DE102011116226B4

DE102011116226B4 - Verfahren zum Steuern eines Getriebes zum Verbessern der Abgasbremsung

Info

Publication number: DE102011116226B4
Application number: DE102011116226.0A
Authority: DE
Inventors: Andrew L. Mitchell; Kevin L. Kluemper; Brett R. Caldwell
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2019-09-05
Anticipated expiration: 2031-10-18
Also published as: DE102011116226A1; US20120101700A1; US8612106B2; CN102454770A

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Getriebes eines Fahrzeugs, das durch einen Motor mit Leistung versorgt wird, wobei das Verfahren umfasst:
Bestimmen eines gewünschten Abgasbremsdrehmoments für den Motor auf der Grundlage einer tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und einer gewünschten Geschwindigkeit des Fahrzeugs; und
Bestimmen, ob zwischen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes geschaltet werden soll, auf der Grundlage des gewünschten Abgasbremsdrehmoments und einer Abgasbremsdrehmomentkapazität des Motors,
wobei ein Abgasbremsdrehmoment, das einem Heraufschaltvorgang zugeordnet ist, und ein Abgasbremsdrehmoment, das dem gegenwärtigen Gang zugeordnet ist, berechnet werden,
wobei bestimmt wird, ob die Fahrzeugbeschleunigung größer als ein Fahrzeugbeschleunigungsschwellenwert ist oder ob das berechnete Abgasbremsdrehmoment, das einem Heraufschaltvorgang zugeordnet ist, größer als das berechnete Abgasbremsdrehmoment ist, das dem gegenwärtigen Gang zugeordnet ist, und
wobei zwischen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes heraufgeschaltet wird, wenn die Fahrzeugbeschleunigung größer als der Fahrzeugbeschleunigungsschwellenwert ist oder wenn das berechnete Abgasbremsdrehmoment, das einem Heraufschaltvorgang zugeordnet ist, größer als das berechnete Abgasbremsdrehmoment ist, das dem gegenwärtigen Gang zugeordnet ist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Getriebesteuersysteme und insbesondere auf ein Verfahren zum Steuern eines Getriebes zum Verbessern der Abgasbremsung.
HINTERGRUND
Wie beispielsweise aus der Druckschrift US 2006 / 0 016 420 A1 bekannt ist, saugen Verbrennungsmotoren durch einen Einlass, der durch eine Drosselklappe reguliert werden kann, Luft in einen Einlasskrümmer an. Die Luft kann außerdem durch einen Kompressor (Teil eines Turboladers) mit Druck beaufschlagt werden und in den Einlasskrümmer gedrängt werden. Die Luft in dem Einlasskrümmer wird auf mehrere Zylinder verteilt und mit Kraftstoff kombiniert, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch (L/K-Gemisch) zu erzeugen. In Selbstzündungsmotoren (CI-Motoren) (z. B. Dieselmotoren) verdichten die Kolben z. B. die Luft innerhalb der Zylinder. Daraufhin kann Kraftstoff mit der Druckluft kombiniert (d. h. in sie eingespritzt) werden, um zu veranlassen, dass das mit Druck beaufschlagte L/K-Gemisch verbrennt.
Die Verbrennung des L/K-Gemischs treibt Kolben an, die drehbar eine Kurbelwelle drehen, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Das Antriebsdrehmoment kann über ein Getriebe von der Kurbelwelle an einen Endantrieb (z. B. an Räder) eines Fahrzeugs übertragen werden. Während der Verbrennung erzeugtes Abgas kann von den Zylindern in einen Auslasskrümmer ausgestoßen werden. Das Abgas kann Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC) enthalten. Außerdem kann das Abgas wegen der höheren Verbrennungstemperaturen von CI-Motoren im Vergleich zu Fremdzündungsmotoren (SI-Motoren) Stickoxide (NOx) enthalten. Der Auslasskrümmer kann mit einem oder mit mehreren Systemen verbunden sein, die das Abgas empfangen. Zum Beispiel kann das Abgas zu einem Abgasbehandlungssystem, zu einem Abgasrückführungssystem (AGR-System) und/oder zu einem Turbinensystem geleitet werden.
Die Druckschrift DE 10 2009 033 953 A1 beschreibt ein Fahrzeugsystem mit einem Bremssystem, das mit den Rädern des Fahrzeugs verbunden ist und zum selektiven Aufbringen eines Sollbremsmoments auf die Räder dient, wodurch das Fahrzeug verzögert und gestoppt werden kann.
