DE10330149B4

DE10330149B4 - Method for increasing the spontaneity of downshifts in an automatic transmission

Info

Publication number: DE10330149B4
Application number: DE10330149.6A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Popp Christian; Georg Gierer; Dipl.-Ing. Schmidt Thilo; Franz-Josef Schuler; Dipl.-Ing. Steinhauser Klaus; Dipl.-Ing. Schiele Peter; Dipl.-Ing. Allgaier Bernd; Dipl.-Ing. Schwemer Christian
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2021-10-28
Anticipated expiration: 2023-07-05
Also published as: DE10330149A1

Abstract

Verfahren zur Erhöhung der Spontaneität von Rückschaltungen in einem Automatgetriebe, wobei ein Schaltelement abgeschaltet und ein weiteres Schaltelement zugeschaltet wird und wobei das abschaltende Schaltelement mit Ausgabe des Schaltbefehls für eine getriebeeingangsdrehzahlsprungabhängige Haltezeit von einem ersten Druckniveau auf ein zweites Druckniveau reduziert wird, dadurch ge- kennzeichnet, dass, wenn eine Einfachrückschaltung angefordert wird und der entsprechende Drehzahlsprung derart gering ist, dass das zuschaltende Schaltelement nach der Haltezeit des abschaltenden Schaltelementes zur Momentübernahme nicht bereit sein wird, von der Schaltelementansteuerung eine Mehrfachschaltung ausgeführt wird, so dass der Drehzahlsprung erhöht wird.Method for increasing the spontaneity of downshifts in an automatic transmission, wherein a shifting element is disconnected and a further shifting element is engaged and the disengaging shifting element is reduced from a first pressure level to a second pressure level with the output of the shift command for a transmission input speed jump-dependent holding time, characterized in that that, if a single downshift is requested and the corresponding jump in speed is so small that the switching element to be switched on will not be ready to take over torque after the hold time of the switching element being switched off, a multiple shift is carried out by the switching element control so that the jump in speed is increased.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Spontaneität von Rückschaltungen in einem Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a method for increasing the spontaneity of downshifts in an automatic transmission of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Die immer steigenden Anforderungen an die Funktionalität der Automatgetriebe durch die Forderung nach mehr Spontaneität, die immer größer werdende Anzahl der zu schaltenden Gänge, die verbrauchsoptimierte Auslegung der Automatgetriebe mit größeren Fahranteilen in den hohen Gängen sowie die große Anzahl der auszuführenden Rückschaltungen beim Abbremsen des Fahrzeugs bis zum Stillstand führen dazu, dass Gänge eines Automatgetriebes immer schneller und häufiger hintereinander geschaltet werden sollen.The ever-increasing demands on the functionality of automatic transmissions due to the demand for more spontaneity, the ever-increasing number of gears to be shifted, the consumption-optimized design of the automatic transmissions with larger driving shares in the high gears and the large number of downshifts to be carried out when braking the vehicle up to to a standstill lead to the fact that gears of an automatic transmission are to be shifted one behind the other ever faster and more frequently.

Bei Automatgetrieben, welche einen Wandler umfassen, bei denen Schaltungen mittels einer Überschneidungsschaltung von zwei Kupplungen bzw. Schaltelementen ausgeführt werden, muss, wenn eine Schaltung angefordert wird, eine Kupplung hydraulisch abgeschaltet werden und eine andere Kupplung hydraulisch zugeschaltet werden.In automatic transmissions that include a converter in which shifts are carried out by means of an overlapping shift of two clutches or shifting elements, when a shift is requested, one clutch must be hydraulically disengaged and another clutch hydraulically engaged.

Um eine Kupplung bzw. ein Schaltelement mit hydraulischen Druck zu versorgen, wird ein elektrohydraulischer Druckregler (EDS) von der Getriebesteuerung (EGS) angesteuert, wobei der Druckregler ein hydraulisches Schaltventil steuert. Wird eine Kupplung zu- oder abgeschalten, wird der Kupplungsdruck über das Schaltventil geregelt. Außerhalb von Schaltungen wird der Kupplungsdruck über ein Halteventil auf Maximaldruck gehalten.In order to supply a clutch or a shift element with hydraulic pressure, an electro-hydraulic pressure regulator (EDS) is activated by the transmission control (EGS), the pressure regulator controlling a hydraulic shift valve. If a clutch is switched on or off, the clutch pressure is regulated via the switching valve. Outside of gearshifts, the clutch pressure is kept at maximum pressure via a holding valve.

