DE112014002491T5

DE112014002491T5 - Verfahren und Steuereinheit bei einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE112014002491T5
Application number: DE112014002491.0T
Authority: DE
Inventors: Jonatan Liljestrand
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2016-03-03
Also published as: WO2014204380A1; BR112015027543A2; SE540495C2; SE1350734A1

Abstract

Verfahren (400) und Steuereinheit (115) zum Betrieb eines automatischen Getriebes (113) bei einem Fahrzeug (100). Das Verfahren (400) umfasst: Priorisierung (401) eines Ganges, wenn ein Hinweis darauf festgestellt wird, dass der betroffene Gang vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird, Erweiterung (402) eines Parameterbereichs (220) für einen Gangschalt-Steuerparameter, wobei dem Parameterbereich (220) der priorisierte (401) Gang zugeordnet ist, durch Verstellung mindestens eines Schaltpunkts (210, 230), der den Parameterbereich (220) begrenzt, Bestimmung (403) eines Parameterwerts für den Gangschalt-Steuerparameter, und Einlegen (404-A) des priorisierten (401) Ganges, wenn der bestimmte (403) Parameterwert innerhalb des erweiterten (402) Parameterbereichs (220) liegt und der priorisierte (401) Gang nicht eingelegt ist.

Description

Technischer Bereich
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Steuereinheit bei einem Fahrzeug. Die Erfindung bezieht sich konkret auf ein Verfahren zum Betrieb eines Automatikgetriebes bei einem Fahrzeug, bei der vom Fahrer einem Gang Priorität eingeräumt wird.
Hintergrund
Wenn bei einem mit einem Automatikgetriebe ausgestatteten Fahrzeug eine Gangschaltung erfolgt, vielleicht insbesondere in etwas schwierigeren Situationen, wie beispielsweise beim Bergauffahren im schwer beladenen Zustand in/aus einem Bergwerk, kann es für ein Automatikgetriebe schwierig sein, das gewünschte Fahrverhalten zu erzielen.
Eine solche automatische Gangschaltung bei Schwerfahrzeugen erfolgt oft in Form eines Steuersystemvorgangs von „Handschaltgetrieben”, die auch als automatisierte Handschaltgetriebe (AMT) bezeichnet werden, z. B. weil diese Getriebe in der Herstellung wesentlich kostengünstiger sind, aber auch wegen ihres höheren Wirkungsgrades im Vergleich zu herkömmlichen Automatikgetrieben. ATM sind außerdem leichter als Automatikgetriebe. Deshalb finden automatisierte Handschaltgetriebe häufig bei Schwerfahrzeugen Verwendung, die in großem Umfang für landwirtschaftliche Zwecke genutzt werden und/oder auf Autobahnen verkehren.
Fahrzeuge in diesem Zusammenhang sind beispielsweise Lastkraftwagen, Langstreckentransporter, Pritschenfahrzeuge, Transportfahrzeuge, Radlader, Busse, Geländefahrzeuge, Raupenfahrzeuge, Militärfahrzeuge, Vierradfahrzeuge, Personenkraftwagen oder andere ähnliche bemannte oder unbemannte motorisierte Transportmittel, die zur Fortbewegung zu Lande geeignet sind.
Straßenneigungen in einem Bergwerk sind oft ein ganz besonderes Problem. Lange steile Bergfahrten können dabei abwechseln mit fast völlig ebenen 90-Grad-Kurven. Fahrzeuge, die bergauf aus einem Bergwerk fahren, sind oft schwer beladen mit Erz.
Ein Problem dabei ist, dass der Motor beim Gangwechsel keine Antriebskraft in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausübt, so dass das Fahrzeug aufgrund der Kombination von schwerer Beladung mit Bergauffahrt stark an Tempo verliert.
Ein weiteres Problem beim automatischen Gangwechsel besteht darin, dass eine ebene Kurve, die nach einer Bergauffahrt erreicht wird, als geeignete Situation für ein Hochschalten erachtet werden kann, falls nicht berücksichtigt wird, dass eine weitere Bergauffahrt unmittelbar bevorsteht. Ein so gewählter größerer Gang kann dazu führen, dass die Motordrehzahl nach dem Gangwechsel zu gering ist und der Motor folglich so wenig Drehmoment entwickelt, dass das Fahrzeug sich nicht weiter fortbewegen kann und der Motor dadurch abgewürgt wird. Das Automatikgetriebe kann aber auch herunterschalten, so dass das Fahrzeug wieder in einem zu kleinen Gang beschleunigt. Das Fahrzeug verliert dadurch an Tempo, was dazu führt, dass sich die Bergauffahrt aus dem Bergwerk verzögert. Da das Fahrzeug somit außer Takt mit anderen Fahrzeugen gerät, kann es zu einer Warteschlange kommen, wodurch die Fortbewegungsgeschwindigkeit nicht nur des betroffenen Fahrzeugs, sondern auch anderer Fahrzeuge hinter diesem sich verlangsamt. Ein zu kleiner Gang führt auch zu höherem Kraftstoffverbrauch und aufgrund von erhöhtem Abgasausstoß zu einer stärkeren Umweltbelastung.
Falls der automatische Gangwechsel dazu führt, dass bei der Bergauffahrt des Fahrzeugs aus dem Bergwerk der Motor abgewürgt wird, kann die Straße völlig versperrt werden. Eine solche Versperrung kann nicht nur die Produktivität des Bergwerks mindern, sondern auch ein Sicherheitsrisiko darstellen, wenn beispielsweise das Bergwerk schnell geräumt werden muss oder wenn ein Noteinsatzfahrzeug sofort Zugang zum Bergwerk erhalten muss.
Ein weiteres Problem kann entstehen, wenn ein Fahrzeug, beispielsweise ein Holztransportfahrzeug, einen Straßenabschnitt mit einer schlechten Fahrbahn erreicht, beispielsweise eine schlecht instandgehaltene Schotterstraße mit Schlamm und Schlaglöchern. Der Fahrer versucht gewöhnlich, unnötige Gangschaltungen zu vermeiden, damit das Fahrzeug nicht an Tempo verliert und zum Stillstand kommt, wobei er aus demselben Grund versucht zu verhindern, dass der Motor abgewürgt wird. Für das Steuersystem ähnelt diese Situation dem oben beschriebenen Bergwerksfall. Jedoch gibt es dabei neben wechselndem Gegengefälle auch ständige Änderungen sowohl im Rollwiderstand als auch in der Radreibung, was dazu führt, dass das Fahrzeug in Schlamm rutschen und steckenbleiben kann.
Eine bekannte Lösung der oben beschriebenen Problemfälle ist die Anwendung einer Gangschaltabfolge, die ein (erfahrener) Fahrer auf einem gegebenen Streckenabschnitt vornimmt. Diese Lösung ist jedoch mit einigen Problemen verbunden; unter anderem ist sie teuer und schwer zu realisieren. Außerdem ist sie mit dem offensichtlichen Nachteil behaftet, dass der betroffene Streckenabschnitt gefahren werden muss und die Gangschaltabfolge angewendet werden muss, bevor die automatische Gangschaltung erfolgen kann.
Der Fahrer wählt häufig unter den oben beschriebenen Fahrbedingungen nach Möglichkeit die Handschaltposition des Getriebes. Dies gilt, wenn das Automatiksystem manchmal extreme Situationen falsch interpretiert und einen Gangwechsel vornimmt. Beispielsweise kann ein Straßenabschnitt etliche Meter in gutem Zustand sein, so dass das Automatikgetriebe hochschaltet. Wenn jedoch direkt danach eine Schlamm- und/oder Steigungsstrecke folgt, kann der Motor das Fahrzeug nicht im größeren Gang antreiben, so dass das Fahrzeug steckenbleibt. Bei einer manuellen Gangschaltung behält deshalb der Fahrer lieber den aktuellen Gang bei, bis die Straße wieder gut genug oder vorhersehbar wird, damit das Automatikgetriebe die Situation bewältigen kann.
Es kann dabei jedoch zu Problemen kommen, wenn beispielsweise das Fahrzeug aus irgendeinem Grund in einem manuell gewählten Gang nicht weiterfahren kann. Dieses Problem lässt sich eventuell durch schnelles Herunterschalten in einen kleineren Gang lösen. Jedoch sind manuelle Gangwechsel wesentlich langsamer als automatische Gangwechsel. Die Deaktivierung des Automatiksystems und die Anwendung der manuellen Gangschaltung sind deshalb keine erwünschte Lösung.
