DE19506296C1 - Verfahren zur Getriebetypermittlung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung des Typs eines aus einer vorgegebenen Anzahl von Getriebetypen aus­ gewählten, an einen Antriebsmotor angekuppelten Getriebes, wobei jeder Getriebetyp durch die vorhandenen Getriebebaugruppen und eine oder mehrere Übersetzungskonstanten individualisiert ist.

Häufig stehen für bestimmte Fahrzeugtypen mehrere unterschiedli­ che Getriebetypen zur Auswahl, die je nach Bedarf eingebaut wer­ den können. Daher besteht Bedarf nach einem Verfahren der obigen Art, mit dem es der im jeweiligen Fahrzeug vorgesehenen Fahr­ zeugelektrik möglich ist, den Typ des aktuell eingebauten Ge­ triebes selbsttätig zu erkennen. Diese Information kann dann beispielsweise dazu ausgenutzt werden, die Parameter von im Fahrzeug befindlichen Steuergeräten speziell auf die Eigenschaf­ ten des als vorhanden erkannten Getriebetyps einzustellen.

In den Offenlegungsschriften DE 32 29 411 A1 und DE 34 46 577 A1 sind Verfahren zur Überwachung eines Automatikgetriebes und zur Überprüfung auf Fehlerfreiheit beschrieben, ohne daß die Mög­ lichkeit einer Getriebetyperkennung angesprochen wird.

Bei einem in der Offenlegungsschrift DE 43 02 248 A1 vorgeschla­ genen Automatikgetriebe ist auf einem Hauptchassis desselben ei­ ne Speichereinheit angebracht, in der Daten über die inhärenten Eigenschaften von innerhalb des Hauptchassis installierten Kom­ ponenten abgelegt sind, die über eine hierfür vorgesehene Si­ gnalleitung elektrisch von einer räumlich entfernten Getriebe­ steuereinheit abgerufen werden können.

In den Offenlegungsschriften DE 40 00 441 A1 und DE 40 33 574 A1 sind Automatikgetriebe beschrieben, deren Schaltverhalten an die Fahrweise eines jeweiligen Fahrers angepaßt werden kann, wobei die betreffenden Fahrweisendaten abgespeichert und gegebenen­ falls durch eine Fahrweisenbestimmungseinrichtung aktualisierbar sind.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfah­ ren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mittels dem eine hierzu vorgesehene Getriebetypermittlungseinheit den aus mehre­ ren möglichen Getriebetypen jeweils ausgewählten Typ eines an einen Motor angekuppelten Getriebes selbsttätig zu ermitteln vermag.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die zur Verfahrensdurchführung vorgesehene Getriebetypermittlungseinheit steuert zunächst alle Sensoren und/oder Aktoren des ausgewählten Getriebes an und bestimmt aus den eingehenden Antwortsignalen, welche Baugruppen in dem Ge­ triebe vorhanden sind. Des weiteren fragt die Getriebetypermitt­ lungseinheit Getriebe- und/oder: Motordrehzahlen im jeweils er­ forderlichen Umfang ab, um daraus eine oder mehrere getriebespe­ zifische Übersetzungskonstanten abzuleiten. In der Getriebetyp­ ermittlungseinheit sind vorab für jeden der möglichen Getriebe­ typen die vorhandenen Getriebebaugruppen sowie die spezifischen Übersetzungskonstanten als Getriebetypdaten vorab abgespeichert. Durch Vergleich der am aktuell verwendeten Getriebe erfaßten Da­ ten über die Getriebebaugruppen und die Übersetzungskonstanten mit diesen abgespeicherten Getriebetypdaten ermittelt die Ge­ triebetypermittlungseinheit dann den Typ des vorhandenen Getrie­ bes. Dabei ist selbstverständlich vorausgesetzt, daß Art und An­ zahl der verwendeten Übersetzungskonstanten und Getriebebaugrup­ pen so ausgewählt sind, daß sich jeder Getriebtyp von allen an­ deren der in Betracht gezogenen Typen in eindeutiger Weise in wenigstens einem Parameter unterscheidet. Das Verfahren kann hierbei einmalig nach erkanntem Einbau eines neuen Getriebes oder aber mittels einer kontinuierlichen Getriebetypüberwachung erfolgen, bei der der Getriebetyp von Zeit zu Zeit neu festge­ stellt wird.

