DE19609585A1 - Verfahren zum Steuern eines stufenlosen Getriebes sowie Vorrichtung hierzu - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines stufenlosen Getriebes eines insbesondere von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahr­ zeuges, wobei von einer Steuereinheit Übersetzungen vorgegeben werden, die vom Fahrzeug-Führer mittels eines Bedienelementes im Hinblick auf eine gegenüber der aktuellen Getriebe-Übersetzung höhere oder niedrigere Übersetzung anwählbar sind.

Zum bekannten Stand der Technik wird auf die DE 41 20 540 C1 verwiesen. Beschrieben ist darin ein Verfahren zum Steuern eines mit einer Elektro-hy­ draulischen Steuerung, einer Wähleinrichtung und einer steuerbaren An­ fahrkupplung versehenen stufenlosen Getriebes ebenfalls eines insbeson­ dere mit einer Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeuges. In einer ersten Betriebsart wählt die Steuereinrichtung aus Signalen der Wähleinrich­ tung und aus Betriebsgrößen des Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise Dros­ selklappenwinkel, Fahrgeschwindigkeit und Motordrehzahl mittels vom Fahr­ verhalten abhängiger Kennlinien selbsttätig eine Übersetzung des Getriebes und stellt diese Übersetzung ein, während in einer zweiten Betriebsart ein vom Fahrer direkt beeinflußbares, abgestuftes Getriebe nachgebildet wird, dessen Schaltstufen nach Anzahl und Spreizung nach dem Fahrverhalten optimiert sind. Um den subjektiven Fahreindruck des Kraftfahrzeuges bzw. das Schaltverhalten des stufenlosen Getriebes für den Fahrzeug-Führer zu verbessern, erhält dieser somit die Möglichkeit, ein stufenloses Getriebe ebenso wie ein bisheriges Stufengetriebe manuell zu schalten.

Dieser bekannte Stand der Technik nutzt jedoch noch nicht alle Möglichkei­ ten, um dem Fahrer subjektiv ein optimales Schaltverhalten bzw. Schalt- und Fahrvergnügen zu bieten. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Steuern eines stufenlosen Getriebes nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 im Hinblick hierauf weiter zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß bei Betätigung des Be­ dienelementes in Abhängigkeit von der Betätigungsweise eine beliebige größere oder kleinere Übersetzung einstellbar ist. Vorteilhafte Weiterbildun­ gen sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 beschrieben, während in den Pa­ tentansprüchen 8 bis 13 vorteilhafte Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben sind.

Erfindungsgemäß kann der Fahrzeug-Führer unabhängig von der Steuerein­ heit auch weiterhin mittels eines Bedienelementes oder mittels der sog. Wähleinrichtung nach der oben genannten DE 41 20 540 C1 eine andere Getriebe-Übersetzung anwählen, als aktuell eingestellt ist, jedoch hat er nunmehr die Möglichkeit, nicht nur die nächsthöhere oder nächstniedrigere diskrete Übersetzung einzustellen, wie dies in der bereits mehrfach zitierten Schrift beschrieben ist, sondern auch jede andere, höhere oder niedrigere beliebige Übersetzung. Diskrete Getriebeabstufungen müssen in diesem stufenlosen Getriebe somit nicht mehr vorgesehen sein, d. h. mittels des Bedienelementes kann quasi stufenlos eine Übersetzung angewählt werden, wobei selbstverständlich auch eine Vielzahl diskreter Getriebe-Übersetzun­ gen vorgesehen sein kann. Sind beispielsweise 20 diskrete Übersetzungs­ verhältnisse vorgesehen, so ist dies einem stufenlosen Getriebe praktisch gleichwertig. Während somit beim Stand der Technik nach der DE 41 20 540 C1 sich das Fahrzeug beispielsweise aktuell in der fünften Getriebestufe bewegt und der Fahrzeug-Führer eine andere Übersetzung wünscht, so muß er die sog. Wähleinrichtung oder das Bedienelement einmal betätigen, um die vierte Getriebestufe einzustellen, noch einmal betätigen, um an­ schließend daran die dritte Getriebestufe einzustellen und ein weiteres Mal betätigen, um letztlich in die von ihm gewünschte zweite Getriebestufe zu gelangen. Diese Bedienweise erscheint unkomfortabel. Daher schlägt die Erfindung vor, dem Fahrzeug-Führer die Möglichkeit zu geben, allein durch die Betätigungsweise des Bedienelementes einen Sprung von der derzeit aktuellen Getriebestufe bzw. Übersetzung in eine beliebige andere Über­ setzung zu ermöglichen. Ausgehend von der aktuellen Übersetzung ent­ scheidet die Betätigungsweise des Bedienelementes somit darüber, ob eine wesentlich oder nur geringfügig größere bzw. eine wesentlich oder nur ge­ ringfügig kleinere Übersetzung eingestellt wird. Darauf hingewiesen werden soll in diesem Zusammenhang, daß mit einer Betätigung des Bedienelemen­ tes sich der Lastpunkt der das Fahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine nicht ändert. Das Kraftfahrzeug bewegt sich somit unverändert mit der glei­ chen Geschwindigkeit auf einer ebenen Strecke dahin, auch wenn das Be­ dienelement betätigt wird. Dieses Bedienelement unterscheidet sich somit wesentlich vom Gaspedal oder Fahrpedal, dessen Betätigung zwar ebenfalls eine Übersetzungsänderung im stufenlosen Getriebe hervorruft, jedoch gleichzeitig den Lastpunkt der das Fahrzeug antreibenden Brennkraftma­ schine ändert und somit auch die Fahrleistung des Fahrzeuges.