Dazu ist anzumerken, dass es noch viel zu tun gibt, um die Gangschaltung bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe zu verbessern. Dies gilt insbesondere für Fahrzeuge, die unter schwierigen und/oder nicht vorhersehbaren Fahrbedingungen eingesetzt werden.
Zusammenfassung
Deshalb besteht ein Zweck der vorliegenden Erfindung darin, zumindest einige der oben genannten Probleme zu lösen und das Verfahren zum Gangwechsel bei einem Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe zu verbessern, so dass eine Verbesserung des Fahrzeugs erzielt wird.
Ein erster Aspekt der Erfindung erfüllt diesen Zweck durch ein Verfahren zum Betrieb eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs. Dieses Verfahren umfasst die Priorisierung eines Ganges, wenn ein Hinweis darauf festgestellt wird, dass der betroffene Gang vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird. Das Verfahren umfasst außerdem die Erweiterung eines dem priorisierten Gang zugeordneten Parameterbereichs für einen Gangschalt-Steuerparameter durch Verstellung mindestens eines Gangschaltpunkts, der den Parameterbereich begrenzt. Das Verfahren umfasst darüber hinaus eine Parameter-Wertbestimmung für den Gangschalt-Steuerparameter. Das Verfahren umfasst außerdem die Schaltung in den priorisierten Gang, wenn der bestimmte Parameter-Wert im erweiterten Bereich liegt und der priorisierte Gang nicht eingelegt ist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung erfüllt den Zweck durch eine Steuereinheit, die dazu dient, den Betrieb eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs zu steuern. Die Steuereinheit umfasst eine Schaltung, der gemeldet werden kann, dass ein Gang vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird. Dieselbe Schaltung kann außerdem einen Parameterwert für einen Gangschalt-Steuerparameter erhalten. Die Steuereinheit umfasst zudem einen Prozessorkreis, der dazu dient, einen Gang zu priorisieren, wenn ein Hinweis darauf festgestellt wird, dass der betroffene Gang vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird. Der Prozessorkreis kann auch einen dem priorisierten Gang zugeordneten Parameterbereich für den Gangschalt-Steuerparameter erweitern, indem mindestens ein Schaltpunkt verstellt wird, der den Parameterbereich begrenzt. Der Prozessorkreis kann auch den Parameterwert für den Gangschalt-Steuerparameter bestimmen. Der Prozessorkreis kann auch einen Wechsel zum priorisierten Gang veranlassen, wenn der bestimmte Parameterwert im erweiterten Bereich liegt und der priorisierte Gang nicht eingelegt ist. Die Steuereinheit umfasst auch einen Schaltkreis, der dazu dient, ein Steuersignal zum Automatikgetriebe zu übermitteln, um den priorisierten Gang einzulegen.
Durch Festlegung eines priorisierten Ganges, der vom Fahrer/Halter des Fahrzeugs bevorzugt wird, und durch Erweiterung eines Parameterbereichs zum Einlegen des priorisierten Ganges durch Verstellung von mindestens einem Schaltpunkt für diesen Gang können Hochschaltungen in einen größeren Gang auf kurzen ebenen Strecken und/oder auf leicht zu bewältigenden Streckenabschnitten von längeren Bergauffahrten und/oder auf schwierigen Straßenabschnitten vermieden werden. Eine unnötiges Hochschalten mit einem schnell darauffolgenden Herunterschalten kann dadurch vermieden werden, so dass eine schnellere Fortbewegung auf dem betroffenen Straßenabschnitt möglich ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Risiko des Abwürgens des Motors aufgrund von falschen Gangwechseln auf einer Bergaufstrecke und/oder auf einem schwierigen Straßenabschnitt gemindert oder völlig vermieden werden kann. Daraus ergibt sich eine Verbesserung eines Fahrzeugs mit automatischer Gangschaltung. Weitere Vorteile und neuartige Merkmale sind aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung zu ersehen.
Zeichnungsliste
Die Erfindung wird nun unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen, in denen Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind, ausführlich beschrieben.
zeigt ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
zeigt ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
zeigt die Drehzahl und das Drehmoment eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
zeigt die Drehzahl und das Drehmoment eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
zeigt die Drehzahl und das Drehmoment eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
zeigt die Drehzahl und das Drehmoment eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
zeigt die Drehzahl und das Drehmoment eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
zeigt die Drehzahl und das Drehmoment eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
zeigt die Drehzahl und das Drehmoment eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
zeigt die Drehzahl und das Drehmoment eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
zeigt die Drehzahl und das Drehmoment eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
zeigt die Drehzahl und das Drehmoment eines Motors eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
ist ein kombiniertes Ablauf- und Signalflussdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Gangschalten bei einem Fahrzeug.
zeigt eine Steuereinheit zum Gangschalten bei einem Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Steuereinheit gemäß den im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen realisiert werden und wird nicht durch die im vorliegenden Dokument beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, die verschiedene Aspekte der Erfindung veranschaulichen und verdeutlichen sollen.
Weitere Aspekte und Merkmale der Erfindung können aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen zu ersehen sein. Jedoch sind die Zeichnungen lediglich als Beispiele verschiedener Ausführungsformen der Erfindung zu verstehen, welche die Erfindung nicht begrenzen sollen, die nur durch die beigefügten Patentansprüche definiert wird. Die Zeichnungen sind außerdem nicht unbedingt maßstabsgetreu und sollen, sofern nichts anderes ausdrücklich angegeben ist, Aspekte der Erfindung konzeptuell veranschaulichen.
zeigt ein Fahrzeug 100, das zur Gangschaltung geeignet ist und angetrieben wird, um sich unter anderem in einer ersten Fahrtrichtung 105 fortzubewegen. Das Fahrzeug befindet sich auf einem Bergaufstreckenabschnitt A, B, C, bei dem sich an eine erste Steigung A ein ebener Straßenabschnitt B anschließt, auf den wiederum eine zweite Steigung C folgt. Das Fahrzeug kann, muss aber nicht, ein Gütertransportfahrzeug sein, das auf einer Bergaufstrecke aus einem Bergwerk herausfährt. In anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeug auf einer Serpentinenstraße eine Steigung hinauffahren und kann beispielsweise ein Bus sein, der Touristen auf vereisten alpinen Straßen transportiert, um nur ein Beispiel zu nennen. Das Fahrzeug kann aber ein beliebiges Fahrzeug sein, das in einem Hügelland unterwegs ist.
zeigt schematisch einen Antriebsstrang des Fahrzeugs 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Antriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor 110, der über eine von ihm ausgehende Ausgangswelle, beispielsweise über ein Schwungrad, mit einer Eingangswelle 112 eines Getriebes 113 über eine Kupplung 114 verbunden ist. Ein Sensor 111 kann speziell dazu dienen, die Drehzahl des Motors an der Ausgangswelle zu messen. Das Getriebe 113 kann in verschiedenen Ausführungsformen ein Automatikgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe (AMT) sein.
Die Kupplung 114 kann beispielsweise als automatisch betätigte Kupplung ausgeführt sein, bei der es sich beispielsweise um eine Scheibentrockenkupplung handeln kann. Das Einrücken des Reibungselements (der Scheibe) in die Ausgangswelle des Motors kann mithilfe einer Druckplatte gesteuert werden, die seitlich verschoben werden kann, beispielsweise durch einen Hebelarm, dessen Funktion durch ein Kupplungsbetätigungselement gesteuert werden kann. Die Einwirkung des Kupplungsbetätigungselements auf den Hebelarm wird ihrerseits über eine Steuereinheit 115 durch das Kupplungssteuerungssystem des Fahrzeugs gesteuert. Die Steuereinheit 115 betätigt auch das Getriebe 113.
Der Steueralgorithmus, der das Getriebe 113 des Fahrzeugs betätigt, wird von einem oder mehreren Parametern beeinflusst, die fahrerabhängig, indirekt fahrerabhängig oder fahrerunabhängig sein können, wie beispielsweise der Neigungswinkel, das Gewicht, die Ausführung, der Fahrkomfort, die Gaspedalposition, die Rate des Gaspedal positionswechsels, die Leistungswahl, die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Motordrehzahl des Fahrzeugs, um nur einige zu nennen.
