DE102015218383B4

DE102015218383B4 - Verfahren und Gangwechselsteuerungsvorrichtung zur Schaltpunktsteuerung bei Automatikgetrieben

Info

Publication number: DE102015218383B4
Application number: DE102015218383.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas SEGERER; Michael Gross
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2022-06-23
Anticipated expiration: 2035-09-25
Also published as: DE102015218383A1

Abstract

Verfahren zur Schaltpunktsteuerung bei Automatikgetrieben in Kraftfahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor mittels eines elektronischen Steuergeräts (1), das zumindest einen Leistungsanforderungswert (FP) und die Fahrzeuggeschwindigkeit (v) als Eingangsignale erhält und durch das mittels eines Funktionsmoduls zur Schaltpunksteuerung grundsätzlich über im Steuergerät (1) abgespeicherte Schaltkennlinien (RSK, HSK) abhängig vom Leistungsanforderungswert (FP) und von der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) Hoch- und Rückschaltungen ausgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer definierten Konstantfahrt eine unverzügliche Rückschaltung (RS) unabhängig von der aktuell relevanten Schaltkennlinie (RSK) ausgeführt wird, sobald ein definierter vergleichsweise kleiner Anstieg (ΔFP) des Leistungsanforderungswerts (FP) oder einer dem Leistungsanforderungswert (FP) proportionalen Betriebsgröße überschritten wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Gangwechselsteuerungsvorrichtung zur Schaltpunktsteuerung bei Automatikgetrieben.
Verfahren und Gangwechselsteuerungsvorrichtungen zur Schaltpunktsteuerung bei Automatikgetrieben sind grundsätzlich bereits vielfach bekannt. Aus den Druckschriften DE 10 2005 057 805 A1 , DE 10 2008 023 805 A1 und DE 10 2007 060 161 A1 sind auch schon grundsätzlich Schaltpunktsteuerungen bekannt, die Kennlinien mit unterschiedlichen Hoch- und Rückschalt-Hysteresen aufweisen, um ein schnelles Hin- und Herwechseln zwischen zwei Gängen weitgehend zu vermeiden, und die bedarfsweise von den Kennlinien abweichende Schaltungen ausführen.
Normalerweise wird für viele Betriebssituationen abhängig von der Vorgabe des Fahrers oder von der Erkennung einer bestimmten Fahrsituation ein eigenes Schaltkennfeld mit Schaltkennlinien zur Gangwechselsteuerung abgelegt. Im Allgemeinen wird üblicherweise abhängig von einer benötigten Hochschaltung beim Beschleunigen mit einer gewissen Hysterese die Rückschaltung festgelegt. Wird aber anschließend verzögert, so kann der Schaltpunkt so tief liegen, dass unter Umständen eine mögliche Kraftstoffsparende Schubabschaltung des Antriebsmotors (insbesondere einer Brennkraftmaschine) deaktiviert wird. Gemäß den oben als Stand der Technik genannten Verfahren werden bereits Maßnahmen ergriffen, um den daraus folgenden in einigen Betriebssituationen auftretenden unnötigen Kraftstoffverbrauch zu verhindern.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren eingangs genannter Art trotz Maßnahmen zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs im Hinblick auf ausreichende Zugkraft zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
Erfindungsgemäß wird zur Schaltpunktsteuerung bei Automatikgetrieben in Kraftfahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor mittels eines elektronischen Steuergeräts, das einen Leistungsanforderungswert, die Fahrzeuggeschwindigkeit und vorzugsweise auch die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors (oder eine ihr proportionale Größe) als Eingangssignale erhält und durch das mittels eines Funktionsmoduls zur Schaltpunksteuerung grundsätzlich über im Steuergerät abgespeicherte Schaltkennlinien abhängig vom Leistungsanforderungswert und von der Fahrzeuggeschwindigkeit Hoch- und Rückschaltungen ausgelöst werden, folgendermaßen von bekannten Verfahren abgewichen: bei Vorliegen einer definierten, zumindest kurzzeitigen Konstantfahrt und vorzugsweise bei Vorliegen einer Motordrehzahl unterhalb einer definierten vergleichsweise niedrigen Motordrehzahlschwelle wird eine unverzügliche Rückschaltung unabhängig von der aktuell relevanten Schaltkennlinie ausgeführt, sobald ein definierter vergleichsweise kleiner Anstieg des Leistungsanforderungswerts oder einer dem Leistungsanforderungswert proportionalen Betriebsgröße erreicht oder überschritten wird.
Der Erfindung liegt folgende Erkenntnis zugrunde:

Bei derzeit in Entwicklung befindlichen Fahrzeugen werden zur Erfüllung von Verbrauchszielwerten die Hochschaltpunkte im unteren verbrauchsrelevanten Lastbereich so gewählt, dass extrem tiefe Motor-Anschlussdrehzahlen („Tiefdrehzahlbereich“) erreicht werden. Bei hohen Lastanforderungen im Tiefdrehzahlbereich erhöht sich das Risiko von unerwünscht hohen NOx-Emissionen und außerdem entstehen Zugkrafteinbußen. Schließlich können akustische Auffälligkeiten aufgrund hoher Drehungleichförmigkeiten (z.B. Brummen) entstehen.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass durch eine sofortige, extrem frühe Rückschaltung bei minimaler Lastanforderung nach einer Konstantfahrt diese Probleme lösen kann. Es wurde daraufhin eine sogenannte „NOx-Rückschalt-Funktion“ entwickelt:

Durch einen geeigneten Betriebspunktzähler, Filteralgorithmus, Historienspeicher oder ähnliches wird eine Fahrsituation einer „kurzzeitigen Konstantfahrt“ erkannt. Insbesondere wird Konstantfahrt erkannt, wenn die Fahrzeug-Geschwindigkeit und/oder der Leistungsanforderungswert des Fahrers zumindest für eine vergleichsweise kurze Zeitspanne konstant geblieben sind. Der Leistungsanforderungswert (z.B. Fahrpedalwinkel) der Konstantfahrt wird im Steuergerät „gemerkt“. Erfolgt bezogen auf diesen Wert eine minimale relative Lastzugabe, wird unmittelbar unabhängig von den Schaltkennlinien eine Rückschaltung durchgeführt.

Um Pendelschaltungen zu verhindern, wird vorzugsweise nach einer durch diese NOx-Rückschalt-Funktion ausgelösten Rückschaltung die nächste Hochschaltung erst durchgeführt, wenn ein Geschwindigkeits- oder Zeit-Offset durchfahren wurde. Dieser Offset ist vorzugsweise ein gangabhängiger Abtriebsdrehzahlwert. Die Hochschaltung wird daraufhin erst durchgeführt, wenn auch die für die Hochschaltung vorgesehene Schaltkennlinie überschritten ist.
Die Erfindung findet insbesondere bei tiefen Drehzahlen („Tiefdrehzahlbereich“), die empirisch festgelegt werden, und kleinen Gängen Anwendung.
Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

• Optimierung der Emissionswerte,
• Reduzierung des Applikationsaufwandes,
• Vermeidung von Akustikproblemen und
• Verbesserung der Fahrbarkeit und Zugkraftreserve.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

1 eine verfrühte Rückschaltung abweichend von vorgegebenen Schaltkennlinien und
2 eine verfrühte Rückschaltung abhängig vom Geschwindigkeits- und Fahrpedalverlauf (=Verlauf eines Leistungsanforderungswertes).

