DE102016205740B4

DE102016205740B4 - Automatikgetriebe-Fahrzeug mit einem elektronischen Getriebewählhebel

Info

Publication number: DE102016205740B4
Application number: DE102016205740.5A
Authority: DE
Inventors: Daniel Weis
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-04-07
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2022-11-10
Anticipated expiration: 2036-04-08
Also published as: DE102016205740A1

Abstract

Automatikgetriebe-Fahrzeug (1) mit einem elektronischen Getriebewählhebel (10) und mit mindestens einer elektronischen Getriebesteuereinheit (7), wobei ein Funktionsmodul (8) der Getriebesteuereinheit (7) derart ausgestaltet ist, dass ausgehend von einem automatischen Schaltprogramm (D) bei entsprechender Getriebewählhebelposition nach Erkennung einer bestimmten extremen Fahrsituation („Düne“; „Driften“) und nach Betätigung eines Bedienelements (11) zur Aktivierung eines definierten Sonderprogramms („Offroad Plus“) der zweite Gang (G2) eingelegt und das automatische Schaltprogramm (D) ausgeschaltet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Automatikgetriebe-Fahrzeug mit einem elektronischen Getriebewählhebel, ein Verfahren zur Getriebesteuerung eines Automatikgetriebe-Fahrzeugs, eine elektronische Steuereinheit für ein Automatikgetriebe-Fahrzeug und ein Software-Funktionsmodul für eine elektronische Steuereinheit für ein Automatikgetriebe-Fahrzeug im Zusammenhang mit einer Getriebesteuerung für extreme Fahrsituationen.
Zum technischen Hintergrund wird auf die folgenden Patentdokumente hingewiesen: DE 101 12 263 A1 , DE 10 2011 005 196 A1 , DE 10 2006 018 438 A1 , DE 10 2013 012 783 A1 , WO 02/ 036 384 A1 , DE 10 2008 022 774 A1 und die DE 11 2013 005 524 T5 .
Aus der DE 101 12 263 B4 ist es beispielsweise bekannt, Kraftfahrzeuge und insbesondere geländegängige Fahrzeuge (sog. SUV=Sport Utility Vehicles, meist mit Allradantrieb) mit einem dynamischen Stabilitätssystem auszustatten. Ein solches Fahrzeug-Stabilitätssystem optimiert die Fahrstabilität in Beschleunigungs- und Anfahrsituationen sowie die Traktion. Es erkennt darüber hinaus instabile Fahrzustände wie Unter- oder Übersteuern und hilft, das Fahrzeug durch gezielte Motor- und Bremseingriffe an einzelnen Rädern auf sicherem Kurs zu halten. Bei extremen Fahrbedingungen, wie etwa Bergauffahrten in Sanddünen oder langen Steigungen mit extrem niedrigen Reibwerten (Eisglätte), ist ein solches Fahrzeug- Stabilitätssystem von Nachteil. Wenn beispielsweise während Dünen-Bergauffahrten die Räder beginnen durchzudrehen, würde das Fahrzeug-Stabilitätssystem dieses durch einen gezielten Bremseingriff zu unterbinden versuchen, was wiederum unmittelbar ein Steckenbleiben im Sand zur Folge haben könnte. Bei langen Bergauffahrten mit niedrigem Reibwert (wie etwa Eisglätte) führt das Fahrzeug-Stabilitätssystem ebenfalls dazu, dass die Motorleistung heruntergeregelt wird bzw. ein Bremseingriff stattfindet, so dass das Fahrzeug wegen des niedrigen Reibwerts nicht mehr vorwärtskommt. Daher wurde in der DE 101 12 263 B4 vorgeschlagen, eine Rückschaltung in einen niedrigeren Gang des Getriebes bereits bei höheren Abtriebsdrehzahlen als bei normalem Betrieb zu erlauben. Dabei wurde zwischen langen Steigungen mit Niedrigreibwert und schwachen Momenteingriffen durch das Fahrzeug- Stabilitätssystem und Fahrzeugsituationen mit extrem großen Fahrwiderstand (z. B. Sanddüne) ohne Momenteingriffe unterschieden. Das Unterscheidungskriterium ist der Zustand des Fahrzeug-Stabilitätssystems. Befindet sich das Fahrzeug-Stabilitätssystem im eingeschalteten Zustand, so wird bei Vorliegen bestimmter Parameter eine extreme Bergauffahrt mit Niedrigreibwert erkannt. Wenn das Fahrzeug-Stabilitätssystem ausgeschaltet ist, so wird bei Vorliegen bestimmter Parameter auf eine Fahrsituation mit extrem großen Fahrwiderstand erkannt. Vorzugsweise wird die Aktivierung einer der beiden Alternativen durch den Fahrer aktiv durch einen Schalter zum Aktivieren bzw. zum Deaktivieren des Fahrzeug-Stabilitätssystems vorgenommen. In beiden Fällen erfolgt bei Vorliegen bestimmter Betriebsbedingungen eine Zwangsrückschaltung in den ersten Gang. Daraufhin steigt zwangsläufig die Drehzahl an und wird lediglich durch eine Drehzahlbegrenzungsfunktion gegen ein Anwachsen in einen kritischen Bereich begrenzt. Die Getriebesteuerung führt üblicherweise hierzu wiederum eine Zwangshochschaltung durch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebesteuerung bei extremen Fahrsituationen zu vereinfachen und hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
Das erfindungsgemäße Automatikgetriebe-Fahrzeug ist mit einem elektronischen Getriebewählhebel und mit mindestens einer elektronischen Getriebesteuereinheit ausgestattet. Ein Funktionsmodul der Getriebesteuereinheit ist beispielsweise in Form eines entsprechenden Computer-Programmprodukts erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass es folgendes Verfahren ausführt:

Ausgehend von einem automatischen Schaltprogramm bei entsprechender Getriebewählhebelposition, insbesondere in Position „D“, wird nach Erkennung einer bestimmten extremen Fahrsituation (z.B. „Düne“ oder „Driften“) und nach Betätigung eines Bedienelements zur Aktivierung eines definierten Sonderprogramms (z. B. „Offroad“ oder „Offroad-Plus“ bei neuen Allrad-Fahrzeugen der Anmelderin) der zweite Gang eingelegt und das automatische Schaltprogramm ausgeschaltet, vorzugsweise wenn der Fahrpedalwinkel eine bestimmte Schwelle überschritten hat.

Vorzugsweise wird das automatische Schaltprogramm wieder eingeschaltet, wenn der Fahrpedalwinkel eine bestimmte vergleichsweise niedrige Schwelle (z.B. 30%-40%) unterschritten hat oder die bestimmte extreme Fahrsituation nicht mehr vorliegt oder das Sonderprogramm („Offroad Plus“) deaktiviert wird.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird im zweiten Gang bei ausgeschaltetem automatischen Schaltprogramm eine Drehzahlbegrenzung auf die für den Antriebs-Motor maximal zulässige Drehzahl (Drehzahlbegrenzer) ausschließlich durch die Leistungsbegrenzung mittels einer üblicherweise in heutigen Fahrzeugen ebenfalls vorhandenen Motorsteuereinheit und nicht - wie nach dem Stand der Technik - durch Hochschaltungen mittels der Getriebesteuereinheit durchgeführt.
Eine bestimmte extreme Fahrsituation ist insbesondere eine Dünen-Fahrt. Sie wird vorzugsweise erkannt, wenn eine vorgegebene vergleichsweise hohe Schwelle einer Fahrbahnsteigung und ein vorgegebener relativ hoher Fahrwiderstand überschritten werden.
Eine weitere bestimmte extreme Fahrsituation ist Driften. Driften wird beispielsweise erkannt, wenn ein vorgegebener vergleichsweise hoher Gierwinkelwert und ein vorgegebener relativ hoher Radschlupf überschritten werden.
Vorzugsweise ist eine Anzeigeeinheit, beispielsweise ein Kombiinstrument, ein Head-Up-Display oder ein Bordmonitor, vorhanden, in der eine spezielle Anzeige für den Fahrer ausgebbar ist, aus der die Fixierung auf den zweiten Gang bei Vorliegen der vorgenannten Bedingungen direkt oder indirekt hervorgeht.
Der Erfindung liegen folgende Überlegungen zugrunde:

Die Zwangsrückschaltung in den ersten Gang gemäß der DE 101 12 263 B4 hat lediglich den Vorteil einer leichteren Anfahrt in extremen Fahrsituationen. Eine spätere Hochschaltung in den zweiten Gang zur Drehzahlbegrenzung und zum besseren Vorankommen führt zur Zugunterbrechung, wobei insbesondere bei Dünen-Fahrten ein Steckenbleiben im Sand möglich ist.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die Getriebesteuerung nach evtl. erforderlicher Rückschaltung ausgeschaltet und der zweite Gang fixiert.
Das Bedienelement zur Aktivierung eines definierten Sonderprogramms ist vorteilhafterweise ein „Offroad“- oder „Offroad-Plus“-Taster, durch den ohne Vorliegen bestimmter extremer Fahrsituationen bereits mehrere Vorbereitungsmaßnahmen durchgeführt werden, z.B.: grundsätzliches Fahren in vergleichsweise niedrigen Gängen (z.B. durch Anwahl des Getriebe-Sportprogramms), automatisches Ausschalten des oben bereits erwähnten Fahrzeug- Stabilitätssystems, Schließen der Allrad-Längskupplung bei Fahrzeugen mit elektronisch gesteuertem Vierradantrieb und/oder Änderung der Fahrpedalkennlinie.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft für Automatikgetriebe-Fahrzeuge ohne manuelle Schaltmöglichkeiten, also ohne Schaltwippen am Lenkrad und ohne einer manuellen Schaltgasse am Getriebewählhebel.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht und wird im Folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt schematisch einen Gesamtüberblick über besonders vorteilhafte Komponenten des erfindungsgemäßen Automatikgetriebe-Fahrzeugs.
In der Zeichnung ist ein Automatikgetriebe-Fahrzeug 1 mit elektronisch steuerbarer Allradantrieb-Mittenkupplung 2, mit einer Brennkraftmaschine 3 als Antriebsmotor und mit einem Getriebe 4 dargestellt. Bei offener Mittenkupplung 2 wird nur die Hinterachse HA angetrieben. Bei geschlossener Mittenkupplung 2 wird auch die Vorderachse VA angetrieben.
Die Mittenkupplung 2 ist wie auch das hier nicht näher dargestellte Bremssystem Teil eines Fahrzeug-Stabilitätsystems, dem das Fahrdynamiksteuergerät 5 zugeordnet ist. Dieses erfasst beispielsweise die Raddrehzahlen n_hr, n_hl, n_vr und n_vl zur Schlupfermittlung, die Fahrbahnsteigung bzw. die Fahrzeuglängsneigung m sowie den Gierwinkel r.
Dem Antriebsmotor 3 ist eine übliche elektronische Motorsteuereinheit 6 zugeordnet, die den Fahrpedalwinkel FP, die Fahrzeuggeschwindigkeit v und die Motordrehzahl n_M erfasst. Aus dem Fahrpedalwinkel FP und der Fahrzeuggeschwindigkeit v kann beispielsweise der Fahrwiderstand ermittelt werden.
Dem Getriebe 4 ist eine grundsätzlich bekannte elektronische Getriebesteuereinheit 7 zugeordnet, die mit einem elektronischen Getriebewählhebel 10 verbunden ist. Der Getriebewählhebel 10 ist hier in Position D eingestellt, wodurch ein automatisches Schaltprogramm mit elektronischer Steuerung von automatischen Gangwechselvorgängen durchgeführt wird.
Ein Bedienelement 11 ist für die Aktivierung eines Sonderprogramms „Offroad Plus“ vorgesehen.
Schließlich weist das Fahrzeug 1 eine Anzeigeeinheit 9, z. B. das Kombiinstrument, auf.
Alle Komponenten sind über einen Datenbus miteinander verbunden.
Erfindungsgemäß enthält die Getriebesteuereinheit 7 ein Funktionsmodul 8, durch das ausgehend von dem automatischen Schaltprogramm D nach Erkennung einer bestimmten extremen Fahrsituation („Düne“ oder „Driften“) und nach fahrerseitiger Betätigung des Bedienelements 11 automatisch der zweite Gang G2 eingelegt und das automatische Schaltprogramm D ausgeschaltet wird, wenn der Fahrpedalwinkel FP eine bestimmte Schwelle (z.B. 40%) überschritten hat. Der zweite Gang G2 wird beibehalten, bis eine der oben genannten Bedingungen nicht mehr vorliegt.
Im vorliegenden Fall ist eine bestimmte extreme Fahrsituation eine Dünen-Fahrt, die erkannt wird, wenn die Fahrbahnsteigung m eine vorgegebene vergleichsweise hohe Schwelle überschritten hat und wenn zusätzlich ein vorgegebener vergleichsweise hoher Fahrwiderstand überschritten ist.
In der Anzeigeeinheit 9 wird die entsprechende erkannte Fahrsituation mit der daraus folgenden Fixierung auf den zweiten Gang angezeigt: z.B. „Dünenmodus: G2“.
Mit Betätigung des Bedienelements 11 zur Aktivierung des „Offroad Plus“-Sonderprogramms schließt beispielsweise das Steuergerät 5 die Mittenkupplung 2 und deaktiviert das Fahrzeug-Stabilitätssystem. Weiterhin kann zur besseren Dosierbarkeit der Motorleistung durch das Fahrpedal FP die Fahrpedalkennlinie verändert werden.
Im zweiten Gang G2 wird eine Drehzahlbegrenzung auf die für den Motor maximal zulässige Drehzahl n_max ausschließlich durch die Motorsteuereinheit 6 durchgeführt, in dem gegebenenfalls die Leistung der Brennkraftmaschine 3 unabhängig vom Fahrpedalwinkel FP begrenzt wird.
Das automatische Schaltprogramm D wird wieder eingeschaltet, wenn der Fahrpedalwinkel FP eine bestimmte Schwelle (z.B. 40%) unterschritten hat oder die Dünen-Fahrt nicht mehr vorliegt oder das Sonderprogramm („Offroad Plus“) deaktiviert wird.

