DE3314800A1 - Control device for a vehicle driven by a prime mover by way of a stepped transmission - Google Patents
Control device for a vehicle driven by a prime mover by way of a stepped transmissionInfo
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Abstract
Description
Kontrolleinrichtung für ein von einer AntriebsmaschineControl device for one of a prime mover
über ein abqestuftes Getriebe angetriebenes Fahrzeug Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontrolleinrichtung für ein von einer Antriebsmaschine über ein abgestuftes Getriebe angetriebenes Fahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.Vehicle driven by a stepped transmission. The invention refers to a control device for one of a prime mover a stepped transmission driven vehicle, according to the preamble of the claim 1.
Beim manuellen Schalten eines Getriebes für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Straßen-Nutzfahrzeug, kommt es vor, daß das Drehmoment im neu eingelegten Gang nicht ausreicht, um das Fahrzeug in der vor dem Gangwechsel vorhandenen Geschwindigkeit weiterfahren zu lassen. Es muß daher wieder zurtickgeschaltet werden. Das Einschätzen und Voraussehen einer solchen Situation durch den Fahrzeug-Führer ist schwierig und ungenau. Falsche Gang- wechsel bedeuten jedoch, daß das Fahrzeug unwirtschaftlich, insbesondere mit zu hohem Kraftstoff-Verbrauch gefahren wird.When manually shifting a transmission for a vehicle, in particular for a commercial road vehicle, it happens that the torque in the newly engaged Gear is not sufficient to drive the vehicle at the speed it was before the gear change to continue driving. It must therefore be switched back again. The appraisal and anticipation of such a situation by the vehicle operator is difficult and inaccurate. Wrong gear change mean, however, that the vehicle uneconomical, in particular with excessive fuel consumption.
Die beschriebenen Situationen können auch bei automatisch arbeitenden Getrieben auftreten. Diese Getriebe sind deshalb so ausgelegt, daß nur bei hoher Leistungsreserve geschaltet wird. Dies bedeutet ebenfalls eine unwirtschaftliche Fahrweise.The situations described can also occur with automatically working Appear driven. These gears are therefore designed so that only at high Power reserve is switched. This also means an uneconomical one Driving style.
Die Auswahl des günstigsten Betriebspunktes einer aus einem Motor und einem Getriebe bestehenden Antriebseinheit ist von sehr vielen Faktoren abhängig. Selbst die Definition des "günstigsten Betriebspunktes" ist sehr schwierig, da der Punkt günstigsten Verbrauchs im Kennlinienfeld eines Motors in der Regel nicht der Punkt maximaler Leistung ist. Je nach Anforderungen und äußeren Bedingungen müssen die Gangauswahlkriterien zwischen den verschiedenen als "günstig" eingestuften Betriebspunkten variiert werden.The selection of the most favorable operating point from an engine and a drive unit that is present in a gearbox depends on a large number of factors. Even the definition of the "most favorable operating point" is very difficult because the The point of cheapest consumption in the characteristic field of an engine is usually not the Point of maximum performance. Depending on the requirements and external conditions the gear selection criteria between the various operating points classified as "favorable" can be varied.
Die Qualität dieser Kriterien ist ganz entscheidend auch von der Konstanz der verwendeten Größen abhängig. Werden beispielsweise Motormomente ermittelt, dann sind diese unter anderem abhängig von der Kraftstoffdichte, von der Höhenlage, in der der Motor betrieben wird, von der Kraftstoffqualität, von der Motortemperatur usw. Werden nun die Motormomente mit nach theoretischen oder empirischen Methoden ermittelten konstanten Werten verglichen, dann wird das Ergebnis bei Auftreten einer Abweichung eines der vielen Einflußfaktoren einen Fehler aufweisen.The quality of these criteria is also crucial for the constancy depends on the sizes used. If, for example, engine torques are determined, then are these dependent, among other things, on the fuel density, on the altitude, in that the engine is running, the fuel quality, the engine temperature etc. Are now the engine torques using according to theoretical or empirical methods determined constant values are compared, then the result is when a Deviation of one of the many influencing factors have an error.
Eine naheliegende Lösung ist es nun, möglichst viele der wichtigsten Einflußgrößen mit eigenen Sensoren zu erfassen und auszuwerten. Das bedeutet aber einen großen Aufwand.An obvious solution is to try as many of the most important as possible Record and evaluate influencing variables with your own sensors. But that means a great effort.
