DE60306411T2 - Steuerungsverfahren für ein automatisches getriebe während einer abfahrt - Google Patents

Steuerungsverfahren für ein automatisches getriebe während einer abfahrt Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Getriebes eines Fahrzeugs in einer Situation einer Abwärtsbewegung.
  • Die Fahrzeuge, welche mit einem automatischen Getriebe ausgestattet sind, insbesondere einem Getriebe mit hydraulischer Steuerung, wiesen lange Zeit einen Fehler auf, welcher in den Situationen einer Abwärtsbewegung auftritt. Wenn der Fahrer den Fuß vom Gaspedal hebt, nimmt das Fahrzeug tatsächlich den längsten Gang des Getriebes ein oder geht aus jedem Getriebegang heraus. Daraus folgt, dass das Fahrzeug in einer Situation einer Abwärtsbewegung nicht von der Motorbremse zum Regeln der Geschwindigkeit des Fahrzeugs profitieren kann.
  • Um diesem Fehler zu begegnen, wurde in dem gattungsgemäßen Dokument EP 1 041 314 A ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Getriebes vorgeschlagen, gemäß welchem das Gefälle, in welchem das Fahrzeug fährt, erfasst wird, in welchem Fall ein spezifisches Steuerungsgesetz des Fahrzeugs angenommen wird. Dieses Gesetz, welches in der Form eines Kennfelds gespeichert ist, verändert die Auswahl von Getriebegängen, um eine Motorbremse zu bieten. Es stellt eine Übereinstimmung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit, der geforderten Leistung und dem Getriebegang auf.
  • Dieses Gesetz eines Übergangs ist jedoch nicht auf eine Situation einer mittleren Abwärtsbewegung angepasst. In dem Fall eines starken Gefälles, in welchem es notwendig sein wird, eine sehr starke Motorbremse zu haben, ist der ausgewählte Gang im Allgemeinen zu lang zum Bieten dieser Motorbremse. Gleichermaßen ist in dem Fall eines sehr schwachen Gefälles die Motorbremse zu groß, und das Fahrzeug wird verlangsamt.
  • Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Getriebes eines Fahrzeugs zu liefern, welches sich an alle Situationen einer Abwärtsbewegung, in welchen sich das Fahrzeug befinden kann, anpasst.
  • Im Hinblick auf diese Aufgabe hat die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Getriebes eines Fahrzeugs zum Gegenstand, welches einen Motor aufweist, der das Getriebe antreibt, in welchem man eine Situation einer Abwärtsbewegung des Fahrzeugs erfasst und man einen Getriebegang auswählt, damit der Motor Energie aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass man eine longitudinale Eingangsgeschwindigkeit bei Abwärtsbewegung speichert, wenn das Fahrzeug in eine Situation einer Abwärtsbewegung eintritt, und, solange das Fahrzeug in einer Situation einer Abwärtsbewegung ist, man die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit der Eingangsgeschwindigkeit bei Abwärtsbewegung derart vergleicht, dass, wenn die aktuelle Geschwindigkeit die Eingangsgeschwindigkeit bei Abwärtsbewegung um einen vorherbestimmten Abstand überschreitet, man sodann das Getriebe zum Auslösen eines Zurückschaltens steuert.
  • Somit wird dank der Erfindung der Getriebegang nicht gemäß einem allgemeinen Gesetz ausgewählt, sondern explizit in Abhängigkeit von der Situation des Fahrzeugs, unter einem Auslösen eines Zurückschaltens nach der Analyse dieser Situation. Das Bedürfnis eines Zurückschaltens tritt tatsächlich auf, wenn das Fahrzeug, welches in einer Situation einer Abwärtsbewegung ist, beschleunigt und deutlich die Eingangsgeschwindigkeit bei der Abwärtsbewegung überschreitet.
  • In einer besonderen Ausführungsform ist das Fahrzeug mit einem System zur Regelung der Geschwindigkeit ausgestattet.
