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DE10108933B4 - Verfahren zur teilweise automatisierten oder automatisierten Gangwechselsteuerung in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Verfahren zur teilweise automatisierten oder automatisierten Gangwechselsteuerung in Kraftfahrzeugen Download PDF

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Abstract

Verfahren zur teilweise automatisierten Gangwechselsteuerung in Kraftfahrzeugen, bei der ein elektronisches Steuergerät das Schaltgetriebe und die zwischen Brennkraftmaschine und Schaltgetriebe angeordnete Trennkupplung zumindest abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und abhängig von einem Rückschaltbefehl ansteuert, der über einen manuell zu betätigenden elektrischen Schalthebel ausgelöst wird, wobei das Steuergerät (5) zusätzlich über einen Verzögerungssensor (8) die Information über die Ist-Fahrzeugverzögerung erhält und die Gangwechselsteuerung zumindest im Hinblick auf Rückschaltungen auch abhängig von dieser Ist-Fahrzeugverzögerung ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass
– das Steuergerät (5) im Falle einer manuellen Auslösung eines Rückschaltbefehls über den Schalthebel (6) bei zu erwartendem Überschreiten der maximal zulässigen Drehzahlgrenze nach einer unverzüglichen Ausführung der Rückschaltung eine Ausführung der Rückschaltung zulässt, obwohl im Moment des Rückschaltwunsches die Zieldrehzahl über der maximal zulässigen Motordrehzahl liegt,
– wobei die Verzögerung laufend ausgewertet wird und die Drehzahl vorausberechnet wird, um im Moment des Schließens der Kupplung die maximal zulässige Drehzahl des...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zumindest teilweise automatisierten Gangwechselsteuerung in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
  • Derartige Verfahren sind beispielsweise durch das sogenannte SMG (Sequenzielles M Getriebe) der BMW M Fahrzeuge bekannt. Diese bekannten Getriebe können in einem automatisierten Modus (A) automatische Gangwechsel einschließlich einer automatischen Gangwahl oder in einem sequenziellen Modus (S) teilweise automatische Gangwechsel aufgrund einer manuellen Gangwahl ausführen. Bei einem automatischen sowie bei einem teilweise automatischen Gangwechsel steuert ein elektronisches Steuergerät das Schaltgetriebe und die zwischen Brennkraftmaschine und Schaltgetriebe angeordnete Trennkupplung in Abhängigkeit von verschiedenen Eingangssignalen automatisch an. Im sequenziellen Modus können zur manuellen Gangwahl über einen elektrischen Schalter an einem Schalthebel nacheinander Hoch- und Rückschaltbefehle an das Steuergerät ausgelöst werden. Über den Schalthebel kann auch zwischen den beiden Modi A und S umgeschaltet werden. Dieses bekannte Getriebe ist insbesondere für sportliches Fahren vorgesehen. Daher soll das Getriebe im Hinblick auf seine Reaktionsfähigkeit verbessert werden. Problematisch ist insbesondere der Übergang von einer Verzögerung zu einer Beschleunigung mit folgender Rückschaltung da bei dem bekannten Verfahren ein Zeitverlust durch Zugkraftunterbrechung auftritt.
  • Aus der DE 197 55 076 C2 ist ein Verfahren zur automatischen Steuerung eines Gangwechsels bei Automatikgetrieben bekannt, bei dem automatische Rückschaltungen abhängig von der Betätigung eines Bremspedals vorgenommen werden können. Dieses bekannte Verfahren ist jedoch zu ungenau. Weiterhin richtet dieses Verfahren seine Aufmerksamkeit auf den Verzögerungsvorgang und die Motorbremsung.
  • Aus der DE 199 58 074 A1 ist eine Gangwechselsteuerung zur Rückschaltverhinderung bei hohen Drehzahlen bekannt. Die DE 198 02 736 A1 beschreibt eine Gangwechselsteuerung, die eine minimale Zugunterbrechung bei Schaltvorgängen während einer positiven Beschleunigung zum Ziel hat. Durch die DE 41 27 378 C2 ist eine Gangwechselsteuerung zur Erhöhung der Fahrstabilität bekannt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Getriebe eingangs genannter Art derart zu verbessern, dass die optimale Motorleistung durch den richtigen bzw. gewünschten Gang für eine Beschleunigung nach einem Verzögerungsvorgang schnellstmöglich zur Verfügung steht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
  • Der Patentanspruch 1 löst die Aufgabe der Erfindung für die teilweise automatisierte Gangwechselsteuerung mit manueller Gangwahl, wie beispielsweise für den sequenziellen Modus des bekannten SMG. Der Patentanspruch 2 löst die Aufgabe der Erfindung für die automatisierte Gangwechselsteuerung mit automatischer Gangwahl, wie beispielsweise für den automatisierten Modus des bekannten SMG.
