DE102021214131A1

DE102021214131A1 - Masking a gear change through bumps in the road

Info

Publication number: DE102021214131A1
Application number: DE102021214131.5A
Authority: DE
Inventors: Markus Birk; Andreas HEINZLER
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-12-10
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2023-06-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines Gangwechsels eines Getriebes eines Fahrzeugs; wobei eine oder mehrere Bodenunebenheiten, die das Fahrzeug überfährt, bewertet werden Der Gangwechsel wird in Abhängigkeit der Bewertung durchgeführt.The invention relates to a method for carrying out a gear change of a transmission of a vehicle; whereby one or more bumps in the road, which the vehicle runs over, are evaluated. The gear change is carried out depending on the evaluation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Computerprogramm nach Anspruch 9 und einen Computer nach Anspruch 10.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1, a computer program according to claim 9 and a computer according to claim 10.

Aus dem Stand der Technik ist der Einsatz von Beschleunigungssensoren in Fahrzeugen zur Detektion von Bodenunebenheiten, die das Fahrzeug überfährt, bekannt. Weiterhin ist ein Wechsel der Betriebsmodi eines Fahrzeugs auf der Grundlage von Fahrzustandsanzeigen wie zum Beispiel Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrbahnunebenheit oder Lenkwinkel, bekannt. Entsprechende Ansätze sind etwa in DE 10 2019 111 911 A1 , DE 10 2019 200 457 A1 , DE 10 2018 100 180A1 , DE 11 2016 006 052 T5 und DE 10 2013 209 782 A1 beschrieben.The use of acceleration sensors in vehicles to detect uneven ground over which the vehicle drives is known from the prior art. Furthermore, changing the operating modes of a vehicle on the basis of driving status displays such as vehicle speed, unevenness of the roadway or steering angle is known. Corresponding approaches can be found in DE 10 2019 111 911 A1 , DE 10 2019 200 457 A1 , DE 10 2018 100 180A1 , DE 11 2016 006 052 T5 and DE 10 2013 209 782 A1 described.

Bei Bau- und Landmaschinen sind Schaltungen sehr schwer abzustimmen, da aus Kostengründen auf Beladungssensoren verzichtet wird. Daher müssen die Schaltungen in Unkenntnis des Beladungszustandes durchgeführt werden. Dieselbe Schaltung muss für ein voll beladenes und ein unbeladenes Fahrzeug gleichermaßen funktionieren. Um bei einem beladenen Fahrzeug übermäßigen Verschleiß zu verhindern, wird die Schaltung auf ein voll beladenes Fahrzeug abgestimmt. Dies führt zu Komforteinbußen im unbeladenen Zustand.Circuits in construction and agricultural machinery are very difficult to coordinate, since load sensors are not used for cost reasons. Therefore, the shifts must be carried out without knowing the load status. The same circuit must work equally for a fully loaded and an unloaded vehicle. To prevent excessive wear on a loaded vehicle, the shifting is tuned for a fully loaded vehicle. This leads to a loss of comfort when unloaded.

Bei Fahrzeugen, die in kleinen Stückzahlen verkauft werden, wird zur Abstimmung der Schaltung auf eine Standardbedatung zurückgegriffen, um Kosten für die Abstimmung zu sparen. Auch dies geht mit einem verschlechterten Schaltkomfort einher.In the case of vehicles that are sold in small numbers, standard parameters are used to adjust the circuit in order to save on adjustment costs. This is also associated with a deterioration in shifting comfort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Umgehung der den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile den Schaltkomfort zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, ein Computerprogramm nach Anspruch 9 und einen Computer nach Anspruch 10. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung.The object of the invention is to improve shifting comfort while avoiding the disadvantages inherent in the solutions known from the prior art. This object is achieved by a method according to claim 1, a computer program according to claim 9 and a computer according to claim 10. Preferred developments are contained in the subclaims and result from the following description.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise computerimplementiert. Es dient dazu, einen Gangwechsel eines Getriebes eines Fahrzeugs durchzuführen, d.h. einen Gang des Getriebes zu wechseln. Ein Gang repräsentiert eine Übersetzung des Getriebes. Bei einem Gangwechsel wird also die Übersetzung des Getriebes gewechselt.The method according to the invention is preferably computer-implemented. It serves to carry out a gear change of a transmission of a vehicle, i.e. to change a gear of the transmission. A gear represents a transmission ratio. When changing gears, the translation of the transmission is changed.

