DE102005024736A1

DE102005024736A1 - Method for switching gear control involves signaling to driver during specific drive pedal position, possibly the downshift of switching gear into next lower switching gear of vehicle gear box by increased driving pedal resistance

Info

Publication number: DE102005024736A1
Application number: DE200510024736
Authority: DE
Inventors: Stefan-Ulrich Dipl.-Ing. Prange
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-12-07

Abstract

The method involves signaling to driver during the specific driving pedal position (E), possibly the downshift of the switching gear into the next lower switching gear of the vehicle gear box, dependent gear, by an increased driving pedal resistance during a driving pedal displacement (E), which is smaller than the specific driving pedal position.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schaltgangsteuerung bei automatisierten und vollautomatischen Schaltgetrieben von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patenanspruchs 1.The The invention relates to a method for switching gear control in automated and fully automatic transmissions of motor vehicles according to the preamble of the patent claim 1.

Es ist allgemein bekannt, dass Automatgetriebe für Kraftfahrzeuge üblicherweise als Stufenautomatgetriebe ausgebildet sind, bei denen definierte Übersetzungsverhältnisse mit Hilfe von einem Getriebesteuerungsgerät und Aktuatoren auf der Basis von Sensorinformationen sowie Steuerungs- und Regelungsprogrammen autonom eingestellt werden. Diese Übersetzungsverhältnisse oder Getriebegänge werden insbesondere in Abhängigkeit von dem Leistungswunsch des Fahrers, der Fahrgeschwindigkeit und dem Fahrwiderstand eines diesbezüglichen Kraftfahrzeuges eingestellt. Da der Leistungswunsch des Fahrers von diesem durch ein mehr oder weniger starkes Auslenken des Fahrpedals signalisiert wird, werden auch die von der oben genannten Fahrsituation abhängigen Getriebegänge zwischen einem kleinsten und einem größtmöglichen Gang in Abhängigkeit von dieser Fahrpedalstellung geschaltet.It It is well known that automatic transmissions for motor vehicles usually are designed as a stepped automatic transmission, where defined transmission ratios with the help of a gearbox control unit and actuators based on Sensor information and control programs autonomous be set. These ratios or gears in particular depending from the performance desire of the driver, the driving speed and the driving resistance of a relevant motor vehicle set. Because the driver's performance request by this signals a more or less strong deflection of the accelerator pedal becomes, are also dependent on the above driving situation gears between a smallest and a largest possible Gear in dependence switched from this accelerator pedal position.

Um dem Fahrer eine über die reine Auslenkung des Fahrpedals hinausgehende Rückkopplung hinsichtlich seines signalisierten Leistungswunsches zu geben, ist es insbesondere von so genannten „drive-by-wire"-Anwendungen, also seilzuglos arbeitenden Fahrpedalen bekannt, ein solches Fahrpedal mit einem Stellorgan derartig zu beeinflussen, dass dessen Kraft-Weg-Kennlinie als eine gangunabhängige Gerade mit einer mehr oder weniger großen Steigung ausgebildet ist. Wie 1 beispielhaft zeigt, kann die Kraft zur Auslenkung des Fahrpedals über dessen Stellweg konstant sein (Kurve B) oder einen linear ansteigenden Auslenkkraftverlauf (Kurve A) aufweisen.In order to give the driver a feedback beyond the pure deflection of the accelerator pedal in terms of his signaled desired performance, it is known in particular from so-called "drive-by-wire" applications, ie cable-operated accelerator pedals, to influence such an accelerator pedal with an actuator in such a way in that its force-displacement characteristic is designed as a gear-independent straight line with a more or less large gradient 1 As an example, the force for the deflection of the accelerator pedal can be constant over its travel (curve B) or have a linearly increasing deflection force curve (curve A).

