DE19954921A1 - Elektronische Getriebesteuerung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Getriebesteuerung für Kraftfahrzeuge, bei der nach Unterbrechung der Zündung die Stromversorgung verzögert abgeschaltet wird, wobei insbesondere während dieser Zeit relevante Daten in einen EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)-Datenspeicher geschrieben werden, auf die ein Steuerprogramm erneut zugreift. Vor dem Abspeichern werden die abzuspeichernden Daten komprimiert und bei einem erneuten Zugriff entsprechend dekomprimiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektronische Getriebesteuerung nach der in dem Patentanspruch 1 näher definierten Art.

Im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik werden Automatik­ getriebe üblicherweise hydraulisch betätigt, wobei die Hy­ draulik elektronisch angesteuert wird. Die Aufgaben einer hierzu erforderlichen Elektronischen Getriebesteuerung (EGS) liegen u. a. in der Anpassung des Schaltdrucks an das Motormoment, in der Realisierung von allgemeinen Siche­ rungsfunktionen, und in der Bestimmung eines Schaltpro­ gramms.

Zur selbsttätigen Auswahl eines in der Elektronischen Getriebesteuerung abgelegten Schaltprogrammes, welches z. B. eine aus der deutschen Veröffentlichung "ATZ Automobiltech­ nische Zeitschrift" 94 (1992) bekannte Fahrertyp-Erkennung, eine Umwelterkennung, eine Fahrsituationserkennung oder eine Erkennung eines manuellen Eingriffs beschreibt, und zur situationsabhängigen Gangwahl kommuniziert die Elektro­ nische Getriebesteuerung stetig mit weiteren Steuergeräten und Rechnern verschiedener Aggregate über einen CAN- (Controller Area Network)-Datenbus.

Die wesentlichen Vorteile der Elektronischen Getriebe­ steuerung liegen beispielsweise in einem verbesserten Schaltkomfort durch eine der Fahrsituation angepaßten An­ steuerung der Schaltelemente und gegebenenfalls in einem Motoreingriff, so daß beim Schaltvorgang keine lästigen und den Verschleiß fördernde Schaltstöße auftreten. Des weiteren ermöglicht die Auswahl festgelegter, im System abge­ speicherter Fahrprogramme, wie beispielsweise den sogenann­ ten Programmen "Economy", "Sport", "Winter" oder "Manuell" eine optimale Anpassung an Verbrauch, Leistung und Fahrer­ wunsch, wobei gleichzeitig eine Schaltenergiedosierung mit geringer mechanischer Beanspruchung der Getriebebauteile realisiert wird.

Darüber hinaus kann über den Einsatz entsprechender Elektronik eine Eigendiagnose mit integrierter Fehlerab­ speicherung bei auftretenden Systemfehlern durchgeführt werden, wobei ein Diagnoseprotokoll z. B. für Kundendienst­ zwecke extern abrufbar ist.

Der wesentliche Bestandteil der Elektronischen Getrie­ besteuerung ist ein Mikroprozessor, beispielsweise ein 8- Bit-Mikroprozessor, der die Steuerfunktion ausübt. Diesem Mikroprozessor werden diverse Eingangssignale zugeführt, wobei sich drei wesentliche Gruppen an Signalen unterschei­ den lassen: Von dem Motor stammende Signale, von dem Ge­ triebe selbst abrufbare Signale und von dem Fahrzeug und dem vorherrschenden oder gewünschten Fahrverhalten festge­ legte Signale.

Motorseitige Eingangssignale sind beispielsweise die Motordrehzahl, die Motorlast, die sich aus dem Motormoment zur Einspritzzeit bestimmt, die Drosselklappenstellung, die mit der Gaspedalstellung korreliert, und die Motortempera­ tur.

Getriebeseitige Eingangssignale umfassen die Turbinen­ drehzahl und die Drehzahl der Abtriebswelle des Getriebes, die mit der Fahrgeschwindigkeit korreliert, und schließlich die Getriebe- bzw. Getriebeöltemperatur.

Die fahrzeugseitigen Eingangssignale beziehen sich auf die Positionsstellung des Wählhebels, d. h. die von dem Fah­ rer jeweils gewählte mögliche Schaltstellung wie z. B. "P", "R", "N", "D" eines Automatikgetriebes, auf die Auswahl festgelegter Fahrprogramme, wie beispielsweise "Economy", "Sport", "Winter", sowie auf die Raddrehzahl und sonstige Signale aus dem Bereich der Motorsteuerung oder der Steue­ rung des Fahrverhaltens, wie beispielsweise den jeweils vorherrschenden Zuständen des Antiblockiersystems (ABS) oder der Anti-Schlupf-Regelung (ASR).