Das Verfahren sieht vor, dass eine oder mehrere Bodenunebenheiten, die das Fahrzeug überfährt, bewertet werden. Dies bedeutet, dass den Unebenheiten, beispielsweise Schlaglöchern oder sonstige Fahrbahnschäden, eine Bewertung zugeordnet wird. Als Bewertung eignen sich etwa Klassen, in die die Unebenheiten eingeordnet werden oder Zahlenwerte, die den Unebenheiten zugeordnet werden.The method provides that one or more bumps in the ground, which the vehicle runs over, are evaluated. This means that an evaluation is assigned to the bumps, for example potholes or other road damage. Classes into which the bumps are classified or numerical values that are assigned to the bumps are suitable for evaluation.

Bodenunebenheiten, die das Fahrzeug überfährt, führen zu Stößen, die auf das Fahrzeug einwirken und zu Komforteinbußen und damit zu einer Störung des Fahrers führen Durch die Bewertung werden die Bodenunebenheiten in Relation zu der störenden Wirkung auf den Fahrer gesetzt. In der Bewertung kommt ein Ausmaß der Störung des Fahrers durch die überfahrenen Unebenheiten zum Ausdruck.Uneven ground over which the vehicle runs leads to shocks that act on the vehicle and lead to a loss of comfort and thus to a disturbance for the driver. The evaluation places the uneven ground in relation to the disturbing effect on the driver. The evaluation expresses the extent of the disturbance to the driver caused by the bumps being driven over.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die Bodenunebenheiten zu nutzen, um den Gangwechsel zu maskieren. Erfindungsgemäß wird der Gangwechsel durchgeführt, wenn das Fahrzeug störende Bodenunebenheiten überfährt. Je störender die Unebenheiten für den Fahrer sind, desto weniger nimmt er dann Störungen durch den Gangwechsel wahr.The invention is based on the idea of using the unevenness of the ground to mask the gear change. According to the invention, the gear change is carried out when the vehicle drives over disturbing bumps in the ground. The more disturbing the bumps are for the driver, the less disruption he perceives when changing gears.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, den Gangwechsel in Abhängigkeit der zuvor vorgenommenen Bewertung der Bodenunebenheiten durchzuführen. Dies bedeutet im Einzelnen, dass es mindestens zwei unterschiedliche Bewertungen der Bodenunebenheiten gibt - eine erste Bewertung und eine zweite Bewertung, wobei der Gangwechsel durchgeführt wird, wenn die Bodenunebenheiten die erste Bewertung erhalten haben, und wobei der Gangwechsel nicht durchgeführt wird, wenn die Bodenunebenheiten die zweite Bewertung erhalten haben.The method according to the invention provides for the gear change to be carried out as a function of the previously made assessment of the unevenness of the ground. Specifically, this means that there are at least two different ratings of the bumps - a first rating and a second rating, where the gear change is performed when the bumps have received the first rating, and where the gear change is not performed when the bumps pass the received a second rating.