Es ist auch bekannt, dass der Fahrer die Gangwahl durch das Getriebesteuerungsgerät in gewissem, Umfang beeinflussen kann. Einerseits kann er die Anzahl der automatisch schaltbaren Gänge begrenzen, beispielsweise um bei einer Bergabfahrt ein Hochschalten zu verhindern und einen Motorbremseffekt zu nutzen. Andererseits kann der Fahrer mit einem starken Durchtreten des Fahrpedals, dem so genannten Kick-down, einen Wechsel zu einem kleineren Schaltgang veranlassen, um beispielsweise in Gefahrensituationen eine bessere Beschleunigung zu erzielen. Fahrpedalbetätigungseinrichtungen sind üblicherweise so ausgebildet, dass der Kick-down-Schaltpunkt, also die Rückschaltung im Volllastbereich, vom Fahrer als ein erhöhter Auslenkwiderstand am Fahrpedal bemerkt wird, den dieser durch ein kräftiges Treten des Fahrpedals überwinden kann.It It is also known that the driver can, in a certain way, control the gear selection by the gearbox control unit. Extent can influence. On the one hand, he can increase the number of automatic switchable gears limit, for example, when uphill a downhill to prevent and use an engine brake effect. on the other hand the driver can with a strong passage of the accelerator pedal, the so-called kick-down, a change to a smaller shift gear cause, for example, in dangerous situations a better To achieve acceleration. Accelerator pedal controls are common designed so that the kick-down switching point, so the downshift in the full load range, by the driver as an increased deflection resistance on the accelerator pedal is noticed, which overcome this by a strong pedaling of the accelerator pedal can.

Zur Realisierung einer sich über den Stellweg des Fahrpedals ändernden Kraft-Weg-Kennlinie ist aus der DE 198 48 091 A1 ein Hysteresemodul bekannt, das zur Erzeugung einer Krafthysterese beim Verschwenken eines drehbar gelagerten Fahrpedals um eine Drehachse dient. Dabei gleitet ein mit seinem einen Ende drehstarr mit dem Drehelement gekoppeltes Federelement mit seinem freien Ende unmittelbar oder über ein Reibelement auf einer ortsfest angeordneten, gekrümmten Reibfläche. Dieses Modul ist auf einer Welle angeordnet, die mit einem Fahrpedal eines Fahrzeuges verbunden ist. Die Krafthysterese beim Betätigen des Fahrpedals ist den Fahrern bekannt und vertraut. Der höhere Widerstand beim Niedertreten des Fahrpedals erlaubt eine feinfühligere Dosierung, während die durch das Hysteresemodul aufgebrachten Reibkräfte den Fahrer beim Halten des Fahrpedals in einer unveränderten Stellung entlasten. Die Stellung des Fahrpedals wird zudem über einen Sensor erfasst und elektronisch einem Motorsteuergerät übermittelt. Nach dem Überwinden des erhöhten Widerstandes über die Volllaststellung hinaus wird ein Herunterschalten des Getriebes in die kleinstmögliche Fahrstufe veranlasst.To realize a changing over the travel of the accelerator pedal force-displacement curve is from the DE 198 48 091 A1 a hysteresis module is known which serves to generate a force hysteresis when pivoting a rotatably mounted accelerator pedal about an axis of rotation. In this case slides with its one end torsionally rigidly coupled to the rotary element spring element with its free end directly or via a friction element on a stationary, curved friction surface. This module is arranged on a shaft which is connected to an accelerator pedal of a vehicle. The force hysteresis when pressing the accelerator pedal is known and familiar to the drivers. The higher resistance when depressing the accelerator pedal allows a more sensitive dosage, while the applied by the hysteresis frictional forces relieve the driver while holding the accelerator pedal in an unchanged position. The position of the accelerator pedal is also detected by a sensor and electronically transmitted to an engine control unit. After overcoming the increased resistance beyond the full load position, a downshift of the transmission is caused to the lowest possible gear.