Die Druckschrift DE 11 2008 000 734 T5 beschreibt eine Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer Abgasbremse. Die Abgasbremse umfasst ein in einer Abgasleitung angeordnetes Abgasventil, das wahlweise geschlossen werden kann, um gegen die Drehung des Motors Widerstand zu leisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich ein Getriebe eines Fahrzeugs, das durch einen Motor mit Leistung versorgt wird, so steuern lässt, dass die Abgasbremsleistung erhöht wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Verfahren zum Steuern eines Getriebes eines durch einen Motor mit Leistung versorgten Fahrzeugs enthält das Bestimmen eines gewünschten Abgasbremsdrehmoments für den Motor auf der Grundlage einer tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und einer gewünschten Geschwindigkeit des Fahrzeugs und das Bestimmen, ob zwischen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes geschaltet werden soll, auf der Grundlage des gewünschten Abgasbremsdrehmoments und einer Abgasbremsdrehmomentkapazität des Motors. Erfindungsgemäß werden ein Abgasbremsdrehmoment, das einem Heraufschaltvorgang zugeordnet ist, und ein Abgasbremsdrehmoment ist, das dem gegenwärtigen Gang zugeordnet ist, berechnet. Ferner wird bestimmt, ob die Fahrzeugbeschleunigung größer als ein Fahrzeugbeschleunigungsschwellenwert ist oder ob das berechnete Abgasbremsdrehmoment, das einem Heraufschaltvorgang zugeordnet ist, größer als das berechnete Abgasbremsdrehmoment ist, das dem gegenwärtigen Gang zugeordnet ist. Es wird zwischen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes heraufgeschaltet, wenn die Fahrzeugbeschleunigung größer als der Fahrzeugbeschleunigungsschwellenwert ist oder wenn das berechnete Abgasbremsdrehmoment, das einem Heraufschaltvorgang zugeordnet ist, größer als das berechnete Abgasbremsdrehmoment ist, das dem gegenwärtigen Gang zugeordnet ist.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird umfassender verständlich aus der ausführlichen Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, in denen:

1 ein Funktionsblockschaltplan eines Motorsystems in Überweinstimmung mit einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockschaltplan eines Steuermoduls in Übereinstimmung mit einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung ist;
3A ein Ablaufplan eines Verfahrens zum Bestimmen einer gewünschten Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung ist; und
3B ein Ablaufplan eines Verfahrens zum Steuern eines Getriebes zum Verbessern der Abgasbremsung in Übereinstimmung mit einer Implementierung der vorliegenden Offenbarung ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie der Begriff Modul hier verwendet ist, bezieht er sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), auf eine elektronische Schaltung, auf einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und auf Speicher, die eines oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, auf eine Kombinationslogikschaltung und/oder auf andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Selbstzündungsmotoren (CI-Motoren) (z. B. Dieselmotoren) können in mehreren Modi arbeiten. Zum Beispiel kann der Motor in einem Normalmodus ein Luft/Kraftstoff-Gemisch (L/K-Gemisch) verbrennen und das erzeugte Abgas durch ein Abgasbehandlungssystem und/oder durch ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) und/oder durch ein Turbinensystem leiten. Allerdings kann der Motor in einem „Abgasbrems‟modus das Fahrzeug durch Erhöhen des Abgasgegendrucks (EBP) und des Einlasskrümmerabsolutdrucks (MAP) verlangsamen. Der EBP kann durch Verschließen von Abgaswegen von dem Motor (z. B. zu der Atmosphäre über ein Abgasbehandlungssystem) erhöht werden.
Genauer wirkt der erhöhte EBP der Bewegung der Kolben während eines Ausstoßtakts des Motors entgegen. Dadurch, dass der Bewegung der Kolben entgegengewirkt wird, werden über einen Endantrieb (z. B. Räder) eines Fahrzeugs effektiv Bremskräfte angewendet, um das Fahrzeug zu verlangsamen. Außerdem kann ein Turbolader den EBP zu erhöhen helfen. Der Turbolader kann z. B. ein Turbolader mit variabler Düse (VNT) sein. Genauer können die erhöhte Abgasgeschwindigkeit und die erhöhte Druckdifferenz über eine Turbine des Turboladers Turbinendrehzahlen innerhalb des Turboladers erhöhen. Dementsprechend drängt der erhöhte MAP mehr Luft in die Zylinder, was den EBP weiter erhöht. Zum Beispiel kann die Abgasbremsung durch Steuern der Flügelposition des VNT gesteuert werden. Außerdem kann z. B. eine Proportional-integral-Steuerung (PI-Steuerung) des Betrags des Abgasbremsdrehmoments ausgeführt werden, um die Fahrzeuggeschwindigkeit genauer zu steuern (d. h. nicht zu überbremsen).
Zusätzlich kann ein Steuermodul die Kraftstoffbeaufschlagung zu dem Motor anhalten, um zu verhindern, dass durch Verbrennung ein positives Drehmoment erzeugt wird, was die Abgasbremsleistung weiter verbessert. Die Abgasbremsung kann z. B. beim Ausrollen einen Hang hinab nützlich sein, da herkömmliche Cl-Motoren ungedrosselt sind und das Fahrzeug beschleunigen kann. Mit anderen Worten, das Fehlen einer Drosselung führt zum Fehlen eines Einlassunterdrucks, wenn die Kraftstoffbeaufschlagung angehalten wird, und somit zu keiner „Schleppwirkung“ zum Verlangsamen des Fahrzeugs (im Gegensatz zu herkömmlichen Fremdzündungs- oder SI-Motoren).