Damit die Bodenunebenheiten den Gangwechsel maskieren, wird der Gangwechsel in Zeitlicher Nähe zu den Bodenunebenheiten durchgeführt. Der Gangwechsel wird also zeitgleich zum Überfahren der Bodenebenheiten durch das Fahrzeug, d.h. währen das Fahrzeug die Bodenunebenheiten überfahrt, oder in einem zeitlichen Abstand, der ein vordefinierten Höchstwert nicht überschreitet, durchgeführt. Der zeitliche Abstand zwischen dem Überfahren der letzten in die Bewertung eingeflossenen Unebenheit und dem Beginn des Gangwechsels überschreitet bevorzugt einen Höchstwert von 1 Sekunde, 1/2 Sekunden, 1/4 Sekunden, 1/8 Sekunden, 1/16 Sekunden oder 1/32 Sekunden nicht.So that the bumps mask the gear change, the gear change is carried out close in time to the bumps. The gear change is therefore carried out at the same time as the vehicle drives over the uneven ground, i.e. while the vehicle drives over the uneven ground, or at a time interval which does not exceed a predefined maximum value. The time interval between driving over the last bump included in the evaluation and the start of the gear change preferably exceeds a maximum value of 1 second, 1/2 second, 1/4 second, 1/8 second, 1/16 second or 1/32 second not.

In einer bevorzugten Weiterbildung werden ein oder mehrere Werte mindestens einer kinematischen Größe des Fahrzeugs ermittelt. Eine kinematische Größe bezeichnet eine physikalische Größe, die eine Bewegung eines Festkörpers, vorliegend des Fahrzeugs oder eines Teils davon beispielsweise einer Karosserie oder eines Rahmens, mindestens teilweise beschreibt. Insbesondere kann es sich bei der Größe um eine Ortsgröße, das heißt eine Größe, die den Ort des Festkörpers mindestens teilweise beschreibt, oder um eine einfache oder mehrfache zeitliche Ableitung davon, etwa Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Ruck, handeln.In a preferred development, one or more values of at least one kinematic variable of the vehicle are determined. A kinematic variable describes a physical variable that describes a movement of a solid body, in this case the vehicle or a part of it, for example a body or a frame, min at least partially described. In particular, the variable can be a local variable, ie a variable that at least partially describes the location of the solid, or it can be a simple or multiple time derivative thereof, such as speed, acceleration or jerk.

Stöße infolge von Fahrbahnunebenheiten wirken sich vornehmlich entlang der Hochachse des Fahrzeugs aus. Daher beschreibt die kinematische Größe bevorzugt mindestens teilweise eine translatorische Bewegung des Fahrzeugs oder eines Teils davon entlang der Hochachse.Impacts caused by bumps in the road surface primarily affect the vehicle along its vertical axis. The kinematic variable therefore preferably at least partially describes a translational movement of the vehicle or a part thereof along the vertical axis.

Die kinematische Größe wird vorzugsweise ermittelt, indem sie gemessen oder aus mindestens einer anderen gemessenen Größe berechnet wird.The kinematic variable is preferably determined by being measured or calculated from at least one other measured variable.

Die Weiterbildung sieht vor, dass die Unebenheiten anhand der ermittelten Werte der kinematischen Größe bewertet werden. Dies bedeutet im Einzelnen, dass die ermittelten Werte als Eingangsparameter des Bewertungsschritts herangezogen werden. Um höherfrequente Schwingungen herauszufiltern, können die kinematische Größe bzw. die ermittelten Werte vor Durchführung der Bewertung der Anwendung eines Tiefpassfilters unterzogen werden.The development provides that the unevenness is evaluated using the determined values of the kinematic quantity. In detail, this means that the determined values are used as input parameters for the evaluation step. In order to filter out higher-frequency vibrations, the kinematic variable or the determined values can be subjected to the application of a low-pass filter before carrying out the evaluation.