Um eine Gangschaltung durchzuführen, muss das zu schaltende Schaltelement zuerst für die Momentenübernahme vorbereitet, d. h. befüllt werden. Ebenso können auch vorbereitende Maßnahmen an dem abschaltenden Schaltelement getroffen werden, wobei dies ist erst nach Abschluss der vorhergehenden Schaltung möglich ist.In order to carry out a gear shift, the shift element to be shifted must first be prepared for the takeover of the torque, i. H. be filled. Preparatory measures can also be taken on the switching element to be switched off, this being possible only after the previous switching has been completed.

Üblicherweise wird der vorbereitende Befüllvorgang eines Schaltelements in eine Schnellfüllphase und eine Füllausgleichsphase aufgeteilt: Im Rahmen der Schnellfüllphase wird das Schaltelement mit Öl befüllt, wohingegen in der Füllausgleichsphase der Kolben mit geringer Last angelegt wird.The preparatory filling process of a switching element is usually divided into a rapid filling phase and a filling equalization phase: During the quick filling phase, the switching element is filled with oil, whereas in the filling equalizing phase the piston is applied with a low load.

Durch die Ausführung der Vorbereitung der zu schaltenden Schaltelemente, die, wie erläutert, in einer Schnellfüllphase und eine Füllausgleichsphase unterteilt ist, sowie der Vorbereitung der abschaltenden Schaltelemente entstehen Verzögerungszeiten. Wenn eine Schaltung angefordert wird, dann muss der Druck an der abschaltenden Kupplung erst unter dem Druck des Halteventils reduziert werden und kann dann über das Schaltventil geregelt reduziert werden. Die zu schaltende Kupplung muss bei einer Schaltung erst befüllt werden, sodass das Kupplungspaket anliegt und Kraft übertragen kann.Delay times arise due to the execution of the preparation of the switching elements to be switched, which, as explained, is divided into a rapid filling phase and a filling equalization phase, as well as the preparation of the switching elements to be switched off. When a shift is requested, the pressure on the disengaging clutch must first be reduced below the pressure of the holding valve and can then be reduced in a controlled manner via the shift valve. The clutch to be shifted must first be filled when shifting so that the clutch pack is applied and power can be transmitted.

Sowohl das Reduzieren des Druckes der abschaltenden Kupplung unter Halteventildruck als auch das Schnellbefüllen der zu schaltenden Kupplung resultieren in unerwünschten Verzögerungszeiten.Both the reduction of the pressure of the disengaging clutch under holding valve pressure and the rapid filling of the clutch to be shifted result in undesirable delay times.

Insbesondere bei Rückschaltungen auf einem niedrigen Drehzahlniveau ergibt sich das Problem, dass die Reaktionszeiten, bis eine spürbare Reaktion des Automatgetriebes eintritt lang sind, was vom Fahrer als unangenehm empfunden wird.In particular when shifting down to a low speed level, the problem arises that the reaction times until a noticeable reaction of the automatic transmission occurs, which is perceived as unpleasant by the driver.

In der DE 196 48 383 A1 der Anmelderin wird ein Verfahren zur Erhöhung der Spontaneität eines Automatgetriebes beschrieben, bei dem mit Ausgabe des Schaltbefehls für eine Rückschaltung das Druckniveau der abzuschaltenden Kupplung von einem ersten Druckniveau auf ein zweites Druckniveau reduziert wird, wobei das zweite Druckniveau während einer Haltezeit beibehalten wird; die Haltezeit ist hierbei eine Funktion einer Drehzahldifferenz, der Getriebeeingangsdrehzahl und der Temperatur des Hydraulikfluids im Getriebe.In the DE 196 48 383 A1 The applicant describes a method for increasing the spontaneity of an automatic transmission in which the pressure level of the clutch to be disengaged is reduced from a first pressure level to a second pressure level when the shift command for a downshift is issued, the second pressure level being maintained during a holding time; the hold time is a function of a speed difference, the transmission input speed and the temperature of the hydraulic fluid in the transmission.