Auch die Genauigkeit, mit der ein Wert ermittelt wird, ist bei der Ermittlung von Schaltpunkten insbesondere bei mit großem Last-/Leerverhältnis betriebenen Nutzfahrzeugen von entscheidender Bedeutung. Soll beispielsweise die bei konstanter Geschwindigkeit am Fahrzeug auftretenden Fahrwiderstände genau ermittelt werden, dann müßten Größen wie Veränderungen des Luftwiderstandsbeiwertes Cw durch Aufbauänderungen, Luftdichte, Änderungen der Rollreibung der Reifen auf der Straße bei unterschiedlichen Reifenprofilen und unterschiedlichem Verschleißzustand, Straßenprofil usw. erfaßt werden. Hinzu kommt, daß bestimmte Größen wie Lagerreibung und Getriebe-Wirkungsgrad sich an Serienfahrzeugen ohne großen Aufwand gar nicht ermitteln lassen.The accuracy with which a value is determined is also important in the Determination of switching points, especially for those operated with a high load / empty ratio Commercial vehicles of vital importance. Should, for example, the at constant Speed at the vehicle occurring driving resistances can be determined exactly, then variables such as changes in the drag coefficient Cw due to changes in the structure, Airtightness, changes in the rolling friction of tires on the road at different rates Tire profiles and different wear conditions, road profile, etc. recorded will. In addition, certain parameters such as bearing friction and gear efficiency cannot be determined on series vehicles without great effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, genaue Schaltpunkte für ein Fahrzeug-Getriebe zu ermitteln, wobei möglichst wenig Pheripherie-Geräte (Sensoren) eingesetzt werden sollen.The invention is based on the object of providing precise switching points for to determine a vehicle transmission, with as few peripheral devices (sensors) as possible should be used.
Diese Aufgabe wird von der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the invention specified in claim 1 solved. Advantageous embodiments and developments of the invention are specified in the subclaims.
Die Erfindung geht von der folgenden Erkenntnis aus. Zu jedem beliebigen Zeitpunkt setzt sich das fahrzeugantreibende momentane Antriebsmoment MA zusammen aus einem stationären Antriebsmoment Statt daß zur Weiterfahrt des Fahrzeugs ohne Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs erforderlich ist, und einem eine Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs bewirkenden Beschleunigungsmoment Mb. Dies bedeutet, daß das stationäre Antriebsmoment Mstat wie folgt berechnet werden kann: MA Mstat + Mb Mb = G e f (s staut = MA - G o f (s wenn die Größen M, G und s vorliegen bzw. gemessen werden können. Im einzelnen bedeuten in den Gleichungen: Mstat = stationäres Antriebsmoment MA = momentanes Antriebsmoment Mb = Beschleunigungsmoment G = Gewicht des Fahrzeugs s = Beschleunigung des Fahrzeugs Der Ausdruck f (s ) bedeutet, daß die Fahrzeug-Beschleunigung mit einem Faktor versehen sein kann. Alle Größen können aus den tatsächlichen Werten abgeleitet sein.The invention is based on the following knowledge. Anyone The instantaneous drive torque MA that drives the vehicle is made up at this point in time from a stationary drive torque instead of that to continue driving the vehicle without Acceleration or deceleration of the vehicle is required, and an acceleration or deceleration of the vehicle causing acceleration torque Mb. This means that the stationary drive torque Mstat can be calculated as follows: MA Mstat + Mb Mb = G e f (s staut = MA - G o f (s if the sizes M, G and s are available or can be measured. In detail, mean in the equations: Mstat = stationary Drive torque MA = current drive torque Mb = acceleration torque G = weight of the vehicle s = acceleration of the vehicle The term f (s) means that the vehicle acceleration can be provided with a factor. All sizes can be derived from the actual values.
Das stationäre Moment Mstat kann als die Summe der Fahrwiderstände bei geschwindigkeitskonstanter Fahrt aufgefaßt werden. Diese Fahrwiderstände sind die Rollreibung, die Luftreibung und der Steigungswiderstand.The stationary moment Mstat can be used as the sum of the driving resistances be taken when driving at a constant speed. These driving resistances are the rolling friction, the air friction and the gradient resistance.
Da die in der Formel für Mstat rechts stehenden Größen leicht ermittelt werden können, läßt sich so die umständliche und ungenaue Erfassung der einzelnen Fahrwiderstände umgehen.Since the values on the right in the formula for Mstat are easily determined can be, so the cumbersome and imprecise recording of the individual Bypass driving resistance.
Das zur Auswertung der Gleichung für Mstat notwendige genaue Fahrzeug-Gewicht kann über die Fahrzeug-Beschleunigung wie in der älteren Anmeldung P 32 46 201.8 beschrieben, bestimmt werden. Wesentlich ist, daß das genaue Gewicht bekannt ist, und nicht, wie in bekannten Anmeldungen (z.B.The exact vehicle weight needed to evaluate the equation for Mstat can about the vehicle acceleration as in the earlier application P 32 46 201.8 described, can be determined. It is essential that the exact weight is known, and not, as in known applications (e.g.
DE-OS 30 18 032, DE-OS 31 01 056) von einem angenommenen Fahrzeuggewicht ausgegangen wird.DE-OS 30 18 032, DE-OS 31 01 056) from an assumed vehicle weight is assumed.