Die Bewertung erfolgt in einer bevorzugten Weiterbildung durch Vergleich mit mindestens einem oberen und/oder unteren Schwellwert. Im Einzelnen werden die ermittelten Werte mit dem Schwellwert verglichen. Dabei wird geprüft, ob mindestens einer der Werte größer oder kleiner als der Schwellwert ist. Dies ist ein Indiz für eine starke, mit einer entsprechenden Störung des Fahrers einhergehende Erschütterung aufgrund einer von dem Fahrzeug überfahrenen Unebenheit. Dies wird weiterbildungsgemäß als Veranlassung für die Durchführung des Gangwechsels herangezogen. Der Gangwechsel wird also durchgeführt, wenn mindestens einer der ermittelten Werte der kinematischen Größe größer als der obere Schwellwert und/oder kleiner als der untere Schwellwert ist.In a preferred development, the evaluation is carried out by comparison with at least one upper and/or lower threshold value. In detail, the determined values are compared with the threshold value. A check is made as to whether at least one of the values is greater or less than the threshold value. This is an indication of a strong vibration associated with a corresponding disturbance of the driver due to an unevenness driven over by the vehicle. According to further training, this is used as the reason for carrying out the gear change. The gear change is therefore carried out when at least one of the determined values of the kinematic variable is greater than the upper threshold value and/or smaller than the lower threshold value.

In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung wird ein vordefinierter, das heißt zuvor festgelegter, konstanter oberer und/oder untere Schwellwert für den Vergleich herangezogen. Ein konstanter Schwellwert ist ein Schwellwert, der bei einer iterativen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer bevorzugten Weiterbildung unverändert bleibt.In another preferred development, a predefined, ie previously specified, constant upper and/or lower threshold value is used for the comparison. A constant threshold value is a threshold value that remains unchanged in an iterative execution of the method according to the invention or in a preferred development.

Die erfindungsgemäße Abhängigkeit des Gangwechsels von der Bewertung spiegelt sich in einer bevorzugten Weiterbildung in der Festlegung eines Schaltfensters wider. Das Schaltfenster ist eine Zeitspanne, die durch einen Beginn und ein Ende festgelegt ist.The dependence of the gear change on the evaluation according to the invention is reflected in a preferred development in the definition of a shift window. The switching window is a period of time defined by a beginning and an end.

Weiterbildungsgemäß wird der Gangwechsel innerhalb des Schaltfensters durchgeführt, das heißt der Gangwechsel erfolgt nach dem Beginn und vor dem Ende des Schaltfensters. Der genaue Zeitpunkt für die Durchführung des Gangwechsels innerhalb des Schaltfensters ist dabei von der Bewertung der Bodenunebenheiten abhängig. Überfährt das Fahrzeug also innerhalb des Schaltfensters eine Unebenheit, die hinreichend starke Erschütterungen des Fahrzeugs auslöst, wird der Gangwechsel durchgeführt. Überfährt das Fahrzeug während des Zeitfensters keine derartige Unebenheit, wird der Schaltvorgang vorzugsweise mit Ablauf des Schaltfensters, das heißt, wenn dessen Ende erreicht ist, durchgeführt.According to a further development, the gear change is carried out within the shift window, that is to say the gear change takes place after the beginning and before the end of the shift window. The exact point in time for carrying out the gear change within the shift window depends on the assessment of the unevenness of the ground. If the vehicle drives over an unevenness within the shift window that triggers sufficiently strong vibrations of the vehicle, the gear change is carried out. If the vehicle does not drive over such an unevenness during the time window, the shifting process is preferably carried out when the shifting window has expired, ie when its end is reached.

Das Schaltfenster ersetzt einen herkömmlichen Schaltzeitpunkt, bei dessen Erreichen nach bekannten Verfahren ein Gangwechsel veranlasst wird. Weiterbildungsgemäß wird das Schaltfenster entsprechend nach denselben Kriterien wie ein herkömmlicher Schaltzeitpunkt festgelegt. Dies bedeutet im Einzelnen, dass das Schaltfenster in Abhängigkeit einer Antriebsdrehzahl, das heißt einer Drehzahl einer Antriebswelle eines Antriebs des Fahrzeugs, und/oder eines Antriebsmoments, das heißt eines an der Antriebswelle anliegenden Drehmoments, festgelegt wird.The shift window replaces a conventional shift point in time, when this is reached, a gear change is initiated according to known methods. According to a further development, the switching window is defined according to the same criteria as a conventional switching time. In detail, this means that the switching window is defined as a function of a drive speed, ie a speed of a drive shaft of a drive of the vehicle, and/or a drive torque, ie a torque applied to the drive shaft.