Claims

Automatikgetriebe-Fahrzeug (1) mit einem elektronischen Getriebewählhebel (10) und mit mindestens einer elektronischen Getriebesteuereinheit (7), wobei ein Funktionsmodul (8) der Getriebesteuereinheit (7) derart ausgestaltet ist, dass ausgehend von einem automatischen Schaltprogramm (D) bei entsprechender Getriebewählhebelposition nach Erkennung einer bestimmten extremen Fahrsituation („Düne“; „Driften“) und nach Betätigung eines Bedienelements (11) zur Aktivierung eines definierten Sonderprogramms („Offroad Plus“) der zweite Gang (G2) eingelegt und das automatische Schaltprogramm (D) ausgeschaltet wird.
Automatikgetriebe-Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur dann der zweite Gang (G2) eingelegt und das automatische Schaltprogramm (D) ausgeschaltet wird, wenn der Fahrpedalwinkel (FP) eine bestimmte Schwelle überschritten hat.
Automatikgetriebe-Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Schaltprogramm (D) wieder eingeschaltet wird, wenn der Fahrpedalwinkel (FP) eine bestimmte Schwelle unterschritten hat oder die bestimmte Fahrsituation nicht mehr vorliegt oder das Sonderprogramm („Offroad Plus“) deaktiviert wird.
Automatikgetriebe-Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Gang (G2) bei ausgeschaltetem automatischen Schaltprogramm (D) eine Drehzahlbegrenzung auf die für den Motor maximal zulässige Drehzahl (n_max) ausschließlich durch eine Motorsteuereinheit (6) und nicht durch die Getriebesteuereinheit (7) durchgeführt wird.
Automatikgetriebe-Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte Fahrsituation eine Dünen-Fahrt ist, die erkannt wird, wenn eine vorgegebene vergleichsweise hohe Schwelle einer Fahrbahnsteigung (m) und/oder ein vorgegebener vergleichsweise hoher Fahrwiderstand überschritten werden.
Automatikgetriebe-Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte Fahrsituation ein Driften ist, die erkannt wird, wenn ein vorgegebener vergleichsweise hoher Gierwinkelwert (r) und/oder ein vorgegebener Radschlupf überschritten werden.
Automatikgetriebe-Fahrzeug mit einer Anzeigeeinheit (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeige („Dünenmodus: G2“) für den Fahrer ausgebbar ist, aus der die Fixierung auf den zweiten Gang (G2) direkt oder indirekt hervorgeht.
Verfahren zur Getriebesteuerung eines Automatikgetriebe-Fahrzeugs (1) mittels eines elektronischen Getriebewählhebels (10) und mittels mindestens einer elektronischen Getriebesteuereinheit (7), wobei ausgehend von einem automatischen Schaltprogramm (D) nach Erkennung einer bestimmten Fahrsituation („Düne“; „Driften“) und nach Betätigung eines Bedienelements (11) zur Aktivierung eines definierten Sonderprogramms („Offroad Plus“) der zweite Gang (G2) eingelegt und das automatische Schaltprogramm (D) ausgeschaltet wird.
Elektronische Getriebesteuereinheit (7) für ein Automatikgetriebe-Fahrzeug (1) und zur Durchführung der Getriebesteuerung eines Automatikgetriebe-Fahrzeugs (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
Software-Funktionsmodul (8) für eine elektronische Getriebesteuereinheit (7) für ein Automatikgetriebe-Fahrzeug (1) und zur Durchführung der Getriebesteuerung eines Automatikgetriebe-Fahrzeugs (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.