Bekannt ist es auch, bei Automatgetrieben über eine mechanisch ausgelöste elektronische Fahrstil-Vorwahl mittels eines Getriebesteuerungsgerätes den Schaltpunkt zu variieren, um so z.B. entweder ein eher sportlich spätes oder ein eher ökonomisch früheres Umschalten in den nächst höheren Gang zu erreichen. Das Getriebe schaltet dann selbsttätig den entsprechenden Gang unter Berücksichtigung von Fahrzustand, Motordrehzahl, Fahrstil und anderen vorgewählten Randbedingungen.Known It is also, in automatic transmissions via a mechanically triggered electronic driving style area code to vary the switching point by means of a gearbox control unit, for example either a rather sporty late or a rather economical one earlier Switch over to the next higher gear to reach. The transmission then automatically switches the corresponding gear considering driving condition, engine speed, driving style and other preselected constraints.

Grundsätzlich bleibt aber festzuhalten, dass je weiter der Fahrer das Fahrpedal ausgelenkt, desto stärker möchte er das Fahrzeug beschleunigen. Diese Beschleunigung kann durch eine höhere Motorleistung erreicht werden. Dazu sind allerdings höhere Motordrehzahlen notwendig, so dass eine Rückschaltung eines Ganges im Getriebe ausgeführt werden muss. Daher steht einer Komforteinbuße durch die höhere Motordrehzahl und das damit verbundene stärkere Motorgeräusch sowie die bei automatisierten Getrieben charakteristische Zugkraftunterbrechung das Bedürfnis nach einer besseren Beschleunigung des Kraftfahrzeuges gegenüber. Jedoch lassen diese technischen Lösungen nur eine gangunabhängige Kraft-Weg-Kennlinie des Fahrpedals zu, die oft nur bei starken Fahrpedalauslenkungen (Kick-down) vom Fahrzeugführer bemerkt wird.Basically it stays but to note that the farther the driver deflects the accelerator pedal, the stronger would like to he accelerate the vehicle. This acceleration can be achieved by a higher Motor power can be achieved. However, these are higher engine speeds necessary, so a downshift a gear in the gearbox must become. Therefore, a loss of comfort is due to the higher engine speed and the stronger one associated with it engine noise as well as the characteristic of automatic transmissions traction interruption the need compared to a better acceleration of the motor vehicle. however let these technical solutions only a gang independent Force-displacement curve of the accelerator pedal, which often only with strong accelerator pedal deflections (kick-down) from the driver is noticed.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Schaltgangsteuerung von automatisierten und vollautomatischen Schaltgetrieben für Kraftfahrzeuge vorzustellen, welches eine für den Fahrer fühlbare Rückmeldung darüber ermöglicht, in welchem Bereich der Fahrpedalauslenkung eine Rückschaltung eines Getriebeganges im Fahrzeuggetriebe aufgrund der gerade aktuellen Fahrbedingungen und Leistungsanforderungen von dem Getriebesteuergerät an sich ausgelöst werden würde.Against this background, the invention is based on the object, a method for switching gear control of automated and fully automatic transmissions for motor vehicles present, which allows a tactile feedback to the driver about which area of the accelerator pedal deflection downshift a gear in the vehicle transmission would be triggered by the current control conditions and power requirements of the transmission control unit itself.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.The solution This object is apparent from the features of the main claim, while advantageous embodiments and developments of the invention the dependent claims are removable.

Demnach geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Schaltgangsteuerung bei automatisierten und vollautomatischen Schaltgetrieben von Kraftfahrzeugen, mit einem auf ein Stellorgan für das Fahrpedal mittels Steuerbefehle einwirkenden Steuerungsgerät, mit dem ein vom Fahrer bemerkbarer ansteigender Fahrpedalwiderstand zwischen einer Leerlaufstellung und einer Volllaststellung des Fahrpedals einstellbar ist.Therefore The invention is based on a method for switching gear control in automated and fully automatic manual transmissions of motor vehicles, with an on an actuator for the accelerator pedal by means of control commands acting control device, with the a noticeable by the driver increasing accelerator pedal resistance between an idle position and a full load position of the accelerator pedal is adjustable.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist verfahrensgemäß vorgesehen, dass eine bei einer bestimmten Fahrpedalstellung E mögliche Rückschaltung von einem Schaltgang in den nächst niedrigeren Schaltgang des Fahrzeuggetriebes dem Fahrer gangabhängig durch einen erhöhten Fahrpedalwiderstand bei einer Fahrpedalauslenkung D signalisiert wird, die kleiner als die bestimmte Fahrpedalauslenkung E ist.to solution the task is provided according to the procedure, that at a specific accelerator pedal position E possible downshift of a shift gear in the next lower shift gear of the vehicle transmission the driver depending on the gear an elevated one Accelerator pedal resistance signaled at an accelerator pedal deflection D. which is smaller than the specific accelerator pedal deflection E is.

