DE102008011305A1

DE102008011305A1 - Verfahren und Vorrichtung für eine Schaltsperre für ein Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102008011305A1
Application number: DE102008011305A
Authority: DE
Inventors: William R. Milford Cawthorne; Leonard G. Ann Arbor Wozniak
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: CN101270805B; DE102008011305B4; US20080221763A1; CN101270805A; US7957873B2

Abstract

Ein Steuerverfahren wird bereitgestellt, umfassend das Detektieren einer Getriebeabtriebsdrehzahl sowie eines Vorwärts- und Rückwärts-Schaltwunsches und das Ausführen von Sperrgrenzwerten, wenn die detektierte Geschwindigkeit eine vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit übersteigt. Die Sperrgrenzwerte bremsen die Abtriebsdrehzahl bei Detektion eines Schaltwunsches bei Abtriebsdrehzahlen oberhalb des Schwellenwertes auf Null ab, wobei ein Pedalverlaufskennfeld bei Erreichen der Null-Abtriebsdrehzahl ausgeführt wird. Die Sperrgrenzwerte nähern sich einem Null-Abtriebsdrehmoment an, während die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, wobei Null bei einer relativ hohen Geschwindigkeit erreicht und ein Leerlaufgetriebe bei einem detektierten Schaltwunsch bei einer hohen Geschwindigkeit simuliert wird. Ferner wird ein Fahrzeug mit einem Getriebe, einem Sensor zum Detektieren der Getriebeabtriebsdrehzahl, einem Sensor zum Detektieren eines Schaltwunsches und einem ASM mit einem Algorithmus und einer Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl bereitgestellt. Der Algorithmus sperrt einen Schaltwunsch in die Richtung entgegengesetzt jener der Fahrzeugfahrt bei Detektion, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als der Schwellenwert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeuggetriebes, das ein weiches Vorwärts- oder Rückwärtsschaltereignis ermöglicht, und insbesondere ein Verfahren zur Sperrung eines unmittelbaren Schaltereignisses oder einer unmittelbaren Gangschaltung, wenn ein Fahrer eines Fahrzeugs ein Schaltereignis in eine Richtung entgegengesetzt der Fahrtrichtung des Fahrzeugs wünscht.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeuggetriebe umfassen verschiedene Gangpositionen oder -einstellungen, üblicherweise als PRNDL für Parken, Rückwärts, Leerlauf (Neutral), Fahren bzw. Langsamfahren bezeichnet. Die PRNDL-Einstellungen können von einem Fahrzeugfahrer ausgewählt werden, indem er einen Schalthebel oder einen anderen Schaltmechanismus bewegt, um dadurch einen Schaltwunsch zu befehligen oder auszulösen. Beim Schalten auf rückwärts zum Beispiel erfordern herkömmliche oder mechanisch verzahnte Fahrzeuggetriebe im Allgemeinen das Bewegen oder Schalten einer Ganganordnung in eine besondere Konfiguration, die nur für den Rückwärtsvorgang geeignet ist, d. h. Fahrzeugantrieb in die Rückwärtsrichtung. Bei derartigen herkömmlichen Getrieben muss die Maschine, die nur in eine Richtung rotiert oder sich dreht, eine Rotationskraft oder ein Drehmoment bereitstellen, um das Fahrzeug sowohl in eine Vorwärts- als auch eine Rückwärtsbetriebsrichtung anzutreiben. Somit muss ein Rückwärts getriebe konfiguriert sein, um die Richtung einer Maschinenrotation bei dem Abtrieb des Getriebes zu ändern.
Daher ist bei herkömmlichen Getrieben unter gewissen Bedingungen die Rückwärtsschaltung unterdrückt. Zum Beispiel, wenn sich das Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit über eine vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit hinaus vorwärts bewegt, können Rückwärtsschaltungen deaktiviert oder unterdrückt werden, um die Maschine und/oder das Getriebe vor einem übermäßigen Schaltschock zu schützen. Ebenso, wenn das Fahrzeug mit einer relativ hohen Geschwindigkeitsrate in eine Rückwärtsrichtung fährt, kann ein "Vorwärts-/Fahren-"Schaltwunsch deaktiviert oder unterdrückt werden. Eine derartige Schaltsteuerungsfunktionalität kann mittels integrierter Getriebesteuerungen oder anderer Verfahren und/oder Steuervorrichtungen bereitgestellt werden, die für das Unterdrücken des Schaltereignisses geeignet sind.
