlichen Übersetzungsverhältnissen derDrehmomente werden alle Werte der Schaltelemente in ein binäres Zahlensystemumgewandelt, wobei jeder Wert >0 durch eine 1 und jeder Wert =0 durch eine 0ersetzt wird. Das so generierte Binärsystem wird vorzugsweise durch einenProzessor wie beispielsweise dem Prozessor der TCU generiert.. Auf der Basis dieserBinärvektoren wird in Schritt 3 eine Indexberechnung der Schaltelementedurchgeführt, wobei die sich öffnenden (ONCOMING), sich schließenden(OFFGOING) Schaltelemente und geschlossen gehaltenen (CONTINUOUS)Schaltelemente des Schaltablaufs unter Verwendung von logischen Operatorendurch Verknüpfen der Binärvektoren des Quellganges und des Zielganges ermitteltwerden. Im Allgemeinen können bei jedem Schaltablauf mehrere sich öffnende,sich schließende und geschlossen gehaltene Schaltelemente beteiligt sein.

Die aktiv beim Schaltablauf beteiligten Schaltelemente werden durch Binärvektorendargestellt. Die Zustände (Indizes) der Schaltelemente werden durch logischeOperatoren wie folgt bestimmt: • OFFGOING: "im Quellgang geschlossen" AND NOT "im Zielganggeschlossen" • ONCOMING: NOT" im Quellgang geschlossen" AND "im Zielganggeschlossen" • CONTINUOUS: "im Quellgang geschlossen" AND "im Zielgang geschlossen" 1.1 Beispiel 1: Sechsaanaaetriebe mit vier Schaltelementen CI. C2. C3. C4Die Schaltelemente können beispielsweise Kupplungs- oder Bremselemente sein.

Das Getriebe weist folgendes Schaltschema für die Gänge Gl, G2, G3, G4, G5 undG6 auf, wobei "X" für ein geschlossenes Schaltelement und für ein geöffnetesSchaltelement steht:

In der letzten Spalte sind die dem jeweiligen Gang G2, G3, G4, G5, G6zugeordneten Binärvektoren dargestellt, wobei "1" für ein geöffnetes Schaltelementund "0" für ein geschlossenes Schaltelement steht. Die Position im Binärvektor gibtdas jeweilige Schaltelement CI, C2, C3, C4 an. 1.1 Ganawechsel G2 -> G4

Beim Wechsel vom Quellgang G2 in den Zielgang G4 ergeben sich folgende Indizesfür die beteiligten sich öffnenden Schaltelemente (OFFGOING), sich schließendenSchaltelemente (ONCOMING) oder geschlossen gehaltenen Schaltelemente(CONTINUOUS):

Durch Aufsuchen der Positionen der "0" bzw. "1" im Binärvektor der Spalte"Ergebnis" kann der Zustand der jeweiligen Schaltelemente erhalten werden. Imvorliegenden Fall kann also alleine aus den resultierenden Binärvektoren (0001) bzw. (1000) für die Zeilen "OFFGOING" bzw. "ONCOMING" erkannt werden, dassdas zweite Schaltelement C2 ein sich bei Schaltvorgang öffnendes und das ersteSchaltelement CI ein sich beim Schaltvorgang schließendes Schaltelement ist.Weiters kann aus dem resultierenden Binärvektor (0100) der Zeile CONTINUOUSerkannt werden, dass das zweite Schaltelement C2 während des Schaltvorgangesgeschlossen gehalten wird. 2.) Beispiel 2: Neunaanaaetriebe mit vier Schaltelementen CI. C2. C3. C4

Die Schaltelemente können beispielsweise Kupplungs- und/oder Bremselementesein.