Das Fahrzeug 100 besitzt auch die Antriebswellen 116, 117, die mit den Antriebsrädern 118, 119 des Fahrzeugs verbunden sind und von einer Ausgangswelle 120 des Getriebes über ein Achsgetriebe 121, beispielsweise ein Differenzialgetriebe, angetrieben werden. Das in schematisch dargestellte Fahrzeug 100 besitzt nur zwei Antriebsräder 118, 119. Jedoch sind Ausführungsformen der Erfindung auch auf Fahrzeuge mit zwei oder mehr Antriebswellen anwendbar, die jeweils mit einem oder mehreren Antriebsrädern ausgestattet sind.
Das Fahrzeug 100 kann auch mit einem Betriebsbremssystem ausgestattet sein, das beispielsweise die Bremsscheiben 122–125 mit den dazugehörigen Bremsbelägen (nicht gezeigt) umfassen kann, die sich an den Rädern 118, 119 befinden. Der Anpressdruck der Bremsbeläge gegen die Bremsscheiben 122–125 bei der Bremskrafterzeugung wird vom Steuersystem des Fahrzeugs gesteuert, beispielsweise von der Steuereinheit 115, die Signale zu dem Regler bzw. zu den Reglern übermitteln kann, der/die die Bremskraft im Betriebsbremssystem regelt/regeln, wenn der Fahrer ein Bremspedal drückt oder in anderer Weise anzeigt, dass ein Bremsen des Fahrzeugs gewünscht wird. Das Fahrzeug kann auch mit einem Tempomat ausgestattet sein, der ein Steuersignal zum Bremsen des Fahrzeugs erzeugen und übermitteln kann.
Die Steuereinheit 115 kann in bestimmten Ausführungsformen das Betriebsbremssystem des Fahrzeugs betätigen. Die Steuereinheit 115 kann in anderen Ausführungsformen auch mehrere der eventuell vorhandenen anderen Bremssysteme des Fahrzeugs betätigen. Das Fahrzeug kann beispielsweise mit einem Retarder 126 und/oder mit anderen zusätzlichen Bremssystemen ausgestattet sein, beispielsweise mit Abgasbremsen und Motorbremsen. Beispielsweise auf der Basis von Befehlen des Fahrers werden Steuersignale zu bestimmten Systemmodulen übermittelt, um die gewünschte Bremskraft anzufordern. Der Retarder 126 kann mit dem Betriebsbremssystem zusammenwirken und kann dieses unter anderem entlasten, um den Verschleiß und das Risiko der Überhitzung der Bremsscheiben/-beläge 122–125 zu mindern.
Das Fahrzeug 100 kann auch mit einem Fahrerhaus ausgestattet sein, in dem in herkömmlicher Weise ein Fahrerplatz mit Instrumenten, Bedienelementen usw. eingerichtet ist. Dieser Fahrerplatz kann auch ein Anzeigedisplay 130 umfassen, das dazu dient, dem Fahrer des Fahrzeugs Informationen anzuzeigen. Dort können in bestimmten Ausführungsformen Informationen bezüglich der Gangschaltung des Fahrzeugs angezeigt werden, z. B. ein Gangschalt-Diagramm oder ein Text/Bild, der/das Informationen über eingelegte Gänge und/oder Schaltbereiche für die Gänge liefert.
Das Fahrzeug 100 kann außerdem eine Eingabeeinrichtung 131 umfassen, die einen Hinweis darauf erhalten kann, dass ein bestimmter Gang bevorzugt wird. Dieser Hinweis kann in bestimmten Ausführungsformen durch den Fahrer des Fahrzeugs während der Fahrt erfolgen, indem der Fahrer eine Taste drückt oder ein anderes Bedienelement betätigt. In anderen Ausführungsformen kann ein Hinweis darauf, dass ein bestimmter Gang bevorzugt wird, über Zusatzsoftware programmiert werden. In bestimmten Ausführungsbeispielen befindet sich die Eingabeeinrichtung 131 im Fahrerhaus des Fahrzeugs, z. B. in der Nähe des Gangschalthebels oder des Bedienelements für das Automatikgetriebe 113.
Das Steuersystem des Fahrzeugs 100 kann als Kommunikationsbussystem ausgeführt sein, das aus einem oder mehreren Kommunikationsbussen besteht, die dazu dienen, mehrere elektronische Steuereinheiten (ECUs) oder Steuereinrichtungen mit mehreren Komponenten an Bord des Fahrzeugs zu verbinden. Ein solches Steuersystem kann viele Steuereinrichtungen umfassen und die Durchführung einer bestimmten Funktion kann auf zwei oder mehr dieser Steuereinrichtungen aufgeteilt sein. Außerdem kann eine Steuereinrichtung für zwei oder mehr Funktionen zuständig sein. Die Steuereinheit 115 kann ihrerseits teilweise mit anderen Einheiten kommunizieren, um Signale und Messwerte zu erhalten und eventuell auch um eine Messung auszulösen, beispielsweise in bestimmten Zeitabständen. Die Steuereinheit 115 kann außerdem beispielsweise über den Kommunikationsbus des Fahrzeugs kommunizieren, der als Kabel, Datenbus, z. B. als CAN-Bus (CAN = Controller Area Network), als MOST-Bus (MOST = media oriented systems transport) oder als mehrere dieser Formen oder in einer anderen Buskonfiguration ausgeführt sein kann.
Die Steuereinheit 115 kann in bestimmten Ausführungsformen auch zur drahtlosen Kommunikation über eine drahtlose Schnittstelle eingerichtet sein. Bei der drahtlosen Schnittstelle kann es sich um einen Funksender auf der Basis einer drahtlosen Kommunikationstechnologie handeln, wie beispielsweise 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Long Term Evolution (LTE), LTE Advanced, Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), Global System for Mobile Communications/Enhanced Data rate for GSM Evolution (GSM/EDGE), Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA), World-Wide Interoperability for Microwave Access (WIMax), Wireless Local Area Network (WLAN), Ultra Mobile Broadband (UMB), Bluetooth (BT), Near Field Communication (NFC), oder um Infrarotsender handeln, um nur einige der denkbaren Beispiele für eine drahtlose Kommunikation zu nennen.
Der Einfachheit halber zeigt die obige nur eine Steuereinheit 115, die verschiedene Steuerfunktionen, wie beispielsweise die Steuerung des Motors 110, abdeckt. In anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeug jedoch mit zwei oder mehr Steuereinheiten ausgestattet sein, auf welche die oben genannten Steuerfunktionen aufgeteilt sein können.
In bestimmten Ausführungsformen kann ein priorisierter Gang festgelegt werden. Dadurch kann der Fahrer oder Halter des Fahrzeugs einen Gang wählen, der zum Einsatz auf einem bestimmten Streckenabschnitt bevorzugt wird, beispielsweise in einem Bergwerkumfeld, auf nassen Straßenoberflächen oder auf schlammigen und/oder schlaglochbehafteten Waldwegen. Diese Gangpriorisierung kann manuell vom Fahrer des Fahrzeugs oder beispielsweise von einer Servicemarkt-Software vorgenommen werden.
Die Gangwahl für das Automatikgetriebe 113 erfolgt mit einem oder mehreren Parametern, wie beispielsweise Rollwiderstand, Straßenneigung, Fahrzeugkombinationsgewicht, Motordrehzahl, Außentemperatur, geschätzte Motordrehzahl in alternativen Gängen, geschätzte Leistungsabgabe in alternativen Gängen, Beschleunigungsleistung, Komfortniveau und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit, um nur einige Beispiele zu nennen.
Wenn ein größerer Umfang oder Bereich für diesen Parameter oder diese Parameter für den priorisierten Gang gestattet wird, kann die automatische Schaltung in den priorisierten Gang früher als sonst erfolgen und entsprechend der Wechsel in einen anderen Gang später als sonst erfolgen, was anhand von Beispielen unter Verweis auf die –2B ausführlich erläutert wird.
Der priorisierte Gang erhält einen größeren Parameterbereich, wodurch der Wunsch von Fahrern imitiert wird, dass der Motor in einer ebenen Kurve speziell in diesem priorisierten Gang ein wenig schneller läuft statt beispielsweise einen großen Gang und eine hohe Belastung anzustreben und deshalb sofort hochzuschalten, wenn sich eine Gelegenheit dazu ergibt.