Allerdings kann die Abgasbremsung bei niedrigen Motordrehzahlen unwirksam sein. Genauer können der EBP und/oder der MAP bei niedrigen Motordrehzahlen verhältnismäßig niedrig sein, was zu weniger effektiver Abgasbremsung führt. Somit können hohe Motordrehzahlen ideal für eine wirksame Abgasbremsung sein. Allerdings können herkömmliche Getriebesteuersysteme zwischen Übersetzungsverhältnissen heraufschalten, wenn die Motordrehzahl über einem vorgegebenen Schwellenwert liegt. Mit anderen Worten, herkömmliche Getriebesteuersysteme können eine verhältnismäßig niedrige Motordrehzahl aufrechtzuerhalten versuchen, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu erhöhen und/oder Emissionen zu verringern. Somit können herkömmliche Getriebesteuersysteme die Vorteile der Abgasbremsung verringern oder beseitigen.
Zusätzlich können herkömmliche Getriebesteuersysteme aktiv Gänge wechseln, wenn der Tempomat eingerückt ist. Mit anderen Worten, herkömmliche Getriebesteuersysteme können heraufschalten oder herunterschalten, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit mehr als einen vorgegebenen Betrag von einem Tempomat-Geschwindigkeitssollwert entfernt ist. Zum Beispiel kann das Getriebesteuersystem herunterschalten, wenn der Fahrer bremst, und kann es heraufschalten, wenn der Fahrer beschleunigt. Die übermäßige Anzahl von Schaltvorgängen kann zu erhöhtem Geräusch, erhöhter Schwingung und erhöhter Rauheit (erhöhter NVH) führen. Wie zuvor beschrieben wurde, kann der übermäßige Heraufschaltvorgang darüber hinaus die Vorteile der Abgasbremsung verringern oder beseitigen.
Dementsprechend werden ein System und ein Verfahren vorgestellt, die ein Getriebe eines Fahrzeugs, das durch einen Motor mit Leistung versorgt wird, so steuern, dass die Abgasbremsleistung erhöht wird. Genauer können das System und das Verfahren eine gewünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage einer Eingabe von einem Fahrer des Fahrzeugs bestimmen. Die Fahrereingabe kann z. B. auf einem Tempomat-Geschwindigkeitssollwert und/oder auf einer Fahrzeugbeschleunigung und/oder auf einer Fahrzeugbremsung beruhen. Daraufhin bestimmen das System und das Verfahren auf der Grundlage der gewünschten Geschwindigkeit, einer tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einer Beschleunigung des Fahrzeugs und eines Abgasbremsdrehmoments des Motors, ob das Getriebe geschaltet werden soll.
Nun anhand von 1 enthält ein Motorsystem 10 einen Motor 12. Der Motor 12 kann z. B. ein CI-Motor (z. B. ein Dieselmotor) sein. Allerdings kann der Motor 12 ebenfalls ein anderer Motortyp (z. B. ein Motor mit homogener Kompressionszündung oder HCCI-Motor) sein. Der Motor 12 saugt durch ein Einlasssystem 16 Luft in einen Einlasskrümmer 14 an. Das Einlasssystem 16 kann ferner einen Kompressor 18 (Teil eines Turboladers 20, auch als „Turbo 20“ bezeichnet) enthalten, der die Luft in dem Einlasskrümmer 14 weiter mit Druck beaufschlagt. Der Turbolader 20 kann z. B. ein VNT sein. Außerdem kann das Einlasssystem 16 eine Drosselklappe 22 enthalten. Die Drosselklappe 22 kann z. B. elektronisch gesteuert werden (z. B. elektronische Drosselklappensteuerung oder ETC). Allerdings kann der Motor 12 ebenfalls ungedrosselt sein. Ein MAP-Sensor 24 misst einen Druck der Luft innerhalb des Einlasskrümmers 14.
Luft in dem Einlasskrümmer 14 wird auf mehrere Zylinder 26 verteilt. Obgleich sechs Zylinder gezeigt sind, kann der Motor 12 andere Anzahlen von Zylindern enthalten. Die Luft kann entweder vor oder nach der Verdichtung der Luft durch Kolben (nicht gezeigt) innerhalb der Zylinder 26 mit Kraftstoff aus mehreren Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 28 kombiniert werden. Mit anderen Worten, in einem Dieselmotor kann die Luft verdichtet und daraufhin mit Kraftstoff über die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 28 eingespritzt werden (d. h. Kraftstoffdirekteinspritzung), um eine Verbrennung des L/K-Gemischs zu veranlassen. Andererseits kann die Luft in einem HCCI-Motor vor der Verbrennung mit Kraftstoff aus den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 28 gemischt werden (d. h. Kraftstoffschlitzeinspritzung) und daraufhin verdichtet werden, bis das L/K-Gemisch automatisch zündet. Außerdem kann in einem HCCI-Motor ein Zündfunken von Zündkerzen (nicht gezeigt) bei der Verbrennung des L/K-Gemischs helfen.
Die Verbrennung des L/K-Gemischs treibt die Kolben (nicht gezeigt) an, die drehbar eine Kurbelwelle 30 drehen, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Ein Motordrehzahlsensor (RPM-Sensor) 32 misst eine Drehzahl der Kurbelwelle 30 (z. B. in Umdrehungen pro Minute oder min^-1). Das Antriebsdrehmoment kann über ein Getriebe 38 von der Kurbelwelle 30 an einen Endantrieb 34 (z. B. an Räder) des Fahrzeugs übertragen werden. Das Getriebe 38 kann über einen Drehmomentwandler 36 (z. B. eine Fluidkopplung) mit der Kurbelwelle 30 gekoppelt sein. Ein Getriebeausgangswellen-Drehzahlsensor (TOSS-Sensor) 40 misst eine Drehzahl einer Ausgangswelle des Getriebes 38 (z. B. in min^-1).
