DE10241014A1

DE10241014A1 - Verfahren und Einrichtung zur Ansteuerung eines Automatgetriebes mit elektronischer Schaltung

Info

Publication number: DE10241014A1
Application number: DE2002141014
Authority: DE
Inventors: Angelique Dipl.-Ing. Sax; Michael Dipl.-Ing. Geese; Stefan Dipl.-Ing. Reddig
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2004-03-11

Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zur Ansteuerung für ein Automatgetriebe mit einer elektronischen Schaltung (Shift-by-Wire-Schaltung) wird die Information über die Betätigung einer Einrichtung zur Ansteuerung des Getriebes in Form von relativen Zustandsänderungen eines Signals einer Positionswahl-Einrichtung an die Getriebesteuerung übertragen, wobei in der Getriebesteuerung der Fahrstufen-Fahrerwunsch anhand der übertragenen Betätigungsinformation ermittelt und umgesetzt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Automatgetriebes mit elektronischer Schaltung (Shift-by-Wire) sowie eine Einrichtung zur Ansteuerung eines Kraftfahrzeug-Automatgetriebes, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens.
Bei Getriebesystemen mit elektronischer Schaltung, auch Shift-by-Wire Systeme genannt, entfällt die mechanische und hydraulische Verbindung des Schalt- bzw. Wählhebels (Positionswahlelement) zum Getriebe. Der Positionswunsch des Fahrers wird mittels elektronischer und/oder elektrischer Signale an das Getriebe bzw. dessen Steuerung übertragen und dort umgesetzt. Bei Automatgetrieben handelt es sich hierbei hauptsächlich um den Fahrerwunsch bezüglich der Fahrstufenwahl (P R N D).
Nach dem Stand der Technik wird der Fahrstufen-Fahrerwunsch P R N D in absoluter Form an das Getriebe übertragen. Das bedeutet, dass das Getriebe vom Positionswahl-Element direkt die vom Fahrer gewünschte Fahrstufe in der Form P R N D empfängt und den gewünschten Schaltbefehl ausführt, wenn der Fahrerwunsch in der aktuellen Betriebssituation des Fahrzeugs zulässig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ansteuerung eines Automatgetriebes mit elektronischer Schaltung (Skift-by-Wire) sowie eine Einrichtung zur Ansteuerung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird für ein Verfahren durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Einrichtung zur Ansteuerung bzw. zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand des Patentanspruchs 12. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den entsprechenden Unteransprüchen hervor.

Demnach wird vorgeschlagen, den Fahrstufen-Fahrerwunsch in relativer Form an die elektronische Getriebesteuerung zu übertragen, wo der Fahrstufenwunsch P, R, N oder D aufgrund der von der elektronischen Getriebesteuerung detektierten Bewegung der Positionswahl-Einrichtung selbst ermittelt und umgesetzt wird. Eine gesonderte Codierung des Signals zum Einlegen der gewünschten Fahrstufe braucht also nicht als absolutes Positionssignal P, R, N oder D seitens der Positionswahl-Einrichtung durchgeführt und an das Getriebe übermittelt werden.

Hierbei erfolgt die Übertragung der Betätigungsinformation über unterschiedliche elektrische oder informationstechnische Zustandsänderungen. Des weiteren erfolgt die Auswertung dieser Zustandsänderungen und die anschließende Bildung des Fahrerwunsches für die Fahrstufe getriebeintern anhand der unterschiedlichen Betätigungsinformationen. Bevorzugterweise wird die Betätigungsinformation in Abhängigkeit von geeigneten Parametern, wie beispielsweise der aktuellen, tatsächlich eingelegten Getriebeposition ausgewertet. Derartige elektrische bzw. informationstechnische Zustandsänderungen können einfache elektrische Impulse sein, aber beispielsweise auch unterschiedliche elektrische Spannungsniveaus für eine Zustandsauswertung oder eine Zustandsänderungsauswertung.

Gemäß der Erfindung umfasst die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zwei Bedienelemente, über deren Betätigung die nächsthöhere bzw. die nächstniedrige Fahrstufe gemäß einer bestimmten Fahrstufen-Abfolge, vorzugsweise P R N D ausgewählt wird.

Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist ein drittes Bedienelement vorgesehen, welches in der Fahrstufe D eine Umschaltung aus dem Fahrstufen-Auswahl Modus in den Gang-Auswahl Modus bzw. aus dem Gang-Auswahl Modus in den Fahrstufen-Auswahl Modus bewirkt, so dass mit denselben bereits erwähnten Bedienelementen neben der Fahrstufenauswahl ein Hoch- und Rückschalten der einzelnen Gänge ermöglicht wird.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der beigefügten Figur, welche ein Zustandsdiagramm der Fahrstufen- und Gangauswahl zeigt, näher erläutert.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fahrer über ein oder mehrere, vorzugsweise elektrische Bedienelemente, die in Summe zwei Informationen für „Plus" 1 und für „Minus" 2 liefern, die vom Getriebe einzulegende Fahrstufe P R N D wählt. Die Bedienelemente 1, 2 der erfindungsgemäßen Einrichtung können beispielsweise als Tastknöpfe am Lenkrad, Paddles an der Lenksäule, in der Mittelkonsole oder innerhalb der Schaltkulisse befindliche Taster oder andere Bedienelemente, beispielsweise ein Touchscreen, die geeignete Informationen liefern, ausgebildet sein. Anschließend wird die Betätigungsinformation der Bedienelemente 1, 2 an die elektronische Getriebesteuerung übertragen. Hierbei wird nur die Information übertragen, dass ein Bedienelement betätigt worden ist. Dieser relative Fahrer wunsch wird in der Getriebesteuerung anhand des Zustandes des Getriebes in einen absoluten Fahrerwunsch umgewandelt.
In der Getriebesteuerung werden die Informationen (Zustandsänderungen) A, B der Bedienelemente 1, 2 ausgewertet, wobei zu diesem Zweck eine genau definierte, bedingte Abfolge der Positionen durchlaufen wird, die im folgenden erläutert wird.
Ausgehend von einer vordefinierten Reihenfolge von einlegbaren Fahrstufen, beispielsweise einer Reihenfolge P R N D, bewirkt die einmalige Betätigung des Bedienelementes 1 im Zustand P des Getriebes mittels der generierten Information A die Auswahl der nächstfolgenden Fahrstufe der Reihenfolge P, R, N, D, d. h, der Fahrstufe R. Bei erneuter Betätigung des Bedienelements 1 wird durch die sich daraus ergebende Information A wiederum die der Information A zugeordnet nächstfolgende Fahrstufe, in diesem Fall N, angewählt, unabhängig davon, ob der zuvor angeforderte Fahrerwunsch bereits ausgeführt worden ist oder nicht. Wenn sich das Getriebe in der höchsten Fahrstufe, im vorliegenden Fall D befindet, bewirkt die Betätigung des Bedienelementes 1 keine Änderung am Ist-Zustand des Fahrerwunsches bzw. der Fahrstufe. Die Betätigungsinformation des Bedienungselementes 2 wird analog ausgewertet und umgesetzt mit dem Unterschied, dass die einmalige Betätigung des Bedienelementes 2 über die Information B die Auswahl der nächstniedrigen Fahrstufe bewirkt. Diese Abfolge im Fahrstufen-Auswahl-Modus ist im linken Abschnitt der Figur dargestellt; die fett formatierten Buchstaben P, R, N, D entsprechen dem Ist-Zustand wohingegen die darunter angeordnete P, R, N, D – Reihe den Fahrerwunsch anzeigt. Die Wirkung der Betätigung der Bedienelemente 1, 2 ist durch die mit 1 bzw. 2 versehenen Pfeile verdeutlicht. Der Umsetzungsprozeß des Fahrerwunsches in den Ist-Zustand der jeweiligen Fahrstufe ist mit 4 bezeichnet.
Ein Beispiel für eine andere vordefinierte Reihenfolge von einlegbaren Fahrstufen ist P, N, D, R, wobei die Fahrstufe R über ein separates Bedienelement anwählbar ist. Die Fahrstufe R ist hierbei also quasi ausgelagert und kann vom Fahrer über die "normalen" Bedienelemente 1 und 2 nicht angewählt werden. Selbstverständlich kann auch eine andere Fahrstufe aus der über das ursprüngliche Bedienelement anwählbaren Fahrstufenreihenfolge ausgelagert und über ein separates Bedienelement anwählbar sein.
Die Betätigungsinformation der Bedienelemente 1, 2 wird gemäß der Erfindung über elektrische bzw, elektronische Informationen A, B diskret oder über ein Bussystem direkt oder indirekt über ein Gateway an die elektronische Getriebesteuerung übertragen.
Des weiteren ist im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung ein weiteres, im Fahrgastraum angeordnetes Bedienelement 3, z. B. ein weiterer Taster, vorgesehen, wodurch, wenn sich das Getriebe in der Fahrstufe D befindet, aus dem Fahrstufen-Auswahl Modus in den Gang-Auswahl Modus bzw. aus dem Gang-Auswahl Modus in den Fahrstufen-Auswahl Modus umgeschaltet werden kann. Zu diesem Zweck wird bei der Betätigung des Bedienelementes 3 eine Information C generiert und an die Getriebesteuerung weitergeleitet. Somit wird mit denselben Bedienelementen 1 und 2 neben der Fahrstufenauswahl ein Hoch- und Rückschalten der einzelnen Gänge ermöglicht. Dies ist im rechten Abschnitt der Figur durch entsprechende Pfeile veranschaulicht.
Im Rahmen einer Variante der Erfindung können die Bedienelemente 1, 2, 3 berührungslos, beispielsweise über Spracherkennung betätigbar sein.