Bei einer Verwendung in einem Kraftfahrzeug kann die Getriebe­ typermittlungseinheit innerhalb eines bereits vorhandenen elek­ trischen Steuergerätes integriert sein. Die erkannte Information über den Getriebetyp kann dann anderen Steuergeräten des Fahr­ zeugs, die getriebetypspezifische Daten verarbeiten, zugeführt werden, um deren Funktionsparameter auf das gewählte Getriebe selbsttätig einzustellen. Dies erspart von Hand durchzuführende Lernvorgänge für die Steuergeräte nach Einbau eines bestimmten Getriebetyps in ein Fahrzeug, für das mehrere Getriebetypen zur Verfügung stehen. Besonders nützlich ist dieses Verfahren bei­ spielsweise für Nutzfahrzeuge, bei denen häufig eine Vielzahl verschiedener Getriebetypen zur Auswahl stehen, während jeweils dieselben elektrischen Steuergeräte vorgesehen sind.

Ein vorteilhafter Verfahrensablauf ergibt sich bei dem nach An­ spruch 2 weitergebildeten Verfahren für ein Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe. Zunächst werden die bei dem im Fahrzeug ein­ gebauten Getriebe vorhandenen Baugruppen bestimmt, z. B. nach ei­ nem erstmaligen Einschalten der Zündung, und anschließend wird bei laufendem Motor im Leerlauf und bei geschlossener Kupplung das Verhältnis von Motor- zu Getriebeeingangsdrehzahl erfaßt. Dieses Verhältnis stellt bei Automatikgetriebe eine spezifische Übersetzungskonstante dar. Für Automatikgetriebe genügt diese eine Übersetzungskonstante zusammen mit der Baugruppeninformati­ on für eine eindeutige Identifizierung des Getriebetyps.

Für ein Kraftfahrzeug mit einem Handschaltgetriebe ist ein be­ vorzugter Verfahrensablauf durch Anspruch 3 gegeben. Dabei wer­ den durch Erfassung der jeweiligen Getriebeeingangsdrehzahl und -ausgangsdrehzahl die Getriebeübersetzungen in jeder einzelnen Schaltstufe während eines Fahrbetriebs bestimmt und als Überset­ zungskonstanten herangezogen, was neben der Baugruppenermittlung eine eindeutige Getriebetypidentifizierung für das verwendete Getriebe ermöglicht.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeich­ nungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:

Fig. 1 bis 4 aufeinanderfolgende Abschnitte eines Programmablauf­ plans für ein Verfahren zur Getriebetypermittlung bei einem Nutzfahrzeug mit Automatikgetriebe.

Das Verfahren beginnt gemäß Fig. 1 zunächst nach Einschalten der Zündung (Schritt 1) mit einem Startschritt (2) zur Getriebetyp­ erkennung, in welchem eine im Nutzfahrzeug vorgesehene Getriebe­ typermittlungseinheit aktiviert wird, die in einem der vorhande­ nen Nutzfahrzeugsteuergeräte integriert ist, z. B. in einem Ge­ triebesteuergerät. Die Getriebetypermittlungseinheit führt dann das nachfolgend beschriebene Verfahren durch. Der Start der Ge­ triebetypermittlung kann z. B. mittels Bedienen eines dazu vorge­ sehenen Tasters ausgelöst werden.