Die folgende Schalttabelle zeigt die aktiven Schaltelemente für die entsprechendenGänge, wobei "X" für ein geschlossenes Schaltelement und "-" für ein geöffnetesSchaltelement steht. Mit Gl bis G9 sind die einzelnen Gänge, und mit N einNeutralgang bezeichnet. Das Getriebe ist beispielsweise für ein einen Elektromotoraufweisendes Hybridfahrzeug konzipiert:

In der letzten Spalte sind wieder die dem jeweiligen Gang zugeordnetenBinärvektoren dargestellt, wobei "1" für ein geöffnetes Schaltelement und "0" fürein geschlossenes Schaltelement steht. Die Position im Binärvektor gibt dasjeweilige Schaltelement CI, C2, C3, C4 an. Für die verschiedenen Gangwechsel der Gänge Gl bis G9 ergeben sichunterschiedliche Anzahlen und Möglichkeiten von sich öffnenden Schaltelemente(OFFGOING), sich schließenden Schaltelemente (ONCOMING) oder geschlossengehaltenen Schaltelementen (CONTINUOUS): 2.1 Ganawechsel Gl -> G2

Beim Wechsel vom Quellgang Gl in den Zielgang G2 ergeben sich folgende Indizesfür die beteiligten drei aktiven Schaltelemente, also für ein sich öffnendesSchaltelement (OFFGOING), ein sich schließendes Schaltelement (ONCOMING) undein geschlossen gehaltenes Schaltelement (CONTINUOUS):

Durch Aufsuchen der Positionen der "0" bzw. "1" im Binärvektor der Spalte"Ergebnis" kann der Zustand der jeweiligen Schaltelemente erhalten werden. Imvorliegenden Fall kann also alleine aus den resultierenden Binärvektoren (0100)bzw. (0001) für die Zeilen "OFFGOING" bzw. "ONCOMING" erkannt werden, dassdas zweite Schaltelement C2 ein sich bei Schaltvorgang öffnendes und das vierteSchaltelement C4 ein sich beim Schaltvorgang schließendes Schaltelement ist.Weiters kann aus dem resultierenden Binärvektor (0010) der Zeile CONTINOUSerkannt werden, dass das dritte Schaltelement C3 während des Schaltvorgangesgeschlossen gehalten wird. 2.1 Ganawechsel G3 -> G4

Beim Wechsel vom Quellgang G3 in den Zielgang G4 ergeben sich folgende Indizesfür zwei beteiligte aktive Schaltelemente:

Im vorliegenden Fall kann also alleine aus dem resultierenden Binärvektor (0100)für die Zeile "OFFGOING" erkannt werden, dass das zweite Schaltelement C2 einsich bei Schaltvorgang öffnendes Schaltelement ist. Der Binärvektor (0000) in ZeileONCOMING zeigt, dass kein Schaltelement während des Schaltvorgangesgeschlossen werden muss. Weiters kann aus dem resultierenden Binärvektor(0001) der Zeile CONTINUOUS erkannt werden, dass das vierte Schaltelement C4während des Schaltvorganges geschlossen gehalten wird. 2.1 Ganawechsel G7 -> G8

Beim Wechsel vom Quellgang G7 in den Zielgang G8 ergeben sich folgende Indizesfür die beteiligten vier aktiven Schaltelemente, also für ein sich öffnendesSchaltelement (OFFGOING), ein sich schließendes Schaltelement (ONCOMING) undzwei geschlossen gehaltene Schaltelemente (CONTINUOUS):

Im vorliegenden Fall kann also alleine aus den resultierenden Binärvektoren (0100)bzw. (0001) für die Zeilen "OFFGOING" bzw. "ONCOMING" erkannt werden, dassdas vierte Schaltelement C4 ein sich bei Schaltvorgang öffnendes und das zweiteSchaltelement C3 ein sich beim Schaltvorgang schließendes Schaltelement ist.