Bei der Gangwahl für das Fahrzeug 100 versucht das Automatiksystem, den priorisierten Gang einzulegen, wenn dies möglich ist. Die Erzielung weniger Gangwechsel gilt deshalb bei bestimmten Ausführungsformen nicht in der gleichen Weise für den priorisierten Gang und das Überspringen dieses priorisierten Ganges erfordert in bestimmten Ausführungsformen bestimmte Bedingungen oder ist völlig unmöglich.
Diese Funktionalität mit dem priorisierten Gang und mit einem erweiterten Parameterbereich wirkt sich in bestimmten Ausführungsformen nicht auf die Gangwahl bei anderen Gangwechseln aus. Sie wirkt sich nicht oder nicht spürbar auf den sonstigen Fahrbetrieb aus, zum Beispiel in anderen Straßenabschnitten, die ebene Teilstücke und/oder Bergabstrecken umfassen, da das Fahren unter diesen Bedingungen gewöhnlich in völlig anderen Gängen erfolgt.
Das Wissen des Fahrers bezüglich Gangwechseln beispielsweise in den oben beschriebenen Bergwerkssituationen oder dergleichen wird folglich einbezogen und wiederverwendet, während die Vorteile des automatischen Gangwechsels in anderer Hinsicht erhalten bleiben können.
Da außerdem der priorisierte Gang vom Fahrer und/oder vom Halter des Fahrzeugs für eine bestimmte Anwendung festgelegt wird, ist die Lösung nicht an einen bestimmten Vorgang gebunden, weil ein bestimmter Gang in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen dynamisch priorisiert, entpriorisiert oder repriorisiert werden kann.
In einer Ausführungsform wird ein priorisierter Gang gewählt, so lange die Sicherheitsgrenze des Motors dies im oberen Drehzahlbereich des Motors gestattet und so lange der Motor den Antrieb des Fahrzeugs im unteren Drehzahlbereich des Motors bewältigt. Wenn eine unerwartete Situation eintritt und das Fahrzeug schnell herunterschalten muss, befindet sich das Getriebe 113 schon in der Automatikposition und kann deshalb schnell herunterschalten, bevor der Motor abgewürgt wird, wie es der Fahrer wünscht und ohne dass der Fahrer eingreifen muss. Dadurch wird der Betrieb des Fahrzeugs verbessert und der Fahrer kann das Fahrzeug leichter unter Kontrolle halten.
zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment bei einem Motor 110 des Fahrzeugs 100 und Beispiele für Änderungen dieser Parameter bei einem Gangschaltvorgang, wenn ein anderer, nicht priorisierter Gang eingelegt wird. Wenn festgestellt wird, dass ein Gangschalt-Parameter, beispielsweise die Drehzahl des Motors, in einem Bereich 220 zum Schalten in einen anderen Gang liegt, kann bei bestimmten Ausführungsformen eine Gangschaltung stattfinden. Der Bereich 220 wird durch einen unteren Schaltpunkt 210 und einen oberen Schaltpunkt 230 begrenzt.
Wie bereits beschrieben, können die Gangwechsel im Getriebe 113 des Fahrzeugs durch einen oder mehrere Parameter beeinflusst werden, die fahrerabhängig, indirekt fahrerabhängig oder fahrerunabhängig sein können, wie beispielsweise durch den Neigungswinkel, das Gewicht, die Ausführung, den Fahrkomfort, die Gaspedalposition, die Gaspedalpositionsänderungsrate, die Leistungswahl, die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Motordrehzahl des Fahrzeugs, um nur einige zu nennen. Der hier gezeigte Fall mit einem Schaltbereich 220 und den Schaltpunkten 210, 230 in Verbindung mit der Motordrehzahl ist nur als Beispiel zu verstehen.
zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment bei einem Motor 110 des Fahrzeugs 100, das dem Beispiel in ähnelt, aber einen priorisierten Gang betrifft. Der Bereich, in dem dieser Gang eingelegt wird, wurde hier vergrößert, indem die Schaltpunkte 210, 230 verschoben wurden.
Ein Vorteil bestimmter Ausführungsformen, bei denen ein Gang priorisiert werden kann, besteht darin, dass eine automatische Gangschaltung möglich ist, ohne dass damit gerechnet werden muss, dass das Hochschalten/Herunterschalten aus dem priorisierten Gang nur die Fahrt in einem anderen Gang auf einem kurzen Streckenabschnitt ermöglicht. Dadurch kann unnötiges Hoch-/Herunterschalten vermieden werden.
zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment bei einem Motor 110 des Fahrzeugs 100 und Beispiele für Änderungen dieser Parameter bei einem Gangschaltvorgang mit Beschleunigung aus einem nicht priorisierten Gang V (linkes Diagramm) in einen anderen nicht priorisierten Gang V + n (rechtes Diagramm), wobei n eine positive ganze Zahl ist, die größer als null ist und kleiner als die Gesamtanzahl der Gänge des Fahrzeugs ist. Der Parameter n gibt an, wie viele Gänge übersprungen werden können. Wenn n = 1 ist, wird der nächste größere Gang eingelegt, wenn n = 2 ist, wird ein Gang übersprungen und der nächste größere Gang wird eingelegt usw.
Wenn der Gangschalt-Steuerparameter des Motors sich innerhalb des Parameterbereichs 220 erhöht und sich einem oberen Schaltpunkt 230 annähert, erfolgt eine Schaltung in den größeren nicht priorisierten Gang V + n. Daraufhin sinkt die Motordrehzahl aufgrund des höheren Übersetzungsverhältnisses ab. In dieser Situation versucht ein Gangschalt-Algorithmus oft, einen möglichst großen Gang einzulegen, um die Anzahl der Gangwechsel zu verringern und den Kraftstoffverbrauch zu minimieren oder zumindest zu mindern. Dies führt oft zur Wahl eines größeren Ganges V + n, für den geschätzt wird, dass die Motordrehzahl nach dem Gangschaltvorgang knapp über dem unteren Schaltpunkt 210 für diesen Gang liegt.
Dieses Beispiel zeigt, wie die Motordrehzahl sich beim Gangschalten verändert. Wie bereits erwähnt, muss dies nicht bedeuten, dass der Schaltvorgang von der Motordrehzahl gesteuert wird.
zeigt ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment bei einem Motor 110 des Fahrzeugs 100 in einer ähnlichen Situation wie in , jedoch mit dem Unterschied, dass nun von einem priorisierten Gang V (linkes Diagramm) in einen nicht priorisierten größeren Gang V + n (rechtes Diagramm) geschaltet wird.
Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass der Parameterbereich 220 für den priorisierten Gang V durch Absenkung des unteren Schaltpunkts 210 und/oder durch Anhebung des oberen Schaltpunkts 230 erweitert wurde. Dadurch kann das Fahrzeug länger im priorisierten Gang bleiben, bevor in den nicht priorisierten Gang V + n gewechselt wird. Auf diese Weise wird ein Hochschalten in Situationen verhindert, in denen eine kurze Strecke, auf der die Fahrbahn gut und eben ist, ein Hochschalten gestattet, aber eine schlechtere Fahrbahn und/oder eine Steigungsstrecke kurze Zeit später ein Herunterschalten erfordert. Folglich kann der Fahrer weiterhin im Automatikbetrieb fahren und alle damit verbundenen Vorteile nutzen, wie beispielsweise einen schnellen Gangschaltvorgang, und trotzdem unnötige rasche Gangschaltungsumkehrungen als Reaktion auf kurze Veränderungen der Fahrsituation oder des Fahrbahnzustands vermeiden.
zeigt ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment eines Motors 110 des Fahrzeugs 100 und Beispiele für Veränderungen dieser Parameter bei einem Gangschaltvorgang mit Verlangsamung aus einem nicht priorisierten Gang V (linkes Diagramm) in einen anderen nicht priorisierten Gang V – n (rechtes Diagramm).
Wenn der Gangschalt-Steuerparameter des Motors innerhalb des Parameterbereichs 220 absinkt und sich einem unteren Schaltpunkt 210 nähert, wird der kleinere nicht priorisierte Gang V – n eingelegt. Daraufhin erhöht sich die Drehzahl des Motors infolge des kleineren Übersetzungsverhältnisses in diesem Gang.
zeigt ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment eines Motors 110 des Fahrzeugs 100 in einer ähnlichen Situation wie in , jedoch mit dem Unterschied, dass nun aus einem priorisierten Gang V (linkes Diagramm) in einen nicht priorisierten kleineren Gang V – n (rechtes Diagramm) geschaltet wird.