Des weiteren wird mit Ablauf der Haltezeit das Druckniveau für eine Regelzeit auf ein drittes Druckniveau abgesenkt, um anschließend auf Null verringert zu werden. Die Drehzahldifferenz bildet sich aus der Differenz zwischen der Getriebeeingangsdrehzahl zu Beginn der Schaltung und der Getriebeeingangsdrehzahl beim Erreichen des Synchronpunktes im zu schaltenden Gang. Der Grund für die drehzahlsprungabhängige Haltezeit der abzuschaltenden Kupplung liegt darin, dass die zuschaltende Kupplung eine gewisse Füllzeit braucht, bevor diese das Moment übernehmen kann.Furthermore, when the holding time has elapsed, the pressure level is lowered to a third pressure level for a control time in order to then be reduced to zero. The speed difference is formed from the difference between the transmission input speed at the beginning of the shift and the transmission input speed when the synchronization point is reached in the gear to be shifted. The reason for the speed jump-dependent holding time of the clutch to be disengaged is that the clutch to be engaged needs a certain filling time before it can take over the torque.

Hierbei kann folgende nachteilige Situationen entstehen: Ist der Drehzahlsprung klein, so ist die Zeitdauer der Schaltung kurz und die zu schaltende Kupplung ist eventuell noch gar nicht bereit, das Moment zu übernehmen. Somit wird die abschaltende Kupplung in diesem Fall etwas später im Druck reduziert, wodurch die Schaltung verzögert eingeleitet wird.The following disadvantageous situations can arise here: If the speed jump is small, the duration of the shift is short and the clutch to be shifted may not even be ready to take over the torque. In this case, the disengaging clutch is reduced in pressure a little later, whereby the shift is initiated with a delay.

Da die Getriebe heutzutage zum Teil fünf, sechs oder sieben Gänge haben und einige davon, um Kraftstoff zu sparen, als Overdrive-Gänge ausgelegt sind, wobei sehr schnell in sehr hohen Gängen geschaltet wird, tritt das oben genannte Problem noch deutlicher auf.Since the transmissions nowadays sometimes have five, six or seven gears and some of them are designed as overdrive gears in order to save fuel, with shifting very quickly to very high gears, the above-mentioned problem becomes even more apparent.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erhöhung der Spontaneität der Schaltungen in einem Automatgetriebe anzugeben, welches ausgehend vom genannten Stand der Technik die Reaktionszeiten bei Rückschaltungen erheblich verkürzt und die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere sollen auch bei sehr niedrigen Motordrehzahlen Schaltungen ohne lange Verzögerungszeiten durchgeführt werden.The present invention is therefore based on the object of specifying a method for increasing the spontaneity of shifts in an automatic transmission, which, based on the prior art mentioned, considerably shortens the response times for downshifts and avoids the disadvantages of the prior art. In particular, shifts should be carried out without long delay times even at very low engine speeds.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Varianten gehen aus den Unteransprüchen hervor.This object is achieved by the features of claim 1. Further refinements and variants emerge from the subclaims.

Demnach wird ein Verfahren zur Erhöhung der Spontaneität von Rückschaltungen in einem Automatgetriebe, wobei ein Schaltelement abgeschaltet und ein weiteres Schaltelement zugeschaltet wird und wobei das abschaltende Schaltelement mit Ausgabe des Schaltbefehls für eine getriebeeingangsdrehzahlsprungabhängige Haltezeit von einem ersten Druckniveau auf ein zweites Druckniveau reduziert wird vorgeschlagen, bei dem, wenn eine Einfach-Rückschaltung angefordert wird und der entsprechende Drehzahlsprung derart gering ist, dass das zuschaltende Schaltelement nach der Haltezeit des abschaltenden Schaltelementes zur Momentübernahme nicht bereit ist, von der Schaltelementansteuerung eine Doppel- oder Dreifach- oder Mehrfachschaltung ausgeführt wird.Accordingly, a method for increasing the spontaneity of downshifts in an automatic transmission, whereby one shifting element is disconnected and another shifting element is engaged, and the disengaging shifting element is reduced from a first pressure level to a second pressure level with the output of the shift command for a transmission input speed jump-dependent holding time, is proposed at if a single downshift is requested and the corresponding jump in speed is so small that the switching element to be engaged is not ready to take over torque after the hold time of the disengaging shifting element, a double, triple or multiple shift is carried out by the shifting element control.