Weiters kann aus dem resultierenden Binärvektor (1010) der Zeile CONTINUOUSerkannt werden, dass das erste Schaltelement CI und das dritte Schaltelement C3während des Schaltvorganges geschlossen gehalten werden. 2.1 Ganqwechsel G6 -> G2

Beim Wechsel vom Quellgang G6 in den Zielgang G2 ergeben sich folgende Indizesfür die beteiligten vier aktiven Schaltelemente, nämlich für zwei sich öffnendenSchaltelemente (OFFGOING) und zwei sich schließende Schaltelemente:

Im vorliegenden Fall kann also alleine aus den resultierenden Binärvektoren (1100)bzw. (0011) für die Zeilen "OFFGOING" bzw. "ONCOMING" erkannt werden, dassdas erste Schaltelement CI und das zweite Schaltelement C2 während desSchaltvorgang geöffnet und dass dritte Schaltelement C3 und das vierteSchaltelement C4 während des Schaltvorganges geschlossen werden müssen.Weiters kann aus dem resultierenden Binärvektor (0000) der Zeile CONTINUOUSerkannt werden, dass kein Schaltelement während des Schaltvorgangesgeschlossen gehalten wird.

Die Beispiele wurden an Hand von ausgesuchten Schaltabläufen beschrieben.Selbstverständlich ist das Verfahren auch für alle anderen möglichen Schaltabläufeanwendbar.

Bestimmte Schaltparameter wie beispielsweise die

Kupplungsdrehmomentverhältnisse, welche für andere Komponenten in derRegelsoftware benötigt werden, können einfach über die Indizes ausgewähltwerden, wie durch den Schritt 4 in der Figur angedeutet ist. AnschließendeKomponenten in der Softwarearchitektur steuern basierend auf den Indizes und denausgewählten Schaltparametern die Schaltelemente.

Der Vorteil des Verfahrens ist, dass die bereits verarbeiteten Schaltvorgänge derSchaltelemente aus einem Getriebeprojekt in verschiedenen anderenGetriebeprojekten verwendet werden können, indem im Wesentlichen nur eineTabelle für die Kombinationen der Getriebe und Schaltelemente kalibriert werdenmuss. Dazu wird diese Tabelle von Schaltelementen und Schaltzuständenvorteilhaft in einer Steuereinheit, besonders vorteilhaft in derTCU abgelegt.Darüber hinaus müssen die aktiven Schaltelemente für die verschiedenen,möglichen Gangwechsel nicht vordefiniert werden, sondern können dynamisch auseiner kalibierbaren Tabelle berechnet werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Steuerung eines Schaltablaufes eines mehrgängigenAutomatikgetriebes zwischen einem Quellgang (AG) und einem Zielgang (TG),wobei für zumindest einen erlaubten Schaltablauf zwischen dem Quellgang(AG) und dem Zielgang (TG) auf der Basis des Quellganges (AG) und desZielganges (TG) die für den Gangwechsel erforderlichen Schaltelemente (CI,C2, C3, C4) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass dieSchaltzustände der aktiven Schaltelemente (CI, C2, C3, C4) des Getriebes fürjeden Gang (Gl, ..., G9) durch jeweils einen Binärvektor dargestellt werdenund die sich öffnenden, sich schließenden und geschlossen gehaltenenSchaltelemente (CI, C2, C3, C4) des Schaltablaufs unter Verwendung vonlogischen Operatoren durch Verknüpfen der Binärvektoren des Quellganges(AG) und des Zielganges (DG) ermittelt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich öffnendeSchaltelemente (CI, C2, C3, C4) durch eine Konjunktion des Quellganges (AG)mit einer Negation des Zielganges (TG) ermittelt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sichschließende Schaltelemente (CI, C2, C3, C4) durch eine Negation desQuellganges (AG) mit einer Konjunktion des Zielganges (TG) ermittelt werden.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass geschlossen gehaltene Schaltelemente (CI, C2, C3, C4) durch eineKonjunktion des Quellganges (AG) mit dem Zielgang (TG) ermittelt werden.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass vor der Durchführung des Gangwechsels geprüft wird, ob derGangwechsel in einen angeforderten Wunschgang (DG) erlaubt ist.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeitder Prüfung des Wunschganges (DG) der Zielgang (TG) ermittelt wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dassdie als Binärvektor dargestellten Schaltelemente (CI, C2, C3, C4) des Getriebes in einem Steuergerät, vorzugsweise der Transmission Control Unit(TCU), abgelegt werden.