DE102006032853A1

DE102006032853A1 - Verfahren zur Gangwechselsteuerung in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102006032853A1
Application number: DE102006032853A
Authority: DE
Inventors: Günther SOKOLL
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2026-07-15
Also published as: DE102006032853B4

Abstract

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Gangwechselsteuerung in Kraftfahrzeugen mit einer elektronischen Getriebesteuereinheit und mit einer elektronischen Bremssteuereinheit übergibt die Bremssteuereinheit der Getriebesteuereinheit abhängig von vorgegebenen Bedingungen (z. B. neigungsabhängig und/oder schlupfabhängig) einen direkten Befehl zur Gangwechselsteuerung (d. h. z. B. einen Befehl zum Hochschalten oder zum Rückschalten oder zum Ganghalten oder zum Einlegen eines bestimmten Ganges oder zum Verhindern eines bestimmten Gangwechsel oder zum Verbieten eines "Winter-Programms" oder zum Aktivieren eines "Sportprogramms").

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gangwechselsteuerung in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2004 015 966 A1 bekannt. Hieraus ist weiterhin bekannt, dass erstens die Getriebesteuereinheit stets nur selbst eine Gangwechselsteuerung vornimmt und zweites beim Anfahren nicht immer der niedrigste Gang gewählt wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, das Verfahren eingangs genannter Art hinsichtlich eines Zielkonflikts mit anderen Steuergeräten weiterzubilden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Gangwechselsteuerung in Kraftfahrzeugen mit einer elektronischen Getriebesteuereinheit und mit einer elektronischen Bremssteuereinheit übergibt die Bremssteuereinheit der Getriebesteuereinheit abhängig von vorgegebenen Bedingungen (z. B. neigungsabhängig und/oder schlupfabhängig) einen direkten Befehl zur Gangwechselsteuerung (d.h. z. B. einen Befehl zum Hochschalten oder zum Rückschalten oder zum Ganghalten oder zum Einlegen eines bestimmten Ganges oder zum Verhindern eines bestimmten Gangwechsel oder zum Verbieten eines „Winter-Programms" oder zum Aktivieren eines „Sportprogramms").
Insbesondere übergibt die Bremssteuereinheit der Getriebesteuereinheit abhängig von der momentanen Fahrbahnneigung (z. B. entsprechend Kennlinie oder Schwellwertüberschreitung) einen Befehl zur Gangwechselsteuerung. Die Fahrbahnneigung wird vorzugsweise möglichst genau mittels eines Neigungssensors oder mittels eines Längsbeschleunigungssensors ermittelt. Die bloße Bestimmung des Fahrwiderstandes, der üblicherweise in Getriebesteuereinheiten bestimmt oder berücksichtigt wird, ist nicht ausreichend und insbesondere im Stand nicht möglich.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Fahrbahnneigung erfasst und die Bremssteuereinheit gibt bei Bergauf-Fahrt oder bei Bergauf-Stand der Gangwechselsteuerung einen Befehl zur Hochschaltverhinderung oder zum Rückschalten, wenn die Fahrbahnneigung einen vorgegebenen Schwellwert (auch entsprechend Kennlinie zu verstehen) überschreitet. Die Bremssteuereinheit gibt bei Bergab-Fahrt oder bei Bergab-Stand im Schubbetrieb der Gangwechselsteuerung einen Befehl zur Rückschaltverhinderung oder zum Hochschalten, wenn die Fahrbahnneigung einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Die Bremssteuereinheit übergibt vorzugsweise der Getriebesteuereinheit auch abhängig vom momentanen Reibwert oder Schlupf an mindestens einem Rad einen Befehl zur Gangwechselsteuerung.
Wenn die Bremssteuereinheit eine Funktion zur Anfahrhilfe (z. B. Anfahrassistent, Hillholder, Automatic Hold) enthält, übergibt die Bremssteuereinheit beim Anfahren abhängig von der Fahrbahnneigung und/oder vom Schlupf an mindestens einem Rad der Getriebesteuereinheit vorzugsweise einen Befehl zum Einlegen des niedrigsten Ganges.
Vorzugsweise fragt die Bremssteuereinheit von der Getriebesteuereinheit auch das momentane Kriechmoment ab und steuert beim Anfahren das Lösen der Radbremsen abhängig von diesem Kriechmoment. Alternativ gibt die Bremssteuereinheit der Getriebesteuereinheit ein gewünschtes Kriechmoment vor.
Der Erfindung liegen folgende Erkenntnisse zugrunde:
Bekannt und seit längerem Stand der Technik sind zahlreiche Vorrichtungen und Verfahren für Traktions- bzw. Antriebsschlupfregelsysteme (ASC/ASC+T, ASR, TC, TCS, ...), die allein oder in Verbindung mit bzw. integriert in übergeordnete Fahrstabilitäts- oder Bremsregelsysteme (z. B. DSC-/ESP-/EHB-/EMB-Systeme) die Brems- und Traktionsleistung sowie die Fahrstabilität unter verschiedensten Fahrbahn-Reibwertverhältnissen verbessern und optimieren.
Weiterhin bekannt und Stand der Technik sind gesteuerte bzw. geregelte Automatikgetriebe (z. B. auf elektromechanisch-/hydraulischer Funktion basierend) oder automatisierte Getriebe, wie z. B. Sequentielle (elektro-) mechanische Getriebe (SMG), Doppelkupplungsgetriebe (DKG), stufenlose Getriebe mit variabler Übersetzung (CVT).
Zwischen beiden Systemen, d. h. zwischen oben genannten Traktions- bzw. Bremsregelsystemen und Getriebesteuerungssystemen, gibt es während verschiedener Fahrsituationen und Fahrzustände teilweise gewollte oder ungewollte Wechselwirkungen oder Rückwirkungen, die es zu verhindern oder zumindest zu optimieren gilt.
Mit der Verfügbarkeit einer aktuellen Fahrbahnsteigungsinformation (allgemein: Fahrbahnlängsneigung) im Fahrzeug (z. B. über CAN-Bus), so wie dies insbesondere bei modernen Bremsregelsystemen in Verbindung mit einem Längsbeschleunigungssensor oder Längsneigungssensor bereits üblich ist (z. B. für Anfahrassistent/Hillholder), ist es möglich, bestimmte derzeit vorhandene Funktionsschwächen und -nachteile zu vermeiden oder zumindest zu verbessern.
Derzeit mögliches Verbesserungspotential:

1.) Die Getriebesteuereinheit einer Automatikgetriebesteuerung kennt derzeit den exakten Fahrbahnneigungswert über Neigungssensor bzw. über Längsbeschleunigungssensor nicht bzw. wertet diesen für folgende Situationen nicht aus: – für die automatische Wahl der Gangstufe (bzw. Übersetzungswahl) beim Fahren auf unterschiedlich geneigten Fahrbahnen unter Schub (z. B. zur Optimierung des Schleppmoments im ungebremsten oder gebremsten Fahrzeugzustand) bzw. unter Zug (z. B. zur Traktions- und Zugkraftoptimierung beim Anfahren auf Fahrbahnsteigungen oder ggf. zur Verhinderung von Pendelschaltungen unter gewissen Fahrzuständen), allgemein also zur Ermittlung des steigungsabhängig variablen Schleppmoment- bzw. Vortriebsmomentbedarfs, – für die Steuerung des Kriechmoments (Kriechmomentreduzierung bzw. -unterdrückung/Standabkopplungsbetrieb, z. B. über Steuerung des Kupplungsschlupfes der Anfahrkupplung), beispielsweise zur C02-Einsparoptimierung oder zur Kriechmomentreduzierung bei Bergab-Anfahrsituationen, – allgemein zur Steuerung der Kupplungen (Öffnungs- und Schließvorgänge, Schlupfsteuerung, ...) einschließlich der Wandlerkupplung, – Wirkungsgraderhöhung in partiellen Fahrsituationen, – Schaltkennlinien-/-kennfeldauslegung einer evtl. vorhandenen Winterprogrammsteuerung/-regelung. – Schaltkennlinien-/-kennfeldauslegung einer evtl. vorhandenen Bergprogrammsteuerung/-regelung, – für weitere spezielle Funktionen, wie z. B. Wandler-Launch-Control (WLC)/Rennstart, Anfahrunterstützung (AFU) usw.
2.) In Verbindung mit einem Bremsregelsystem sind beispielsweise folgende Punkte verbesserungswürdig: – Anfahren auf längsgeneigten Fahrbahnen aus dem Stillstand heraus: Bei größeren Fahrbahnsteigungen – besonders in Verbindung mit μ-Split-Verhältnissen (= fahrzeugseitig unterschiedliche Reibwerte zwischen Reifen und Fahrbahn) – kann gegenwärtig, abhängig vom vorausgehenden Fahrverhalten, automatikgetriebeseitig ein Anfahren in unterschiedlichen Gangstufen erfolgen, also z. B. im 1. oder 2. Gang. Dies hat für eine beim Anfahrvorgang ggf. einsetzende Traktionsregelung (ASC/ASC+T) den Negativeffekt, dass sich in Verbindung mit höherer Gangstufe bzw. damit geringerer Übersetzung eine verzögerte Instabilitätserkennung an dem/den Low-Reibwert-Rad(-Rädern) einstellt, worüber ein zeitverzögerter Druck- bzw. Sperrmomentaufbau seitens der Traktionsregelung stattfindet und damit in Folge nur eine verzögerte Hochregelung des Motor-/Antriebsmoments erfolgen kann. Ergebnis ist eine spürbare Einbuße an möglicher Vortriebsleistung. Weiterhin treten aus regelungstechnischer Sicht teilweise unharmonische Regelungsverläufe und Mitkoppeleffekte (Schwingungsneigungen) auf, die eine deutliche Komfortbeeinträchtigung zur Folge haben können.

