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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Steuerung eines Getriebes eines Kraftfahrzeug-Antriebsstranges,
welches verschiedene in Abhängigkeit
einer Fahrerwunschvorgabe auswählbare
Schaltmodi umfaßt.
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Aus der WO 01/50039 A1 ist ein Verfahren zur
Steuerung eines Elementes eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs
und eine Steuereinheit zur Durchführung des Verfahrens bekannt.
Das Element des Antriebsstranges ist durch ein Bedienmittel beeinflußbar. Das
Element und auch das Bedienmittel sind in verschiedenen Varianten
ausführbar,
wobei in einem Speichermittel für
jede Variante des Bedienmittels und des Elements jeweils wenigstens
eine Kennung abgelegt ist.
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Jede Variante des Elements des Antriebsstranges
wird in Abhängigkeit
der damit korrespondierenden Kennungen durch die Steuereinheit angesteuert,
wobei unterschiedlichen Zuständen
einer bestimmten Variante des Elementes jeweils eine Kennung zugeordnet
ist. Die Kennungen enthalten Steuerinformationen, die in einer Steuereinheit
ausgewertet werden. Die Auswertungen der Steuerinformationen werden
zur Ansteuerung des Elementes verwendet.
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Als Bedienmittel sind bei aus der
Praxis bekannten Fahrzeugen sogenannte Fahrerbedienfelder bzw. sogenannte
Getriebebedienfelder vorgesehen, welche u. a. als ein Wählhebel,
als ein Programmtaster sowie als ein Tipp-Wipphebel an einem Lenkrad ausgeführt sein
können.
Mit diesen Bedienelementen kann ein Fahrer über eine Fahrerwunschvorgabe eine
Gangwahl in einem Getriebe steuern. In Abhängigkeit einer über die
vorbezeichneten Bedienmittel erfolgten Fahrerwunschvorgabe wird
zwischen verschiedenen Schaltmodi eine Priorisierung durchgeführt. Innerhalb
eines ausgewählten
Schaltmodus wird eine Gangauswahl ermittelt, wobei die Auswahl wiederum
mit Hilfe von Lang- und Kurzzeitfunktionen des Getriebes erfolgt.
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In der WO 01/50039 A1 erfolgt die
Gangauswahl mit Hilfe von Tabellen, deren Werte verschiedene Schaltfunktionen
bzw. Schaltprogramme repräsentieren.
Ein in Abhängigkeit
eines aktuellen Betriebszustandes ausgelesener Wert dieser Tabellen stellt
eine Vorgabe dar, ob und in welcher Art und Weise ein Gang eingelegt
wird bzw. eine Übersetzung
in dem Getriebe eingestellt wird.
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Nachteilig dabei ist jedoch, daß der Übergang
von einem Schaltmodus in einen anderen Schaltmodus lediglich durch
vordefinierte statische Steuerparameter durchgeführt wird und die verschiedenen
Schaltmodi sowie die jeweils damit korrespondierende Ansteuerung
eines Getriebes derart miteinander verbunden sind, daß eine Implementierung
eines neuen Schaltmodules sowie eine softwareseitige Realisierung
einer solchen Anforderung aufwendig und komplex ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
daher die Aufgabe zugrunde, ein übersichtliches
und einfach erweiterbares Verfahren zum Steuern eines Getriebes
eines Kraftfahrzeug-Antriebsstranges
zur Verfügung
zu stellen, mit dem Steuer parameter zum Ansteuern eines Getriebes
während
eines Wechsels zwischen zwei Schaltmodi dynamisch an eine aktuelle
Betriebssituation des Antriebsstranges anpaßbar sind und in das auf einfache
Art und Weise weitere Schaltmodi implementierbar sind.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem
Verfahren gemäß den Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Steuerung eines Getriebes eines Kraftfahrzeug-Antriebsstranges,
welches verschiedene in Abhängigkeit
einer Fahrerwunschvorgabe auswählbare Schaltmodi
umfaßt,
wird ein Wechsel von einem Schaltmodus in einen anderen Schaltmodus
mittels wenigstens einer vordefinierten Übergangsfunktion durchgeführt. Damit
steht ein übersichtliches
und einfach erweiterbares Verfahren zur Verfügung, mit dem Steuerparameter
zur Ansteuerung eines Automatgetriebes an aktuelle Betriebszustände dynamisch
anpaßbar
sind.