1 zeigt ein an sich bekanntes elektronisches Steuergerät 1, das die Fahrzeuggeschwindigkeit v, die Motordrehzahl nM und einen Leistungsanforderungswert, beispielsweise die vom Fahrer vorgegebene Fahrpedalstellung FP, als Eingangssignale erhält und das ein Funktionsmodul zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist.
Das elektronische Steuergerät 1 gibt Befehle zur Ansteuerung von Aktuatoren eines Automatikgetriebes zur Durchführung von Gangwechselvorgängen aus.
Durch das in Form von Hardware und Software vorliegende Funktionsmodul zur Schaltpunksteuerung löst das Steuergerät grundsätzlich über abgespeicherte Schaltkennlinien abhängig vom Leistungsanforderungswert FP und von der Fahrzeuggeschwindigkeit v Hoch- und Rückschaltungen aus. Die Zeichnung stellt einen Ausschnitt abgespeicherter Schaltkennlinien dar, wonach schematisch ein Beispiel für eine Rückschaltkennlinie RSK und ein Beispiel für eine Hochschaltkennlinie HSK gezeigt sind.
Erfindungsgemäß wird bei Vorliegen einer Motordrehzahl nM unterhalb einer definierten vergleichsweise niedrigen Motordrehzahlschwelle nS, also im beispielsweise empirisch ermittelten Tiefdrehzahlbereich, und bei Vorliegen einer zumindest kurzzeitigen Konstantfahrt, also wenn z.B. die Fahrzeuggeschwindigkeit v für eine vorgegebene Mindestzeit Δt2 konstant geblieben ist (siehe 2), eine unverzügliche Rückschaltung RS unabhängig von der aktuell relevanten Schaltkennlinie RSK aus. Diese Rückschaltung RS wird aber nur dann ausgeführt, sobald ein definierter vergleichsweise kleiner Anstieg ΔFP des Leistungsanforderungswerts FP (hier relativ zum Fahrwiderstand FW dargestellt) überschritten wird, wie auch in 2 dargestellt ist. In 2 ist mit der gestrichelten Linie ein Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit v mit zwei Konstantfahrt-Abschnitten (v=const) dargestellt. Eine Konstantfahrt wird hier erkannt, wenn die (vorzugsweise tiefpassgefilterte) Fahrzeuggeschwindigkeit v zumindest für eine vorgegebene vergleichsweise kurze Zeit Δt2 konstant geblieben ist. Der Fahrpedalwert FP nach Ablauf dieser Zeit Δt2 wird gespeichert und als Bezugswert für die Erkennung eines geringen Anstiegs ΔFP des Leistungsanforderungswerts FP verwendet.
Vorzugsweise wird, wie in 1 gezeigt, nach einer erfindungsgemäßen Rückschaltung RS ein Offset - hier ein Zeit-Offset Δt1 - definiert, der für eine nachfolgende HS entsprechend der Hochschaltkennlinie HSK abgewartet wird.

Claims

Verfahren zur Schaltpunktsteuerung bei Automatikgetrieben in Kraftfahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor mittels eines elektronischen Steuergeräts (1), das zumindest einen Leistungsanforderungswert (FP) und die Fahrzeuggeschwindigkeit (v) als Eingangsignale erhält und durch das mittels eines Funktionsmoduls zur Schaltpunksteuerung grundsätzlich über im Steuergerät (1) abgespeicherte Schaltkennlinien (RSK, HSK) abhängig vom Leistungsanforderungswert (FP) und von der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) Hoch- und Rückschaltungen ausgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer definierten Konstantfahrt eine unverzügliche Rückschaltung (RS) unabhängig von der aktuell relevanten Schaltkennlinie (RSK) ausgeführt wird, sobald ein definierter vergleichsweise kleiner Anstieg (ΔFP) des Leistungsanforderungswerts (FP) oder einer dem Leistungsanforderungswert (FP) proportionalen Betriebsgröße überschritten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) auch die Motordrehzahl (nM) des Verbrennungsmotors oder eine ihr proportionale Größe als Eingangssignal erhält und dass die unverzügliche Rückschaltung (RS) unabhängig von der aktuell relevanten Schaltkennlinie (RSK) nur dann ausgeführt wird, wenn die Motordrehzahl (nM) oder eine ihr proportionale Größe unterhalb einer definierten vergleichsweise niedrigen Motordrehzahlschwelle (nS) liegt.
Gangwechselsteuerungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Patentansprüche mit einem elektronischen Steuergerät (1), das ein entsprechend programmiertes Funktionsmodul aufweist.