Zur Einstellung der sich demnach dynamisch ändernden Kraft-Weg-Kennlinie des Fahrpedals werden von dem Steuerungsgerät auf der Grundlage der fahrsituationsabhängig bestimmten Fahrpedalstellung E Steuerungsbefehle erzeugt und an das Stellorgan des Steuerungsgeräts übermittelt, welches die Kraft-Weg-Kennlinie des Fahrpedals nach diesen Vorgaben einstellt.to Setting the accordingly dynamically changing force-displacement curve of the accelerator pedal be from the controller on the basis of the driving situation-dependent determined accelerator pedal position E control commands generated and transmitted to the actuator of the control device, which the force-displacement curve of the accelerator pedal according to these specifications established.

Der besondere Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, dass ein haptisches Feed-back für den Fahrer, also eine fühlbare bzw. bemerkbare Rückmeldung des Steuerungsgerätes in Form eines erhöhten Fahrpedalauslenkwiderstandes darüber erzeugt wird, im Bereich welcher Fahrpedalauslenkung eine Rückschaltung in den nächst niedrigeren Gang des Fahrzeuggetriebes an sich selbsttätig ausgelöst werden würde. Dem Fahrer wird damit eine kurz bevor stehende Rückschaltung von einem Gang in den nächsten Gang schon bei einer Fahrpedalstellung signalisiert, die selbst noch keine Rückschaltung des Getriebes verursacht. Hierbei ist wichtig, dass die Systemreaktion für den Fahrer verständlich ist, welches dieser jedoch während des Fahrbetriebes des Kraftfahrzeuges leicht erlernt.Of the particular advantage of the method according to the invention is that haptic feedback for the driver, so a tactile or noticeable feedback of the control device in the form of an elevated Accelerator deflection resistance above is generated, in the region of which accelerator pedal deflection a downshift in the next lower gear of the vehicle transmission to be triggered on its own would. The driver is thus an imminent downshift from a gear in the next Gear already signaled at an accelerator pedal position, the self no switchback yet caused the transmission. It is important that the system reaction for the Driver understandable which is this, however during the driving operation of the motor vehicle easily learned.

Im Fall des konstanten Verkehrsflusses stellt dieses Verfahren auch eine Möglichkeit zur Verfügung, um die Anzahl der Schaltungen im Getriebe zu reduzieren, da oftmals situationsbedingt eine Rückschaltung und eine, mit hoher Wahrscheinlichkeit, nachfolgende Hochschaltung des Getriebes ausbleiben.in the Case of constant traffic flow also makes this procedure a possibility to disposal, to reduce the number of gears in the transmission, as often Depending on the situation, a downshift and, with high probability, subsequent upshift of the gearbox fail.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, dass sich der Fahrpedalwiderstand im momentanen Getriebegang vor der von dem Steuerungsgerät berechneten Rückschaltung in den nächst niedrigeren Schaltgang erhöht. Dadurch wird eine gangabhängige Fahrpedalkennung erreicht, die in 2 beispielhaft dargestellt ist.A preferred embodiment of the method according to the invention is that increases the accelerator pedal resistance in the current gear before the calculated by the control unit downshift in the next lower shift gear. As a result, a gear-dependent accelerator pedal identification is achieved in 2 is shown by way of example.

Um wieder das Ausgangsniveau während des Schaltvorganges zu erreichen, wird nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung bei nicht erfolgter Rückschaltung in den nächst niedrigeren Schaltgang der Fahrpedalwiderstand langsam und kontinuierlich wieder auf sein Ausgangsniveau eingeregelt.Around again the initial level during the To achieve switching operation, according to another development the invention in case of failure to switch back to the next lower Shifting the accelerator pedal resistance slowly and continuously again adjusted to its initial level.