Im Gegensatz zu Fahrzeugen mit einem herkömmlichen Getriebe werden Hybridfahrzeuge abwechselnd oder gleichzeitig von einer Maschine und/oder einem oder mehreren elektrischen Motor/Generatoren mit Energie versorgt, wobei Vorwärts- und Rückwärtsvorgänge typischerweise ohne spezielle Gangänderungen oder -schaltung erreicht werden. Bei derartigen Hybridgetrieben werden Vorwärts- und Rückwärtsvorgänge mit derselben mechanischen Konfiguration in dem Getriebe erreicht. Zum Beispiel wird "Vorwärts/Fahren" durch Befehligen eines Getriebeabtriebsdrehmoments in eine positive Richtung erreicht, während "Rückwärts" durch Befehligen eines Getriebeabtriebsdrehmoments in eine negative Richtung erreicht wird. Daher, im Unterschied zu vielen herkömmlichen Getrieben, können Hybridgetriebe eine Rückwärtsschaltung unter beschränkten Vorwärtsbetriebsbedingungen oder eine Vorwärtsschaltung unter beschränkten Rückwärtsbetriebsbedingungen ausführen. Jedoch können sowohl her kömmliche Getriebesteuerungs-Methodologien als auch Hybridgetriebesteuerungs-Methodologien alles andere als optimal sein, wenn unter gewissen Fahrbedingungen betrieben, besonders wenn das Fahrzeug mit einer relativ hohen Geschwindigkeitsrate fährt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend wird ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeuggetriebes bereitgestellt, umfassend das Aufzeichnen einer Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl, das Detektieren der tatsächlichen Abtriebsdrehzahl des Getriebes, das Detektieren eines Schaltwunsches, das Vergleichen der detektierten Abtriebsdrehzahl mit der Schwellen-Abtriebsdrehzahl, und das Ausführen eines normalen Pedalverlaufskennfelds, wenn die detektierte Abtriebsdrehzahl kleiner als oder gleich der Schwellen-Abtriebsdrehzahl ist. Das Verfahren führt auch ein Paar von Sperrgrenzwerten oder Kurven aus, wenn die detektierte Abtriebsdrehzahl größer ist als die Schwellen-Abtriebsdrehzahl. Die Sperrgrenzwerte sind konfiguriert, eine Schaltung in die Richtung entgegengesetzt der Fahrtrichtung zu sperren oder verzögern, wenn die detektierte Abtriebsdrehzahl die Schwellen-Abtriebsdrehzahl übersteigt, indem das Fahrzeug abgebremst wird, bis die detektierte Abtriebsdrehzahl unter die Schwellen-Abtriebsdrehzahl absinkt.
In einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren das Konfigurieren des Fahrzeugs mit einem Drehzahlsensor, einem Schaltsensor und einem Antriebsstrangsteuermodul (ASM), das Erfassen der Getriebeabtriebsdrehzahl mittels des Drehzahlsensors und das Weiterleiten der detektierten Abtriebsdrehzahl an das ASM, und das Erfassen des Schaltwunsches mittels des Schaltsensors und das Weiterleiten des detektierten Schaltwunsches an das ASM.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung bremsen die Sperrgrenzwerte allmählich die Getriebeabtriebsdrehzahl auf Null bei Detektion des Schaltwunsches ab, und das ASM führt ein entsprechendes Vorwärts- oder Rückwärts-Pedalverlaufskennfeld aus, um eine Schaltung bei Erreichen der Schwellen-Abtriebsdrehzahl freizugeben.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung nähern sich die Sperrgrenzwerte allmählich einem Null-Abtriebsdrehmoment an, während die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, wobei das Null-Abtriebsdrehmoment bei einer relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsrate erreicht wird, wodurch ein Leerlaufzustand des Getriebes bei einem detektierten Schaltwunsch bei einer relativ hohen Vorwärts- oder Rückwärts-Fahrzeuggeschwindigkeitsrate simuliert wird.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug mit einem Getriebe mit einer detektierbaren tatsächlichen Abtriebsdrehzahl, einem Drehzahlsensor, der dazu dient, die tatsächliche Abtriebsdrehzahl zu detektieren, einem Schaltsensor, der dazu dient, einen Schaltwunsch zu detektieren, und einem ASM mit einem gespeicherten Schwellen-Abtriebsdrehzahlwert bereitgestellt. Das ASM weist einen gespeicherten Algorithmus zur Sperrung einer unmittelbaren Schaltung auf, wenn der Schaltwunsch in der Richtung entgegengesetzt der Richtung der Fahrzeugfahrt liegt, und wenn die detektierte tatsächliche Abtriebsdrehzahl größer ist als der gespeicherte Schwellen-Abtriebsdrehzahlwert.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Fahrzeug einen Vorwärts- und einen Rückwärtssatz an Schaltsperrgrenzwerten. Das ASM dient dazu, den Vorwärtssatz auszuwählen, wenn die detektierte Abtriebsdrehzahl größer ist als der gespeicherte Schwellen-Abtriebsdrehzahlwert und das Fahrzeug in die Rückwärtsrichtung fährt, und den Rückwärtssatz an Sperrgrenzwerten auszuwählen, wenn die detektierte Abtriebsdrehzahl größer ist als der gespeicherte Schwellen-Abtriebsdrehzahlwert und das Fahrzeug in die Vorwärtsrichtung fährt.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung nähern sich die Sperrgrenzwerte allmählich einem Null-Abtriebsdrehmoment an, während die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, wobei das Null-Abtriebsdrehmoment bei einer relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsrate erreicht wird, wodurch ein Leerlaufzustand bei Detektieren eines Schaltwunsches bei einer relativ hohen Geschwindigkeitsrate simuliert wird.