Denkbar sind die unterschiedlichsten Betätigungsweisen, mit Hilfe derer der Fahrzeug-Führer eine Neueinstellung einer anderen Übersetzung vorneh­ men kann. So kann sich die vom Fahrzeug-Führer gewünschte Änderung der Übersetzung aus dem Verstellweg des im wesentlichen linear bewegba­ ren Bedienelementes oder auch aus dem Verstellwinkel des drehbaren oder schwenkbaren Bedienelementes ergeben. Für diese Fälle kann man sich das Bedienelement quasi als Schieberegler oder Drehknopf vorstellen. Je nach dem wie weit der Schieberegler bewegt wird oder um welchen Betrag der Drehknopf verdreht wird, ergibt sich eine größere oder geringere Über­ setzungsänderung. Wird beispielsweise der Schieberegler um einen Großteil des ihm zur Verfügung stehenden Verstellweges bewegt, so hat dies eine große Übersetzungsänderung zur Folge, d. h. ausgehend von einer aktuel­ len beispielsweise relativ langen Übersetzung wird schlagartig in eine relativ kurze Übersetzung des stufenlosen Getriebes geschaltet. Eine aufwendige Mehrfachbetätigung des Bedienelementes - wie bei der DE 41 20 540 C1 - ist somit nicht erforderlich. Allein durch die Intensität, mit welcher der Fahr­ zeug-Führer das Bedienelement betätigt, kann er somit eine gewünschte Übersetzungsänderung hervorrufen.

Eine andere Betätigungsweise, bei welcher ebenfalls die Intensität der Betä­ tigung des Bedienelementes Rückschlüsse auf die gewünschte Über­ setzungsänderung zuläßt, liegt vor, wenn die Größe der Krafteinwirkung auf das Bedienelement ausgewertet wird. Betätigt der Fahrzeug-Führer das Be­ dienelement mit starker Kraft, so hat dies dann eine größere Über­ setzungsänderung zur Folge, als bei beispielsweise leichtem Antippen des Bedienelementes. Die Krafteinwirkung auf das Bedienelement kann aber auch Hinweise darauf geben, mit welcher Änderungsgeschwindigkeit die Übersetzungsänderung vorgenommen wird. Dies bedeutet, daß bei einer hohen Krafteinwirkung ein gewünschter Übersetzungssprung deutlich schneller durchgeführt wird, als bei einer geringen Krafteinwirkung. In die­ sem Zusammenhang empfiehlt es sich selbstverständlich, das Bedienele­ ment unter Einwirkung eines Kraftspeicherelementes bzw. Federelementes in einer Mittelstellung zu halten, von der aus ausgehend eine Krafteinwirkung in die eine Richtung eine Übersetzungsänderung zu einer längeren und eine Krafteinwirkung in die andere Richtung eine Übersetzungsänderung zu einer kürzeren Übersetzung zur Folge hat.

Neben der Auswertung der Krafteinwirkung auf das Bedienelement kommt - dieser Auswertung ähnlich - auch eine Auswertung der Verstellgeschwindig­ keit des Bedienelementes in Frage. Dies bedeutet, daß dann, wenn das Be­ dienelement schnell betätigt wird, eine größere Übersetzungsänderung rea­ lisiert wird, als dann, wenn das Bedienelement langsam betätigt wird.