Abgas, das sich aus der Verbrennung ergibt, kann aus den Zylindern 26 in einen Auslasskrümmer 42 ausgestoßen werden. Ein EBP-Sensor 44 misst den Druck des Abgases in dem Auslasskrümmer 42. Ein Abgasbehandlungssystem (ETS) 46 kann das Abgas behandeln, um Emissionen zu verringern, bevor das Abgas in die Atmosphäre freigesetzt wird. Nur beispielhaft kann das Abgasbehandlungssystem 46 eine Zusatz-HC-Einspritzeinrichtung und/oder einen OC und/oder einen SCR-Katalysator und/oder einen NOx-Absorber/Adsorber und/oder einen PM-Filter und/oder einen Katalysator enthalten.
Ein AGR-System 48 führt das Abgas in den Einlasskrümmer 14 zurück. Das AGR-System 48 kann eine AGR-Leitung 50 enthalten, die den Auslasskrümmer 42 mit dem Einlasskrümmer 14 verbindet. Außerdem kann das AGR-System 48 ein AGR-Ventil 52 enthalten, das die Einleitung von Abgas in den Einlasskrümmer 14 reguliert.
Ein Turbinensystem 54 verwendet das Abgas, um eine Turbine 56 (Teil des Turboladers 20) mit Leistung zu versorgen. Das Turbinensystem 54 kann eine Turbinenleitung 58 enthalten, die den Auslasskrümmer 42 mit der Turbine 56 des Turboladers 20 verbindet. Genauer kann das Abgas von dem Auslasskrümmer 42 durch die Turbine 56 strömen, was veranlasst, dass sich die Turbine 56 dreht. Die Turbine 56 kann mit einer Welle 60 (Teil des Turboladers 20) verbunden sein. Die Welle 60 des Turboladers 20 versorgt den Kompressor 18 mit Leistung. Außerdem kann die Turbinenleitung 58 das Abgas in die Atmosphäre freisetzen. Obgleich die AGR-Leitung 50 und die Turbinenleitung 58 in der Weise gezeigt sind, dass sie mit einem gemeinsamen Schlitz des Auslasskrümmers 42 verbunden sind, können die AGR-Leitung 50 und die Turbinenleitung 58 getrennte Leitungen sein, die bei getrennten Schlitzen mit dem Auslasskrümmer 42 verbunden sind.
Ein Steuermodul 70 reguliert den Betrieb des Motorsystems 10. Obgleich ein einzelnes Steuermodul 70 gezeigt ist, kann das Motorsystem 10 mehrere Steuermodule enthalten. Zum Beispiel kann das Motorsystem 10 getrennte Motorsteuer- und Getriebesteuermodule enthalten. Das Steuermodul 70 kommuniziert mit dem Turbolader 20, mit der Drosselklappe 22 (falls der Motor 12 gedrosselt ist), mit dem MAP-Sensor 24, mit den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 28, mit dem Motordrehzahlsensor 32, mit dem Getriebe 38, mit dem TOSS-Sensor 40, mit dem EBP-Sensor 44, mit dem Abgasbehandlungssystem 46 und/oder mit dem AGR-Ventil 52. Das Steuermodul 70 kann z. B. Signale von dem Motordrehzahlsensor 32 und von dem TOSS-Sensor 40 empfangen und das Getriebe 38 steuern. Außerdem kann das Steuermodul 70 das System und/oder das Verfahren der vorliegenden Offenbarung implementieren.
Außerdem kommuniziert das Steuermodul 70 mit einem Fahrereingabemodul 72. Das Fahrereingabemodul 72 übersetzt eine Eingabe von dem Fahrer des Fahrzeugs (durch das Signal 71 dargestellt) zur Verwendung durch das Steuermodul 70. Das Fahrereingabemodul 72 kann ein Fahrpedal 73, einen Fahrpedalpositionssensor 74, ein Bremspedal 75, einen Bremspedalpositionssensor 76 und ein Tempomat-Schnittstellenmodul 78 enthalten. Allerdings kann das Fahrereingabemodul 72 ebenfalls andere geeignete Aktuatoren und/oder Sensoren zum Übermitteln der Fahrereingabe an das Steuermodul 70 enthalten. Das Fahrereingabemodul 72 kann z. B. ermöglichen, dass der Fahrer die Abgasbremsung (z. B. über einen Schalter) aktiviert oder deaktiviert.
Der Fahrpedalpositionssensor 74 misst eine Position (d. h. einen Betrag der Niederdrückung) des Fahrpedals 73. Ähnlich misst der Bremspedalpositionssensor 76 eine Position des Bremspedals 75. Andererseits empfängt das Tempomat-Schnittstellenmodul 78 eine Eingabe von dem Fahrer des Fahrzeugs und übermittelt die Eingabe an das Steuermodul 70. Nur beispielhaft kann das Tempomat-Schnittstellenmodul 78 Lenkradsteuereinrichtungen und/oder Konsolensteuereinrichtungen enthalten, die ermöglichen, dass der Fahrer des Fahrzeugs einen Tempomat-Geschwindigkeitssollwert für das Fahrzeug einstellt. Außerdem kann das Tempomat-Schnittstellenmodul 78 ermöglichen, dass der Fahrer den Tempomat (z. B. über einen Schalter) freigibt oder sperrt.
