DE102015215749A1 - Method and electronic control unit for controlling a multi-speed motor vehicle transmission - Google Patents
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Abstract
Die erfindungsgemäße Steuerung eines mehrgängigen Kraftfahrzeuggetriebes (4) umfasst einen Algorithmus, der unter Auswertung aktueller Daten der Umwelt, aktueller und vordefinierter Daten eines das Getriebe (4) antreibenden Motors (2), aktueller und vordefinierter Daten des Getriebes (4) Sollwerte für den Gang des Getriebes (4) und für den Betriebszustand eines im Kraftfluss zwischen Motor (2) und Getriebe (4) angeordneten Anfahrelementes (3) generiert und an eine Gangwechselvorrichtung des Getriebes (4) und an eine Schlupfsteuervorrichtung des Anfahrelementes (3) übermittelt. Die aktuellen Daten der Umwelt umfassen zumindest Daten für eine Lufttemperatur, die aktuellen Daten des Motors (2) zumindest Daten für Motortemperatur, Motordrehzahl und Motordrehmoment, die vordefinierten Daten des Motors (2) zumindest Daten eines Kraftstoffverbrauchskennfelds und Daten für eine minimal und eine maximal zulässige Motordrehzahl, die aktuellen Daten des Getriebes (4) zumindest Daten für Getriebetemperatur, Getriebeeingangsdrehzahl, Gang und Anfahrelement-Schlupf, und die vordefinierten Daten des Getriebes (4) zumindest Daten eines Betriebskennfelds des Anfahrelementes (3) und Daten für Getriebewirkungsgrad und im Getriebe (4) ausgehend vom aktuellen Gang schaltbare Gänge.The control according to the invention of a multiple-speed motor vehicle transmission (4) comprises an algorithm that evaluates current data of the environment, current and predefined data of the transmission (4) driving motor (2), current and predefined data of the transmission (4) setpoints for the gear of the transmission (4) and for the operating state of a in the power flow between the engine (2) and transmission (4) arranged start-up element (3) and transmitted to a gear change device of the transmission (4) and to a slip control device of the starting element (3). The current data of the environment include at least data for an air temperature, the current engine data (2) at least engine temperature, engine speed and engine torque data, the engine's predefined data (2) at least fuel consumption map data, and minimum and maximum allowable data Engine speed, the current data of the transmission (4) at least data for transmission temperature, transmission input speed, gear and starting element slip, and the predefined data of the transmission (4) at least data of an operating map of the starting element (3) and data for transmission efficiency and in the transmission (4 ) starting from the current gear switchable gears.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines mehrgängigen Kraftfahrzeuggetriebes mit einem elektronischen Steuergerät sowie ein mit diesem Verfahren betriebenes elektronisches Steuergerät. The invention relates to a method for controlling a multiple-speed motor vehicle transmission with an electronic control unit and an electronic control unit operated with this method.
In einem modernen Kraftfahrzeug mit automatischem oder automatisiertem mehrgängigem Getriebe kommt üblicherweise ein Steuerungssystem zum Einsatz, bei dem in einem elektronischen Steuergerät ein für die jeweilige Fahrsituation geeigneter Getriebegang ermittelt und als Schaltbefehl an eine Gangwechselvorrichtung des Getriebes übermittelt wird. Verfahren zur Ermittlung fahrsituativ geeigneter Getriebegänge sind aus dem Stand der Technik vielfältig bekannt. Aus der
Aus der
Moderne Automatgetriebe weisen als Anfahrelement zumeist einen im Kraftfluss zwischen Antriebsmotor und Automatgetriebe angeordneten Drehmomentwandler mit integrierter Wandlerüberbrückungskupplung auf. Übliche Betriebsmodi für die Wandlerüberbrückungskupplung sind „offen“, „geschlossen“ und „schlupfgeregelt“. Aus der
Aus der
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein mit diesem Verfahren betriebenes elektronisches Steuergerät ist Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 17. Demnach wird ein Verfahren zur Steuerung eines mehrgängigen Kraftfahrzeuggetriebes mit einem elektronischen Steuergerät vorgeschlagen, bei dem in dem elektronischen Steuergerät ein Algorithmus implementiert ist, der unter Auswertung aktueller Daten der Umwelt, aktueller Daten eines mit dem Kraftfahrzeuggetriebe wirkverbundenen Antriebsmotors, vordefinierter Daten des Antriebsmotors, aktueller Daten des Kraftfahrzeuggetriebes und vordefinierter Daten des Kraftfahrzeuggetriebes je einen Sollwert für den Gang des Kraftfahrzeuggetriebes und für den Betriebszustand eines im Kraftfluss zwischen Antriebsmotor und Kraftfahrzeuggetriebe angeordneten Anfahrelementes generiert und den jeweiligen Sollwert an eine Gangwechselvorrichtung des Kraftfahrzeuggetriebes und an eine Schlupfsteuervorrichtung des Anfahrelementes übermittelt. Die aktuellen Daten der Umwelt umfassen zumindest Daten für eine Lufttemperatur. Die aktuellen Daten des Antriebsmotors umfassen zumindest Daten für Motortemperatur, Motordrehzahl und Motordrehmoment. Die vordefinierten Daten des Antriebsmotors umfassen zumindest Daten eines Kraftstoffverbrauchskennfelds und Daten für eine minimal und eine maximal zulässige Motordrehzahl. Die aktuellen Daten des Kraftfahrzeuggetriebes umfassen zumindest Daten für Getriebetemperatur, Getriebeeingangsdrehzahl, Gang und Anfahrelement-Schlupf. Die vordefinierten Daten des Kraftfahrzeuggetriebes umfassen zumindest Daten eines Betriebskennfelds des Anfahrelementes und Daten für Getriebewirkungsgrad und im Kraftfahrzeuggetriebe ausgehend vom aktuellen Gang schaltbare Gänge umfassen. This object is achieved by a method having the features of