Selbstverständlich sind die vorgeschlagenen unterschiedlichen Betätigungs­ weisen auch miteinander kombinierbar. Daneben ist es auch möglich, die vom Fahrzeug-Führer gewünschte Änderung der Übersetzung aus der Ver­ weilzeit des Bedienelementes in einer Auslenkposition zu ermitteln. Auch dies bedeutet, daß das Bedienelement eine Neutralstellung, beispielsweise federbelastet, aufweist. Aus dieser Neutralstellung kann das Bedienelement bevorzugt in zwei Richtungen ausgelenkt werden, wie dies auch bereits in der gattungsbildenden Schrift für die dortige Wähleinrichtung in der sog. zweiten Wählebene gezeigt ist. Je nach dem wie lange der Fahrzeug-Führer nun das Bedienelement in einer der beiden Auslenkpositionen hält, ergibt sich eine unterschiedliche Übersetzungsänderung. Bevorzugt wird hierbei mit Echtzeit gearbeitet, d. h. die Änderung der Getriebeübersetzung wird exakt passend zur Betätigungsdauer des Bedienelementes durchgeführt Wird das Bedienelement oder die Wähleinrichtung beispielsweise für eine lange Zeit nach unten oder hinten gehalten, so wird - wiederum beispiels­ weise - von einer relativ langen Übersetzung in eine kurze Übersetzung ge­ schaltet. Wird hingegen das Bedienelement lediglich für eine kurze Zeit nach vorne oder oben bewegt, so erfolgt eine Änderung von der relativ langen Übersetzung unter einem geringen Übersetzungssprung zu einer noch längeren Übersetzung, d. h. bei einer kurzen Verweilzeit erfolgt nur ein Sprung um eine geringe Übersetzungsstufe, während bei einer längeren Verweilzeit ein Sprung über eine größere Übersetzungsstufe durchgeführt wird.

Wie bereits kurz erwähnt, kann das Bedienelement als Drehschalter ausge­ bildet sein, der - um eine optimale Zuordnung sowie Bedienbarkeit sicherzu­ stellen - am oder zumindest nahe des ohnehin vorhandenen Wählhebels, der analog der DE 41 20 540 C1 in einer Gasse bewegbar sein kann, ange­ ordnet ist. Mit diesem Wählhebel sind verschiedene Fahrzeug-Betriebszu­ stände anwählbar, d. h. es ist eine Parkstellung, eine Neutralstellung, eine Rückwärtsgangstellung sowie eine Fahrstellung anwählbar, wobei in letzterer zunächst die von der Steuereinheit vorgegebenen Übersetzungen eingestellt werden. Befindet sich nun der Wählhebel in dieser Fahrstellung und wird zusätzlich das Bedienelement betätigt, so wird eine abweichende Getriebe­ übersetzung entsprechend der Betätigung des Bedienelementes eingestellt.

Weitere Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens werden anhand der beigefügten Prinzipskizzen bevorzugter Ausfüh­ rungsbeispiele erläutert.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zeigt einen Wählhebel 1, der in einer Gasse 2 bewegbar ist. An dieser Gasse 2 sind verschiedene Positionen für den Wählhebel 1 markiert, die verschiedenen Fahrzeug-Betriebszuständen entsprechen. Dabei steht der Buchstabe "P" für die Parkstellung des Kraft­ fahrzeuges, "R" für eine Rückwärtsfahrt, sowie "N" für die Neutralstellung, in der die das Fahrzeug antreibende Brennkraftmaschine vom Getriebe abge­ koppelt ist. Mit dem Buchstaben "D" ist die übliche Fahrstellung bezeichnet, in welcher die Steuereinheit die jeweilige Übersetzung des stufenlosen Ge­ triebes einstellt. Diese gleichen Angaben gelten im übrigen auch für die Ausführungsbeispiele nach Fig. 2, 3.