Da sich die Bedingungen kurze Zeit später ändern, indem der priorisierte Gang V wieder der optimale Gang wird, weshalb der Fahrer ihn priorisiert hat, wird dieser Gang beibehalten, bis fast das Risiko besteht, dass der Motor abgewürgt wird, wodurch ein Herunterschalten in einen Gang veranlasst wird, der eine höhere Leistungsabgabe bewirkt.
zeigt ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment eines Motors 110 des Fahrzeugs 100 und Beispiele für Veränderungen dieser Parameter bei einem Gangschaltvorgang mit Abbremsung bzw. mit Verlangsamung, wie oben beschrieben, aus einem nicht priorisierten Gang V + n (linkes Diagramm) in einen anderen nicht priorisierten Gang V (rechtes Diagramm). Diese Situation ähnelt der in gezeigten Situation, abgesehen davon, dass keiner der Gänge priorisiert ist.
Wenn der Gangschalt-Steuerparameter des Motors innerhalb des Parameterbereichs 220 absinkt und sich einem unteren Schaltpunkt 210 nähert, wird der kleinere nicht priorisierte Gang V eingelegt. Daraufhin erhöht sich die Drehzahl des Motors infolge des kleineren Übersetzungsverhältnisses in diesem Gang.
zeigt ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment eines Motors 110 des Fahrzeugs 100 in einer ähnlichen Situation wie in , jedoch mit dem Unterschied, dass nun aus einem nicht priorisierten Gang V + n (linkes Diagramm) in einen priorisierten kleineren Gang V (rechtes Diagramm) mit Verlangsamung geschaltet wird.
Das Herunterschalten in den priorisierten Gang V erfolgt so schnell wie möglich, wodurch auch verhindert wird, dass dieser Gang aufgrund der Verlangsamung übersprungen wird.
zeigt ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment bei einem Motor 110 des Fahrzeugs 100 und Beispiele für Veränderungen dieser Parameter bei einem Gangschaltvorgang mit Beschleunigung aus einem nicht priorisierten Gang V – n (linkes Diagramm) in einen anderen nicht priorisierten Gang V (rechtes Diagramm). Dieser Ablauf ähnelt dem in dargestellten Fall.
zeigt ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment eines Motors 110 des Fahrzeugs 100 in einer ähnlichen Situation wie in , jedoch mit dem Unterschied, dass hier aus einem nicht priorisierten Gang V – n (linkes Diagramm) in einen priorisierten kleineren Gang V (rechtes Diagramm) geschaltet wird.
Das Einlegen des priorisierten Ganges V erfolgt so früh wie möglich und hat eine höhere Priorität als beispielsweise eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs. Da erwünscht ist, den priorisierten Gang V beizubehalten, nachdem er eingelegt wurde, ist es wichtig, dass genügend Leistung verfügbar ist, um den priorisierten Gang V nach dem Schaltvorgang beizubehalten, damit die Motordrehzahl nicht zu gering sein muss.
zeigt ein allgemeines Beispiel für eine Kombination aus Ablaufdiagramm und Signalflussdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren ist in mehrere Schritte 1–7 aufgeteilt, die nicht unbedingt in jeder Ausführungsform der Erfindung enthalten sein müssen. Außerdem können diese Schritte 1–7 bei bestimmten Ausführungsformen in einer anderen als der von der Nummerierung angegeben Reihenfolge durchgeführt werden. Einige dieser Schritte können auch parallel zueinander durchgeführt werden.
In einem ersten Schritt wählt der Fahrer einen Gang als priorisierten Gang, beispielsweise mit einer Eingabeeinrichtung 131, die sich beispielsweise im Fahrerhaus in der Nähe eines Gangschalthebels, des Armaturenbretts oder des Lenkrads oder an einer anderen vom Fahrer leicht erreichbaren Stelle befinden kann. Die Steuereinheit 115 stellt dann fest, dass ein bestimmter Gang priorisiert ist, und erweitert deshalb den Parameterbereich für diesen priorisierten Gang. Ein Sensor 111 stellt den Gangschalt-Steuerparameter fest und meldet das Ergebnis der Steuereinheit. Die Steuereinheit vergleicht dann den festgestellten Wert des Gangschalt-Steuerparameters mit dem zulässigen erweiterten Parameterbereich 220 und behält den priorisierten Gang bei, bis einer der Schaltpunkte 210, 230 über- bzw. unterschritten wird. Wenn die Steuereinheit feststellt, dass der priorisierte Gang nicht eingelegt ist, wird bei bestimmten Ausführungsformen ein Steuersignal zum Einlegen dieses Ganges übermittelt, wenn der bestimmte Parameter innerhalb des erweiterten Bereichs liegt.
zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Ablaufdiagramm in zeigt ein Verfahren 400 in einer Steuereinheit 115 zum Betrieb eines Automatikgetriebes 113 eines Fahrzeugs 100.
Der Zweck des Verfahrens 400 besteht darin, einen bestimmten Gang zu priorisieren und den zulässigen Einsatzbereich für diesen priorisierten Gang durch Erweiterung eines Parameterbereichs 220 für diesen Gang zu vergrößern, indem mindestens ein Schaltpunkt 210, 230 verstellt wird, der den Bereich 220 für einen Gangschalt-Steuerparameter begrenzt.
Dieser Gangschalt-Steuerparameter kann beispielsweise auf einem oder mehreren der folgenden Kriterien basieren: Rollwiderstand, Straßenneigung, Fahrzeugkombinationsgewicht, Motordrehzahl, Außentemperatur, geschätzte Motordrehzahl in alternativen Gängen, geschätzte Leistungsabgabe in alternativen Gängen, Beschleunigungsleistungsabgabe, Komfortniveau und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit.
Der Parameterbereich 220 wird durch einen einstellbaren unteren Schaltpunkt 210 und einen einstellbaren oberen Schaltpunkt 230 begrenzt. In bestimmten Ausführungsformen wird der untere Schaltpunkt 210 auf einen Punkt knapp über einem Wert abgesenkt, bei dem das Risiko besteht, dass der Motor abgewürgt wird. Umgekehrt kann der obere Schaltpunkt 230 auf einen Punkt knapp unter einem Wert angehoben werden, bei dem das Risiko besteht, dass der Motor beschädigt wird, weil er zu schnell läuft, wenn der Parameterbereich 220 für den Gangschalt-Steuerparameter erweitert wird.
Der priorisierte Gang erhält dadurch einen größeren Motordrehzahlbereich, insbesondere für hohe Motordrehzahlen. Das Fahrzeug kann so Wünsche des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen imitieren, wie beispielsweise Bergwerkseinsatz, Holztransportfahrzeuge, Geländefahrten oder sonstiges Fahren auf nassen oder schwierigen Fahrbahnen.
Unter solchen Bedingungen kann man den Motor ein wenig schneller laufen lassen, wenn eine kurzzeitige Verbesserung des Fahrbahnzustands auftritt, statt beispielsweise einen großen Gang und hohe Belastung anzustreben, so dass sofort hochgeschaltet wird, wenn sich eine Gelegenheit dazu ergibt. Die Gangwahl zielt auch darauf ab, den priorisierten Gang einzulegen, wenn dies möglich ist. Das Bestreben, wenige Gangwechsel vorzunehmen, das ansonsten bei Automatikgetrieben üblich ist, gilt deshalb nicht in der gleichen Weise für den priorisierten Gang, und jedes „Umgehen” dieses Prinzips erfordert bestimmte Bedingungen.
Diese Funktionalität mit einem priorisierten Gang betrifft nicht die Gangwechsel oder Gangwahlen in anderen Gangschalt-Situationen. Folglich sind andere Fahrsituationen, wie beispielsweise Bergabfahrten oder Fahren auf ebener Fahrbahn, nur in begrenztem Umfang oder überhaupt nicht betroffen, weil in solchen Fällen völlig andere Motordrehzahlen und Gänge vorliegen.
Folglich wird dem Getriebe 113 ein Verhalten verliehen, das weitgehend dem Verhalten eines Fahrers eines Fahrzeugs beim manuellen Gangschalten unter den oben genannten schwierigen Bedingungen ähnelt, während gleichzeitig die Vorteile des automatischen Gangschaltens erhalten bleiben. Außerdem werden dadurch andere Lösungen vermieden, bei denen komplizierte und teure Schaltabläufe und dergleichen angewendet werden.