Durch die Vorgabe einer solchen Schaltung wird automatisch der Drehzahlsprung erhöht, so dass die für die ausgewählte Schaltung zuschaltende Kupplung bzw. das zuschaltende Schaltelement somit mehr Zeit zum Befüllen hat, was wiederum bedeutet, dass die entsprechende zu der Schaltung gehörende abschaltende Kupplung früher auf den notwendigen reduzierten Druck zurückgefahren werden kann.By specifying such a shift, the speed jump is automatically increased so that the clutch or shift element to be engaged for the selected shift thus has more time to fill, which in turn means that the corresponding disengaging clutch belonging to the shift switches to the necessary one earlier reduced pressure can be reduced.

Diese Vorgehensweise kann analog auch für Mehrfachschaltungen angewandt werden, bei denen anschließend eine weitere Rückschaltung folgt.This procedure can also be used analogously for multiple shifts, in which a further downshift then follows.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Mehrfachschaltung anstelle der Einfachrückschaltung nur dann ausgelöst wird, wenn eine aktuelle Fahraktivität des Fahrers ausreichend hoch ist, d. h., eine vordefinierte Schwelle überschritten hat. Verfahren zur Bestimmung der Fahraktivität des Fahrers als Zeichen seiner Sportlichkeit bzw. seines Fahrerwunsches sind hinreichend bekannt und berücksichtigen typischerweise aktuelle Fahrzeugparameter (wie beispielsweise Fahrgeschwindigkeit, Fahrzeuglängsbeschleunigung, Fahrzeugquerbeschleunigung, Gang) und aktuelle Parameter von Bedienelementen des Fahrers (wie beispielsweise Wählhebelstellung, Fahrpedalwert, Fahrpedalgeschwindigkeit, Lenkwinkel, Lenkwinkelgeschwindigkeit). Auch kann vorgesehen sein, dass die Mehrfachschaltungen anstelle der Einfachschaltungen generell nur dann ausgelöst werden, wenn zuvor ein manueller Eingriff des Fahrers in die ansonsten automatische Schaltstrategie der Getriebesteuerung erkannt wird, das Getriebe also im Manuell- oder Tip-Mode betrieben wird oder der Fahrer manuell eine Einfachrückschaltung angefordert hat.In an advantageous further development of the invention, it is proposed that the multiple shift instead of the single downshift is only triggered when the driver's current driving activity is sufficiently high, ie. i.e. has exceeded a predefined threshold. Methods for determining the driving activity of the driver as a sign of his sportiness or his driver's wishes are well known and typically take into account current vehicle parameters (such as driving speed, vehicle longitudinal acceleration, vehicle lateral acceleration, gear) and current parameters of operator controls (such as selector lever position, accelerator pedal value, accelerator pedal speed, Steering angle, steering angle speed). It can also be provided that the multiple shifts are generally only triggered instead of the single shifts if a manual intervention by the driver in the otherwise automatic shifting strategy of the transmission control is recognized beforehand, i.e. the transmission is operated in manual or tip mode or the driver is operated manually has requested a single downshift.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren, welche Zeitdiagramme für eine Rückschaltung nach dem Stand der Technik und gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren darstellen, beispielhaft näher erläutert.In the following, the invention is explained in more detail by way of example with reference to the accompanying figures, which show timing diagrams for a downshift according to the prior art and according to the method according to the invention.

Es zeigen:

1A ein Zustandsdiagramm für den Schaltbefehl;
1B den Druckverlauf der abschaltenden Kupplung als Funktion der Zeit;
1C den Druckverlauf der zuschaltenden Kupplung als Funktion der Zeit und
1D den Drehzahlverlauf der Getriebeeingangsdrehzahl als Funktion der Zeit.

Show it:

1A a state diagram for the switching command;
1B the pressure curve of the disengaging clutch as a function of time;
1C the pressure curve of the clutch to be engaged as a function of time and
1D the speed curve of the transmission input speed as a function of time.