Ist als Anfahrelement ein Drehmomentwandler vorgesehen, so umfasst das Betriebskennfeld des Anfahrelementes vorzugsweise ein Schlupfkennfeld dieses Drehmomentwandlers. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass als Sollwert für den Betriebszustand des Anfahrelementes von dem Algorithmus ein Sollschlupf einer Wandlerüberbrückungskupplung dieses Drehmomentwandlers generiert wird. If a torque converter is provided as starting element, the operating characteristic diagram of the starting element preferably comprises a slip characteristic field of this torque converter. In this case, it can be provided that as target value for the operating state of the starting element of the algorithm, a target slip of a torque converter lockup clutch this torque converter is generated.
Ist als Anfahrelement eine Trennkupplung vorgesehen, so kann vorgesehen sein, dass als Sollwert für den Betriebszustand des Anfahrelementes von dem Algorithmus ein Sollschlupf dieser Trennkupplung generiert wird. If a disconnect clutch is provided as the starting element, then it can be provided that a desired slip of this disconnect clutch is generated as the desired value for the operating state of the starting element by the algorithm.
Der erfindungsgemäße Algorithmus ermöglicht gegenüber dem Stand der Technik eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und/oder der CO2-Emission des Verbrennungsmotors, der das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebene Stufengetriebe antreibt, da das gegebene Betriebskennfeld des Verbrennungsmotors infolge der von der Betriebspunktverschiebung des Kraftfahrzeuggetriebe und/oder von der Betriebspunktverschiebung des Anfahrelement situativ eingeleiteten Betriebspunktverschiebung des Verbrennungsmotors situativ effizienter genutzt werden kann. The inventive algorithm allows over the prior art, a reduction in fuel consumption and / or the CO2 emission of the internal combustion engine, which drives the operated with the inventive step transmission, since the given operating map of the internal combustion engine as a result of the operating point shift of the motor vehicle transmission and / or the operating point shift of the starting element situationally initiated operating point shift of the internal combustion engine can be used situationally efficient.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Algorithmus
- – aus den aktuellen Daten des Antriebsmotors den aktuellen Motorbetriebspunkt im Kraftstoffverbrauchskennfeld ermittelt,
- – aus den aktuellen und vordefinierten Daten des Kraftfahrzeuggetriebes alternative Motorbetriebspunkte im Kraftstoffverbrauchskennfeld ermittelt,
- – den aktuellen Motorbetriebspunkt und die alternativen Motorbetriebspunkte miteinander hinsichtlich Kraftstoffverbrauch vergleicht und denjenigen Motorbetriebspunkt mit dem niedrigsten Kraftstoffverbrauch als Soll-Motorbetriebspunkt auswählt,
- – denjenigen Gang des Kraftfahrzeuggetriebes und denjenigen Betriebszustand des Anfahrelementes, die in Kombination zu dem Soll-Motorbetriebspunkt führen, als Soll-Gang für das Kraftfahrzeuggetriebe und Soll-Betriebszustand für das Anfahrelement festsetzt,
- – den Soll-Gang für das Kraftfahrzeuggetriebe an die Gangwechselvorrichtung des Kraftfahrzeuggetriebes übermittelt und
- – den Soll-Betriebszustand für das Anfahrelement an die Schlupfsteuervorrichtung des Anfahrelementes übermittelt.
- - determined from the current data of the drive motor, the current engine operating point in the fuel consumption map,
- Determined from the current and predefined data of the motor vehicle transmission alternative engine operating points in the fuel consumption map,
- Comparing the current engine operating point and the alternative engine operating points with each other in terms of fuel consumption and selecting that engine operating point with the lowest fuel consumption as the target engine operating point,
- - that gear of the motor vehicle transmission and those operating state of the starting element, which lead in combination to the target engine operating point, set as the target gear for the motor vehicle transmission and target operating condition for the starting element,
- - Transmitted the target gear for the motor vehicle transmission to the gear change device of the motor vehicle transmission and
- - Transmitted the desired operating condition for the starting element to the slip control device of the starting element.