Nun in 2 ist das Steuermodul 70 genauer gezeigt. Das Steuermodul 70 kann ein Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 80, ein Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 und ein Schaltvorgangssteuermodul 88 enthalten. Das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 80 empfängt Signale von dem Fahrereingabemodul 72. Genauer kann das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 80 von dem Tempomat-Schnittstellenmodul 78 ein Signal empfangen, das einen Tempomat-Geschwindigkeitssollwert angibt. Allerdings kann der Fahrer des Fahrzeugs keinen Tempomat-Geschwindigkeitssollwert eingegeben haben und/oder keinen Tempomat des Fahrzeugs freigegeben haben. Somit empfängt das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 80 außerdem von dem Fahrpedalpositionssensor 74 und von dem Bremspedalpositionssensor 76 Signale, die die Fahrpedalposition bzw. die Bremspedalposition angeben.
Das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 80 bestimmt eine gewünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Wenn der Fahrer des Fahrzeugs den Tempomat freigegeben hat und einen Tempomat-Geschwindigkeitssollwert eingegeben hat, kann die gewünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs den Tempomat-Geschwindigkeitssollwert enthalten. Wenn der Fahrer des Fahrzeugs den Tempomat nicht freigegeben hat und/oder keinen Tempomat-Geschwindigkeitssollwert eingegeben hat, kann die gewünschte Geschwindigkeit dagegen auf der Grundlage der Signale bestimmt werden, die die Fahrpedalposition und die Bremspedalposition angeben. Genauer kann das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 80 das Verhalten des Fahrers (z. B. Beschleunigen und Bremsen) überwachen, um die gewünschte Geschwindigkeit zu bestimmen. Nur beispielhaft kann die gewünschte Geschwindigkeit eine Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs während einer vorgegebenen Zeitdauer sein. Allerdings kann die gewünschte Geschwindigkeit ebenfalls unter Verwendung anderer geeigneter Verfahren bestimmt werden.
Das Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 empfängt die gewünschte Geschwindigkeit von dem Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 80. Außerdem empfängt das Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 Signale, die die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Fahrzeugbeschleunigung (durch das Signal 85 bzw. durch das Signal 86 dargestellt) angeben. Zum Beispiel können die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Fahrzeugbeschleunigung unter Verwendung des TOSS-Sensors 40 gemessen werden. Genauer kann der TOSS-Sensor 40 die Fahrzeuggeschwindigkeit messen und können mehrere Messungen von dem TOSS-Sensor 40 während einer Zeitdauer verwendet werden, um die Fahrzeugbeschleunigung zu bestimmen. Allerdings können die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Fahrzeugbeschleunigung ebenfalls unter Verwendung anderer geeigneter Verfahren gemessen oder modelliert werden. Zum Beispiel kann die Fahrzeugbeschleunigung unter Verwendung eines Beschleunigungsmessers gemessen werden.
Das Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 kann ferner ein Drehmomentbestimmungsmodul (nicht gezeigt) enthalten, das einen gewünschten Betrag des Abgasbremsdrehmoments bestimmt. Der gewünschte Betrag des Abgasbremsdrehmoments kann z. B. auf einer Differenz zwischen der tatsächlichen (gemessenen) Fahrzeuggeschwindigkeit (z. B. vom TOSS-Sensor 40) und der gewünschten Geschwindigkeit (von dem Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 80) beruhen. Allerdings kann der gewünschte Betrag des Abgasbremsdrehmoments zusätzlich auf anderen Parametern (z. B. auf der Fahrzeugbeschleunigung) beruhen. Allerdings kann das Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 ebenfalls den gewünschten Betrag des Abgasbremsdrehmoments bestimmen.
Genauer kann der gewünschte Betrag des Abgasbremsdrehmoments ein Wert sein, der kleiner oder gleich einem maximalen Betrag des Abgasbremsdrehmoments, das durch den Motor 12 erzeugt werden kann, (d. h. einer Abgasbremsdrehmomentkapazität) ist. Die Abgasbremsdrehmomentkapazität kann auf der Grundlage der Motordrehzahl variieren. Mit anderen Worten, wie zuvor beschrieben wurde, nimmt die Abgasbremsungswirksamkeit üblicherweise ab, während die Motordrehzahl abnimmt. Zum Beispiel kann der gewünschte Betrag des Abgasbremsdrehmoments einen Prozentsatz der Abgasbremsdrehmomentkapazität enthalten. Die Abgasbremsdrehmomentkapazität kann auf dem MAP und/oder auf dem EBP beruhen. Allerdings kann das Abgasbremsdrehmoment ebenfalls auf der Grundlage anderer Parameter (z. B. eines gegenwärtigen Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 38) gemessen oder modelliert werden.