Die zuvor genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Methoden zur Ausführung der Erfindung leichter offensichtlich, wenn in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gesehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische grafische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm, welches das bevorzugte Verfahren oder den bevorzugten Algorithmus der Erfindung darstellt;
3 ist eine schematische grafische Darstellung eines Vorwärts-Pedalverlaufskennfelds, das einen Satz an Vorwärts-Schaltsperrgrenzwerten aufweist; und
4 ist eine schematische grafische Darstellung eines Rückwärts-Pedalverlaufskennfelds, das einen Satz an Rückwärts-Schaltsperrgrenzwerten aufweist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Auf die Zeichnungen Bezug nehmend, in denen sich dieselben Bezugszeichen auf dieselben Bauteile beziehen, wird in 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Maschine 12 mit einer Maschinenabtriebswelle 13, die mit einem Getriebe 14 operativ verbunden ist. Das Getriebe 14 kann ein herkömmliches oder mechanisches/verzahntes Getriebe, ein stufenloses Getriebe sein, oder kann alternativ ein Hybridgetriebe mit mindestens einem elektrischen Motor/Generator 16 sein, der in 1 gestrichelt gezeigt wird und dort einfachheitshalber als "M/G" dargestellt ist. In einer derartigen alternativen Hybridkonfiguration wird ein Motor/Generator 16 von einer Energiespeichervorrichtung (ESV) 18, zum Beispiel ein Akkumulator oder eine Batteriegruppe, mit Energie versorgt, wenn der Motor/Generator 16 in seiner Eigenschaft als Motor agiert, und dient dazu, die ESV 18 wieder aufzuladen, wenn in seiner Eigenschaft als Generator tätig. Eine Getriebeabtriebswelle 17 vermittelt oder überträgt eine tatsächliche Getriebeabtriebsdrehzahl, dargestellt als Pfeil N₀, auf einen Satz Räder 19, um dadurch das Fahrzeug 10 vorwärts zu treiben oder anzutreiben.
Ein Controller oder Antriebsstrangsteuermodul (ASM) 22 ist mit einer Maschine 12 und einem Getriebe 14 operativ verbunden. Das ASM 22 steht über einen Drehzahlsensor 11 und einen Schaltsensor 15 mit dem Getriebe 14 in Verbindung, wobei der Sensor 11 und der Sensor 15 jeweils konfiguriert, ausgelegt und/oder programmiert sind, um die tatsächliche Ge triebeabtriebsdrehzahl (N₀) und einen Getriebeschaltwunsch zu erfassen, wie zum Beispiel eine versuchte Bewegung eines Gangschaltmechanismus (nicht gezeigt). Das ASM 22 weist ferner einen Speicher 26 mit einem Steuerungsverfahren oder Algorithmus 50 (siehe 2) auf, wie nachfolgend in dieser Beschreibung beschrieben, das bzw. der konfiguriert oder programmiert ist, ein Schaltereignis auszuführen, d. h. eine Schaltung auf "Vorwärts/Fahren" oder "Rückwärts", wenn das Fahrzeug 10 in die Richtung entgegengesetzt jener der beabsichtigten Schaltung in Betrieb ist oder fährt. Das heißt, der Algorithmus 50 sperrt eine unmittelbare oder sofortige Schaltung auf "Vorwärts/Fahren" oder "Rückwärts" durch Ausführen einer allmählichen, gesteuerten Abbremsung des Fahrzeugs 10, wenn ein Fahrer oder Lenker des Fahrzeugs 10 "Vorwärts/Fahren" oder "Rückwärts" während einer relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsrate in die entgegengesetzten Richtung auswählt oder versucht, auf "Vorwärts/Fahren" oder "Rückwärts" während einer relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsrate in die entgegengesetzten Richtung zu schalten. Der Zeitraum der allmählichen Abbremsung wird dann aufrechterhalten, bis ein Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahlwert erreicht wird, zu welchem Zeitpunkt das ASM 22 das Schaltereignis auslösen oder ausführen und dann weitergehen kann, um zuvor gespeicherte oder programmierte Vorwärts- und Rückwärts-Pedalverlaufskennfelder auszuführen, wie nachfolgend in dieser Beschreibung noch später beschrieben wird. Die Abbremsgeschwindigkeit ist bevorzugt ausgewählt, um einem Fahrzeuginsassen optimalen Komfort zu bieten, und ist ferner bevorzugt niedrig genug, so dass die Maschine 12 und das Getriebe 14 nicht einer übermäßigen Kraft oder einem Schaltschock unterliegen.