Zusätzlich ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 am Wählhebel 1 eine Sperrtaste 3 vorgesehen. Zunächst befinde sich dieser Wählhebel 1 - wie gezeigt - in der Position "D", aus welcher er grundsätzlich nicht nach unten - d. h. gemäß Pfeilrichtung 4 - weiterbewegbar ist. Erst nach Betätigen der Sperrtaste 3 läßt sich der Wählhebel 1 gemäß Pfeilrichtung 4 in die mit dem Buchstaben "M" bezeichnete Position bewegen. In dieser Position "M" erfolgt nun ein Rückschalten des stufenlosen Getriebes in eine niedrigere als die aktuelle Übersetzung. Dabei müssen keine diskreten Getriebeabstufungen in der Steuereinheit vorgesehen sein, wenngleich dies durchaus möglich ist. Nun entscheidet die Betätigungsweise des Wählhebels 1 in der Position "M" darüber, welche der möglichen niedrigeren Übersetzungen eingestellt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel übernimmt somit der Wählhebel 1 die Funk­ tion des erfindungsgemäßen Bedienelementes, wobei als Betätigungsweise beispielsweise die Verweilzeit in der Position "M" vorgesehen sein kann. Beispielshalber bewege sich das Fahrzeug mit einer relativ langen Getriebe­ übersetzung. Wird nun die Sperrtaste 3 betätigt und der Wählhebel 1 nur für eine ganz kurze Zeitspanne in die Position "M" gebracht, so wird ein kleiner Übersetzungssprung in Richtung einer niedrigeren Übersetzung durchge­ führt. Wird hingegen der Wählhebel für eine längere Zeit in dieser Position "M" gehalten, so wird ein größerer Übersetzungssprung in Richtung einer deutlich niedrigeren Übersetzung durchgeführt, so daß der Fahrzeug-Führer individuell am Wählhebel 1 bzw. am Bedienelement eine gewünschte Über­ setzungsänderung erzeugen kann.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist ebenfalls die Gasse 2 vorgesehen, innerhalb derer mit Hilfe des Wählhebels 1 die unterschiedlichen Fahrzeug-Betriebszustände sowie in der Stellung "D" die von der Steuereinheit vorge­ gebene Getriebeübersetzung eingestellt werden kann. Vorgesehen ist ferner eine Zusatzgasse 5, die von der Gasse 2 in der Position "D" abzweigt und im wesentlichen quer zur Gasse 2 ausgerichtet ist. Nachdem sich der Wählhe­ bel 1 in der Position "D" befindet, kann er nun auch in der Zusatzgasse 5 entweder nach links oder nach rechts bewegt werden. Eine Auslenkung nach rechts bewirkt eine Änderung der Getriebeübersetzung im Hinblick auf eine höhere Übersetzung und eine Auslenkung des Wählhebels 1 nach links im Hinblick auf eine niedrigere Übersetzung. Auch hierbei ist - wie eingangs ausführlich erläutert - vorgesehen, daß die Betätigungsweise über die Größe des Übersetzungssprunges entscheidet.

Im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, aber auch dann, wenn die Zusatzgasse 5 wie bei Fig. 3, nämlich analog der DE 41 20 540 C1 angeordnet ist, kann vorgesehen sein, daß in dieser Zusatzgasse 5 eine Mittelstellung des Wählhebels 1 - der hier im übrigen abermals die Funktion des erfindungsgemäßen Bedienelementes übernimmt - der jeweils aktuellen Übersetzung entspricht. (Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß mit einem Positionieren des Wählhebels 5 in die Position "M" zunächst die ak­ tuelle Übersetzung beibehalten wird und erst bei einer Auslenkung in dieser Zusatzgasse 5 eine Übersetzungsänderung erfolgt). Alternativ zu oben kann jedoch auch vorgesehen sein, daß in der Zusatzgasse der Wählhebel zu­ nächst in eine der aktuellen Übersetzung entsprechende Position zu bringen ist, ehe eine Änderung der Übersetzung erfolgt. Dies empfiehlt sich insbe­ sondere dann, wenn der Wählhebel bzw. das Bedienelement im wesentli­ chen linear bewegbar ist und sich die gewünschte Änderung der Über­ setzung aus dem Verstellweg dieses Bedienelementes bzw. Wählhebels er­ gibt. Wird in diesem Falle der Wählhebel 1 bzw. das Bedienelement in der Zusatzgasse 5 nach Fig. 2 ausgehend von der gezeigten Position nach rechts bewegt und ist die aktuelle Getriebeübersetzung eine andere als eine in etwa mittlere Übersetzung, so muß der Wählhebel 1 zunächst eine ge­ wisse Wegstrecke bewegt werden, bis die Position des Wählhebels der ak­ tuellen Übersetzung entspricht, erst anschließend daran erfolgt eine Über­ setzungsänderung im Sinne einer Weiterbewegung des Wählhebels 1.