Diese Eingangssignale werden innerhalb des Fahrzeugs an den jeweiligen Meßorten mittels an sich bekannter Senso­ ren und Meßwertaufnehmer aufgenommen und können je nach Funktionsweise des Sensors bzw. des Meßwertaufnehmers ent­ weder als analoge Signale, digitale Signale oder Frequenz­ signale vorliegen. Aus diesen Gründen werden sämtliche Ein­ gangssignale in entsprechenden Eingangsschaltungen aufbe­ reitet, bevor sie dem Mikroprozessor zur weiteren Verarbei­ tung zugeführt werden. Diese Eingangsschaltungen sind in hierfür vorgesehenen Eingangsmodulen permanent abgespei­ chert.

Der Mikroprozessor arbeitet nach Eingang der Signale ein Steuerprogramm ab, das in einem EPROM (Erasable Pro­ grammable Read Only Memory)-Datenspeicher abgelegt ist. Es handelt sich hierbei um einen an sich bekannten, nicht- flüchtigen Speichertyp.

Zusammen mit dem Steuerprogramm befinden sich in die­ sem EPROM-Datenspeicher mehrere Referenzparameter, die u. a. die Schaltkennlinien für die jeweiligen Gänge, Abstimmpara­ meter für die Schaltabläufe (Druckberechnung, Zeitstufen), die Kennfelder für das Motormoment und die Wandlerverstär­ kung, Reglerparameter für die Schaltungsregelung und diver­ se Diagnoseparameter enthalten. Die Schaltkennlinien für das Hochschalten und Rückschalten des Getriebes hängen wie­ derum von vielen Kriterien ab und können gegebenenfalls adaptiv an den jeweiligen Fahrertyp angeglichen werden. Der Fahrertyp wird über sein Fahrverhalten, insbesondere über sein Anfahr- und Fahrbetriebsverhalten ermittelt. So lassen sich hierbei bereits sportliche und ökonomische Fahrweisen differenzieren. Je nach Fahrzeughersteller ermöglicht dann eine "intelligente" Schaltlogik eine optimale Anpassung der Getriebe-Schaltcharakteristik an das dem jeweiligen Fahrer eigene Fahrverhalten und die jeweilige Verkehrssituation. Hierbei werden die Schaltzeitpunkte über eine Langzeitfunk­ tion mit Ermittlung sogenannter Dynamikkennzahlen und über eine Kurzzeitfunktion, die sich an einem Fahrpedalgradien­ ten orientiert, bestimmt.

Ausgehend von diesen Kriterien erhält man stets unter­ schiedliche Schaltkennlinien, indem letztendlich aus Lei­ stungs- und Verbrauchsdaten des jeweiligen Motors, aus den Kennlinien des jeweiligen Wandlers und den jeweiligen Ge­ triebeübersetzungen einerseits die Grenzkurven des optima­ len Verbrauchs, die wiederum abhängig vom Fahrwiderstand sind, und andererseits die Grenzkurven der optimalen Lei­ stungsausnutzung errechnet werden.

Aus den so als Referenzparameter abgespeicherten Daten und den zugeführten Eingangssignalen der Sensoren errechnet schließlich das Steuerprogramm den jeweils erforderlichen richtigen Gang. Dieser Gang wird dann über die Hydraulik des Automatikgetriebes eingelegt, indem die Magnetventile und die elektrischen Drucksteuerventile dieser Hydraulik von der elektronischen Getriebesteuerung entsprechend ange­ steuert werden. Entsprechende, vom Steuerprogramm errechne­ te Ausgangssignale werden zu diesem Zweck über spezielle Ausgangsmodule, wie beispielsweise Leistungsendstufen und Stromreglerschaltungen, diesen Ventilkomponenten zugeführt, die sich daraufhin entsprechend öffnen und schließen und so die hydraulische Schieberleiste des Getriebes betätigen.

Während des Fahrbetriebs und einer bestimmten Zeit nach Ausschalten der Zündung, die sich aus der verzögerten Abschaltung der Stromversorgung für die Elektronische Ge­ triebesteuerung ergibt, werden relevante Daten der Ein­ gangs- und Ausgangssignale in einen EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)-Datenspeicher ge­ schrieben. Diese Daten umfassen auch Fehlermeldungen, die dann bei einer eventuell anfallenden Diagnose abgerufen werden können. Der EEPROM-Typ ist ein nicht-flüchtiger Speicher, dessen Inhalt bei Stromunterbrechung nicht verlo­ ren geht.

Sämtliche Komponenten der elektronischen Getriebe­ steuerung, die Eingangsmodule und Ausgangsmodule, der Mi­ kroprozessor und die diversen Speichermodule bilden in der Regel eine elektronische Steuereinheit, die gegebenenfalls innerhalb eines Bussystems zusammen mit der Motorsteuerung, der ABS- und der ASR-Steuerung sowie sonstigen Meßwert­ schaltkreisläufen im Fahrzeug integriert ist.