Sich 3 zuwendend wird ein Vorwärts-Pedalverlaufskennfeld 30 gezeigt, das bei dem Fahrzeug 10 der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wenn das Fahrzeug 10 in einem "Vorwärts-/Fahr-"Zu stand betrieben wird. In dem Vorwärtskennfeld 30 ist das "Abtriebsdrehmoment" entlang der Y-Achse angeordnet oder positioniert, und die "Fahrzeuggeschwindigkeit" ist entlang der X-Achse angeordnet oder positioniert. Wie für einen durchschnittlichen Fachmann selbstverständlich ist, ist ein "Pedalverlaufskennfeld" ein Kennfeld des Betrags eines Achsen- oder Getriebeabtriebsdrehmoments, das für eine bestimmte Gaspedalposition und/oder eine bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit erwünscht oder befehligt wird. Derartige Pedalverlaufskennfelder sind gewöhnlich als zweidimensionale Verweistabellen ausgeführt, zu denen ein Controller, wie zum Beispiel das ASM 22 der vorliegenden Erfindung, schnellen Zugang hat. Das Vorwärtskennfeld 30 ist von oben durch eine 100%ige oder vollständig gedrückte Gaspedalposition (Kurve 31), d. h. "vollständig offene" Drosselklappe, und von unten durch eine 0%ige Gaspedalposition (Kurve 32) abgegrenzt. Die Form der Kurven 31 und 32 kann gemäß den speziellen Ausführungsparametern des Getriebes 14 (siehe 1) umrissen sein, und kann daher in Abhängigkeit der Ausführung des Getriebes 14 variieren. Jedoch definieren die Kurven 31 und 32 ungeachtet der Getriebeausführung im Allgemeinen vier Pedalverlaufsbereiche 34, 36, 38, 39 in Bezug auf die sich überschneidende X- und Y-Achse.
Der Bereich 34 beschreibt einen ersten "Rückroll-"Bereich oder Betriebszustand. Der Bereich 34 ist ein Bereich, in welchem ein zunehmendes Drehmoment in die Richtung der beabsichtigten, d. h. Vorwärts-, Bewegung befehligt wird, während das Fahrzeug 10 seine Geschwindigkeit in die Richtung entgegengesetzt der beabsichtigten Bewegung erhöht. Zum Beispiel kann der Rückrollbereich 34 ausgeführt werden, wenn das Fahrzeug 10 rückwärts rollt, wobei sich das Getriebe 14 in der "Fahrt-"Stellung befindet. Während in dem Bereich 34 befehligt das ASM 22 ein zunehmendes Drehmoment, das geeignet ist, die Rückrollgeschwindigkeit zu verlangsamen.
Als nächstes stellt der Bereich 36, welcher der größte Bereich des Vorwärtskennfelds 30 ist, einen "Antriebs-"Betriebszustand dar. Der Bereich 36 ist ein Bereich, in welchem ein Drehmoment in die Richtung der beabsichtigten Bewegung befehligt wird, um dadurch das Fahrzeug 10 zu beschleunigen oder eine bestehende Geschwindigkeit beizubehalten. Während die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, fällt das Abtriebsdrehmoment, das benötigt wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, schließlich auf einen relativ konstanten Wert ab, wie durch die Form der Kurve 31 angezeigt. Unterhalb des Antriebsbereichs 36 und unterhalb der X-Achse gibt es einen dritten Bereich oder "Reibungswiderstand-"Bereich 38. Der Bereich 38 ist ein Bereich oder Betriebszustand, in welchem ein Drehmoment entgegengesetzt der Richtung der beabsichtigten Bewegung befehligt wird, um das Fahrzeug 10 abzubremsen, wenn das Gaspedal (nicht gezeigt) nahe Null oder unbetätigt ist, um einen Zustand des Maschinenreibungswiderstands zu simulieren.
Schließlich stellt der Bereich 39 einen "Kriechbereich" dar, oder einen Bereich oder Betriebszustand, in welchem ein kleiner Drehmomentbetrag in die Richtung der beabsichtigten Bewegung während relativ niedriger Fahrzeuggeschwindigkeiten und eines niedrigen Gaspedalbetätigungsniveaus oder Prozentsatzes an Betätigungsleistung befehligt wird, so dass sich das Fahrzeug 10 in die beabsichtigte Richtung bewegt. Zum Beispiel kann in den Kriechbereich 39 eingetreten werden, wenn das Fahrzeug 10 Manöver von niedriger Geschwindigkeit ausführt, zum Beispiel während der Fahrt in eine Garage.