  • Vorzugsweise wird die Situation einer Abwärtsbewegung erfasst, wenn das Gefälle größer als eine vorherbestimmte Schwelle des Gefälles ist, wenn die Leistungsnachfrage des Motors niedriger als eine vorherbestimmte Leistungsschwelle ist und bei Nichtvorhandensein einer Bremsung. Das Vorhandensein einer Bremsung entspricht normalerweise der Absicht des Fahrers, das Fahrzeug zu verlangsamen, ja sogar anzuhalten, und stimmt somit nicht mit der Situation überein, welche Gegenstand der Erfindung ist. Die Situation einer Abwärtsbewegung stimmt somit mit dem Vorhandensein eines Gefälles überein, in welchem das Fahrzeug fährt, und mit der Absicht des Fahrers, nicht zu beschleunigen, was sich durch eine niedrigere Leistungsnachfrage zu einer Schwelle überträgt. Diese Leistungsnachfrage kann durch die Position des Gaspedals ausgewertet werden, z.B. durch die Position des vollständig losgelassenen Pedals. In dem Fall eines Fahrzeugs, welches mit einem Geschwindigkeitsregelungssystem ausgestattet ist, wird die Leistungsnachfrage an der Stelle der Motorsteuerung gemessen mit einem Äquivalent der Position des Gaspedals. Dies kann die Position des Ventils in dem Fall eines Motors mit gesteuerter Zündung sein oder die Menge an eingespritztem Kraftstoff in dem Fall eines Dieselmotors oder ein Sollwert eines Moments, das durch den Motor zu liefern ist.
  • Vorzugsweise weist das Verfahren einen zusätzlichen Testschritt auf, welcher überprüft, ob vor dem Auslösen eines Zurückschaltens die Aufnahmekapazität für Energie des Motors niedriger als eine vorherbestimmte Leistungsschwelle ist. Vor dem Auslösen eines Zurückschaltens überprüft das Verfahren, ob der Motor nicht in einer Situation ist, in welcher er ausreichend Energie aufnehmen kann. Somit wird das Zurückschalten nur ausgelöst, wenn das Überschreiten der Geschwindigkeit in der Unfähigkeit des Motors liegt, das Fahrzeug zu verlangsamen. Wenn ein Zurückschalten zuvor ausgelöst worden ist, vermeidet man ein erneutes Zurückschalten, indem man dem Fahrzeug Zeit lässt, zu verzögern und sich der Eingangsgeschwindigkeit bei Abwärtsbewegung anzunähern.
  • Auf besondere Art und Weise wird die Aufnahmekapazität des Motors durch die Motordrehzahl bestimmt. Es ist tatsächlich leichter, die Aufnahmekapazität von Leistung des Motors mit seiner Drehzahl zu verbinden, wenn die geforderte Leistung null ist (geschlossenes Ventil oder kein eingespritzter Kraftstoff).
  • Auf vorteilhafte Art und Weise ist die Leistungsschwelle der Leistung der Aufnahmekapazität eine steigende Funktion von dem Gefälle. Je größer das Gefälle ist, desto mehr wird die vorherbestimmte Leistungsschwelle angehoben, was ein Zurückschalten mit sich bringt, sobald die Motorbremse nicht mehr ausreichend ist, um ein Durchgehen des Fahrzeugs zu vermeiden. In dem Fall, in welchem die Aufnahmekapazität über die Motordrehzahl bestimmt wird, wird das Zurückschalten für eine Schwelle einer Motordrehzahl ausgelöst, welche in Abhängigkeit von dem Gefälle ansteigt. Zu Zwecken eines Beispiels ist für einen Motor mit gesteuerter Zündung die vorherbestimmte Schwelle im Wesentlichen 1800 bis 2000 U/min (min–1) für ein niedrigeres Gefälle als 5 %, 2500 bis 3000 U/min für ein Gefälle von 5 bis 10% und 3500 bis 4000 U/min für ein größeres Gefälle als 10 %. In dem Falle eines Dieselmotors sind diese Schwellen niedriger.
  • Was den vorherbestimmten Geschwindigkeitsabstand betrifft, liegt er vorzugsweise zwischen 5 und 10 km/h. In dem Falle eines Fahrzeugs, welches mit einer Geschwindigkeitsregelungseinrichtung ausgestattet ist, ist der vorherbestimmte Geschwindigkeitsabstand immer in dem niedrigen Bereich und in dem gegenteiligen Fall eher in dem oberen Bereich. Der vorherbestimmte Geschwindigkeitsabstand kann auch von dem aktuellen Getriebegang abhängen.