Wenn ein Gang dynamisch priorisiert, entpriorisiert oder repriorisiert werden kann, ist die Lösung nicht an eine bestimmte Betriebsform gebunden, sondern kann geändert oder völlig deaktiviert werden, wenn das Fahrzeug mit einer anderen Fahrweise gefahren wird.
Um das Automatikgetriebe 113 des Fahrzeugs 100 richtig steuern zu können, kann das Verfahren 400 mehrere Schritte 401–406 umfassen. Dabei ist jedoch zu beachten, dass einige der hier beschriebenen Schritte, beispielsweise die Schritte 405 und 406, nur in bestimmten alternativen Ausführungsformen der Erfindung enthalten sind. Außerdem können einige Schritte Alternativen zueinander sein, je nachdem, ob eine bestimmte Bedingung erfüllt ist oder nicht, beispielsweise die Schritte 404A und 404B. Die beschriebenen Schritte 401–406 können auch in einer anderen Reihenfolge als die Nummerierung angibt durchgeführt werden und einige dieser Schritte können parallel zueinander erfolgen. Das Verfahren 400 umfasst die folgenden Schritte:
Schritt 401
Ein Gang wird priorisiert, wenn ein Hinweis darauf festgestellt wird, dass dieser Gang von Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird.
Solche Hinweise können in bestimmten Ausführungsformen von einer Eingabeeinrichtung 131 stammen, die dazu dient, einen Hinweis darauf zu erteilen, dass ein bestimmter Gang vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird. In einigen Ausführungsformen können solche Hinweise vom Fahrer während der Fahrt erteilt werden, indem der Fahrer eine Taste drückt oder ein Bedienelement betätigt. In anderen Ausführungsformen können solche Hinweise über speziell programmierte Zusatzsoftware erfasst werden. Die Eingabeeinrichtung 131 kann sich in bestimmten Ausführungsbeispielen im Fahrerhaus des Fahrzeugs befinden, so dass der Fahrer eine solche Gangpriorisierung leichter während der Fahrt vornehmen kann.
Schritt 402
Ein Parameterbereich 220 für einen Gangschalt-Steuerparameter wird erweitert. Dieser Bereich ist dem 401 priorisierten Gang zugeordnet und seine Erweiterung wird vorgenommen, indem mindestens ein Schaltpunkt 210, 230 verstellt wird, der diesen Bereich begrenzt.
Schritt 403
Es wird ein Parameterwert für den Gangschalt-Steuerparameter bestimmt. In bestimmten Ausführungsformen kann beispielsweise der Gangschalt-Steuerparameter durch Messung mit einem Sensor 111 bestimmt werden. Diese Messung kann in bestimmten Ausführungsformen kontinuierlich oder in bestimmten Zeitabständen erfolgen. Außerdem ist es in bestimmten Ausführungsformen möglich, dass der Gangschalt-Steuerparameter mehrere Parameter umfasst, beispielsweise einen oder mehrere der bereits oben genannten Parameter: Rollwiderstand, Straßenneigung, Fahrzeugkombinationsgewicht, Motordrehzahl, Außentemperatur, geschätzte Motordrehzahl in alternativen Gängen, geschätzte Leistungsabgabe in alternativen Gängen, Beschleunigungsleistungsabgabe, Komfortniveau und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Parameter-Wertbestimmung in diesem Fall die Zusammenstellung der jeweiligen Parameter sowie die Berechnung des Wertes des Gangschalt-Steuerparameters mit einem zusammengefasst gewichteten Algorithmus umfassen.
Schritt 404-A
Das Einlegen des 401 priorisierten Ganges erfolgt, wenn der 403 bestimmte Parameterwert sich im 402 erweiterten Parameterbereich 220 befindet und der 401 priorisierte Gang nicht eingelegt ist.
Das Schalten in den 401 priorisierten Gang kann in bestimmten Ausführungsformen erfolgen, sobald dies möglich ist, ohne dass das Risiko besteht, dass der Motor abgewürgt wird, weil er eine zu niedrige Drehzahl hat, oder dass der Motor einen Schaden erleidet, weil er zu schnell läuft.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuereinheit 115 die Motordrehzahl in einem alternativen Gang, der nicht eingelegt ist, und/oder die Leistungsabgabe in alternativen Gängen, die nicht eingelegt sind, schätzen, mindestens einen dieser Parameterwerte mit den entsprechenden Motordrehzahlen und Leistungsabgaben für eingelegte Gänge vergleichen und auf der Basis der durchgeführten Schätzung beurteilen, ob der alternative Gang eingelegt werden kann, wenn dies möglich ist. In bestimmten Ausführungsformen ist der alternative Gang der priorisierte Gang.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuereinheit 115, wenn der 401 priorisierte Gang nicht eingelegt ist, die Motordrehzahl und/oder die Leistungsabgabe im 401 priorisierten Gang schätzen, mindestens einen dieser Parameterwerte mit den entsprechenden Motordrehzahlen und Leistungsabgaben für eingelegte Gänge vergleichen und auf der Basis der vorgenommenen Schätzung beurteilen, ob der 401 priorisierte Gang eingelegt werden kann.
Schritt 404-B
Dieser Schritt kann in bestimmten Ausführungsformen von dem Verfahren 400 durchgeführt werden, wenn der 401 priorisierte Gang eingelegt ist, aber der 403 bestimmte Parameterwert außerhalb des 402 erweiterten Parameterbereichs 220 liegt.
Es erfolgt eine Schaltung aus dem in 401 priorisierten Gang in einen anderen Gang.
Die Schaltung aus dem in 401 priorisierten Gang kann in bestimmten Ausführungsformen nur erfolgen, wenn das Risiko besteht, dass der Motor abgewürgt oder beschädigt wird.
Dies kann durch eine Erweiterung des Parameterbereichs 220 für den Gangschalt-Steuerparameter und eine Verstellung der Schaltpunkte 210, 230 erreicht werden.
Ein Vorteil der maximalen Erweiterung des Parameterbereichs 220 besteht darin, dass eine Schaltung aus dem in 401 priorisierten Gang nach Möglichkeit vermieden wird.
Schritt 405
Dieser Schritt kann in bestimmten Ausführungsformen des Verfahrens 400 durchgeführt werden.
Ein Überspringen des 401 priorisierten Ganges wird unterdrückt, so dass es möglich ist, speziell das überspringen dieses priorisierten Ganges beim Gangschalten zu vermeiden, außer in extremen Situationen, wie beispielsweise bei einer sehr schnellen und umfangreichen Änderung des Gangschalt-Steuerparameters.
Schritt 406
Dieser Schritt kann in bestimmten Ausführungsformen von dem Verfahren 400 durchgeführt werden.
Der in 401 priorisierte Gang wird entpriorisiert, wenn ein Hinweis darauf festgestellt wird, dass dieser Gang nicht mehr vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird.
Solche Hinweise können in bestimmten Ausführungsformen von einer Eingabeeinrichtung 131 stammen, die dazu dient, einen Hinweis darauf zu erteilen, dass ein bestimmter Gang vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird. In bestimmten Ausführungsformen können solche Hinweise vom Fahrer während der Fahrt durch Drücken einer Taste oder Betätigung eines Bedienelements erteilt werden. In anderen Ausführungsformen können solche Hinweise über speziell programmierte Zusatz-Software erfasst werden. Die Eingabeeinrichtung 131 kann sich in bestimmten Ausführungsbeispielen im Fahrerhaus des Fahrzeugs befinden, so dass der Fahrer eine solche Gang-Entpriorisierung leichter während der Fahrt vornehmen kann.
zeigt eine Ausführungsform einer Steuereinheit 115, die dazu dient, die Gangschaltung in einem Automatikgetriebe 113 eines Fahrzeugs 100 zu steuern.
Diese Steuereinheit 115 kann mindestens einige der Verfahrennschritte 401–406 durchführen, die oben in der Beschreibung des Verfahrens 400 zum Betrieb des Automatikgetriebes 113 des Fahrzeugs 100 beschrieben wurden.