Dabei kann der Algorithmus die alternativen Motorbetriebspunkte durch Variation von im Kraftfahrzeuggetriebe ausgehend vom aktuellen Gang schaltbaren Gänge berechnen. Auch kann der Algorithmus die alternativen Motorbetriebspunkte durch Variation von Schlupf im Anfahrelement berechnen. Alternativ kann der Algorithmus die alternativen Motorbetriebspunkte durch in Kombination der Variation von im Kraftfahrzeuggetriebe schaltbaren Gänge und der Variation von Schlupf im Anfahrelement berechnen. In this case, the algorithm can calculate the alternative engine operating points by varying gearshifts that can be shifted in the motor vehicle transmission starting from the current gear. Also, the algorithm may calculate the alternative engine operating points by varying slip in the starting element. Alternatively, the algorithm may calculate the alternative engine operating points by combining the variation of gears shiftable in the automotive transmission and the variation of slip in the starting element.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die aktuellen Daten von Kraftfahrzeuggetriebe und/oder Antriebsmotor auch Daten für den Betriebszustand einer E-Maschine, mit der das Kraftfahrzeuggetriebe antreibbar ist, umfassen. In diesem Fall kann der Algorithmus bei der Berechnung der alternativen Motorbetriebspunkte beispielsweise ein Drehmoment der E-Maschine berücksichtigen. In a development of the invention it can be provided that the current data of motor vehicle transmission and / or drive motor also comprise data for the operating state of an electric motor with which the motor vehicle transmission can be driven. In this case, the algorithm may, for example, take into account a torque of the electric motor when calculating the alternative engine operating points.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Sollwert für den Gang des Kraftfahrzeuggetriebes nur dann an die Gangwechselvorrichtung des Kraftfahrzeuggetriebes übermittelt wird und der Sollwert für den Betriebszustand des Anfahrelementes nur dann an die Schlupfsteuerungsvorrichtung des Anfahrelementes übermittelt wird, wenn vordefinierte Kriterien erfüllt sind, wohingegen dann, wenn diese vordefinierte Kriterien nicht erfüllt sind, das Kraftfahrzeuggetriebe mit einer vom Algorithmus unabhängigen Schaltstrategie und das Anfahrelemente mit einer vom Algorithmus unabhängigen Betriebsstrategie betrieben werden. So kann zur Sicherstellung eines gewünscht schnellen Aufheizens des Antriebsmotors und somit zur Verbesserung der Abgasqualität des Antriebsmotors beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sollwertübermittlung von dem Algorithmus nur dann erfolgt, wenn sich Antriebsmotor und Kraftfahrzeuggetriebe nicht in einem definierten Warmlaufmodus befinden oder wenn eine vordefinierte untere Temperaturschwelle für Antriebsmotor und/oder Kraftfahrzeuggetriebe und/oder Umgebungsluft überschritten ist. Als Überhitzungsschutz von Getriebe und Anfahrelement kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sollwertübermittlung von dem Algorithmus nur dann erfolgt, wenn eine vordefinierte obere Temperaturschwelle für Antriebsmotor und/oder Kraftfahrzeuggetriebe und/oder Umgebungsluft nicht überschritten ist. Um einen ausdrücklichen Fahrerwunsch nicht zu überspielen, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sollwertübermittlung von dem Algorithmus nur dann erfolgt, wenn kein Fahrerwunsch „Sport“ oder/und „manuelle Gangvorgabe“ vorliegt. Zur Verhinderung von Fehlfunktion kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sollwertübermittlung von dem Algorithmus nur dann erfolgt, wenn Anfahrelement und Kraftfahrzeuggetriebe sich nicht im Notlaufmodus befinden. In another embodiment of the invention can be provided that the target value for the gear of the motor vehicle transmission is transmitted to the gear change device of the motor vehicle transmission and the setpoint for the operating state of the starting element is only transmitted to the slip control device of the starting element when predefined criteria are met whereas, if these predefined criteria are not fulfilled, the motor vehicle transmission is operated with an algorithm-independent shift strategy and the starting elements are operated with an algorithm-independent operating strategy. For example, to ensure a desired rapid heating of the drive motor and thus to improve the exhaust quality of the drive motor be provided that the setpoint transmission of the algorithm only takes place when the drive motor and motor vehicle transmission are not in a defined warm-up mode or when a predefined lower temperature threshold for drive