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Das Getriebe kann beispielsweise
als Automatgetriebe, CVT, automatisiertes Handschaltgetriebe oder
Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt
sein.
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Die dynamische Anpassung der Steuerparameter,
die Übersichtlichkeit
und die einfache Erweiterbarkeit des Verfahrens werden dadurch erreicht, daß die Schaltmodi
als voneinander abgegrenzte Steuermodule ausgeführt sind, welche über die
wenigstens eine vordefinierte Übergangsfunktion
miteinander verknüpft
sind. Damit können
auf einfache Art und Weise weitere modular aufgebaute Schaltmodi
hinzu gefügt
werden, die über
die wenigstens eine vordefinierte Übergangsfunktion mit bereits
vorhandenen Schaltmodi des Verfahrens zur Implementierung in das
Steuersystem verknüpft
werden.
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Die Schaltmodi des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind vorteilhafterweise als Zustände
eines Zustandsautomaten ausgeführt,
bei dem Übergänge zwischen
den Schaltmodi durch die Übergangsfunktion
klar definiert sind und dessen Zustand jederzeit eindeutig definiert
ist.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte
Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung ergeben sich
aus den Patentansprüchen
und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen
Ausführungsbeispiel.
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Es zeigt:
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1 das
Verfahren nach der Erfindung in Form eines Zustandsdiagrammes, bei
dem Schaltmodi als einzelne Zustände
eines Zustandsautomaten dargestellt sind und
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2 eine
stark schematisierte grafische Darstellung einer Fahrertypbewertung.
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1 zeigt
ein Zustandsdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines Automatgetriebes
eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges, welches verschiedene in
Abhängigkeit
einer Fahrerwunschvorgabe auswählbare
Schaltmodi "INIT", "PRN", "NORMAL", "TIPP", "BG", "SPORT" und "WINTER" umfaßt, die
zur Einstellung einer Übersetzung
in dem Automatgetrie be verschiedene nicht näher dargestellte Schaltprogramme
aufweisen. Die Schaltmodi "INIT" bis "WINTER" stellen voneinander
abgegrenzte Steuermodule bzw. sogenannte Zustände eines Zustandsautomaten
dar, welche softwareseitig in ein elektronisches Getriebesteuergerät implementiert sind.
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Zwischen den einzelnen Schaltmodi "INIT" bis "WINTER" sind verschiedene
Verknüpfungen bzw. Übergangsfunktionen
vorgesehen, die schematisch durch Pfeile graphisch näher dargestellt
sind. Findet in Abhängigkeit
einer Fahrerwunschvorgabe ein Wechsel zwischen zwei Schaltmodi statt,
wird dieser Wechsel mittels der vordefinierten Übergangsfunktionen eindeutig
und klar an den jeweilig aktuellen Betriebszustand des Antriebsstranges
angepaßt durchgeführt.
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Die Fahrerwunschvorgabe zur Aktivierung bzw.
zum Auswählen
eines Schaltmodus kann vorliegend über eine bestimmte Position
des Wählhebels, wie
beispielsweise die Wählhebelstellungbegrenzung "BG" oder eine Tipp-Gasse
für den
Wählhebel, einen
Wintertaster, einen Sporttaster oder einen Lenkrad-Wippschalter
(+/–)
durchgeführt
werden.
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Die durch die in 1 über
Pfeile dargestellten Wechsel zwischen den Schaltmodi "INIT" bis "WINTER" gekennzeichneten Übergangsfunktionen beziehen
sich jeweils auf die Vorgabe von Steuerparametern "AB" und "GT" einer in 2 äußerst schematisiert dargestellten
Fahrertypbewertung 2. Dabei bezeichnen die den Bezugszeichen "AB" und "GT" nachgestellten Ziffern
jeweils die verschiedenen Fahrergrundtypen sowie die Adaptionsbereiche,
innerhalb welcher eine dynamische Adaption des Fahrertyps durchgeführt wird.