Um den Fahrzeug-Führer bei den vielfältigen Möglichkeiten, die ihm mit die­ sem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern eines stufenlosen Getrie­ bes geboten werden, ausreichend zu informieren, kann ein Display 6 für die aktuelle Getriebeübersetzung vorgesehen sein (vgl. Fig. 1). In diesem Dis­ play 6 bzw. in dieser Anzeige wird dem Fahrzeug-Führer angezeigt, welche Getriebeübersetzung derzeit wirksam ist. Eine Anzeige erfolgt dabei bevor­ zugt nur dann, wenn sich der Wählhebel in der Position "M" bzw. in der Zu­ satzgasse 5 befindet. Dabei wird zunächst die aktuelle Übersetzung ange­ zeigt und anschließend daran die Übersetzung, die sich einstellt, wenn der Wählhebel 1 betätigt wird. Für dieses Display 6 gibt es verschiedene Mög­ lichkeiten, nur beispielshalber ist ein in einem Anzeigefeld gemäß Pfeilrich­ tung 7 beweglicher Balken 8 dargestellt, wobei ein längerer Balken 8 für eine längere Getriebeübersetzung und ein kürzerer Balken 8 für eine kürzere Übersetzung steht. Jedoch kann dies sowie weitere Details durchaus ab­ weichend gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (13)

1. Verfahren zum Steuern eines stufenlosen Getriebes eines insbeson­ dere von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeuges, wobei von einer Steuereinheit Übersetzungen vorgegeben werden, die vom Fahrzeug-Führer mittels eines Bedienelementes im Hinblick auf eine gegenüber der aktuellen Getriebe-Übersetzung höhere oder niedrigere Übersetzung anwählbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung des Bedienelementes in Abhängigkeit von der Betätigungsweise eine beliebige Übersetzung einstellbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die vom Fahrzeug-Führer ge­ wünschte Änderung der Übersetzung aus dem Verstellweg des im wesentlichen linear bewegbaren Bedienelementes ergibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die vom Fahrzeug-Führer ge­ wünschte Änderung der Übersetzung aus dem Verstellwinkel des drehbaren oder schwenkbaren Bedienelementes ergibt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die vom Fahrzeug-Führer ge­ wünschte Änderung und/oder Änderungsgeschwindigkeit der Über­ setzung aus der Größe der Krafteinwirkung auf das Bedienelement ergibt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die vom Fahrzeug-Führer ge­ wünschte Änderung der Übersetzung aus der Verweilzeit des Be­ dienelementes in einer Auslenkposition ergibt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungs-Änderung in Echtzeit durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die vom Fahrzeug-Führer ge­ wünschte Änderung der Übersetzung aus der Verstellgeschwindigkeit des Bedienelementes ergibt.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 bis 7, mit einem in einer Gasse (2) bewegbaren Wählhebel (1) für verschie­ dene Fahrzeug-Betriebszustände (P, R, N) sowie für von der Steuer­ einheit vorgegebene Getriebeübersetzungen (D), dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement als Drehschalter ausgebildet und am oder nahe des Wählhebels (1) angeordnet ist.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 bis 7, mit einem in einer Gasse (2) bewegbaren Wählhebel (1) für verschie­ dene Fahrzeug-Betriebszustände (P, R, N) sowie für von der Steuer­ einheit vorgegebene Getriebeübersetzungen (D), dadurch gekennzeichnet, daß der Wählhebel (1) die Funktion des Bedienelementes übernimmt und hierzu nach Lösen einer Sperrtaste (3) in seiner Gasse (2) in eine entsprechende Position (M) bringbar ist.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 bis 7, mit einem in einer Gasse (2) bewegbaren Wählhebel (1) für verschie­ dene Fahrzeug-Betriebszustände (P, R, N) sowie für von der Steuer­ einheit vorgegebene Getriebeübersetzungen (D), wobei eine Zusatz­ gasse (5) vorgesehen ist, innerhalb derer der Fahrzeug-Führer mit dem Wählhebel (1) eine andere Übersetzung als von der Steuerein­ heit vorgegeben anwählen kann, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zusatzgasse (5) der Wählhebel (1) zunächst in eine der aktuellen Übersetzung entsprechende Posi­ tion zu bringen ist, ehe eine Änderung der Übersetzung erfolgt.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 bis 7, mit einem in einer Gasse (2) bewegbaren Wählhebel (1) für verschie­ dene Fahrzeug-Betriebszustände (P, R, N) sowie für von der Steuer­ einheit vorgegebene Getriebeübersetzungen (D), wobei eine Zusatz­ gasse (5) vorgesehen ist, innerhalb derer der Fahrzeug-Führer mit dem Wählhebel (1) eine andere Übersetzung als von der Steuerein­ heit vorgegeben anwählen kann, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zusatzgasse (5) eine Mittelstel­ lung des Wählhebels (1) der jeweils aktuellen Übersetzung entspricht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzgasse (5) quer zur Gasse (2) für die verschiedenen Fahrzeug-Betriebszustände sowie für von der Steuereinheit vorgegebene Getriebeübersetzungen ausgerichtet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Display (6) für die aktuelle Getrie­ beübersetzung vorgesehen ist.