Ferner wird zum Erreichen des Ausgangsniveaus bei erfolgter Rückschaltung in den nächst niedrigeren Schaltgang der Fahrpedalwiderstand sofort wieder auf sein Ausgangsniveau bzw. das Leerlaufniveau zurückgesetzt.Further is used to reach the initial level when reset has occurred in the next lower Shifting the accelerator pedal resistance immediately back to its initial level or the idle level reset.

Schließlich kann vorgesehen sein, dass zusätzlich oder ersatzweise zu der gesteuerten Fahrpedalwiderstandsänderung ein akustisches und/oder ein optisches Signal erzeugt wird, welches eine an sich kurz bevor stehende Rückschaltung signalisiert.Finally, can be provided that in addition or alternatively to the controlled accelerator pedal resistance change an acoustic and / or an optical signal is generated, which an in itself imminent downshift signaled.

Gemäß einer anderen Weiterbildung des Verfahrens erfolgt die dynamische Veränderung der Kraft-Weg-Kennlinie des Fahrpedals bevorzugt durch eine von einem Elektromotor betriebene Servo-Einheit, die als Stellorgan des Steuerungsgerätes dient. Das Steuerungsgerät ist bevorzugt entweder ein Motorsteuergerät oder ein Getriebesteuergerät.According to one Another development of the method is the dynamic change the force-displacement characteristic of the accelerator pedal preferably by one of an electric motor operated servo unit acting as an actuator the control unit is used. The control device is preferably either an engine control unit or a transmission control unit.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist wird dieses System an einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit 2 beschrieben.To illustrate the invention, this system is connected to an embodiment in connection with 2 described.

Ein Fahrer fährt mit seinem Kraftfahrzeug mit einer Fahrpedalauslenkung von ca. 50 % im 4. Gang im Stadtverkehr. Die im Getriebesteuergerät abgearbeitete Schaltstrategie weiß auf Grund einer Schaltkennlinie, ab welcher Fahrpedalstellung es zu einer Rückschaltung in den nächst niedrigeren Schaltgang kommen würde. Dieser Wert der Fahrpedalstellung für die Rückschaltung ist ein dynamischer Wert, da sich dieser sowie die Antriebsdrehzahl des Motors, der Fahrwiderstand und somit auch die Fahrpedalauslenkung für die nächste Rückschaltung dynamisch ständig ändern.A driver drives with his motor vehicle with an accelerator pedal deflection of about 50% in 4th gear in city traffic. The processed in the transmission control unit switching strategy knows, based on a switching characteristic, from which accelerator pedal position it would come to a downshift in the next lower shift gear. This value of the accelerator pedal position for the downshift is a dynamic value, since this and the drive speed of the engine, the driving resistance and thus also the accelerator pedal Dynamic change continuously for the next downshift.

Der Wert E der Kraft-Weg-Kennlinie C des Fahrpedals gemäß 2, bei dem aktuell eine Rückschaltung erfolgen würde, wird gemäß dem vorliegenden Verfahren von dem Getriebesteuergerät zur Erzeugung von Stellbefehlen für ein Stellorgan, beispielsweise eine von einem Elektromotor betriebene Servo-Einheit, genutzt, um die Kraft-Weg-Kennlinie C des Fahrpedals diesbezüglich dynamisch zu verändern.The value E of the force-displacement curve C of the accelerator pedal according to 2 in which a downshift would currently occur, according to the present method, the transmission control apparatus uses the transmission control apparatus to generate control commands for an actuator, for example a servomotor operated by an electric motor, to dynamically apply the accelerator pedal force-displacement characteristic C in this respect change.

Wenn eine Rückschaltung in den 3. Gang bei einer Fahrpedalauslenkung von 75 % (Punkt E) von dem Getriebesteuergerät an sich ausgelöst wer den würde, so kann der Fahrpedalwiderstand gemäß der Kurve C in 2 bei etwa 60 % (Punkt D) der maximalen Fahrpedalauslenkung spürbar ansteigen.If a downshift in the 3rd gear at an accelerator pedal displacement of 75% (point E) of the transmission control unit itself triggered to who, so the accelerator pedal resistance according to the curve C in 2 increase noticeably at about 60% (point D) of the maximum accelerator pedal deflection.