So bedeutet die Kennzeichnung des Steuerparameters "AB14", daß bei einem Übergang
von dem Schaltmodus "NORMAL" in den Schaltmodus "TIPP" eine Adaption über den
Adaptionsbereich zwischen dem Grundtyp 1 und dem Grundtyp 4 durchgeführt wird,
und die Vorgabe "GT1" für den Steuerparameter "GT" gibt für den Tippmodus den
Fahrergrundtyp 1 vor.
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Bei einer Inbetriebnahme des Fahrzeuges
ist zunächst
der Schaltmodus "INIT" aktiviert, während der
durch das Zustandsdiagramm in 1 grafisch dargestellte
Zustandsautomat initialisiert wird. Nach der Initialisierung wird
anschließend
automatisch in den Schaltmodus "PRN" übergegangen. In dem Schaltmodus "PRN" werden Betriebszustände eines Fahrzeuges
abgebildet, die bei der Inbetriebnahme eines Fahrzeuges vorliegen.
Dabei handelt es sich vorliegend um die Betriebszustände Parken "P", bei dem der Abtrieb eines Fahrzeugs über geeignete Einrichtungen
blockiert ist, Rückwärtsgang "R", bei dem ein Rückwärtsgang in dem Automatgetriebe
eingelegt ist, oder Neutralzustand "N",
bei dem ein Kraftfluß zwischen
einer Antriebsmaschine des Fahrzeugs und dem Abtrieb im wesentlichen
im Bereich des Getriebes unterbrochen ist. Diese Betriebszustände werden
von einem Fahrer beispielsweise über
einen Wählhebel
ausgewählt.
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Überführt ein
Fahrer den Wählhebel
aus einer dieser Wählhebelpositionen
in eine Wählhebelposition "D", bei der vorzugsweise mehrere Vorwärtsgänge bzw.
der komplette Übersetzungsbereich
des Automatgetriebes für
eine Vorwärtsfahrt
zur Verfügung
stehen, ist der Schaltmodus "NORMAL" akti viert. Dabei
werden die Steuerparameter "AB" und "GT" der Fahrertypbewertung 2 auf
ihren Startwert gesetzt, wobei der Startwert des Steuerparameters "AB" Null ist und der
Startwert des Steuerparameters "GT" zwei ist.
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Der Steuerparameter "AB" stellt vorliegend einen
Adaptionsbereich der Fahrertypbewertung 2 dar, über welchen
ein Fahrverhalten eines Fahrers während des Betriebs des Fahrzeuges
adaptiv berücksichtigt
wird. D. h., daß der
Wert des Steuerparameters "AB" während des
Betriebs des Fahrzeugs in Abhängigkeit
des Fahrstils eines Fahrers verändert wird.
Der weitere Steuerparameter "GT" der Fahrertypbewertung 2 stellt
die Vorgabe eines sogenannten Grundtyps eines Fahrers dar, welcher
in Abhängigkeit
des jeweils aktivierten Schaltmodus "INIT" bis "WINTER" statisch gesetzt
bzw. vorgegeben wird. Der Steuerparameter "GT" nimmt
vorliegend die vorgegebenen Werte "0", "1", "2", "3" und "4" an.
Dabei ist dem Wert "0" eine sehr ökonomische
Fahrweise eines Fahrers zugeordnet und der Wert "4" steht stellvertretend
für eine
sehr sportliche Fahrweise eines Fahrers.