  • Die Erfindung hat ebenso ein System zur Steuerung eines automatischen Getriebes eines Fahrzeugs zum Gegenstand, welches einen Motor aufweist, der das Getriebe antreibt, wobei das System Mittel zur Bestimmung einer Situation einer Abwärtsbewegung des Fahrzeugs und Mittel zur Auswahl eines Getriebegangs, damit der Motor Energie aufnimmt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren Mittel zum Messen und Speichern der longitudinalen Eingangsgeschwindigkeit bei Abwärtsbewegung aufweist, welche die Geschwindigkeit messen und sie speichern, wenn das Fahrzeug in eine Situation einer Abwärtsbewegung eintritt, Mittel zum Vergleichen der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit der Eingangsgeschwindigkeit bei Abwärtsbewegung und Mittel zur Steuerung des Getriebes zum Auslösen eines Zurückschaltens, wenn die aktuelle Geschwindigkeit die Eingangsgeschwindigkeit bei Abwärtsbewegung, welche gespeichert ist, um einen vorherbestimmten Abstand überschreitet.
  • Die Erfindung hat des Weiteren ein Fahrzeug zum Gegenstand, welches einen Motor und ein automatisches Getriebe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es das vorhergehende Steuerungssystem aufweist.
  • Die Erfindung wird besser verstanden werden und andere Besonderheiten und Vorteile werden offenbar werden bei der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung, wobei die Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, unter welchen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer Antriebsgruppe ist, welche ein Verfahren entsprechend der Erfindung umsetzt;
  • 2 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß der Erfindung ist.
  • Ein Fahrzeug, in welchem das Verfahren gemäß der Erfindung umgesetzt wird, weist eine Antriebsgruppe 1 auf, die sich aus einem Motor 2 und einem automatischen Getriebe 3 zusammensetzt. Der Motor 2 ist z.B. ein Verbrennungsmotor vom Typ Diesel oder mit gesteuerter Zündung, welcher eine Leistung zu dem Getriebe 3, dann zu den Rädern 4 liefert. Das Getriebe 3 ist z.B. ein Automatikgetriebe mit Umlaufgetriebe, ein automatisiertes Getriebe oder ein Geschwindigkeitsvariierer mit Rollen. Eine elektronische Einheit 5 zur Steuerung erlaubt es, das Getriebe 3 entweder unter einem direkten Bestimmen des zu verwendenden Getriebegangs oder unter einem Einschalten eines autonomen Steuerungssystems des Getriebes 3, z.B. einem hydraulischen System, zu steuern.
  • Die elektronische Einheit 5 setzt das Verfahren gemäß der Erfindung um, z.B. in der Form einer Software. Sie empfängt Informationen über den Zustand des Fahrzeugs, insbesondere die Position F eines Bremspedals 6, die Position Acc eines Gaspedals 7, die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs, die Motordrehzahl NTA und Informationen, welche für die Bestimmung des Gefälles P nützlich sind, oder gegebenenfalls direkt eine Information des Gefälles P. Die Motordrehzahl NTA wird z.B. durch eine Motorsteuerung 8 übertragen.
  • Unter Bezugnahme auf die 2 führt die Einheit nach einem Initialisierungsschritt 20 bei Schritt 21 eine Erhebung der Daten V, P, Acc, F und NTA, die zuvor genannt sind, durch. Bei dem Testschritt 22 wird das Gefälle P mit einer Schwelle eines vorherbestimmten Gefälles PS verglichen. Wenn das Gefälle P größer als die Gefälleschwelle PS ist, nimmt man an, dass das Fahrzeug sich in einem absteigenden Gefälle befindet, und man geht zu dem Testschritt 23 über. Wenn nicht, geht man zu Schritt 26 über.
  • In dem Testschritt 23 wird die Position des Gaspedals Acc mit einer Schwelle einer vorherbestimmten Leistung verglichen, übersetzt in der Form einer Positionsschwelle des Gaspedals AccS. Wenn die Position Acc die Positionsschwelle AccS überschreitet, geht man zum Schritt 26 über. Wenn nicht, nimmt man an, dass das Gaspedal angehoben wurde, und man geht zu dem Testschritt 24 über, in welchem die Position des Bremspedals überprüft wird. Wenn die Bremsen betätigt werden, beträgt die Position F somit 1, und man geht zu dem Schritt 26 über. Wenn nicht, geht man zu dem Schritt 25 über.