Sich 2 zuwendend wird das Verfahren oder der Algorithmus 50 der Erfindung bevorzugt beim Starten des Fahrzeugs 10 ausgelöst. Bei Schritt 52 beginnend detektiert der Algorithmus 50 die tatsächliche Getriebeab triebsdrehzahl (N₀) des Getriebeabtriebs 17 und speichert die detektierte Abtriebsdrehzahl (N₀) in dem Speicher 26 temporär oder zeichnet die detektierte Abtriebsdrehzahl (N₀) in dem Speicher 26 temporär auf. Die Detektion der Getriebeabtriebsdrehzahl (N₀) kann mittels eines oder mehrerer Drehzahlsensoren 11 erfolgen, welche die Getriebeabtriebsdrehzahl (N₀) mechanisch und/oder elektrisch detektieren und den gemessenen oder detektierten Geschwindigkeitswert an das ASM 22 übertragen. Der Drehzahlsensor 11 ist jeder beliebige Sensor, der ausgestattet ist, die tatsächliche Getriebeabtriebsdrehzahl (N₀) direkt und/oder indirekt zu detektieren oder zu erfassen, wie zum Beispiel durch Detektieren eines Drosselklappenbefehls oder der Pedalposition/Prozentsatz der Betätigung einer Fahrzeugdrosselklappe oder eines Gaspedals (nicht gezeigt), und/oder durch direktes oder indirektes Messen der Drehzahl des Getriebeabtriebs 17. Nachdem die Getriebeabtriebsdrehzahl (N₀) detektiert worden ist, macht der Algorithmus 50 dann bei Schritt 54 weiter.
Bei Schritt 54 detektiert der Algorithmus 50 einen Schaltwunsch, d. h. einen vom Fahrer ausgelösten Wunsch, das Getriebe 14 (siehe 1) auf "Vorwärts/Fahren" oder "Rückwärts" zu schalten, wenn das Fahrzeug 10 in eine Richtung entgegengesetzt jener der gewünschten Schaltung fährt. Die Detektion eines Schaltwunsches kann mittels eines oder mehrerer Schaltsensoren 15 erfolgen, die den Schaltwunsch mechanisch und/oder elektrisch detektieren und den detektierten Schaltwunsch an das ASM 22 übertragen, wo dieser temporär in dem Speicher 26 gespeichert oder aufgezeichnet wird. Wird kein Schaltwunsch detektiert, verharrt der Algorithmus 50 bei Schritt 54 und in einem "Vorwärts-/Fahren-" oder "Rückwärts-"Betriebszustand gemäß dem Vorwärtskennfeld 30 (siehe 3) bzw. Rückwärtskennfeld 40 (siehe 4), bis ein solcher Schaltwunsch detektiert wird. Sobald detektiert, macht der Algorithmus 50 bei Schritt 56 weiter.
Bei Schritt 56 vergleicht der Algorithmus 50 die detektierte tatsächliche Getriebeabtriebsdrehzahl (N₀) (siehe Schritt 52) mit einer maximalen oder Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl, mit N_t in 2 bezeichnet, die in dem Speicher 26 gespeichert ist. Der Speicher 26 des ASM 22 ist bevorzugt mit dem Schwellen-Abtriebsdrehzahlwert (N_t) vorinstalliert oder programmiert, der während der Vorserienentwicklung und dem Testen des Fahrzeugs bevorzugt bestimmt wird, und welcher in Abhängigkeit der speziellen Ausführungsparameter eines gegebenen Getriebes 14 variieren kann. Zum Beispiel kann es bei einem herkömmlichen Getriebe bevorzugt sein, die Schwellen-Abtriebsdrehzahl (N_t) auf Null zu setzen, um einen Schaltschock zu minimieren, während eine niedrige, aber Nicht-Null-Schwellen-Abtriebsdrehzahl (N_t) in Verbindung mit einem Hybridgetriebe verwendet werden kann. Die Schwellen-Abtriebsdrehzahl (N_t) ist eine Geschwindigkeit, unterhalb welcher der Algorithmus 50 ein Vorwärts- oder Rückwärts-Pedalverlaufskennfeld effizient und/oder weich ausführen kann, wie nachfolgend noch später in dieser Beschreibung unter Bezugnahme auf Schritt 58 und 4 erörtert werden wird, nachdem das gewünschte Schaltereignis ausgeführt wurde. Ist die detektierte Getriebeabtriebsdrehzahl (N₀) kleiner als oder gleich der gespeicherten Schwellen-Abtriebsdrehzahl (N_t), macht der Algorithmus 50 bei Schritt 58 weiter. Ist jedoch die detektierte Getriebeabtriebsdrehzahl (N₀) größer als die Schwellen-Abtriebsdrehzahl (N_t), macht der Algorithmus 50 bei Schritt 60 weiter.