Gegen Ende des Schaltfensters wird die Dringlichkeit, den Schaltvorgang durchzuführen, immer größer. Diesem Umstand wird in einer bevorzugten Weiterbildung Rechnung getragen, indem der obere und/oder untere Schwellwert, mit dem die Werte der kinematischen Größe verglichen werden, sich innerhalb des Schaltfensters mit fortschreitender Zeit immer weiter dem Wert Null annähert. Eine Funktion der Zeit, die den Verlauf des Schwellwerts beschreibt, ist im Falle eines oberen Schwellwerts fallend, vorzugweise streng monoton. Bei einem unteren Schwellwert ist die Funktion steigend, vorzugsweise streng monoton.Towards the end of the shift window, the urgency to make the shift increases. In a preferred development, this circumstance is taken into account in that the upper and/or lower threshold value, with which the values of the kinematic variable are compared, within the switching window approaches the value zero as time progresses. A function of time, which describes the progression of the threshold value, is falling, preferably strictly monotonic, in the case of an upper threshold value. At a lower threshold, the function is increasing, preferably strictly monotonic.

Bevorzugt ist die Funktion derart weitergebildet, dass sie am Ende des Schaltfensters den Wert Null annimmt. Weiterbildungsgemäß beträgt der Schwellwert also am Ende des Schaltfensters Null.The function is preferably developed in such a way that it assumes the value zero at the end of the switching window. According to the development, the threshold value is zero at the end of the switching window.

Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm implementiert das erfindungsgemäße Verfahren oder eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens. Das Computerprogramm ist also zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer bevorzugten Weiterbildung ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Computerprogramm einen Computer zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer bevorzugten Weiterbildung veranlasst, wenn das Computerprogramm von dem Computer ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann auf einem Speichermedium gespeichert oder in einem oder mehreren übertragungsfähigen Signalen codiert sein. Insbesondere kann das Computerprogramm als eine handelbare Einheit, d.h. als Computerprogrammprodukt, vorliegen.A computer program according to the invention implements the method according to the invention or a preferred development of the method. The computer program is therefore designed to carry out the method according to the invention or a preferred development. This means that the computer program causes a computer to carry out the method according to the invention or a preferred development, when the computer program is executed by the computer. The computer program can be stored on a storage medium or encoded in one or more transmittable signals. In particular, the computer program can be present as a tradable unit, ie as a computer program product.

Ein erfindungsgemäßer Computer zeichnet sich dadurch aus, dass er ein erfindungsgemäßes Computerprogramm aufweist. Er ist entsprechend ausgebildet beziehungsweise eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine bevorzugte Weiterbildung auszuführen. Bei dem Computer handelt es sich bevorzugt um ein Steuergerät, das heißt einen Computer zum Steuern oder Regeln eines Fahrzeugs, beispielsweise ein Motor- oder Getriebesteuergerät. Insbesondere kann es sich um ein Steuergerät des oben beschriebenen Fahrzeugs handeln.A computer according to the invention is characterized in that it has a computer program according to the invention. It is designed or set up accordingly to carry out a method according to the invention or a preferred development. The computer is preferably a control unit, ie a computer for controlling or regulating a vehicle, for example an engine or transmission control unit. In particular, it can be a control unit of the vehicle described above.

In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Computer einen Sensor zum Messen der oben genannten kinematischen Größe auf. Der Sensor ist also an oder in dem Computer angebracht. Dies ist von Vorteil, da keine externe Sensoren und entsprechende Verkabelungen nötig sind.In a preferred development, the computer has a sensor for measuring the above-mentioned kinematic variable. The sensor is therefore attached to or in the computer. This is advantageous because no external sensors and corresponding cabling are required.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt:

1 den zeitlichen Verlauf eines Beschleunigungssignals.