  • Erfindungsgemäß erhält in beiden Fällen das Steuergerät über einen Verzögerungssensor die Information über die gemessene Ist-Fahrzeugverzögerung. Das Steuergerät kann dabei entweder direkt mit einem Verzögerungssensor verbunden sein oder über einen Datenbus die Information indirekt von einem anderen Steuergerät erhalten. Die Gangwechselsteuerung wird zumindest im Hinblick auf Rückschaltungen abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und abhängig von der gemessenen Ist-Fahrzeugverzögerung ausführt. Durch die Berücksichtigung dieser beiden Parameter kann insbesondere jeweils die zu erwartende Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Drehzahl nach einer Rückschaltung vorausberechnet werden. Im (vollständig) automatisierten Modus richtet sich danach der Zeitpunkt für die Ausführung einer Rückschaltung durch die Ansteuerung der Trennkupplung und des Schaltgetriebes, wobei der grundsätzlich abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit einprogrammierte Rückschaltpunkt verändert wird. Im teilweise automatisierten Modus richtet sich danach der Zeitpunkt für die Ausführung einer Rückschaltung durch die Ansteuerung der Trennkupplung und des Schaltgetriebes auf einen Rückschaltbefehl vom Schalthebel hin. Die Rückschaltung wird in beiden Fällen vorzugsweise derart vorgenommen, dass unter Berücksichtigung der Fahrzeugverzögerung und der momentanen Drehzahl der Brennkraftmaschine nach Ausführung der Rückschaltung eine Drehzahl an der oder knapp unter der Zulässigkeitsgrenze (maximal zulässige Drehzahlgrenze zur Überdrehsicherung der Brennkraftmaschine) zu erwarten ist.
  • Durch die Erfindung wird ein sehr genaues Verfahren für die schnelle Einstellung des erforderlichen bzw. gewünschten Ganges erreicht.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
  • 1 die Komponenten eines Getriebes zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Schalthebel, durch den die teilweise automatisierte Gangwechselsteuerung angewählt ist und
  • 2 den Schalthebel, durch den die (vollständig) automatisierte Gangwechselsteuerung angewählt ist.
  • In 1 ist der Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Motor in Form einer Brennkraftmaschine 1, mit einer steuerbaren Trennkupplung in Form einer Reibkupplung 2, mit einem Schaltgetriebe 3 und mit einem Achsantrieb 4 schematisch dargestellt. Die Trennkupplung 2 wird durch eine nicht näher dargestellte Betätigungseinrichtung aus- bzw. eingerückt (vgl. horizontaler Doppelpfeil). Ein Steuergerät 5, z. B. in Form eines Getriebesteuergerätes und/oder in Form eines Motorsteuergerätes, steuert in Abhängigkeit von verschiedenen Eingangssignalen zumindest die Trennkupplung 2 und das Schaltgetriebe 3 an. Derartige Eingangssignale sind beispielsweise die Motordrehzahl n, die von einem Drehzahlsensor am Motor 1 erhalten wird, und das Signal eines Verzögerungssensors 8. Weitere Eingangssignale sind beispielsweise die Ausgangssignale des Schalthebels 6 und des Programmwahlschalters 7. Der Programmwahlschalter 7 ist ein Wipptaster, durch den Programme S1 bis S6 mit steigender Sportlichkeit (bzw. A1 bis A5 im Modus A) in Stufen nacheinander ein- bzw. ausgeschaltet werden können.
  • In 1 ist mit dem Bezugszeichen 6a die momentane Position des Schalthebels 6 dargestellt. In 1 ist der manuelle sequentielle Modus S angewählt. Ein Umschalten in den automatisierten Modus A könnte durch ein Verschwenken des Schalthebels 6a nach rechts vorgenommen werden. Nach der Auswahl eines Modus wird der Schalthebel 6a automatisch in die dargestellte Position zurückgestellt (vgl. auch 2). Wird der Schalthebel 6a im sequentiellen Modus S nach oben (in Richtung –) angetippt, wird ein Rückschaltbefehl an das Steuergerät 5 ausgegeben, wird der Schalthebel 6a nach unten (in Richtung +) angetippt, wird ein Hochschaltbefehl an das Steuergerät 5 ausgegeben. Auch nach den manuellen Schaltbefehlen wird der Schalthebel 6a automatisch in die dargestellte Position zurückgestellt Die Position Null entspricht der Leerlaufstellung, die Position R entspricht dem Rückwärtsgang. In einem Display wird der ausgewählte Modus, hier S, und der gerade eingelegte Gang, hier 3. Gang, dargestellt. Die jeweils angewählten Positionen des Schalthebels 6a werden an das Steuergerät 5 übermittelt. Ein zusätzliches Display im Kombi kann die gesamte Darstellung des Schalthebels 6, wie in der Zeichnung gezeigt, zusätzlich wiedergeben.