Zuerst werden nacheinander die verschiedenen Sensoren und Akto­ ren des Getriebes angesteuert, um abzufragen, welche Baugruppen das vorhandene Getriebe besitzt. In einem ersten Abfrageblock wird festgestellt, ob das Getriebe eine Split-Baugruppe besitzt, zu deren Ansteuerung zwei Magnetventile (MV1, MV2) dienen. Dem­ entsprechend wird in einem ersten Abfrageschritt (3) das Vorhan­ densein des ersten Magnetventils (MV1) abgefragt. Stellt die Ge­ triebetypermittlungseinheit fest, daß dieses Magnetventil (MV1) fehlt, so schließt sie auf das Fehlen einer Split-Baugruppe (Schritt 4). Wird hingegen das Vorhandensein des ersten Magnet­ ventils (MV1) detektiert, so wird anschließend das Vorhandensein des zweiten Magnetventils (MV2) abgefragt (Schritt 5). Erhält die Getriebetypermittlungseinheit daraufhin kein positives Sig­ nal von einem zweiten Split-Magnetventil (MV2), so schließt sie auf einen Ventilfehler (Schritt 6) und beginnt eine wiederholte Abfrage nach den Splitbaugruppen-Magnetventilen (MV1, MV2). Erst wenn auch die Abfrage nach dem zweiten Split-Magnetventil (MV2) positiv ist, erkennt die Getriebetypermittlungseinheit auf eine vorhandene Split-Getriebebaugruppe (Schritt 7).

In einem anschließenden Abfrageblock wird die Schaltstufen- Getriebebaugruppe hinsichtlich ordnungsgemäßer Funktion und An­ zahl vorhandener Gänge abgefragt. Zuerst wird geprüft, ob ein korrektes Signal vom Gangsensor vorliegt (Schritt 8). Ist dies nicht der Fall, werden als nächstes die Gang-Magnetventile abge­ tastet (Schritt 9) und bei ordnungsgemäß erkannten Gang-Magnet­ ventilen wird auf einen Fehler des Gangsensors (Schritt 10) ge­ schlossen. Wenn auch von den Gang-Magnetventilen kein ordnungs­ gemäßes Signal empfangen wird, wird dies als Fehler in der Schaltstufenbaugruppe des Getriebes interpretiert (Schritt 11). Auch bei fehlerfreiem Gangsensor werden als nächstes die Gang- Magnetventile abgetastet (Schritt 12), wobei auf einen Ventil­ fehler (Schritt 13) geschlossen wird, falls kein ordnungsgemäßes Signal von den Gang-Magnetventilen zurückgemeldet wird. Wenn die Getriebetypermittlungseinheit hingegen das Vorhandensein der funktionierenden Gang-Magnetventile erkannt hat, stellt sie an­ schließend die Anzahl der vorhandenen Gänge der Schaltstufen- Getriebebaugruppe fest (Schritt 14).

Der Programmablauf setzt anschließend mit dem in Fig. 2 darge­ stellten Programmblock fort, in welchem das Vorhandensein einer Range-Getriebebaugruppe abgefragt wird. Einleitend wird zunächst die Existenz eines Range-Sensors abgefragt (Schritt 15). Fehlt eine diesbezügliche Sensorrückmeldung, so wird das Vorhandensein der Range-Magnetventile geprüft (Schritt 16) und bei Erkennung der der Range-Magnetventile auf einen Fehler des Range-Sensors geschlossen (Schritt 17). Wenn hingegen auch keine Rückmeldung der Range-Magnetventile eingeht, so schließt die Getriebetyper­ mittlungseinheit darauf, daß das vorhandene Getriebe keine Ran­ ge-Getriebebaugruppe besitzt (Schritt 18). Wenn anfangs ein ord­ nungsgemäß funktionierender Range-Sensor erkannt wurde, wird nach dem anschließenden Abfrageschritt (19) hinsichtlich der Range-Magnetventile auf einen Fehler der letzteren geschlossen (Schritt 20), wenn kein bestätigendes Signal von den Range­ Magnetventilen zurückkommt. Wird hingegen nach den beiden zuge­ hörigen Abfrageschritten (15, 19) eine vorhandene Sensor- und Magnetventilanordnung einer Range-Getriebebaugruppe festge­ stellt, so fragt die Getriebetypermittlungseinheit als nächstes ab (Schritt 21), ob der Wegwert (S_MR1) des Rangewegsensors bei Ansteuerung des Magnetventils durch eine erste Endstufe (MR1) größer ist als der Wegwert (S_MR2) des Rangewegsensors bei An­ steuerung des Magnetventils- durch eine zweite Endstufe (MR2). Wenn dies nicht der Fall ist, wird auf eine vertauschte Anord­ nung der Anschlüsse dieser Endstufen, (MR1, MR2) geschlossen (Schritt 22), während andernfalls die Präsenz einer ordnungsge­ mäßen und richtig verkabelten Range-Getriebebaugruppe erkannt wird (Schritt 23).