motor and / or motor vehicle transmission and / or ambient air is exceeded. As overheating protection of gear and starting element can be provided, for example, that the setpoint transmission of the algorithm only takes place when a predefined upper temperature threshold for drive motor and / or motor vehicle transmission and / or ambient air is not exceeded. In order not to duplicate an explicit driver's request, it may be provided, for example, that the setpoint transmission of the algorithm takes place only if there is no driver request "sport" or / and "manual gear selection". To prevent malfunction, for example, be provided that the setpoint transmission of the algorithm only takes place when starting element and motor vehicle transmission are not in emergency mode.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt: The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Showing:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Steuergerät zur Steuerung eines mehrgängigen Getriebes in einem in
Aus
Als vordefinierte Motordaten sind im Speicherbereich SP6 ein Betriebskennfeld BF2 des Antriebsmotors
Als vordefinierte Getriebedaten sind im Speicherbereich SP6 ein Schlupfkennfeld SF3 des Anfahrelementes
Normalerweise mögliche Schaltungen können beispielsweise gezielt dann unterdrückt werden, wenn ein Warmlauf von Antriebsmotor
In einem Verfahrensschritt S1 liest der Algorithmus den in der Umwelt U gemessenen aktuellen Wert der Lufttemperatur TU in das Steuergerät
In einem Verfahrensschritt S2 liest der Algorithmus die vom Antriebsmotor
In einem Verfahrensschritt S5 liest der Algorithmus die von der dem Anfahrelement zugeordnete Schlupfsteuervorrichtung SSV3 bereitgestellten aktuellen Wert des im Anfahrelement vorliegenden Ist-Schlupfes ∆n3 in das Steuergerät
In einem Verfahrensschritt S8 liest der Algorithmus die vom Getriebe
In einem Verfahrensschritt S11 liest der Algorithmus den im Verfahrensschritt S3 ermittelten aktuellen Betriebspunkt B2 des Antriebsmotors
Die im Verfahrensschritt S4 ermittelten alternativen Betriebspunkte B2a des Motors
Somit ermöglicht der erfindungsgemäße Algorithmus, für jede Fahrsituation einen optimierten Betriebspunkt im Betriebskennfeld BF2 des Motors
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Kraftfahrzeug motor vehicle
- 2 2
- Antriebsmotor drive motor
- 3 3
- Anfahrelement starting element
- 4 4
- Getriebe transmission
- 5 5
- Abtrieb output
- 6 6
- elektronisches Steuergerät electronic control unit
- v1 v1
- Fahrzeuggeschwindigkeit vehicle speed
- w1 w1
- Gangwähleinrichtung gear selector
- n2 n2
- Motordrehzahl Engine speed
- n2_max n2_max
- maximale Motordrehzahl maximum engine speed
- n2_min n2_min
- minimale Motordrehzahl minimum engine speed
- B2 B2
- aktueller Motorbetriebspunkt current engine operating point
- B2a B2a
- alternativer Motorbetriebspunkt alternative engine operating point
- B2_soll B2_soll
- Soll-Betriebspunkt des Antriebsmotors Target operating point of the drive motor
- BF2 BF2
- Betriebskennfeld des Antriebsmotors Operating map of the drive motor
- M2 M2
- Motormoment engine torque
- T2 T2
- Motortemperatur engine temperature
- ∆n3 Δn3
- Ist-Schlupf im Anfahrelement Actual slip in the starting element
- ∆n3_soll Δn3_soll
- Soll-Schlupf im Anfahrelement Target slip in the starting element
- B3 B3
- aktueller Betriebsunkt des Anfahrelementes current operating point of the starting element
- B3a B3a
- alternativer Betriebsunkt des Anfahrelementes alternative operating point of the starting element
- SF3 SF3
- Schlupfkennfeld des Anfahrelementes Slip characteristic of the starting element
- SSV3 SSV3
- Schlupfsteuervorrichtung des Anfahrelementes Slip control device of the starting element
- n4 n4
- Getriebeeingangsdrehzahl Transmission input speed
- B4 B4
- aktueller Betriebsunkt des Getriebes current operating point of the gearbox
- B4a B4a
- alternativer Betriebsunkt des Getriebes alternative operating point of the gearbox
- eta4 eta4
- Wirkungsgradkennfeld des Getriebes Efficiency map of the transmission
- G4 G4
- Ist-Gang Actual gear
- G4_soll G4_soll
- Soll-Gang Target speed
- GF4 GF4
- Schaltkennfeld des Getriebes Shift map of the transmission
- GWV4 GWV4
- Gangwechselvorrichtung des Getriebes Gear changing device of the gearbox
- T4 T4
- Getriebetemperatur transmission temperature
- S1 bis S13 S1 to S13
- Verfahrensschritte steps
- SP6 SP6
- Speicherbereich des elektronischen Steuergerätes Memory area of the electronic control unit
- U U
- Umwelt environment
- TU TU
- Lufttemperatur air temperature
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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