Claims

Verfahren zur Ansteuerung eines Automatgetriebes mit einer elektronischen Schaltung (Shift-by-Wire-Schaltung), dadurch gekennzeichnet, dass die Information über die Betätigung einer Einrichtung zur Ansteuerung des Getriebes in Form von relativen, nicht direkt die Fahrstufen P, R, N, D des Getriebes beinhaltenden Informationen an die Getriebesteuerung übertragen wird, wobei in der Getriebesteuerung der Fahrstufen-Fahrerwunsch anhand der übertragenen Betätigungsinformation ermittelt und umgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Getriebesteuerung die Betätigungsinformation der Einrichtung zur Ansteuerung des Getriebes in Abhängigkeit von geeigneten Parametern ausgewertet wird, um den Fahrstufen-Wunsch zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsinformation in Abhängigkeit von der aktuellen Getriebeposition ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Betätigung der Einrichtung zur Ansteuerung in Abhängigkeit vom Fahrerwunsch zwei unterschiedliche Informationen (A, B) generiert werden, über die in der Getriebesteuerung die nächsthöhere bzw. die nächstniedrige Fahrstufe gemäß einer bestimmten Fahrstufen-Abfolge ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrstufen-Abfolge die Form P R N D aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Betätigung einer weiteren Komponente der Einrichtung zur Ansteuerung in der Fahrstufe D eine weitere Information (C) generiert wird, welche in der Getriebesteuerung eine Umschaltung aus dem Fahrstufen-Auswahl Modus in den Gang-Auswahl Modus bzw. aus dem Gang-Auswahl Modus in den Fahrstufen-Auswahl Modus bewirkt, so dass über die generierbaren Informationen (A, B) neben der Fahrstufenauswahl ein Hoch- und Rückschalten der einzelnen Gänge ermöglicht wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die einmalige Betätigung eines ersten Bedienelementes (1) der Einrichtung zur Ansteuerung des Getriebes eine Information (A) generiert wird, welcher in der Getriebesteuerung die Auswahl der nächstfolgenden höheren Fahrstufe gemäß der einer vordefinierten Folge möglicher Fahrstufen bewirkt und dass über die einmalige Betätigung eines zweiten Bedienelementes (2) der Einrichtung zur Ansteuerung des Getriebes eine Information (B) generiert wird, welche in der Getriebesteuerung die Auswahl der nächstfolgend niedrigen Fahrstufe gemäß der vordefinierten Folge möglicher Fahrstufen bewirkt, wobei für den Fall, dass die höchste bzw. die niedrigste Fahrstufe erreicht ist, keine Änderung des Ist-Zustandes bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der einlegbaren Fahrstufen der vordefinierten Folge über ein separates, drittes Bedienelement anwählbar ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vordefinierte Folge möglicher Fahrstufen eine Folge P, R, N, D ist.
Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vordefinierte Folge möglicher Fahrstufen eine Folge P, N, D ist, die über das erste bzw. zweite Bedienelement (1, 2) anwählbar und dass die Fahrstufe R über ein separates drittes Bedienelement anwählbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn sich das Getriebe in der Fahrstufe D befindet, über die Betätigung eines weiteren Bedienelementes (3) der Einrichtung zur Ansteuerung des Getriebes eine Information (C) generiert wird, welche in der Getriebesteuerung eine Umschaltung aus dem Fahrstufen-Auswahl Modus in den Gang-Auswahl Modus bzw. aus dem Gang-Auswahl Modus in den Fahrstufen-Auswahl Modus bewirkt, derart, dass im Gang-Auswahl Modus über die Bedienelemente (1, 2) neben der Fahrstufenauswahl ein Hoch- und Rückschalten der einzelnen Gänge ermöglicht wird.
Einrichtung zur Ansteuerung eines Automatgetriebes mit einer elektronischen Schaltung (Shift-by-Wire), insbesondere nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Bedienelement (1, 2), vorzugsweise zwei oder drei Bedienelemente, umfasst, über deren Betätigung jeweils eine Information (A, B) generierbar ist, wobei die Informationen (A, B) in der Getriebesteuerung die Auswahl der nächsthöheren bzw. nächstniedrigen Fahrstufe gemäß einer vordefinierten Fahrstufen-Abfolge bewirken.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Bedienelement (3) vorgesehen ist, über dessen Betätigung in der Fahrstufe D eine Information (C) generierbar ist, welche in der Getriebesteuerung eine Umschaltung aus dem Fahrstufen-Auswahl Modus inden Gang-Auswahl Modus bzw. aus dem Gang-Auswahl Modus in den Fahrstufen-Auswahl Modus bewirkt, derart, dass im Gang-Auswahl Modus über die Bedienelemente (1, 2) neben der Fahrstufenauswahl ein Hoch- und Rückschalten der einzelnen Gänge ermöglicht wird.
Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrstufen- Abfolge die Form P R N D aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienelemente (1, 2, 3) als Tastknöpfe am Lenkrad, Paddles an der Lenksäule oder als in der Mittelkonsole oder innerhalb der Schaltkulisse befindliche Taster oder andere geeignete Bedienelemente (z. B. Touchscreen) ausgebildet sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienelemente (1, 2, 3) berührungslos betätigbar sind.