Mit einem anschließenden, in Fig. 3 dargestellten Verfahrensteil wird die Gassen-Getriebebaugruppe analysiert. In einem einlei­ tenden Abfrageschritt (24) wird eine korrekte Rückmeldung eines Gassen-Sensors abgefragt. Wenn keine ordnungsgemäße Rückmeldung von diesem Sensor erfolgt, auf eine anschließende Abfrage (25) nach den Gassen-Magnetventilen hin jedoch das Vorhandensein der Magnetventile erkannt wird, schließt die Getriebetypermittlungs­ einheit auf einen Sensorfehler (Schritt 26). Als Fehler hin­ sichtlich der Gassen-Baugruppe wird es gewertet, wenn auch von den Gassen-Magnetventilen keine positive Rückmeldung kommt. Wenn andererseits die Abfrage nach dem Gassen-Sensor positiv ausfällt und im anschließenden Abfrageschritt (28) die Gassen-Magnet­ ventile abgetastet werden, schließt die Getriebetypermittlungs­ einheit bei fehlender, ordnungsgemäßer Rückmeldung von den Gas­ sen-Magnetventilen auf einen Fehler derselben (Schritt 29). Er­ folgt hingegen eine positive Rückmeldung von den Gassen-Magnet­ ventilen, so folgt ein Abfrageschritt (30) nach Gasse R/C. Das Abfrageergebnis wird anschließend abgespeichert (Schritt 31), wonach die Steuerung durch die Getriebetypermittlungseinheit den Rückwärtsgang schaltet (Schritt 32) und das Vorhandensein einer Crawler-Getriebebaugruppe (Schritt 33) prüft. Dementsprechend wird festgestellt, daß eine Crawler-Getriebebaugruppe vorhanden ist (Schritt 34), oder daß keine solche Baugruppe bei dem vor­ handenen Getriebe vorgesehen ist (Schritt 35). Anschließend wer­ den sukzessiv die einzelnen Gassen abgefragt und deren Vorhan­ densein oder Nichtvorhandensein jeweils abgespeichert, und zwar nacheinander mit einem Abfrageschritt (36) nach der Gasse 1/2 mit anschließender Ergebnisspeicherung (Schritt 37), einem Ab­ frageschritt (38) nach der Gasse 3/4 mit anschließender Ergeb­ nisabspeicherung (Schritt 39) und einem Abfrageschritt (40) nach der Gasse 5/6 mit anschließender Ergebnisabspeicherung (Schritt 41).

Am Schluß dieses Gassen-Abfrageprogrammteils besitzt die Getrie­ betypermittlungseinheit die Information über die Anzahl der Gas­ sen im vorhandenen Getriebe (Schritt 42). Die Ermittlung des Vorhandenseins und der Art der einzelnen Baugruppen des Nutz­ fahrzeug-Automatikgetriebes ist damit abgeschlossen.

Als weitere Voraussetzung zur Getriebetypermittlung sind dann als nächstes noch die getriebespezifischen Übersetzungskonstan­ ten zu bestimmen, was bei laufendem Motor gemäß dem in Fig. 4 dargestellten Verfahrensteil erfolgt. Hierfür ist zunächst Vor­ aussetzung, daß der Motor gestartet wird (Schritt 43), wonach die Kupplung geschlossen (Schritt 44) und nochmals abgefragt wird (Schritt 59), ob eine Split-Baugruppe vorhanden ist. Wenn nicht, bestimmt die Getriebetypermittlungseinheit durch Messung der Motoreingangsdrehzahl (n_M) und der Getriebeeingangsdrehzahl (n_ge) das vom Getriebetyp abhängige Übersetzungsverhältnis (ii=n_m/n_ge) (Schritt 60). Der Drehzahlabgriff des zugehörigen Ge­ riebeeingangssensors erfolgt hierbei über ein Getriebezahnrad, das sich bei Neutralstellung des Getriebes mitdreht. Danach wird zu einem weiter unten genauer erläuterten Vergleichsschritt (56) weitergegangen. Wenn andererseits eine Split-Baugruppe erkannt wurde, wird zunächst eine erste Split-Getriebestellung angesteu­ ert (Schritt 45). In diesem Getriebezustand liegt wiederum die vom Getriebetyp abhängige Übersetzungskonstante in Form des Ver­ hältnisses (i₁) von Motoreingangsdrehzahl (n_M) zu Getriebeein­ gangsdrehzahl (n_s1) vor. Durch Messung der entsprechenden Dreh­ zahlen (n_M, n_s1) bestimmt die Getriebetypermittlungseinheit diese Übersetzungskonstante (i₁) (Schritt 46). Daraufhin wird die ande­ re Split-Getriebestellung angesteuert (Schritt 47) und analog die Übersetzungskonstante (i₂) für diese Getriebestellung als Verhältnis von Motoreingangsdrehzahl (n_M) zu der dann vorliegen­ den Getriebeeingangsdrehzahl (n_s2) bestimmt (Schritt 48).