Bei Schritt 58 führt der Algorithmus 50 ein normales Vorwärts- oder Rückwärts-Pedalverlaufskennfeld 30 bzw. 40 (siehe 3 bzw. 4) aus, wie durch die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 bestimmt. Das heißt, wenn das Fahrzeug 10 in der "Vorwärts-/Fahrt-"Stellung fährt, wird der Pedalverlauf von einem Vorwärtskennfeld 30 (siehe 3) beherrscht, und ebenso, wenn das Fahrzeug 10 in der "Rückwärts-"Stellung fährt, wird der Pedal verlauf von einem Rückwärtskennfeld 40 (siehe 4) beherrscht. Der Algorithmus 50 fährt dann fort innerhalb des Vorwärtskennfelds 30 oder Rückwärtskennfelds 40 tätig zu sein, bis ein Schaltereignis in die entgegengesetzte Richtung erwünscht wird.
Bei Schritt 60, der, wie zuvor erörtert, ausgeführt wird, wenn der Algorithmus 50 bestimmt, dass die detektierte Getriebeabtriebsdrehzahl (N₀) größer ist als die Schwellen-Abtriebsdrehzahl (N_t) (siehe Schritt 56), führt der Algorithmus 50 einen Satz von separaten oder virtuellen "Schaltsperrgrenzwerten" aus oder oktroyiert diesen, bevor er bei Schritt 58 weitermacht, wobei Schritt 60 das unmittelbare Schaltereignis sperrt oder verzögert. Die Schritte 58 und 60 werden am besten zusammen unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben.
Sich 4 zuwendend wird ein erfindungsgemäßes "Rückwärts-Pedalverlaufskennfeld" oder Rückwärtskennfeld 40 gezeigt. Wie bei dem zuvor beschriebenen Vorwärtskennfeld 30 von 3, ist das Rückwärtskennfeld 40 von oben durch eine 100%ige oder vollständig gedrückte Gaspedalposition (Kurve 41), d. h. "vollständig offene" Drosselklappe, abgegrenzt, und von unten durch eine 0%ige Gaspedalposition (Kurve 42) abgegrenzt. Die Form der Kurven 41 und 42 kann gemäß den speziellen Ausführungsparametern des Getriebes 14 (siehe 1) umrissen sein. Das Rückwärtskennfeld 40 umfasst ferner einen oberen Rückwärtssperrgrenzwert oder eine Kurve 45 und einen unteren Rückwärtssperrgrenzwert oder eine Kurve 47.
Wie durchschnittliche Fachleute anerkennen werden, stellt das unmittelbare Übergehen von dem Vorwärtskennfeld 30 von 3 zu den Kurven 41 und 42 des Rückwärtskennfelds 40 (siehe 4) unmittelbar nach Bewegen eines Schalthebels (nicht gezeigt) von "Vorwärts/Fahren" nach "Rückwärts" kein optimal weiches und effizientes Schaltereignis bei den meisten Fahrzeuggeschwindigkeiten oberhalb einer minimalen oder Nullvorbestimmten Schwellengeschwindigkeit (N_t) bereit. Daher werden erfindungsgemäß die Kurven 45 und 47 auf die Kurven 41 und 42 des Kennfelds 40 oktroyiert.
Wenn sich das Fahrzeug 10 in eine Vorwärtsrichtung gemäß dem Vorwärtskennfeld 30 bewegt und ein Fahrer "Rückwärts" auswählt oder auf "Rückwärts" schaltet, wählt das ASM 22 das Rückwärtskennfeld 40 aus und bewegt sich von dem Vorwärtskennfeld 30 von 3 zu dem Rückwärtskennfeld 40 von 4 bei derselben Fahrzeuggeschwindigkeit. Jedoch statt zu versuchen, das Rückwärtskennfeld 40 unter demselben Abtriebsdrehmoment direkt anzuwenden oder auszuführen, wendet das ASM 22 stattdessen ein allmählich zunehmendes negatives Drehmoment entlang der folgenden Kurven 45 und 47 an, um dem positiven Drehmoment des Getriebeabtriebs 17 entgegenzuwirken und zwar auf einem Niveau, das ausreicht, eine akzeptable und/oder komfortable Abbremsgeschwindigkeit für das Fahrzeug 10 zu erzeugen. In anderen Worten das ASM 22 verwendet den zuvor beschriebenen Algorithmus 50, um die Kurven 45 und 47 während positiver Geschwindigkeitsbedingungen zu oktroyieren und fährt fort die Kurven 45 und 47 unter Ausschluss der Kurven 41 und 42 zu oktroyieren, bis das Fahrzeug 10 den Schwellen-Abtriebsdrehzahlwert (N_t) (siehe Schritt 56) bei oder nahe einer Null-Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht, um dadurch jeglichen Schaltschock zu minimieren.