Um die Gangschaltvorgänge des Automatikgetriebes 113 korrekt steuern zu können, umfasst die Steuereinheit 115 mehrere Komponenten, die im Folgenden näher beschrieben werden und von denen einige Bestandteile einiger, aber nicht unbedingt aller Ausführungsformen sind. Außerdem können in der Steuereinheit 115 weitere Elektronikelemente enthalten sein, die nicht unbedingt notwendig sind, um die Funktion der Steuereinheit 115 gemäß der Erfindung zu verstehen.
Die Steuereinheit 115 umfasst eine Schaltung 510, die dazu dient, einen Hinweis darauf zu erhalten, dass ein bestimmter Gang vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird. Diese Schaltung kann auch einen Parameterwert für einen Gangschalt-Steuerparameter erhalten.
Beispielsweise kann ein Parameterwert gewonnen werden, indem ein Sensor 111 die Momentandrehzahl des Motors 110 des Fahrzeugs misst. Dieser Sensor wird in diesem speziellen Fall oft als Motordrehzahlgeber bezeichnet.
Die Schaltung 510 kann auch Hinweise von einem Bedienelement 131 im Fahrerhaus des Fahrzeugs darauf erhalten, dass ein bestimmter Gang vom Fahrer bevorzugt oder nicht mehr bevorzugt wird.
Die Steuereinheit 115 umfasst auch einen Prozessorkreis 520, der dazu dient, einen Gang zu priorisieren, wenn ein Hinweis darauf festgestellt wird, dass der betroffene Gang vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird. Die Steuereinheit kann außerdem einen Parameterbereich 220, der dem priorisierten Gang zugeordnet ist, für den Gangschalt-Steuerparameter erweitern. Die Erweiterung des Bereichs 220 kann erfolgen, indem mindestens einer der Schaltpunkte 210, 230 verstellt wird. Der Prozessorkreis 520 kann auch den Parameterwert für den Gangschalt-Steuerparameter bestimmen. Der Prozessorkreis 520 kann auch eine Schaltung in den priorisierten Gang veranlassen, wenn der bestimmte Parameterwert im erweiterten Parameterbereich 220 liegt und der priorisierte Gang nicht eingelegt ist.
Der Prozessorkreis 520 kann in bestimmten Ausführungsformen auch das Überspringen des priorisierten Gangs unterdrücken.
In bestimmten Ausführungsformen kann der Prozessorkreis 250 auch den priorisierten Gang entpriorisieren, wenn ein Hinweis darauf festgestellt wird, dass dieser Gang nicht mehr vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird.
Der Prozessorkreis 520 kann in bestimmten Ausführungsformen auch die Motordrehzahl in einem alternativen Gang schätzen, der momentan nicht eingelegt ist, und/oder die Leistungsabgabe in alternativen Gängen schätzen, die nicht eingelegt sind, mindestens einen dieser Parameterwerte mit den entsprechenden Motordrehzahlen und Leistungsabgaben für eingelegte Gänge vergleichen und auf der Basis der vorgenommenen Schätzung beurteilen, ob dieser alternative Gang eingelegt werden kann. In bestimmten Ausführungsformen ist der alternative Gang der priorisierte Gang.
In bestimmten Ausführungsformen kann der Prozessorkreis 520 auch, wenn der 401 priorisierte Gang nicht eingelegt ist, die Motordrehzahl im priorisierten Gang schätzen, mindestens einen dieser Parameterwerte mit den entsprechenden Motordrehzahlen und Leistungsabgaben für eingelegte Gänge vergleichen und auf der Basis der vorgenommenen Schätzung beurteilen, ob es möglich ist, den priorisierten Gang einzulegen.
Der Prozessorkreis 520 kann beispielsweise aus einer oder mehreren Zentraleinheiten (CPUs), einem oder mehreren Mikroprozessoren oder aus anderen Logikeinheiten bestehen, die dazu dienen, Anweisungen zu interpretieren und auszuführen und/oder Daten zu lesen und zu schreiben. Der Prozessorkreis kann Daten für den Eingang, den Ausgang oder die Verarbeitung von Daten, einschließlich Zwischenspeicherung von Daten, Steuerfunktionen und dergleichen, handhaben.
Der Prozessorkreis 520 kann in bestimmten Ausführungsformen außerdem eine Schaltung aus dem priorisierten Gang und eine Schaltung in einen anderen Gang veranlassen, wenn der priorisierte Gang eingelegt ist, aber der bestimmte Parameterwert außerhalb des erweiterten Parameterbereichs 220 liegt.
Der Prozessorkreis 520 kann darüber hinaus den Gangschalt-Steuerparameter auf der Basis eines oder mehrerer der folgenden Parameter bestimmen: Rollwiderstand, Straßenneigung, Fahrzeugkombinationsgewicht, Motordrehzahl, Außentemperatur, geschätzte Motordrehzahl in alternativen Gängen, geschätzte Leistungsabgabe in alternativen Gängen, Beschleunigungsleistungsabgabe, Komfortniveau und Fahrzeuggeschwindigkeit.
In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Steuereinheit 115 eine Speichereinheit 525, die als Speichermedium für Daten dient. Dieser Speicher kann Informationen über einen priorisierten Gang und einen 220 bestimmten Parameterbereich für das Einlegen dieses Ganges speichern.
Die Speichereinheit 525 kann in verschiedenen Ausführungsformen ausgeführt sein als: Speicherkarte, Flash-Speicher, USB-Speicher, Festplatte oder eine andere ähnliche Datenspeichereinheit, beispielsweise als ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-Speicher, EEPROM (Electrically Erasable PROM) usw.
Der Speicher 525 kann in bestimmten Ausführungsformen Motordrehzahlbereiche 220 zum Einlegen eines bestimmten Ganges in der Form von einem oder mehreren Schaltpunkten 210, 230 speichern.
Die Steuereinheit 115 umfasst auch eine Schaltung 530, die dazu dient, ein Steuersignal zum Schalten in den priorisierten Gang zum Automatikgetriebe 113 zu übermitteln.
Die Erfindung umfasst außerdem ein Computerprogramm zum Gangschalten in einem Automatikgetriebe 113 eines Fahrzeugs 100. Das Programm dient dazu, das Verfahren 400 gemäß mindestens einem der oben beschriebenen Schritte 401–406 anzuwenden, wenn das Programm in einem Prozessorkreis 520 der Steuereinheit 115 ausgeführt wird.
Das Verfahren 400 gemäß den Schritten 401–406 zum Gangschalten durch ein Automatikgetriebe 113 des Fahrzeugs 100 kann durch einen oder mehrere Prozessorkreise 520 in der Steuereinheit 115 in Verbindung mit Computerprogrammcode zur Durchführung eines, mehrerer, bestimmter oder aller der oben beschriebenen Schritte 401–406 implementiert sein. Ein Computerprogramm mit entsprechenden Anweisungen kann folglich die Schritte 401–406 durchführen, wenn dieses Programm in den Prozessorkreis 520 geladen wird.
Bestimmte Ausführungsformen der Erfindung umfassen auch ein System 500 zum Betrieb eines Automatikgetriebes 113 in einem Fahrzeug 100. Ein solches System 500 umfasst eine oben beschriebene Steuereinheit 115, einen Sensor 111 zum Bestimmen eines Gangschalt-Steuerparameters, ein Automatikgetriebe 113 des Fahrzeugs 100 und eine Eingabeeinheit 131, die sich im Fahrerhaus des Fahrzeugs befindet und dazu dient, einen Hinweis vom Fahrer des Fahrzeugs zu erhalten, dass ein bestimmter Gang bevorzugt wird.
Einige Ausführungsformen der Erfindung umfassen auch ein Fahrzeug 100, das mit dem oben beschriebenen System 500 ausgestattet ist.

Claims

Verfahren (400) zum Betrieb eines Automatikgetriebes (113) in einem Fahrzeug (100), das in einer Steuereinheit (115) angewendet wird, gekennzeichnet durch: Priorisierung (401) eines Ganges, wenn ein Hinweis darauf festgestellt wird, dass der betroffene Gang vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird, Erweiterung (402) eines Parameterbereichs (220) für einen Gangschalt-Steuerparameter, wobei dem Parameterbereich (220) der priorisierte (401) Gang zugeordnet ist, durch Verstellung mindestens eines Schaltpunkts (210, 230), der den Parameterbereich (220) begrenzt, Bestimmung (403) eines Parameterwerts für den Gangschalt-Steuerparameter, Einlegen (404-A) des priorisierten (401) Ganges, wenn der bestimmte (403) Parameterwert innerhalb des erweiterten (402) Parameterbereichs (220) liegt und der priorisierte (401) Gang nicht eingelegt ist, und Entpriorisierung (406) des priorisierten (401) Ganges, wenn ein Hinweis darauf festgestellt wird, dass dieser Gang vom Fahrer des Fahrzeugs nicht mehr bevorzugt wird.