Wenn die Getriebeeingangsdrehzahl bei einem Getriebe mit Split- Baugruppe an einem Getriebegangzahnrad hinter der Split-Bau­ gruppe abgegriffen wird, kann eindeutig zwischen Schnell- und Berggang-Getriebebaugruppe unterschieden werden, so daß gegebe­ nenfalls die nachfolgende Prozedur zur Erkennung von Schnell­ gang- oder Berggang-Getriebebaugruppe nicht erforderlich ist. Dieser Verfahrensteil beginnt mit einem Abfrageschritt (49), in welchem festgestellt wird, ob die Drehzahlfrequenz (f_MS1) der Split-Baugruppe bei Ansteuerung des Magnetventils durch die eine Endstufe (MS1) kleiner ist als die Drehzahlfrequenz (f_MS2) der Split-Baugruppe bei Ansteuerung des Magnetventils durch die an­ dere Endstufe (MS2). Wenn dies der Fall ist, wird für die Ge­ triebeansteuerung die erste Endstufe (T_MS1) der langsamen Split­ getriebestellung und die zweite Endstufe (T_MS1) der schnellen Splitgetriebestellung zugeordnet (Schritt 50), was dann dem Berggang-Getriebeteil entspricht (Schritt 51). Wird hingegen in dem obigen Drehzahlfrequenz-Abfrageschritt (49) eine negative Antwort erhalten, so wird anschließend gegengeprüft, ob die Drehzahlfrequenz (f_MS1) der Splitbaugruppe bei Ansteuerung des Magnetventils durch die erste Endstufe (MS1) größer als die Drehzahlfrequenz (f_MS2) der Splitbaugruppe bei Ansteuerung des Magnetventils durch die zweite Endstufe (MS2) ist. Trifft auch dies nicht zu, interpretiert dies die Getriebetypermittlungsein­ heit als eine Störung der Drehzahlsensorik (Schritt 53). Wird letztere Abfrage hingegen bejaht, so wird zur Getriebeansteue­ rung der ersten Endstufe (T_MS1) die schnelle Splitgetriebestel­ lung und der zweiten Endstufe (T_MS2) die langsame Splitgetriebe­ stellung zugeordnet (Schritt 54), was den Schnellgang- Getriebeteil darstellt (Schritt 55). Damit verfügt die Getriebe­ typermittlungseinheit über alle Daten, die es zur Typermittlung des aktuellen Getriebes benötigt.