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Der Steuerparameter "AB" kann Werte zwischen
0% und 100% annehmen. Darüber
hinaus ist ein Adaptionsbereich, innerhalb dessen der Wert des Steuerparameters "AB" adaptiv an das Fahrverhalten eines
Fahrers angepaßt
wird, vorgebbar. So stellt eine Vorgabe "24" für den Steuerparameter "AB" eine Begrenzung
des Adaptionsbereiches für
den Steuerparameter "AB" zwischen den Werten
des Steuerparameters "GT" "2" und "4" dar. Falls eine Fahrweise eines Fahrers
eine Adaption des Steuerparameters "AB" in
den Bereich zwischen den Werten "0" und "2" bewirken würde, wird eine Adaption des
Steuerparameters "AB" durch die Vorgabe "24" in diesen Bereich
hinein verhindert.
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Der Wertebereich des Steuerparameters "AB" ist zur Kennzeichnung
eines Grades einer Sportlichkeit einer Fahrweise des Fahrers vorgesehen,
wobei der Wert 100%, der dem Wert "4" des Steuerparameters "GT" entspricht, einen
sehr sportlichen Fahrer charakterisiert, und durch den Teilbereich
zwischen 0% bis 30%, der dem Bereich zwischen den Werten "0" bis etwa "2" des
Steuerparameters "GT" entspricht, werden
vorliegend steuersystemseitig Fahrer mit einer eher ökonomischen Fahrweise
abgebildet.
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Die Fahrertypbewertung ist derart
ausgeführt,
daß der
Steuerparameter "GT", über welchen der
Grundtyp des Fahrers in Abhängigkeit
des jeweils aktivierten Schaltmodus "INIT bis WINTER" vorgegeben wird, bei verschiedenen
Schaltmodi gegenüber dem
Adaptionsbereich für
die Fahrertypbewertung, d. h. dem Steuerparameter "AB", priorisiert ist.
Somit wird beispielsweise der Steuerparameter "GT" bei
einem Wechsel von dem Schaltmodus "NORMAL" in den Schaltmodus "SPORT" von seinem Startwert "2" auf den Wert "3" gesetzt
und eine Ansteuerung des Automatgetriebes in Abhängigkeit dieses fest eingestellten
Grundtyps durchgeführt.
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Die Ansteuerung des Automatgetriebes
erfolgt dann unabhängig
von dem aktuellen Wert des Adaptionsbereiches bzw. des Steuerparameters "AB", wobei der Adaptionsbereich
durch den Wechsel von dem Schaltmodus "NORMAL" in den Schaltmodus "SPORT" zunächst
auf den Bereich "2
bis 4" begrenzt
wird. Der Steuerparameter "AB" wird innerhalb dieses
Berei ches während
des Betriebs über eine
Adaptionsroutine adaptiv an das aktuelle Fahrverhalten des Fahrers
angepaßt,
obwohl dies im Schaltmodus "SPORT" aufgrund der vorbeschriebenen
Priorisierung des Steuerparameters "GT" keine Auswirkung
auf die Ansteuerung des Automatgetriebes hat.
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Der adaptierte Wert des Adaptionsbereiches "AB" wird anschließend entweder
direkt an einen anderen Schaltmodus übergeben oder beim Übergang in
einen anderen Schaltmodus an den neuen Schaltmodus in einer vordefinierten
Art und Weise angepaßt.
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Die Vorgabe der beiden Steuerparameter "AB" und "GT" erfolgt vorliegend
jeweils über
sogenannte Übergangsfunktionen,
welche ebenfalls unabhängige
Steuermodule darstellen, die softwareseitig in ein elektronisches
Getriebesteuergerät
implementiert sind.
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Mit dem vorbeschriebenen Adaptionsverfahren
des Steuerparameters "AB" sowie der Vorgabe eines
Wertes des Steuerparameters "GT" der Fahrertypbewertung 2,
wird in Abhängigkeit
einer jeweils aktuellen Kombination aus einer Wählhebelposition und einer Betätigung der
vorbeschriebenen Taster für eine
Fahrerwunschvorgabe dynamisch Einfluß auf die Ansteuerung des Automatgetriebes
genommen. Zusätzlich
ist es vorgesehen, daß das
Adaptionsverfahren deaktiviert ist, wenn der Steuerparameter "AB" der Fahrertypbewertung
auf Null gesetzt ist. Darüber
besteht die Möglichkeit,
daß der
Fahrer eine besonders sportliche Adaption auswählt, wobei der Steuerparameter "AB" in diesem Modus
immer Werte von über
30% annimmt.