Das Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 kann bestimmen, ob zwischen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes 38 geschaltet werden soll, um die Abgasbremsleistung zu erhöhen. Das Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 kann z. B. bestimmen, ob ein Heraufschaltbetrieb, kein Schaltbetrieb oder ein Herunterschaltbetrieb erforderlich ist, und das Schaltvorgangssteuermodul 88 darüber informieren. Daraufhin kann das Schaltvorgangssteuermodul 88 auf der Grundlage der Übermittlung von dem Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 den geforderten Schaltbetrieb des Getriebes 38 ausführen. Allerdings kann das Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 ebenfalls den Schaltvorgang zwischen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes 38 steuern. Mit anderen Worten, das Schaltvorgangssteuermodul 88 kann z. B. als Teil des Schaltvorgangsbestimmungsmoduls 84 integriert sein.
Genauer kann das Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 bestimmen, dass ein Herunterschaltvorgang notwendig ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die gewünschte Geschwindigkeit um eine vorgegebene Geschwindigkeit (VS_TH) übersteigt, wenn die Fahrzeugbeschleunigung kleiner als eine vorgegebene Beschleunigung (VA_TH) ist und wenn das Abgasbremsdrehmoment größer oder gleich einem vorgegebenen Betrag (z. B. Prozentsatz) der Abgasbremsdrehmomentkapazität bei der gegenwärtigen Motordrehzahl ist. Nur beispielhaft kann der vorgegebene Prozentsatz 100 % sein. Der Herunterschaltvorgang des Getriebes 38 kann die Motordrehzahl erhöhen und somit die Effektivität der Abgasbremsung erhöhen.
Die vorgegebene Geschwindigkeit VS_TH kann z. B. auf einem gegenwärtigen Getriebefahrbereich beruhen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit weiter zunimmt, können allerdings mehr Herunterschaltvorgänge angewiesen werden und kann die vorgegebene Geschwindigkeit VS_TH dann auf der Anzahl angewiesener Herunterschaltvorgänge beruhen. Zum Beispiel kann ein Schaltvorgangszähler auf der Grundlage des Herunterschalt- bzw. Heraufschaltbetriebs des Getriebes 38 inkrementiert oder dekrementiert werden. Dagegen kann weniger Abgasbremsdrehmoment erforderlich sein (z. B. wegen Änderungen der Straßenbedingungen), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit abzunehmen beginnt. Somit kann das Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 bestimmen, ob ein Heraufschaltvorgang des Getriebes 38 ausgeführt werden kann, um die Fahrzeugleistung zu verbessern, während die Abgasbremsleistung aufrechterhalten wird.
Genauer kann das Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 einen Betrag eines gegenwärtig durch das Getriebe 38 erzeugten Ausgangsdrehmoments durch Multiplizieren des angewiesenen Abgasbremsdrehmoments mit einem gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis des Getriebes 38 berechnen. Zusätzlich können ebenfalls ein Betrag des durch das Getriebe 38 nach einem Heraufschaltvorgang erzeugten Ausgangsdrehmoments und ebenfalls die Abgasbremsdrehmomentkapazität berechnet werden. Wenn der berechnete Betrag des durch das Getriebe 38 nach einem Heraufschaltvorgang (z. B. entsprechend einem höheren Gang) erzeugten Ausgangsdrehmoments höher als der berechnete Betrag des gegenwärtig durch das Getriebe 38 erzeugten Drehmoments ist, kann das Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 bestimmen, dass ein Heraufschaltvorgang des Getriebes 38 ausgeführt werden kann. Mit anderen Worten, das Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 kann bestimmen, dass ein Heraufschaltvorgang des Getriebes 38 angemessen ist, da die Abgasbremsleistung aufrechterhalten werden kann, während die Motordrehzahl verringert wird, sodass die Fahreigenschaften und/oder die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden und/oder Emissionen verringert werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 bestimmen, dass ein Heraufschaltvorgang des Getriebes 38 angemessen ist, wenn die Fahrzeugbeschleunigung größer als der Beschleunigungsschwellenwert VA_TH ist (z. B., wenn ein Gefälle hinabgefahren wird).
Wie zuvor beschrieben wurde, kommuniziert das Schaltvorgangssteuermodul 88 mit dem Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84, um Schaltvorgänge zwischen verschiedenen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes 38 zu koordinieren. Genauer kann das Schaltvorgangsbestimmungsmodul 84 Heraufschalt- und Herunterschaltsignale an das Schaltvorgangssteuermodul 88 senden. Zum Beispiel können erste Phasen (z. B. 1 oder „JA“) des Heraufschalt- bzw. des Herunterschaltsignals für das Schaltvorgangssteuermodul 88 angeben, dass der entsprechende Schaltbetrieb (d. h. Heraufschaltvorgang oder Herunterschaltvorgang) ausgeführt werden soll. Zweite Phasen (z. B. 0 oder „NEIN“) des Heraufschalt- bzw. des Herunterschaltsignals können für das Schaltvorgangssteuermodul 88 angeben, dass der entsprechende Schaltbetrieb (d. h. Heraufschaltvorgang oder Herunterschaltvorgang) nicht ausgeführt werden soll.