  • Der Schritt 25 wird erreicht, wenn das Fahrzeug in einer Situation einer Abwärtsbewegung ist, in welcher die Eintrittsgeschwindigkeit in die Abwärtsbewegung Vmin beibehalten wird. Bei dem Schritt 26 dagegen, wenn das Fahrzeug nicht in einer Situation einer Abwärtsbewegung ist, wird die Variable Vmin mit der laufenden Geschwindigkeit V des Fahrzeugs aktualisiert.
  • Nach dem einen oder dem anderen dieser Schritte 25, 26 wird der Testschritt 27 ausgeführt. Bei diesem Schritt 27 wird die Geschwindigkeit V mit der Eingangsgeschwindigkeit bei der Abwärsbewegung Vmin verglichen. Wenn die Geschwindigkeit V nicht größer als die Eingangsgeschwindigkeit bei der Abwärts bewegung Vmin ist, erhöht um einen Geschwindigkeitsabstand VS, wobei dieser Abstand positiv ist, wird sodann die Ausführung des Programms zu dem Schritt 21 zurückgesetzt. Diese Situation entspricht einem Fall, in welchem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht zu stark von der Eingangsgeschwindigkeit bei der Abwärtsbewegung Vmin beabstandet ist. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der Schritt 26 ausgeführt wurde, da die angegebene Bedingung immer verifiziert wird. In dem entgegengesetzten Fall, d.h. wenn die Geschwindigkeit V größer als die Eingangsgeschwindigkeit bei der Abwärtsbewegung Vmin, erhöht um einen Geschwindigkeitsabstand VS, ist, wird somit der Testschritt 28 ausgeführt.
  • Während dem Testschritt 28 wird die Drehzahl NTA des Motors mit einer Schwelle der Drehzahl NS verglichen. Wenn die Drehzahl NTA größer als die Drehzahlschwelle NS ist, dreht der Motor sodann schon schnell und nimmt eine Leistung auf, die größer als die Schwelle der vorherbestimmten Leistung ist und der Drehzahl NS entspricht. Ein Zurückschalten wird nicht erlaubt, und die Ausführung des Programms wird zu dem Schritt 21 zurückgesetzt. In dem entgegengesetzten Fall wird der Schritt 29 ausgeführt, in welchem eine Reihenfolge eines Zurückschaltens zu dem Getriebe übertragen wird, um den Getriebegang zu verkürzen. Für ein Getriebe mit kontinuierlicher Übersetzungsvariation kann die Anfrage eines Zurückschaltens die Form einer Anfrage einer Erhöhung der Eingangsdrehzahl des Getriebes annehmen. Die Ausführung des Programms wird sodann zu dem Schritt 21 zurückgesetzt. Wie zuvor in der Darstellung der Erfindung angegeben, ist die Schwelle NS eine Funktion von dem Gefälle.
  • Die Auswertung des Gefälles P kann gemäß einem Verfahren realisiert werden, wie es z.B. in dem Dokument EP 1 041 314 dargestellt ist. Gemäß diesem Verfahren wird eine berechnete Beschleunigung γc ausgewertet und mit der tatsächlichen Beschleunigung γm verglichen. Die Auswertung der berechneten Beschleunigung verwendet die Formel: γc = rap(N)·CMotor/Radius·Gewicht – 1/2ρ·Scx·Vveh/Gewicht·g·kr, einen Ausdruck, in welchem:
    • – rap(N) das Ubersetzungsverhältnis ist, welches auf das Rad in dem Gang N übertragen wird,
    • – GMotor das Motormoment ist, welches durch die Steuerungseinheit des Motors in Abhängigkeit von z.B. der Position des Gaspedals und der Motordrehzahl bestimmt wird,
    • – Radius der Radius des Rades ist,
    • – Gewicht das Leergewicht des Fahrzeugs mit zwei Personen an Bord ist,
    • – ρ die Dichte der Luft ist,
    • – Scx der Eindringungskoeffizient des Fahrzeugs in die Luft ist,
    • – g die Erdanziehungskraft (g = 9,81 m/s2) ist und
    • – kr der Rollwiderstand ist.