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Des weiteren wird bei einem Wechsel
von dem Schaltmodus "TIPP" zu dem Schaltmodus "NORMAL" über eine Übergangsfunktion zusätzlich zu
der Fahrertypbewertung 2 eine Sperrzeit "TS" gestartet, innerhalb
der überprüft wird,
ob der Fahrer von dem Schaltmodus "TIPP" in
den Schaltmodus "NORMAL" oder in einen anderen
Schaltmodus wechseln möchte.
Wechselt der Fahrer innerhalb der Sperrzeit "TS" von
dem Schaltmodus "TIPP" in den Schaltmodus "BG" wird der Schaltmodus "NORMAL" nicht gestartet,
und es erfolgt sofort nach Ablauf der Sperrzeit "TS" die
Aktivierung des Schaltmodus "BG". Schaltet der Fahrer
jedoch ausgehend von dem Schaltmodus "TIPP" in
den Schaltmodus "NORMAL", wird der letztgenannte
Schaltmodus nach Ablauf der Sperrzeit "TS" aktiviert.
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Zusätzlich zu der Fahrertypbewertung
sowie der Aktivierung der Sperrzeit "TS" kann
es in einer nicht näher
dargestellten Variante des Verfahrens nach der Erfindung vorgesehen
sein, daß beim Wechsel
zwischen zwei Schaltmodi "INIT" bis "WINTER" als Übergangsfunktion
ein Sonderfahrprogramm angewählt
wird, um bestimmte Steuerungen des Automatgetriebes durchführen zu
können.
Dabei kann es u. a. vorgesehen sein, daß bei einem Wechsel von dem
Schaltmodus "NORMAL" in Richtung des
Schaltmodus "SPORT" ein Sonderfahrprogramm angewählt wird, über welches
Rückschaltungen
in dem Automatgetriebe erzwungen werden, da Rückschaltungen im Schaltmodus "SPORT" ansonsten zunächst bei
den gleichen Drehzahlen erfolgen würden wie im Schaltmodus "NORMAL". Bei diesem Sonderfahrprogramm
werden dagegen Rückschaltkennlinien
herangezogen, welche bei niederen Drehzahlen liegen als dies im
Schaltmodus "NORMAL" der Fall ist.
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Des weiteren ist jeder Schaltmodus "INIT" bis "WINTER" mit einer Priorisierung
bezüglich
der verschiedenen Schaltprogramme ausgeführt, die letztendlich einen
Vorschlag zur Einstellung einer bestimmten Übersetzung in dem Automatgetriebe
darstellen. Die Priorisierung wird in jedem der Schaltmodi in Abhängigkeit
einer betriebszustandsabhängigen Übersetzungsanforderung
durchgeführt,
wobei zwischen verschiedenen für
den jeweiligen Schaltmodus charakteristischen Schaltfunktionen diejenige
Schaltfunktion ausgewählt
wird, welcher die höchste
Priorität
zugewiesen ist. So weist vorliegend eine Schaltfunktion "Spontane Verzögerung Fahrzeug" für den Schaltmodus "SPORT" die höchste Priorität auf.
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Die Schaltfunktion "Spontane Verzögerung Fahrzeug" bewirkt in aktiviertem
Zustand eine derartige Verschiebung von Rückschaltkennlinien, daß eine Bremswirkung
des Motors des Fahrzeuges bei einer starken Abbremsung des Fahrzeuges
aufgrund von geeigneten Rückschaltungen
in dem Automatgetriebe zusätzlich
zur Verfügung
steht.