Die Kurven 45 und 47 flachen bevorzugt auf ein Null-Abtriebsdrehmoment bei stufenweise höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten ab oder nähern sich einem Null-Abtriebsdrehmoment bei stufenweise höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten an, wodurch ein "Leerlauf-"Betriebszustand bei einem Null-Abtriebsdrehmoment und relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten simuliert wird. Sobald die Schwellen-Abtriebsdrehzahl (N_t) erreicht ist, führt das ASM 22 das gewünschte Schaltereignis aus und fährt fort gemäß dem Rückwärtskennfeld 40 tätig zu sein. Das ASM 22 kann im Umfang der Erfindung wie gewünscht kalibriert werden, zum Beispiel durch das Modifizieren der Kurven 41, 42, 45 und 47, um den gewünschten Schalteffekt für das Getriebe 14 zu erzeugen.
Schließlich können ähnliche Vorwärtssperrgrenzwerte 35 und 37 für den Fall, dass das Fahrzeug 10 in eine Rückwärtsrichtung bei einer hohen Geschwindigkeitsrate fahren sollte und ein Fahrer versuchen sollte, auf "Vorwärts/Fahren" zu schalten, angewendet werden. In einem solchen Fall, statt zu versuchen sofort auf das Vorwärtskennfeld 30 (siehe 3) bei dem entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeitspunkt zu schalten, würde ein Satz von Vorwärtssperrgrenzwerten oder Kurven 35 und 37 oktroyiert werden. Sobald die Kurven 35 und 37 die Rückwärtsgeschwindigkeit unter die Schwellengeschwindigkeit (N_t) abgebremst oder reduziert haben, kann das ASM 22 (siehe 1) dann ein Schaltereignis auf "Vorwärts/Fahren" ausführen und fortfahren gemäß dem Vorwärtskennfeld 30 tätig zu sein, wie zuvor in dieser Beschreibung beschrieben.
Auf diese Weise kann der Algorithmus 50 ein weiches Schaltereignis oder einen weichen Übergang zwischen "Rückwärts" und "Vorwärts/Fahren" und umgekehrt bereitstellen, wenn sich das Fahrzeug 10 bewegt, während die Antriebsleistung während des ganzen Übergangs aufrechterhalten wird, selbst wenn der Übergang bei einer relativ hohen Geschwindigkeitsrate erfolgt. Des Weiteren sieht der Algorithmus 50 verbesserte "Ruckelzyklen" vor, wenn ein Fahrer versucht, ein Fahrzeug abwechselnd vorwärts und rückwärts zu "ruckeln", zum Beispiel wenn er versucht Zugkraft zu erlangen, da nahtlose Übergänge von "Vorwärts/Fahren" zu "Rückwärts" und zurück ermöglicht werden.
Obwohl die besten Methoden zur Ausführung der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung im Umfang der beigefügten Patentansprüche erkennen.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Getriebes eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst: Aufzeichnen einer Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl; Detektieren der tatsächlichen Abtriebsdrehzahl des Getriebes; Detektieren eines Schaltwunsches in die Richtung entgegengesetzt jener der Fahrtrichtung des Fahrzeugs; Vergleichen der detektierten Abtriebsdrehzahl mit der Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl; und Ausführen eines normalen Pedalverlaufskennfelds, wenn die detektierte Abtriebsdrehzahl kleiner als oder gleich der Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl ist, und Ausführen eines Satzes von Schaltsperrgrenzwerten, wenn die detektierte Abtriebsdrehzahl größer als die Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl ist, wobei die Schaltsperrgrenzwerte konfiguriert sind, eine Schaltung des Getriebes in Antwort auf den Schaltwunsch zu sperren, indem das Fahrzeug unter die Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl abgebremst wird, bevor der detektierte Schaltwunsch ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Getriebe ein Hybridgetriebe ist.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend das Konfigurieren des Fahrzeugs mit mindestens einem Drehzahlsensor, mindestens einem Schaltsensor und einem Antriebsstrangsteuermodul (ASM), bei dem das Detektieren der tatsächlichen Abtriebsdrehzahl des Getrie bes das Erfassen der tatsächlichen Abtriebsdrehzahl mittels des mindestens einen Drehzahlsensors und das Weiterleiten der detektierten tatsächlichen Abtriebsdrehzahl an das ASM umfasst, und bei dem das Detektieren eines Schaltwunsches das Erfassen des Schaltwunsches mittels des mindestens einen Schaltsensors und das Weiterleiten des detektierten Schaltwunsches an das ASM umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die detektierte tatsächliche Abtriebsdrehzahl größer ist als die Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl, wobei das Ausführen der Schaltsperrgrenzwerte das allmähliche Abbremsen der tatsächlichen Getriebeabtriebsdrehzahl auf Null bei Detektion des Schaltwunsches und das Ausführen des Pedalverlaufskennfelds bei Erreichen der Null-Abtriebsdrehzahl umfasst, wodurch ein weiches Schaltereignis in Antwort auf den detektierten Schaltwunsch ermöglicht wird.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem sich die Sperrgrenzwerte allmählich einem Null-Abtriebsdrehmoment annähern, während die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, wobei das Null-Abtriebsdrehmoment bei einer relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsrate erreicht wird, wodurch ein neutraler Zustand des Getriebes bei dem detektierten Schaltwunsch bei der relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsrate simuliert wird.