  • Das Gefälle P, welchem das Fahrzeug folgt (positiv in dem Fall einer Abwärtsbewegung), wird somit gemäß der Formel berechnet: P = (γm – γc)/g
  • Die Auswertung wird durch die Einheit 5 ausgehend von empfangenen Informationen realisiert oder durch ein anderes System des Fahrzeugs, welches direkt den Wert von P zu der Einheit 5 überträgt. Die empfangenen Informationen kommen z.B. von nicht-dargestellten Sensoren der Motorsteuerung 8 oder einem anderen System des Fahrzeugs über ein gegebenenfalls vorhandenes digitales Bordnetz. Das Dokument EP 1 106 872 stellt ebenso das gleiche Verfahren dar. Andere Verfahren zur Auswertung des Gefälles können verwendet werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Steuerung eines automatischen Getriebes (3) eines Fahrzeugs, welches einen Motor (2) aufweist, der das Getriebe (3) antreibt, in welchem: – man eine Situation einer Abwärtsbewegung des Fahrzeugs erfasst und; – man einen Getriebegang auswählt, damit der Motor (3) Energie aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass man eine longitudinale Eingangsgeschwindigkeit bei Abwärtsbewegung (Vmin) speichert, wenn das Fahrzeug in eine Situation einer Abwärtsbewegung eintritt, und, – solange das Fahrzeug in einer Situation einer Abwärtsbewegung ist, man die aktuelle Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs mit der Eingangsgeschwindigkeit bei Abwärtsbewegung (Vmin) derart vergleicht, dass: – wenn die aktuelle Geschwindigkeit (V) die Eingangsgeschwindigkeit bei Abwärtsbewegung (Vmin) um einen vorherbestimmten Abstand (VS) überschreitet, man sodann das Getriebe zum Auslösen eines Zurückschaltens steuert.
  2. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Situation einer Abwärtsbewegung erfasst, wenn das Gefälle (P) größer als eine vorherbestimmte Schwelle des Gefälles (PS) ist, wenn die Leistungsnachfrage des Motors (Acc) niedriger als eine vorherbestimmte Leistungsschwelle (AccS) ist und bei Nichtvorhandensein einer Bremsung.
  3. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einen zusätzlichen Testschritt (28) aufweist, welcher überprüft, ob vor dem Auslösen eines Zurückschaltens die Aufnahmekapazität für Energie des Motors niedriger als eine vorherbestimmte Leistungsschwelle ist.
  4. Steuerungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekapazität des Motors durch die Motordrehzahl (NTA) bestimmt wird.
  5. Steuerungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschwelle der Aufnahmekapazität (NS) eine steigende Funktion von dem Gefälle (P) ist.
  6. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorherbestimmte Geschwindigkeitsabstand (VS) zwischen 5 und 10 km/h liegt.
  7. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug mit einem System zur Regelung der Geschwindigkeit ausgestattet ist.
  8. Steuerungssystem eines automatischen Getriebes (3) eines Fahrzeugs, welches einen Motor (2) aufweist, der das Getriebe (3) antreibt, wobei das System aufweist: – Mittel zur Bestimmung einer Situation einer Abwärtsbewegung des Fahrzeugs und – Mittel zur Auswahl eines Getriebegangs, damit der Motor Energie aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren aufweist: – Mittel zum Messen und Speichern der longitudinalen Eingangsgeschwindigkeit bei Abwärtsbewegung (Vmin), wenn das Fahrzeug in eine Situation einer Abwärtsbewegung eintritt, – Mittel zum Vergleichen der aktuellen Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs mit der Eingangsgeschwindigkeit bei Abwärtsbewegung (Vmin) und – Mittel zur Steuerung des Getriebes zum Auslösen eines Zurückschaltens, wenn die aktuelle Geschwindigkeit (V) die Eingangsgeschwindigkeit bei Abwärtsbewegung (Vmin) um einen vorherbestimmten Abstand (VS) überschreitet.
  9. Fahrzeug, welches einen Motor und ein automatisches Getriebe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es das Steuerungssystem des automatischen Getriebes gemäß Anspruch 8 aufweist.
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