Wie in 1A gezeigt, wird zum Zeitpunkt t_0 von der Fahrstrategie eine Rückschaltung angefordert; gemäß der Erfindung wird nun anstelle der eigentlich angeforderten Einfachschaltung vom der Kupplungs- bzw. Schaltelementansteuerung eine Mehrfachschaltung ausgeführt. Wie 1B zu entnehmen, ändert sich mit Ausgabe des Schaltbefehls das Druckniveau der abschaltenden Kupplung und sinkt für eine Einfach-Rückschaltung auf ein Halteniveau für eine drehzahlsprungabhängige Haltezeit (die Haltezeit kann auch von weiteren Parametern abhängig sein, beispielsweise von der Temperatur des Getriebes). Bei kleinem Drehzahlsprung ist die zuschaltende Kupplung noch nicht bereit, das Moment zu übernehmen, so dass die abschaltende Kupplung später im Druck reduziert wird. Der entsprechende Druckverlauf für eine Einfach-Rückschaltung wird durch die Kurve „Haltephase abschaltende Kupplung lang“ dargestellt. Dahingegen bewirkt die erfindungsgemäß durchgeführte Mehrfachschaltung einen größeren Drehzahlsprung, so dass, wie bereits erläutert, die abschaltende Kupplung früher auf den notwendigen reduzierten Druck zurückgefahren werden kann, wie dies durch die Kurve „Haltephase abschaltende Kupplung kurz“ veranschaulicht wird.As in 1A shown, a downshift is requested by the driving strategy at time t_0; According to the invention, instead of the actually requested single shift, a multiple shift is carried out by the clutch or shift element control. As 1B As can be seen, the pressure level of the disengaging clutch changes when the shift command is issued and, for a single downshift, sinks to a hold level for a speed jump-dependent hold time (the hold time can also depend on further parameters, for example on the temperature of the transmission). In the event of a small jump in speed, the clutch to be engaged is not yet ready to take over the torque, so that the clutch to be disengaged is later reduced in pressure. The corresponding pressure curve for a single downshift is shown by the curve "Holding phase disengaging clutch long". In contrast, the multiple shifting carried out according to the invention causes a larger jump in speed so that, as already explained, the disengaging clutch can be reduced earlier to the required reduced pressure, as illustrated by the curve “holding phase disengaging clutch briefly”.

Somit erfolgt die für den Fahrer spürbare Reaktion des Getriebes bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Zeitpunkt t_1, wie es aus dem in 1D gezeigten Drehzahlverlauf resultiert. Dahingegen steigt bei einer Einfach-Rückschaltung die Drehzahl erst zum Zeitpunkt t_2. Der Druckverlauf der zuschaltenden Kupplung ist Gegenstand der 1C, wo auch die Füll- und Füllausgleichszeit veranschaulicht sind.Thus, the reaction of the transmission perceptible to the driver in the method according to the invention takes place at time t_1, as can be seen from FIG 1D shown speed curve results. In contrast, in the case of a single downshift, the speed does not increase until time t_2. The pressure curve of the clutch to be engaged is the subject of 1C , where the filling and filling equalization times are also illustrated.

Claims

Method for increasing the spontaneity of downshifts in an automatic transmission, wherein a shifting element is turned off and a further shifting element is turned on and wherein the disengaging shifting element is reduced from a first pressure level to a second pressure level with the output of the shift command for a transmission input speed jump-dependent holding time, characterized in that, If a single downshift is requested and the corresponding jump in speed is so small that the switching element to be switched on will not be ready to take over torque after the holding time of the switching element being switched off, a multiple shift is carried out by the switching element control so that the jump in speed is increased.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that it is also used for requested multiple shifts, which are then followed by a further downshift.

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the multiple switching is only triggered when there is a predefined driving activity of the driver, which is determined via a driving strategy, in particular taking into account current vehicle parameters and current driver control element parameters.

Procedure according to Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that the multiple shift is only triggered when the automatic transmission is operated in manual or tip mode.

Procedure according to Claim 4 , characterized in that the multiple shift is only triggered if the driver has manually requested a single downshift.