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Bei der adaptiven Fahrertypbewertung 2 wird beispielsweise
nur zwischen sogenannten S0- bis S4-Fahrprogrammen eine Bewertung
durchgeführt, die
jeweils eine bestimmte Ansteuerung des Automatgetriebes in Abhängigkeit
der Sportlichkeit der Fahrweise eines Fahrers bewirken. Wird jedoch
ein bestimmter Grundtyp eines Fahrers durch eine Vorgabe eines in
Abhängigkeit
des aktivierten Schaltmodus definier ten Wertes des Steuerparameters "GT" priorisiert, dann
ist für
eine Kombination einer Wählhebel-
und Tasteraktivierung ein fester Fahrertyp und damit auch ein bestimmtes
Fahrprogramm ausgewählt.
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Des weiteren ist es vorgesehen, daß bei einem
Wechsel von einem der Schaltmodi in den Schaltmodus "WINTER" vorzugsweise eine
Schlupfregelung aktiviert wird, welche ein Durchdrehen der Antriebsräder bei
glattem Untergrund vermeidet. Wird hingegen der Schaltmodus "SPORT" aktiviert, ist die
Schlupfverhinderung deaktiviert, so daß selbst bei glattem Untergrund
ein Durchdrehen der Räder möglich ist.
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Der vorbeschriebene modulare Aufbau
des Verfahrens nach der Erfindung mit verschiedenen unabhängig voneinander
ausgeführten
Schaltmodi und den jeweils zum definierten Wechsel zwischen zwei
Schaltmodi vorgesehenen Übergangsfunktionen,
welche ebenfalls einen modularen Aufbau aufweisen, bietet vorteilhafterweise
die Möglichkeit,
weitere Schaltmodi auf einfache Art und weise zu implementieren.
Dabei kann beispielsweise ein Schaltmodus "Tempomat" in den Zustandsautomaten dadurch aufgenommen
werden, daß mit
den bereits vorhandenen Schaltmodi über weitere oder bereits bestehende Übergangsfunktionen
Verknüpfungen
gebildet werden ohne die Schaltmodi an sich verändern zu müssen. Entsprechend einfach
ist das erfindungsgemäße Verfahren
auch für
verschiedene Getriebetypen (Automatgetriebe, CVT, automatisierte
Schaltgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe) anwendbar, bedarfsweise
unter Berücksichtigung
von getriebetypspezifischen Zuständen
für den
Zustandsautomaten.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist bei einem Wechsel zwischen zwei Schaltmodi eindeutig definiert,
welcher Schaltmodus verlassen wird und welcher Schaltmodus aktiviert
wird. Dies ist durch die vordefinierten Übergangsfunktionen gewährleistet,
da durch die Übergangsfunktionen
diese wichtigen Informationen übermittelt
werden. Des weiteren sind durch die Übergangsfunktionen verschiedenste
Anforderungen bei der Ansteuerung eines Getriebes realisierbar.
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Diese Anforderungen können beispielsweise über die
Vielzahl der bereits in einem Fahrzeug vorhandenen Sensoren, wie
beispielsweise eines Sensors eines ABS-Systems, eines Beschleunigungssensors
zur Detektion von Kurvenfahrten oder auch eines Neigungssensors,
generiert werden und anschließend über das
Verfahren nach der Erfindung in die Steuerung des Getriebes Eingang
finden.
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- 1
- Zustandsautomat
- 2
- Fahrertypbewertung
- "INIT"
- Schaltmodus
Initialisierung
- "PRN"
- Schaltmodus
für Parken,
Rückwärtsgang
und Neutral
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- stellung
des Wählhebels
- "NORMAL"
- Schaltmodus
für Wählhebelposition "D"
- "TIPP"
- Schaltmodus
Tippbetrieb
- "SPORT"
- Schaltmodus
- "BG"
- Schaltmodus
Begrenzung
- "WINTER"
- Schaltmodus
- "AB"
- Steuerparameter
der Fahrertypbewertung, Adaptions
-
- bereich
- "GT"
- Steuerparameter
der Fahrertypbewertung, Grundtyp
- S0
bis S4
- Fahrprogramm
der Fahrertypbewertung