Nur beispielhaft kann das Schaltvorgangssteuermodul 88 eine von drei Kombinationen des Heraufschalt- und des Herunterschaltsignals entsprechend einem Heraufschaltbetrieb, keinem Schaltbetrieb und einem Herunterschaltbetrieb des Getriebes 38 empfangen. Daraufhin kann das Schaltvorgangssteuermodul 88 das Getriebe 38 zum Ausführen des angeforderten Betriebs (z. B. Heraufschaltvorgang, kein Schaltvorgang oder Herunterschaltvorgang) steuern. Zum Beispiel kann das Schaltvorgangssteuermodul 88 Steuersignale für verschiedene Komponenten des Getriebes 38 (z. B. Kupplungen) erzeugen, um ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis auszuwählen, das dem angeforderten Betrieb genügt.
Nun in 3A beginnt ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen der gewünschten Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei 100. Mit anderen Worten, das in 3A gezeigte und im Folgenden beschriebene beispielhafte Verfahren kann dazu verwendet werden, einen Tempomat-Geschwindigkeitssollwert auf der Grundlage der Fahrereingabe zu simulieren, wenn der Tempomat gesperrt ist oder kein Tempomat-Geschwindigkeitssollwert durch den Fahrer eingegeben worden ist.
Bei 100 bestimmt das Steuermodul 70, ob die Abgasbremsung aktiviert ist und der Tempomat gesperrt ist. Wie zuvor beschrieben wurde, kann die Abgasbremsung entweder durch einen durch den Fahrer betätigten Schalter und/oder automatisch durch das Steuermodul 70 auf der Grundlage von Betriebsparametern aktiviert werden. Außerdem kann der Tempomat durch einen durch den Fahrer betätigten Schalter gesperrt werden. Allerdings kann die Tempomatsperrung ebenfalls dadurch erfüllt werden, dass der Tempomat aktiviert worden ist, aber kein Tempomat-Geschwindigkeitssollwert durch den Fahrer eingegeben worden ist. Wenn das wahr ist, kann die Steuerung zu 104 fortschreiten. Wenn es falsch ist, kann die Steuerung zu 100 zurückkehren.
Bei 104 kann das Steuermodul 70 bestimmen, ob das Fahrzeug bremst. Das Fahrzeug kann z. B. bremsen, wenn die Bremsposition größer als null ist. Wenn das wahr ist, kann die Steuerung zu 108 fortschreiten. Wenn es falsch ist, kann die Steuerung zu 112 fortschreiten. Bei 108 kann das Steuermodul 70 die gewünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringern. Zum Beispiel kann die gewünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs anfangs auf eine gegenwärtige Geschwindigkeit des Fahrzeugs eingestellt werden. Daraufhin kann die Steuerung zu 100 zurückkehren.
Bei 112 kann das Steuermodul 70 bestimmen, ob das Fahrzeug beschleunigt. Zum Beispiel kann das Fahrzeug beschleunigen, wenn es ein Gefälle hinabfährt. Wenn das wahr ist, kann die Steuerung zu 116 fortschreiten. Wenn es falsch ist, kann die Steuerung zu 120 zurückkehren. Bei 116 kann das Steuermodul 70 die gewünschte Geschwindigkeit auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit anpassen. Mit anderen Worten, die gewünschte Geschwindigkeit kann die tatsächliche (z. B. gemessene) Fahrzeuggeschwindigkeit nachführen. Daraufhin kann die Steuerung zu 100 zurückkehren.
Bei 120 kann das Steuermodul 70 die gewünschte Geschwindigkeit aufrechterhalten. Mit anderen Worten, die gewünschte Geschwindigkeit kann nicht angepasst werden, da die Fahrereingabe angibt, dass die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit durch den Fahrer gewünscht ist. Daraufhin kann die Steuerung zu 100 zurückkehren.
Nun anhand von 3B beginnt ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern des Getriebes 38 zum Verbessern der Abgasbremsung bei 150. Bei 150 bestimmt das Steuermodul 70, ob die Abgasbremsung aktiviert ist. Die Abgasbremsung kann z. B. über einen Schalter aktiviert werden, der durch den Fahrer des Fahrzeugs bestätigt wird. Allerdings kann die Abgasbremsung ebenfalls automatisch durch das Steuermodul 70 auf der Grundlage verschiedener Betriebsparameter betätigt werden. Falls das wahr ist, kann die Steuerung zu 154 fortschreiten. Falls es falsch ist, kann die Steuerung zu 150 zurückkehren. Bei 154 bestimmt das Steuermodul 70 die gewünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Außerdem kann das Steuermodul 70 die verschiedenen Abgasbremsdrehmomente (EB-Drehmomente) berechnen, die beim Bestimmen, ob ein Schaltvorgang des Getriebes 38 notwendig ist, verwendet werden.
Bei 158 bestimmt das Steuermodul 70, ob eine Fahrzeugbeschleunigung größer als der Fahrzeugbeschleunigungsschwellenwert VA_TH ist oder ob das berechnete Abgasbremsdrehmoment, das einem Heraufschaltvorgang zugeordnet ist, größer als das berechnete Abgasbremsdrehmoment ist, das dem gegenwärtigen Gang zugeordnet ist (wobei z. B. beide bei 154 berechnet wurden). Nur beispielhaft kann die Fahrzeugbeschleunigung größer als der Fahrzeugbeschleunigungsschwellenwert VA_TH sein, wenn das Fahrzeug ein Gefälle hinabfährt. Falls das wahr ist, kann die Steuerung zu 162 fortschreiten. Falls das falsch ist, kann die Steuerung zu 166 fortschreiten. Bei 162 kann das Steuermodul 70 zwischen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes 38 heraufschalten. Das Steuermodul 70 kann ebenfalls einen Schaltvorgangszähler dekrementieren (z. B. Zählwert = Zählwert - 1). Daraufhin kann die Steuerung zu 150 zurückkehren.