Der Fahrer kann nun entscheiden, ob er ohne eine Rückschaltung im Verkehr mitfließend weiterfahren will, oder ob er eine Rückschaltung durch Überwindung des erhöhten Fahrpedalwiderstandes auslösen möchte, beispielsweise um einen anderen Verkehrsteilnehmer zu überholen. Überdrückt der Fahrer den erhöhten Fahrpedalwiderstand im Punkt D, so stellt sich ein höheres Kraftniveau für das Fahrpedal ein, welches in 2 durch den Kurvenabschnitt F gekennzeichnet ist.The driver can now decide whether he wants to continue co-flowing without a downshift in traffic, or whether he wants to trigger a downshift by overcoming the increased accelerator pedal resistance, for example, to overtake another road user. If the driver suppresses the increased accelerator pedal resistance at point D, then a higher force level is set for the accelerator pedal, which in 2 is characterized by the curve section F.

Um das Ausgangsniveau wieder zu erreichen, wird der Fahrpedalwiderstand entweder langsam und kontinuierlich eingeregelt oder nach erfolgter Rückschaltung in den nächst niedrigeren Gang sofort oder bei 0 % der Fahrpedalauslenkung auf das Ausgangsniveau gesetzt.Around To reach the initial level again, the accelerator pedal resistance either slowly and continuously adjusted or after successful downshift in the next lower gear immediately or at 0% of the accelerator pedal deflection set the initial level.

Es ist auch möglich, bei einer Auslenkung des Fahrpedals dann ein akustisches und/oder optisches Signal für den Fahrer zu erzeugen, wenn der Auslenkwinkel des Fahrpedals vergleichsweise dicht an denjenigen dynamischen Auslenkwinkel herankommt, bei welchem in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrsituation eine Rückschaltung erfolgen würde. Auch eine Kombination der genannten optischen und/oder akustischen Signale zusammen mit der dargestellten aktiven Veränderung der Kraft-Weg-Kennlinie ist möglich.It is possible, too, at a deflection of the accelerator pedal then an audible and / or optical signal for to generate the driver when the deflection angle of the accelerator pedal comparatively comes close to those dynamic deflection angle, in which dependent on a downshift would be made by the current driving situation. Also a combination of said optical and / or acoustic signals together with the illustrated active change in the force-displacement curve is possible.

Claims

A method for switching gear control in automated and fully automatic manual transmissions of motor vehicles, with a control device acting on an actuator for the accelerator pedal control device with a noticeable increase of the driver accelerator pedal resistance between an idle position and a full load position of the accelerator pedal is adjustable, characterized in that at a certain accelerator pedal position (E) possible downshift from a shift gear in the next lower gearshift gear of the vehicle transmission is signaled depending on the driver by an increased accelerator pedal resistance at a Fahrpedalauslenkung (D), which is smaller than the specific accelerator pedal position (E).

Method according to claim 1, characterized in that that for dynamic adjustment of the force-displacement curve (C) of the Accelerator from the control unit on the basis of the driving situation-dependent determined accelerator pedal position (E), in which a downshift would be done Control commands generated and transmitted to the actuator, which the force-displacement curve (C) of the accelerator pedal according to these specifications established.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the accelerator pedal resistance in the current gear before the the control device calculated downshift in the next increased lower gear becomes.

Method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that when not done downshift in the next lower gear shift the accelerator pedal resistance slowly and continuously is adjusted back to its original level.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that when the switch back to the next lower shift gear the accelerator pedal resistance immediately back to its initial level or reset the idle level becomes.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the dynamic change of the force-displacement characteristic (C) of the accelerator pedal by an electric motor controlled by the control unit operated servo unit is done.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized marked that in addition or alternatively to the accelerator pedal resistance change an acoustic and / or an optical signal is generated, which in itself shortly before standing downshift signaled.