Verfahren (400) gemäß Patentanspruch 1, das außerdem Folgendes umfasst, wenn der priorisierte (401) Gang eingelegt ist, aber der bestimmte (403) Parameterwert außerhalb des erweiterten (402) Parameterbereichs (220) liegt, Schalten (404-B) aus dem priorisierten Gang in einen anderen Gang.
Verfahren (400) gemäß einem der Ansprüche 1–2, ferner umfassend Unterdrückung (405) des Überspringens des priorisierten (401) Ganges.
Verfahren (400) gemäß einem der Ansprüche 1–3, bei welchem der Gangschalt-Steuerparameter auf einem oder mehreren der folgenden Parameter basiert: Rollwiderstand, Straßenneigung, Fahrzeugkombinationsgewicht, Motordrehzahl, Außentemperatur, geschätzte Motordrehzahl in alternativen Gängen, geschätzte Leistungsabgabe in alternativen Gängen, Beschleunigungsleistungsabgabe, Komfortniveau und Fahrzeuggeschwindigkeit.
Verfahren (400) gemäß einem der Ansprüche 1–4, bei welchem der Parameterbereich (220) durch einen verstellbaren untersten Schaltpunkt (210) und einen verstellbaren obersten Schaltpunkt (230) begrenzt wird, so dass der unterste Schaltpunkt (210) auf einen Wert abgesenkt wird, der knapp über dem Wert liegt, bei dem das Risiko besteht, dass der Motor des Fahrzeugs abgewürgt wird, und/oder der oberste Schaltpunkt (230) auf einen Wert angehoben wird, der knapp unter dem Wert liegt, ab dem die Gefahr besteht, dass der Motor einen Schaden erleidet, weil er zu schnell läuft, wenn der Parameterbereich (220) für den Gangschalt-Steuerparameter erweitert (402) wird.
Verfahren (400) gemäß einem der Ansprüche 1–54, bei dem das Einlegen (404-A) des priorisierten (401) Ganges erfolgt, sobald dies möglich ist, ohne dass das Risiko besteht, dass der Motor (110) des Fahrzeugs abgewürgt wird, weil er zu langsam läuft, oder dass der Motor beschädigt wird, weil er zu schnell läuft.
Verfahren (400) gemäß einem der Ansprüche 1–6, bei dem die Schaltung (404-B) aus dem priorisierten (401) Gang nur erfolgt, wenn das Risiko besteht, dass der Motor (110) des Fahrzeugs abgewürgt wird, weil er zu langsam läuft, oder beschädigt wird, weil er zu schnell läuft.
Verfahren (400) gemäß einem der Patentansprüche 1–7, bei dem die Steuereinheit (115) dazu dient, die Drehzahl des Motors in einem alternativen Gang, der nicht eingelegt ist, zu schätzen und/oder die Leistungsabgabe in alternativen Gängen, die nicht eingelegt sind, zu schätzen, mindestens einen dieser Parameterwerte mit den entsprechenden Motordrehzahlen und Leistungsabgaben für eingelegte Gänge zu vergleichen und auf der Basis der vorgenommenen Schätzung zu beurteilen, ob der alternative Gang eingelegt (404-A) werden kann.
Steuereinheit (115) zum Steuern der Gangschaltung in einem Automatikgetriebe (113) eines Fahrzeugs (100), gekkenzeichnet durch eine Schaltung (510), die einen Hinweis darauf erhalten kann, dass ein bestimmter Gang vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird, und einen Parameterwert für einen Gangschalt-Steuerparameter erhalten kann, einen Prozessorkreis (520), der dazu dient, einen Gang zu priorisieren, wenn ein Hinweis darauf festgestellt wird, dass der betroffene Gang vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird, einen Parameterbereich (220) für den Gangschalt-Steuerparameter zu erweitern, wobei dieser Bereich (220) dem priorisierten Gang zugeordnet ist, durch Verstellung mindestens eines Schaltpunkts (210, 230), der den Parameterbereich (220) begrenzt, den Parameterwert für den Gangschalt-Steuerparameter zu bestimmen, eine Schaltung in den priorisierten Gang zu veranlassen, wenn der bestimmte Parameterwert innerhalb des erweiterten Parameterbereichs (220) liegt und der priorisierte Gang nicht eingelegt ist, und den priorisierten Gang zu entpriorisieren, wenn ein Hinweis darauf festgestellt wird, dass dieser Gang nicht mehr vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt wird, und eine Schaltung (530), die dazu dient, ein Steuersignal zum Automatikgetriebe (113) zu übermitteln, um den priorisierten Gang einzulegen.
Steuereinheit (115) gemäß Patentanspruch 9, bei welcher der Prozessorkreis (520) eine Schaltung aus dem priorisierten Gang und in einen anderen Gang veranlassen kann, wenn der priorisierte Gang eingelegt ist, aber der bestimmte Parameterwert außerhalb des erweiterten Parameterbereichs 220 liegt.
Steuereinheit (115) gemäß Patentanspruch 9 oder 10, bei welcher der Prozessorkreis (520) außerdem dazu dient, das Überspringen des priorisierten Ganges zu unterdrücken.
Steuereinheit (115) gemäß einem der Patentansprüche 9–11, bei welcher der Prozessorkreis (520) außerdem dazu dient, die Motordrehzahl in einem alternativen Gang, der nicht eingelegt ist, zu schätzen und/oder die Leistungsabgabe in alternativen Gängen, die nicht eingelegt sind, zu schätzen, mindestens einen dieser Parameterwerte mit den entsprechenden Motordrehzahlen und Leistungsabgaben für eingelegte Gänge zu vergleichen und auf der Basis der vorgenommenen Schätzungen zu beurteilen, ob der alternative Gang eingelegt werden kann.
Steuereinheit (115) gemäß einem der Patentansprüche 9–12, bei welcher die Schaltung (510) von einer Bedieneinrichtung (131) im Fahrerhaus des Fahrzeugs einen Hinweis darauf erhalten kann, dass ein Gang vom Fahrer des Fahrzeugs bevorzugt oder nicht mehr bevorzugt wird.
Steuereinheit (115) gemäß einem der Patentansprüche 9–13 mit einem Speicher (525) zur Speicherung von Informationen über einen priorisierten Gang und einen bestimmten Parameterbereich (220) zum Einlegen dieses Ganges.
Steuereinheit (115) gemäß einem der Patentansprüche 9–14, bei welcher der Prozessorkreis (520) außerdem dazu dient, den Gangschalt-Steuerparameter auf der Basis eines oder mehrerer der folgenden Parameter zu bestimmen: Rollwiderstand, Straßenneigung, Fahrzeugkombinationsgewicht, Motordrehzahl, geschätzte Motordrehzahl in alternativen Gängen, geschätzte Leistungsabgabe in alternativen Gängen, Beschleunigungsleistungsabgabe, Komfortniveau und Fahrzeuggeschwindigkeit.
Computerprogramm zur Steuerung eines Automatikgetriebes (113) eines Fahrzeugs (100) mit der Anwendung des Verfahrens (400) gemäß einem der Patentansprüche 1–8, wenn das Programm in einem Prozessorkreis (520) einer Steuereinheit (115) gemäß einem der Patentansprüche 9–15 ausgeführt wird.
System (500) zum Betrieb eines Automatikgetriebes (113) eines Fahrzeugs (100) mit einer Steuereinheit (115) gemäß einem der Ansprüche 9–15, einem Sensor (111), der zur Messung eines Gangschalt-Steuerparameters dient, einem Automatikgetriebe (113) des Fahrzeugs (100) und einer Eingabeeinheit (131), die sich im Fahrerhaus des Fahrzeugs befindet und dazu dient, vom Fahrer des Fahrzeugs einen Hinweis darauf zu erhalten, dass ein bestimmter Gang bevorzugt wird.
Fahrzeug (100) mit einem System (500) gemäß Patentanspruch 17.