Die vorhergehende Schilderung macht deutlich, daß im Rahmen der elektronischen Getriebesteuerung mittlerweile eine Vielzahl an Daten verarbeitet werden müssen. In den derzeit bekannten Anwendungen für Elektronische Getriebe­ steuerungen kann jedoch nur eine bestimmte Menge an Daten abgespeichert werden. Die elektronische Steuereinheit und die darauf angebrachten Speicher stehen sowohl aus Kosten- als auch aus Platzgründen nur begrenzt zur Verfügung.

Dies erweist sich insbesondere als problematisch, da mittlerweile bereits absehbar ist, daß neue Getriebegenera­ tionen einen immer umfangreicher werdenden Datensatz in Anspruch nehmen. Hinzu kommt die ebenfalls weiter anstei­ gende Menge an zu berücksichtigenden unterschiedlichen Meß­ werten und Kontrollsignalen innerhalb des Gesamtsystems Fahrzeug.

Mit den zukünftig auftretenden Datenmengen stößt die vorhandene Speicherkapazität zwangsläufig rasch an ihre Grenzen, und die Speicherzeiten werden inakzeptabel lang. Dies ist vor allem nachteilig bei der Speicherung nach Un­ terbrechung der Zündung bzw. Spannung, um später wieder auf die Daten zurückgreifen zu können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektronische Getriebesteuerung bereitzustellen, bei der die Verarbeitung und insbesondere die Sicherung der anfallenden Daten nach einer Unterbrechung der Stromversor­ gung mit einfachen Mitteln gewährleistet wird, ohne daß ein kostenintensives Aufrüsten der Elektronik, insbesondere eine Speichererweiterung notwendig wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Mit der vorliegenden Erfindung werden aus den unter­ schiedlichsten elektronischen Bereichen bekannte Verfahren zum Komprimieren und Dekomprimieren von Daten im Bereich der Elektronischen Getriebesteuerung zum Einsatz gebracht.

Das Komprimieren und Dekomprimieren von Daten ver­ schiedenster Art, wie beispielsweise Bild- und Tondateien, Programmdateien, aber auch Meßdaten usw. wird in vielen Fällen angewandt, um Speicherplatz und Datenübertragungs­ zeiten in ausreichendem Maße zu minimieren. Die zu diesem Zwecke benutzten Verfahren, die in der Regel als Software­ programm innerhalb eines Systems implementiert sind, sind vielfältig und können auf die verschiedensten Belange ange­ paßt werden. Sie eignen sich daher auch zur Verwendung in der elektronischen Getriebesteuerung. Demzufolge werden gemäß der Erfindung gängige softwareimplementierte Daten­ kompressionsverfahren in die elektronische Getriebesteue­ rung integriert.

Gemäß der Erfindung können die jeweils zum Einsatz kommenden Kompressions- und Dekompressionsalgorithmen der Software entweder in das festgelegte Steuerprogramm der elektronischen Getriebesteuerung integriert oder in spezi­ ellen Treibermodulen auf der elektronischen Steuereinheit abgelegt sein.

Im Rahmen der elektronischen Getriebesteuerung sind hier zwei konkrete Möglichkeiten der Datenkompression bzw. -dekompression zu unterscheiden. Handelt es sich bei den abzuspeichernden Daten um sogenannte Adaptionsdaten, so ist eine eindeutige Reproduzierbarkeit der komprimierten Daten während der Dekompression bei dem erneuten Lesen aus dem Speicher nicht unbedingt erforderlich. Es genügt hierbei, wenn diese Adaptionsdaten lediglich mit einer gewissen Ge­ nauigkeit wieder hergestellt werden. Derartige Adaptionsda­ ten umfassen beispielsweise Daten über die Korrekturen von Druckkennfeldern.

Im Gegensatz hierzu müssen Diagnose- und Rekorderda­ ten, beispielsweise sämtliche Fehlermeldungen, die zur dia­ gnostischen Fehlersuche extern abfragbar bleiben sollen, stets eindeutig reproduzierbar sein. Derartige Daten dürfen folglich nur reversibel komprimiert werden. Hierzu eignen sich aus der Computertechnik bekannte Kompressionsverfah­ ren, wie beispielsweise die gängigsten sogenannten "Zip"- Datenspeicherungs- und "Zip"-Datensicherungsprogramme.