Bei 166 kann das Steuermodul 70 bestimmen, ob das berechnete Abgasbremsdrehmoment, das dem gegenwärtigen Gang zugeordnet ist, größer als der vorgegebene Betrag der Abgasbremsdrehmomentkapazität (d. h. das maximale Abgasbremsdrehmoment) ist. Der vorgegebene Betrag kann z. B. einen vorgegebenen Prozentsatz enthalten. Falls das falsch ist, kann die Steuerung zu 170 fortschreiten. Falls es wahr ist, kann die Steuerung zu 174 zurückkehren. Bei 170 kann das Steuermodul 70 nicht zwischen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes 38 schalten. Daraufhin kann die Steuerung zu 150 zurückkehren.
Bei 174 kann das Steuermodul 70 bestimmen, ob eine Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der gewünschten Geschwindigkeit größer als der vorgegebene Geschwindigkeitsschwellenwert VS_TH ist. Wie zuvor beschrieben wurde, kann der vorgegebene Geschwindigkeitsschwellenwert VS_TH auf dem Getriebefahrbereich des gegenwärtigen Übersetzungsverhältnisses und/oder auf dem Schaltvorgangszähler beruhen. Falls das falsch ist, kann die Steuerung zu 170 fortschreiten. Falls es wahr ist, kann die Steuerung zu 178 fortschreiten. Bei 178 kann das Steuermodul 70 zwischen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes 38 herunterschalten. Außerdem kann das Steuermodul 70 einen Schaltvorgangszähler (z. B. Zählwert = Zählwert + 1) inkrementieren. Daraufhin kann die Steuerung zu 150 zurückkehren.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Getriebes eines Fahrzeugs, das durch einen Motor mit Leistung versorgt wird, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen eines gewünschten Abgasbremsdrehmoments für den Motor auf der Grundlage einer tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und einer gewünschten Geschwindigkeit des Fahrzeugs; und Bestimmen, ob zwischen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes geschaltet werden soll, auf der Grundlage des gewünschten Abgasbremsdrehmoments und einer Abgasbremsdrehmomentkapazität des Motors, wobei ein Abgasbremsdrehmoment, das einem Heraufschaltvorgang zugeordnet ist, und ein Abgasbremsdrehmoment, das dem gegenwärtigen Gang zugeordnet ist, berechnet werden, wobei bestimmt wird, ob die Fahrzeugbeschleunigung größer als ein Fahrzeugbeschleunigungsschwellenwert ist oder ob das berechnete Abgasbremsdrehmoment, das einem Heraufschaltvorgang zugeordnet ist, größer als das berechnete Abgasbremsdrehmoment ist, das dem gegenwärtigen Gang zugeordnet ist, und wobei zwischen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes heraufgeschaltet wird, wenn die Fahrzeugbeschleunigung größer als der Fahrzeugbeschleunigungsschwellenwert ist oder wenn das berechnete Abgasbremsdrehmoment, das einem Heraufschaltvorgang zugeordnet ist, größer als das berechnete Abgasbremsdrehmoment ist, das dem gegenwärtigen Gang zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Bestimmen der gewünschten Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage einer Tempomat-Geschwindigkeitseingabe durch einen Fahrer des Fahrzeugs umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Bestimmen der gewünschten Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage einer Fahrereingabe während einer vorgegebenen Zeitdauer umfasst, wobei die Fahrereingabe die Beschleunigung und Bremsung des Fahrzeugs enthält.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die gewünschte Geschwindigkeit aufgrund der Bremsung des Fahrzeugs abnimmt und wobei die gewünschte Geschwindigkeit aufgrund der Beschleunigung des Fahrzeugs zunimmt und die Fahrzeuggeschwindigkeit nachführt.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner ein Dekrementieren eines Schaltvorgangszählers nach einem Heraufschaltvorgang zwischen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner ein Aufrechterhalten eines gegenwärtigen Übersetzungsverhältnisses des Getriebes umfasst, wenn das gewünschte Abgasbremsdrehmoment kleiner als ein vorgegebener Prozentsatz der Abgasbremsdrehmomentkapazität des Motors ist oder wenn eine Differenz zwischen der tatsächlichen und der gewünschten Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner als ein vorgegebener Geschwindigkeitsschwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner den Herunterschaltvorgang zwischen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes umfasst, wenn das gewünschte Abgasbremsdrehmoment größer als der vorgegebene Prozentsatz der Abgasbremsdrehmomentkapazität des Motors ist und wenn die Differenz zwischen der tatsächlichen und der gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit größer als der vorgegebene Geschwindigkeitsschwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner ein Inkrementieren des Schaltvorgangszählers nach einem Herunterschaltvorgang zwischen Übersetzungsverhältnissen des Getriebes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der vorgegebene Geschwindigkeitsschwellenwert auf einem Getriebefahrbereich, der einem gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis des Getriebes zugeordnet ist, und/oder auf dem Schaltvorgangszähler beruht.