Verfahren zum Sperren einer Schaltung in eine Richtung in einem Getriebe eines Fahrzeugs, das sich in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wobei das Verfahren umfasst: Aufzeichnen einer Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl in dem Controller; Detektieren der tatsächlichen Abtriebsdrehzahl des Getriebes; Detektieren eines Schaltwunsches in die eine Richtung; Konfigurieren eines Controllers mit einem Vorwärts-Pedalverlaufskennfeld, das einen Satz von Vorwärts-Schaltsperrgrenzwerten aufweist, und mit einem Rückwärts-Pedalverlaufskennfeld, das einen Satz von Rückwärts-Schaltsperrgrenzwerten aufweist, wobei der Controller konfiguriert ist, eine Schaltung in die eine Richtung in Antwort auf den Schaltwunsch auszuführen; Vergleichen der detektierten tatsächlichen Abtriebsdrehzahl mit der Schwellen-Abtriebsdrehzahl; und Ausführen der Rückwärtssperrgrenzwerte, wenn die entgegengesetzte Richtung die Vorwärtsrichtung ist, die detektierte tatsächliche Abtriebsdrehzahl größer als die Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl ist, und die eine Richtung die Rückwärtsrichtung ist; und Ausführen der Vorwärtssperrgrenzwerte, wenn die entgegengesetzte Richtung die Rückwärtsrichtung ist, die detektierte tatsächliche Abtriebsdrehzahl größer als die Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl ist, und die eine Richtung die Vorwärtsrichtung ist; wobei die Vorwärts- und die Rückwärtssperrgrenzwerte konfiguriert sind, das Fahrzeug unter die Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl vor der Ausführung des Schaltwunsches abzubremsen.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Getriebe ein Hybridgetriebe ist.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Ausführen der Vorwärts- und der Rückwärtssperrgrenzwerte konfiguriert ist, das Fahrzeug allmählich abzubremsen, bis die detektierte tatsächliche Abtriebsdrehzahl Null erreicht.
Verfahren nach Anspruch 6, umfassend das Konfigurieren des Fahrzeugs mit mindestens einem Drehzahlsensor und mindestens einem Schaltsensor, bei dem das Detektieren der tatsächlichen Getriebeabtriebsdrehzahl das Erfassen der tatsächlichen Getriebeabtriebsdrehzahl mittels des mindestens einen Drehzahlsensors und das Weiterleiten der detektierten tatsächlichen Getriebeabtriebsdrehzahl an den Controller umfasst, und bei dem das Detektieren eines Schaltwunsches das Erfassen des Schaltwunsches mittels des mindestens einen Schaltsensors und das Weiterleiten des detektierten Schaltwunsches an den Controller umfasst.
Fahrzeug, umfassend: ein Getriebe mit einer detektierbaren tatsächlichen Abtriebsdrehzahl; ein Drehzahlsensor, der dazu dient, die tatsächliche Abtriebsdrehzahl zu detektieren; ein Schaltsensor, der dazu dient, einen Schaltwunsch in die Richtung entgegengesetzt der Fahrzeugfahrtrichtung zu detektieren; und ein programmierbares Steuermodul (ASM) mit einem gespeicherten Schwellen-Abtriebsdrehzahlwert und einem Algorithmus, der ein weiches Schaltereignis bei Detektion des Schaltwunsches ermöglicht, wenn die detektierte tatsächliche Abtriebsdrehzahl größer ist als die Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl.
Fahrzeug nach Anspruch 10, umfassend einen Vorwärts- und einen Rückwärtssatz an Schaltsperrgrenzwerten, bei dem das ASM dazu dient, den Vorwärtssatz an Sperrgrenzwerten auszuwählen, wenn die detektierte tatsächliche Abtriebsdrehzahl größer ist als die Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl und die Fahrzeugfahrtrichtung die Rückwärtsrichtung ist, und den Rückwärtssatz an Schaltsperrgrenzwerten auszuwählen, wenn die detektierte tatsächliche Abtriebsdrehzahl größer ist als die Schwellen-Getriebeabtriebsdrehzahl und die Fahrzeugfahrtrichtung die Vorwärtsrichtung ist.
Fahrzeug nach Anspruch 11, bei dem sich jeder der Sätze von Sperrgrenzwerten einem Null-Abtriebsdrehmoment annähert, während die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, wobei das Null-Abtriebsdrehmoment bei einer relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsrate erreicht wird, wodurch ein neutraler Zustand des Getriebes bei dem detektierten Schaltwunsch bei der relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsrate simuliert wird.
Fahrzeug nach Anspruch 10, bei dem das Getriebe ein Hybridgetriebe ist.