Mittels der vorliegenden Erfindung können bei einem vorhandenen Speicherplatz umfangreichere Funktionen ge­ schaffen werden, die ansonsten nur mit größeren und somit teureren Speicherkapazitäten bewerkstelligt werden könnten. So läßt sich bei einem gegebenen Funktionsumfang auch Spei­ cherplatz einsparen. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in einer Verkürzung der Übertragungszeiten, die zum Schreiben auf den nichtflüchtigen EEPROM- Datenspeicher nötig sind, da von vornherein eine geringere Datenmenge zu verarbeiten ist.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungen der Er­ findung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem nach­ folgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigt die einzige Figur der Zeichnung ein schemati­ sches Diagramm des Kompressions- und Dekompressionsverfah­ rens von Adaptionsdaten.

In dem dargestellten Fall erfolgt die Kompression, in­ dem aus jeweils vier nebeneinander liegenden Adaptionswer­ ten a1, a2, a3 und a4 eines sogenannten Adaptionskennfeldes A eines Datensatzes 1 ein Mittelwert M gebildet wird, der in eine Kompressionszelle K eines Datensatzes 2 eines EEPROM-Datenspeichers abgespeichert wird.

Hierbei wird vom Kompressionsalgorithmus vorausge­ setzt, daß diese vier Adaptionsdaten a1 bis a4 innerhalb des Adaptionskennfeldes A gleichmäßig angeordnet sind. Bei der Dekompression wird der Mittelwert M aus der Kompressi­ onszelle K des Datensatzes 2 des EEPROM-Datenspeichers in die vier Ursprungszellen dieses Adaptionskennfeldes A zu­ rückgeschrieben, wobei der Fehler, der sich beim Reprodu­ zieren der vier Adaptionsdaten a1 bis a4 einstellt, als sehr gering erscheint und damit für die Zwecke einer elek­ tronischen Getriebesteuerung als akzeptabel angesehen wird. Der Aufwand zur Berechnung des Mittelwerts M ist gering, so daß dieser Vorgang während des Abspeicherns geschehen kann.

Es ist zu erkennen, daß hierdurch der Speicherbedarf auf 25% des ohne Kompression notwendigen Bedarfs reduziert wird und die Speicherzeit entsprechend deutlich verkürzt wird.

Bezugszeichen

1

Datensatz eines Sensors

2

Datensatz eines EEPROM-Datenspeicher
A Adaptionskennfeld
a1-a4 Adaptionsdaten
M Mittelwert
K Kompressionszelle

Claims (4)

1. Elektronische Getriebesteuerung für Kraftfahrzeuge, bei der von entsprechenden Sensoren aufgenommene motor-, getriebe- und fahrzeugseitige Eingangssignale Eingangsmodu­ len einer elektronischen Steuereinheit zugeführt werden, die mit Eingangsschaltungen belegt sind, in denen die Ein­ gangssignale signaltechnisch transformiert werden, bevor diese einem Mikroprozessor der elektronischen Steuereinheit zugeführt werden, in dem die Eingangssignale in einem Steu­ erprogramm, das in einem EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)-Datenspeicher der elektronischen Steuereinheit mit entsprechenden motor-, getriebe- und fahrzeugabhängigen Referenzparametern abgelegt ist, so abgearbeitet werden, daß das Steuerprogramm aus den Eingangssignalen und aus den abgespeicherten Referenzparametern Ausgangssignale errech­ net, die Ausgangsmodulen der elektronischen Steuereinheit zugeführt werden, die mit Ausgangschaltungen belegt sind, in denen die Ausgangssignale signaltechnisch transformiert werden, bevor diese entsprechende Komponenten, insbesondere die Ventile eines Getriebes ansteuern, wobei nach Unterbre­ chung der Zündung die Stromversorgung der elektronischen Steuereinheit verzögert abgeschaltet wird und die Eingangs­ signale und Ausgangssignale als Daten in einem nichtflüch­ tigen EEPROM-(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)Datenspeicher der elektronischen Steuereinheit abge­ speichert werden, auf die das Steuerprogramm bei einem Neu­ start wieder zugreift, und wobei die Daten der Eingangs­ signale und der Ausgangssignale vor dem Abspeichern kompri­ miert und bei dem erneuten Zugriff entsprechend dekompri­ miert werden.

2. Elektronische Getriebesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten der Eingangssignale und der Ausgangssignale zumindest teilweise als Adaptionsdaten mit einem irreversiblen Kompressionsver­ fahren komprimiert und dekomprimiert werden.

3. Elektronische Getriebesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten der Eingangssignale und der Ausgangssignale zumindest teilweise als Diagnosedaten mit einem reversiblen Kompressionsverfah­ ren komprimiert und dekomprimiert werden.

4. Elektronische Getriebesteuerung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Algorithmen der Komprimierung und Dekomprimierung in das Steuerprogramm integriert und/oder in separaten Steuermodu­ len der elektronischen Steuereinheit abgelegt sind.