A preferred embodiment of the invention is in 1 shown. In detail shows:

1 the time course of an acceleration signal.

Bei dem in 1 dargestellten Beschleunigungssignal 101 handelt es sich um die Beschleunigung eines Fahrzeugaufbaus in vertikaler Richtung. Erschütterungen infolge von Bodenunebenheiten führen zu starken Ausschlägen des Beschleunigungssignals 101.At the in 1 The acceleration signal 101 illustrated is the acceleration of a vehicle body in the vertical direction. Vibrations as a result of uneven ground lead to strong deflections in the acceleration signal 101.

Zur Bewertung der Stärke der Ausschläge und damit der Stärke der Bodenunebenheiten dienen ein oberer Schwellwert 103 und ein unterer Schwellwert 105. Der obere Schwellwert 103 und der untere Schwellwert 105 sind betragsmäßig gleich.An upper threshold value 103 and a lower threshold value 105 are used to evaluate the strength of the deflections and thus the strength of the unevenness of the ground. The upper threshold value 103 and the lower threshold value 105 have the same amount.

Überschreitet das Beschleunigungssignal 101 den oberen Schwellwert 103 oder unterschreitet es den unteren Schwellwert 105, so deutet das auf eine starke Bodenunebenheit hin, die das Fahrzeug überfahren hat. Dies wird als Anlass genommen, einen Gangwechsel durchzuführen. Eventuelle Komforteinbußen durch den Gangwechsel werden von den durch die Bodenunebenheiten ausgelösten Erschütterungen des Fahrzeugaufbaus maskiert.If the acceleration signal 101 exceeds the upper threshold value 103 or falls below the lower threshold value 105, this indicates a very uneven surface over which the vehicle has driven. This is taken as a reason to carry out a gear change. Any loss of comfort caused by changing gears is masked by the vibrations in the vehicle body caused by the unevenness of the ground.

BezugszeichenlisteReference List

101101: Beschleunigungssignalacceleration signal
103103: oberer Schwellwertupper threshold
105105: unterer Schwellwertlower threshold

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102019111911 A1 [0002]
DE 102019200457 A1 [0002]
DE 102018100180 A1 [0002]
DE 112016006052 T5 [0002]
DE 102013209782 A1 [0002]

Claims

Method for performing a gear change of a transmission of a vehicle; wherein one or more bumps over which the vehicle travels are evaluated; characterized in that the gear change is carried out depending on the evaluation.

procedure after claim 1 ; characterized in that one or more values (101) of at least one kinematic variable of the vehicle are determined; the unevenness being evaluated using the values (101).

Method according to the preceding claim; characterized in that the values (101) are compared with at least one upper and/or lower threshold value (103, 105); it being checked whether at least one of the values (101) is greater or less than the threshold value; and wherein the gear change is performed if at least one of the values (101) is greater than the upper threshold value (103) and/or smaller than the lower threshold value (105).

Method according to the preceding claim; characterized in that the values are compared with at least one predefined constant threshold value (103, 105).

Method according to one of the preceding claims; characterized in that a switching window is defined; wherein the gear change is performed within the shift window.

Method according to the preceding claim; characterized in that the switching window is defined as a function of a drive speed and/or a drive torque of the vehicle.

Procedure according to one of Claims 5 or 6 with reference to claim 3 ; characterized in that the threshold value (103, 105) within the switching window approaches the value zero as time progresses.

Method according to the preceding claim; characterized in that the threshold value (103, 105) is zero at the end of the switching window.

Computer program implementing a method according to any one of the preceding claims.

Computer with a computer program according to the preceding claim.

Computer with a computer program that implements a method according to any one of claims 2 until 9 implemented; characterized by a sensor for measuring the kinematic quantity.