Für die Funktion Hillholder (Anfahrassistent, Automatic Hold) ergeben sich beim Anfahren in höheren Gangstufen meist deutliche Komfortbeeinträchtigungen und ggf. auch Sicherheitsbeeinträchtigungen infolge zu frühen oder zu späten Lösens des Bremsmoments, so dass das Fahrzeug entweder vorzeitig anrollen kann oder andernfalls gegen noch vorhandenes Bremsmoment anfährt.
Weiterhin ist für die Funktion Hillholder die Kenntnis von der Höhe des Antriebs-Kriechmoments (Kriechmoment des A-Getriebes) wesentlich, da dieses entscheidend für die (zu applizierende) Fahrbahnsteigungsschwelle ist, ab der die Funktion ein sicheres Halten des Fahrzeuges gewährleisten soll und darüber auch festgelegt wird, bei welchem Antriebsmoment ein Lösen des Bremsmoments stattfindet.. Eine Aktivierung unterhalb dieser Steigungsschwelle sollte vermieden werden.
Da das wirksame Kriechmoment in Abhängigkeit von der aktuell vorhandenen Gangstufe variieren kann, wäre theoretisch eine Mehrfach-Applikation in Verbindung mit den verschiedenen automatisch oder manuell ausgewählten Gangstufen erforderlich. Im Allgemeinen ist eine Applikation der Funktion aus Aufwands- und Funktionsgründen nur für das Anfahren in der 1. Gangstufe möglich bzw. sinnvoll.
– Fahren auf längs geneigten Fahrbahnen:
Beim Fahren an Steigungen geradeaus und speziell auch in Kurven mit Fahrstabilitäts-/Traktionsregelung (DSC/ASC) ist es von wesentlicher Bedeutung, dass während oder kurz nach der laufenden Regelung möglichst keine unnötigen Hochschalt- bzw. Rückschaltvorgänge oder sogar Pendelschaltungen des Automatikgetriebes oder automatisierten Getriebes auftreten, da diese die Regelsystemfunktion kurzzeitig signifikant stören bzw. das Fahrverhalten bezüglich Fahrzeugstabilität und Regelkomfort negativ beeinflussen können.
In Verbindung mit diversen Brems-, Verzögerungs- oder Wiederbeschleunigungs-Regelvorgängen wie ABS, Adaptive Cruise Control (ACC), Dynamic Cruise Control (DCC), Motorschleppmomentregelung MSR Fahrleistungsreduzierung FLR oder beispielsweise bei Hill Descent Control HDC können Automatikgetriebe-Hoch- oder Rückschaltvorgänge in bestimmten Situationen fahrbahnneigungsabhängig erwünscht oder unerwünscht sein, um z. B. das wirksame Schleppmoment temporär zu erhöhen oder zu reduzieren (Fahrstabilitätsverbesserung) oder eine günstigere Übersetzung zur Vortriebs- und Dynamik-/Agilitätsteigerung auszuwählen.
Die Erfindung ist ein Verfahren zur Verbesserung von Bremsregelsystemfunktionen durch fahrbahnlängsneigungsabhängige Beeinflussung der Automatikgetriebesteuerung und zur Verbesserung allgemeiner Steuer- bzw. Regelfunktionen des Automatikgetriebes oder automatisierten Getriebes:

1.) Vorrangiges Ziel des Erfindungsvorschlags soll sein, in Abhängigkeit von einer sensierten, berechneten, geschätzten oder anderswie ermittelten Fahrbahnlängsneigung verschiedene Bremsregelsystemfunktionen oder – subfunktionen [z. B. Traktionsregelung (ASC/ASC+T), ABS, Hillholder (Anfahrassistent) oder Automatic Hold, Hill Descent] definierte Gangstufen, alternativ definierter Übersetzungen (Übersetzungsverhältnisse) und/oder definierter Kriechmomente (allgemein: definierter Getriebeausgangsmomente) des Automatikgetriebes oder automatisierten Getriebes anzuwählen.
2.) Weitergehendes Ziel ist eine Verbesserung und Verfeinerung allgemeiner oder spezieller Getriebeschalt- und Getriebekriechfunktionalitäten in Verbindung mit einem vorhandenen Fahrbahnlängsneigungssignal.

