DE10108933A1 - Verfahren zur teilweisen automatisierten Gangwechselsteuerung in Kraftfahrzeugen - Google Patents
Verfahren zur teilweisen automatisierten Gangwechselsteuerung in KraftfahrzeugenInfo
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Abstract
Bei einem 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, erhält das Steuergerät zusätzlich über einen Verzögerungssensor die Information über die Ist-Fahrzeugverzögerung und führt die Gangswechselsteuerung zumindest im Hinblick auf Rückschaltungen auch abhängig von dieser Ist-Fahrzeugverzögerung aus.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zumindest teilweise automatisierten
Gangwechselsteuerung in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 und dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.
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.
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.
Die Patentansprüche 1 und 2 lösen die Aufgabe der Erfindung für die
teilweise automatisierte Gangwechselsteuerung mit manueller Gangwahl,
wie beispielsweise für den sequenziellen Modus des bekannten SMG.
Patentanspruch 3 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
Fig. 1 die Komponenten eines Getriebes zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Schalthebel, durch den
die teilweise automatisierte Gangwechselsteuerung angewählt ist
und
Fig. 2 den Schalthebel, durch den die (vollständig) automatisierte
Gangwechselsteuerung angewählt ist.
In Fig. 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 56 mit steigender Sportlichkeit
(bzw. A1 bis A5 im Modus A) in Stufen nacheinander ein- bzw. ausgeschaltet
werden können.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 6a die momentane Position des
Schalthebels 6 dargestellt. In Fig. 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 Fig. 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 Fig. 2 ist der Schalthebel 6 nochmals allein dargestellt. Nach Fig. 2 ist der
automatisierte Modus A angewählt. In diesem dem (vollständig)
automatisierten Gangwechsel entsprechende 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 (3)
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, 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.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, 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.
3. 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 ausgelöst
wird, 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.
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