  • Grundsätzlich wird auf einen Rückschaltbefehl über den Schalthebel 6 (durch Drücken nach vorne in Richtung –) hin, vor der Ausführung der tatsächlichen Rückschaltung vom Steuergerät 5 geprüft, ob durch die Rückschaltung eine Drehzahl n der Brennkraftmaschine 1 über der Zulässigkeitsgrenze (maximal zulässigen Drehzahlgrenze) erreicht werden könnte. Durch die Definition der Zulässigkeitsgrenze soll die Brennkraftmaschine 1 vor einem Überdrehen geschützt werden. Das Steuergerät 5 unterbindet erfindungsgemäß im Falle einer manuellen Auslösung eines Rückschaltbefehls bei zu erwartendem Überschreiten der maximal zulässigen Drehzahlgrenze nach einer unverzüglichen Ausführung der Rückschaltung die Ausführung der Rückschaltung gerade solange, bis unter Berücksichtigung der momentanen Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 und der momentanen Fahrzeugverzögerung nach Ausführung der Rückschaltung eine Drehzahl an oder knapp unterhalb der Zulässigkeitsgrenze zu erwarten ist. Dies bedeutet, dass eine angeforderte Rückschaltung bereits eingeleitet wird, obwohl im Moment des Rückschaltwunsches die Zieldrehzahl über der maximal zulässigen Motordrehzahl liegt; d. h. wenn sich ohne Fahrzeugverzögerung nach einer Rückschaltung die Drehzahl noch über der Zulässigkeitsgrenze befinden würde. Dabei wird die Verzögerung laufend ausgewertet und die Drehzahl vorausberechnet, um im Moment des Schließens der Kupplung die maximal zulässige Drehzahl des Motors nicht zu überschreiten. Diese schnellstmögliche verzögerungsabhängige Rückschaltung ist besonders vorteilhaft bei sportlicher Kurvenfahrt vor Eintritt in eine Kurve.
  • In 2 ist der Schalthebel 6 nochmals allein dargestellt. Nach 2 ist der automatisierte Modus A angewählt. In diesem dem (vollständig) automatisierten Gangwechsel entsprechenden Modus wird der Zeitpunkt für die Ausführung einer Rückschaltung ebenfalls abhängig von der Fahrzeugverzögerung eher eingeleitet, wobei der grundsätzlich meist in einem Kennfeld einprogrammierte, von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Basis-Rückschaltpunkt verändert wird. Ergänzend wird daraufhingewiesen, dass bei einem Antippen des Schalthebels 6 (6a) im Modus A in Richtung + oder – automatisch vom Modus A in den Modus S übergewechselt wird.

Claims (2)

  1. Verfahren zur teilweise automatisierten Gangwechselsteuerung in Kraftfahrzeugen, bei der ein elektronisches Steuergerät das Schaltgetriebe und die zwischen Brennkraftmaschine und Schaltgetriebe angeordnete Trennkupplung zumindest abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und abhängig von einem Rückschaltbefehl ansteuert, der über einen manuell zu betätigenden elektrischen Schalthebel ausgelöst wird, wobei das Steuergerät (5) zusätzlich über einen Verzögerungssensor (8) die Information über die Ist-Fahrzeugverzögerung erhält und die Gangwechselsteuerung zumindest im Hinblick auf Rückschaltungen auch abhängig von dieser Ist-Fahrzeugverzögerung ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass – das Steuergerät (5) im Falle einer manuellen Auslösung eines Rückschaltbefehls über den Schalthebel (6) bei zu erwartendem Überschreiten der maximal zulässigen Drehzahlgrenze nach einer unverzüglichen Ausführung der Rückschaltung eine Ausführung der Rückschaltung zulässt, obwohl im Moment des Rückschaltwunsches die Zieldrehzahl über der maximal zulässigen Motordrehzahl liegt, – wobei die Verzögerung laufend ausgewertet wird und die Drehzahl vorausberechnet wird, um im Moment des Schließens der Kupplung die maximal zulässige Drehzahl des Motors nicht zu überschreiten.
  2. Verfahren zur automatisierten Gangwechselsteuerung in Kraftfahrzeugen, bei der ein elektronisches Steuergerät das Schaltgetriebe und die zwischen Brennkraftmaschine und Schaltgetriebe angeordnete Trennkupplung zumindest abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und abhängig vom Schaltzustand eines manuell zu betätigenden elektrischen Schalthebels ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass – das Steuergerät (5) zusätzlich über einen Verzögerungssensor (8) die Information über die Ist-Fahrzeugverzögerung erhält und die Gangwechselsteuerung zumindest im Hinblick auf Rückschaltungen auch abhängig von dieser Ist-Fahrzeugverzögerung ausführt, – wobei der Zeitpunkt für die Ausführung einer Rückschaltung eher eingeleitet wird, indem der grundsätzlich programmierte, von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Basis-Rückschaltpunkt verändert wird.
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