Die Getriebetypermittlungseinheit vergleicht nun in einem an­ schließenden Vergleichsschritt (56) die wie oben beschrieben am aktuell eingebauten Getriebe erfaßten Getriebetypdaten mit den entsprechenden Daten der verschiedenen möglichen Getriebetypen, wobei diese Daten vorab in einem EEPROM der Getriebetypermitt­ lungseinheit abgelegt wurden. So unterscheiden sich die in Frage kommenden Getriebetypen beispielsweise danach, ob eine Split- Baugruppe vorhanden ist oder nicht, ob eine Range-Baugruppe vor­ handen ist oder nicht, ob drei oder vier Gassen vorhanden sind und ob die Schaltstufen-Baugruppe vier, fünf, sechs oder sieben Gänge umfaßt. Neben diesem unterschiedlichen Getriebeaufbau aus jeweiligen Baugruppen unterscheiden sich die Getriebetypen hin­ sichtlich des Verhältnisses von Motor- zu Getriebeeingangsdreh­ zahl, wobei im Fall einer vorhandenen Split-Baugruppe zwei ver­ schiedene Werte für diese Übersetzungskonstante vorhanden sind. Es versteht sich, daß für das beschriebene Beispiel vorausge­ setzt ist, daß sich je zwei verschiedene Getriebetypen in wenig­ stens einem der obigen Parameter unterscheiden, so daß durch den Vergleich der abgespeicherten Getriebetypdaten mit den gemesse­ nen eine eindeutige Ermittlung des Typs des eingebauten Getrie­ bes durch die Getriebetypermittlungseinheit möglich ist (Schritt 57), wonach das Getriebetypermittlungsverfahren beendet ist (Schritt 58). Die Getriebetypinformation wird im EEPROM der Ge­ triebetypermittlungseinheit abgespeichert.

Die Getriebetypermittlungseinheit gibt dann die gewonnene Infor­ mation über den vorhandenen Getriebetyp an diejenigen elektri­ schen Steuergeräte im Fahrzeug weiter, deren Funktion getriebe­ typabhängig ist, so daß diese Steuergeräte selbsttätig auf das eingebaute Getriebe eingestellt werden können. Wenn die Getrie­ betypermittlungseinheit gleichzeitig eine Getriebesteuerungs­ einheit ist, übernimmt sie im folgenden die Steuerung des Nutz­ fahrzeug-Automatikgetriebes selbst, entsprechend dem erkannten Getriebetyp.

Es versteht sich, daß das oben beschriebene Verfahren im Umfang der durch die beigefügten Ansprüche festgelegten Erfindung modi­ fiziert werden kann, z. B. können je nach Anwendungsfall weniger, andere oder zusätzliche Getriebebaugruppen abgefragt oder Über­ setzungskonstanten bestimmt werden. Außerdem ist in analoger Weise das erfindungsgemäße Verfahren auch für ein Handschaltge­ triebe verwendbar. In diesem Fall ist dann in der Regel zur ein­ deutigen Ermittlung des Getriebetyps eine Bestimmung der Über­ setzungen in sämtlichen Gängen während der Fahrt und nicht bei Fahrzeugstillstand über entsprechende getriebeeingangsseitige und getriebeausgangsseitige Drehzahlen erforderlich.

Claims (3)

1. Verfahren zur Ermittlung des Typs eines aus einer vorgegebe­ nen Anzahl von Getriebetypen ausgewählten, an einen Antriebsmo­ tor angekuppelten Getriebes, wobei jeder Getriebetyp durch die vorhandenen Getriebebaugruppen und eine oder mehrere Überset­ zungskonstanten individualisiert ist, dadurch gekennzeichnet daß durch eine Getriebetypermittlungseinheit alle Sensoren und/oder Aktoren des Getriebes zur Bestimmung der im Getriebe vorhandenen Baugruppen angesteuert und Getriebe- und/oder Motordrehzahlen zur Bestimmung der einen oder mehreren Übersetzungskonstanten erfaßt werden und der Typ des Getriebes durch Vergleich der so bestimmten Getriebetypdaten mit entsprechenden, für jeden der vorgegebenen Getriebetypen vorab in der Getriebetypermittlungs­ einheit abgespeicherten Daten ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung für ein Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe zu­ nächst die vorhandenen Getriebebaugruppen bestimmt werden und anschließend bei laufendem Motor im Leerlauf und geschlossener Kupplung das Verhältnis von Motor- zu Getriebeeingangsdrehzahl als getriebetypspezifische Übersetzungskonstante erfaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung für ein Kraftfahrzeug mit Handschaltgetriebe die Getriebeübersetzungen in den einzelnen Schaltstufen während des Fahrbetriebs durch Erfassung der jeweiligen Getriebeeingangs- und Getriebeausgangsdrehzahl bestimmt und als Übersetzungskon­ stanten zur Getriebetypermittlung herangezogen werden.