Voraussetzung für die Verbesserung o. g. Funktionseinschränkungen oder – schwächen ist zunächst die genaue Kenntnis vom Vorliegen einer längs geneigten Fahrbahn (Fahrbahnsteigung in oder entgegen der Fahrtrichtung, u. U. in Verbindung mit entsprechendem Fahrtrichtungswunsch) mit möglichst genauer Kenntnis des Fahrbahnlängsneigungswertes. Geeignet hierzu ist beispielsweise ein kontinuierlich gemessenes Längsbeschleunigungssensorsignal aus einem im Fahrzeug verbauten Längsbeschleunigungssensor, mittels dem und unter zusätzlicher Zuhilfenahme mindestens eines differenzierten geeigneten Radgeschwindigkeitssignals oder Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeitssignals (so wie bei Fahrstabilitäts- bzw. Bremsregelsystemen vorhanden) die Fahrbahnsteigung ermittelt werden kann. Die errechnete Fahrbahnsteigung kann z. B. über geeignete Bussysteme (z. B. CAN, FlexRay etc.) oder über sonstige Art der Datenübermittlung (analog oder digital) anderen System, wie z. B. der Getriebesteuerung, übermittelt und zur Verfügung gestellt werden.
Kern und Vorteile der Erfindung, besonders gegenüber dem Bekannten:

1.) Fahrverhaltens,- Funktionskomfort-, Funktionsqualitäts- und Performanceverbesserung (z. B. Anfahrverhalten, Vortrieb/Traktion, Fahrstabilität) der diversen Fahrstabilitäts- und Bremsregelfunktionen.
2.) Fahrverhaltens,- Funktionskomfort-, Funktionsqualitäts- und Performanceverbesserung der diversen Automatikgetriebeschalt- und ggf. Automatikgetriebekriechfunktionen (z. B. auch zur Verbrauchs- d. h. CO2-Reduzierung).
3.) Definiertes, für den Fahrer einheitliches und nachvollziehbares Funktionsverhalten des Bremsregelsystems i. V. mit der Getriebesteuerung unter Einbeziehung des Längsbeschleunigungs-/Längsneigungssignals.

Ergänzend wird daraufhin gewiesen, dass grundsätzlich auch eine steigungsabhängige Gangwechselsteuerung (evtl. auch Kriechmomentsteuerung, Wandleröffnungs- bzw. -überbrückungssteuerung oder Kupplungs(schlupf)steuerung) zusätzlich von der elektronischen Getriebesteuereinheit selbst vorgenommen werden kann, insbesondere dann, wenn der Getriebesteuereinheit die Information eines Neigungssensors oder eines Längsbeschleunigungssensors vorliegt

Claims

Verfahren zur Gangwechselsteuerung in Kraftfahrzeugen mit einer elektronischen Getriebesteuereinheit und mit einer elektronischen Bremssteuereinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremssteuereinheit der Getriebesteuereinheit abhängig von vorgegebenen Bedingungen einen Befehl zur Gangwechselsteuerung übergibt.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremssteuereinheit der Getriebesteuereinheit abhängig von der momentanen Fahrbahnneigung einen Befehl zur Gangwechselsteuerung übergibt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbahnneigung erfasst wird und dass die Bremssteuereinheit bei Bergauf-Fahrt oder bei Bergauf-Stand der Gangwechselsteuerung einen Befehl zur Hochschaltverhinderung oder zum Rückschalten gibt, wenn die Fahrbahnneigung einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbahnneigung erfasst wird und dass die Bremssteuereinheit bei Bergab-Fahrt im Schubbetrieb oder bei Bergab-Stand der Gangwechselsteuerung einen Befehl zur Rückschaltverhinderung oder zum Hochschalten gibt, wenn die Fahrbahnneigung einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremssteuereinheit der Getriebesteuereinheit auch abhängig vom momentanen Reibwert oder Schlupf an mindestens einem Rad einen Befehl zur Gangwechselsteuerung übergibt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremssteuereinheit eine Funktion zur Anfahrhilfe enthält, und dass die Bremssteuereinheit beim Anfahren abhängig von der Fahrbahnneigung und/oder vom Schlupf an mindestens einem Rad der Getriebesteuereinheit einen Befehl zum Einlegen des niedrigsten Ganges übergibt.
Verfahren nach dem vorangegangenen Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremssteuereinheit von der Getriebesteuereinheit das momentane Kriechmoment abfragt und beim Anfahren das Lösen der Radbremsen abhängig von diesem Kriechmoment steuert oder dass die Bremssteuereinheit der Getriebesteuereinheit ein gewünschtes Kriechmoment vorgibt.