Weiterhin wird nach der erfindungsgemäßen Ausgestaltung für die Berechnung möglichst aller erforderlichen Größen von einmal festgelegten Werten ausgegangen.Furthermore, according to the embodiment according to the invention, for the calculation If possible, all required sizes are based on values that have been defined once.
Im vorgeschlagenen Fall wird das unter bestimmen Betriebsbedingungen ermittelte Kennlinienfeld des verwendeten Motors, in dem Motorausgangsmoment über Motordrehzahl bei verschiedenen Motorsteuerbetriebspunkten aufgetragen sind, in einem Speicher abgelegt. Alle erforderlichen Größen wie z.B. MA, G und Mstat werden unter anderem aus diesen Werten ermittelt. Die theoretisch oder empirisch ermittelten Schwellwerte Mopt, die zur Erstellung von Schaltkriterien mit beispielsweise dem Wert Mstat verglichen werden, beziehen sich ebenfalls auf die Werte des gespeicherten Kennlinienfeldes. Diese Vorgehensweise hat den großen Vorteil, daß sich bei Verschiebungen des Kennlinienfeldes z.B. durch veränderte Kraftstoffdichte oder veränderter Höhenlage, das Verhältnis der Größen bei den beschriebenen Wertevergleichen nicht ändert und somit fehlerfreie Werte geliefert werden.In the proposed case this is done under certain operating conditions determined characteristic field of the motor used, in the motor output torque over Engine speed at various engine control operating points are plotted in stored in a memory. All required sizes such as MA, G and Mstat will be determined from these values, among other things. The theoretically or empirically determined Threshold values Mopt, which are used to create switching criteria with, for example, the Value Mstat are compared, also refer to the values of the stored Characteristic field. This procedure has the great advantage that when there are shifts of the family of characteristics, e.g. due to a change in fuel density or a change in altitude, the ratio of the sizes does not change in the described value comparisons and thus error-free values can be delivered.
Würde das Motormoment beispielsweise direkt gemessen und mit theoretisch oder empirisch festgelegten Werten verglichen werden, dann müßte bei Veränderungen des Motormomentes durch äußere Einflüsse eine Korrektur der Werte vorgenommen werden, um ein fehlerfreies Ergebnis zu bekommen.For example, the engine torque would be measured directly and theoretically or empirically established values are compared, then would have to change in the event of changes the motor torque is corrected by external influences, to get an error-free result.
Die Erfindung vermeidet diese und gleichzeitig auch eine Reihe weitere FehLermöglichkeiten.The invention avoids these and at the same time a number of others Possible errors.
Ein Vergleich von theoretisch oder empirisch ermittelten Momenten mit dem stationären Moment Mstat mit vorgegebenen Werten hat folgenden Vorteil: Wenn vor dem Einlegen eines neuen Ganges geprüft wird, ob das im neuen Gang erzielbare maximale oder unter Berücksichtigung vorgegebene Auswahlkriterien (z.B. Kraftstoff-Verbrauch) als angemessen zu betrachtende Antriebsmoment größer ist als das entsprechend dem Getriebe-Übersetzungsverhältnis transformierte stationäre Antriebsmoment, so läßt sich vorher sagen, wie sich das Fahrzeug nach einem Gangwechsel weiterbewegen wird, d.h. ob es sich überhaupt mit der vor dem Gangwechsel vorhandenen Geschwindigkeit und mit einem wirtschaftlichen Kraftstoff-Verbrauch weiter bewegt. Gegebenenfalls wird über eine Sperreinrichtung das Einlegen eine insofern ungünstigen Ganges verhindert.A comparison of theoretically or empirically determined moments with the stationary moment Mstat with given Values has the following Advantage: If a check is carried out before engaging a new gear, whether it is in the new one Maximum achievable gear or taking into account specified selection criteria (e.g. fuel consumption) greater than the appropriate drive torque to be considered is than the stationary transformed according to the gear ratio Drive torque, it can be predicted how the vehicle will move after a gear change will continue to move, i.e. whether it is at all with the one that was present before the gear change Moving on at speed and with economical fuel consumption. If necessary, the insertion via a locking device is an unfavorable one Ganges prevented.
Der erwähnte Vergleich zwischen dem transformierten stationären Antriebsmoment und dem angemessenen Antriebsmoment des neuen Ganges läßt auch eine Vorhersage über die evtl. zu erwartende Beschleunigung des Fahrzeugs nach dem Gangwechsel zu.The mentioned comparison between the transformed stationary drive torque and the appropriate drive torque of the new gear also leaves a prediction the possibly expected acceleration of the vehicle after changing gears.
Unter dem Motor-Kennlinienfeld sind auch Kennlinienfelder zu verstehen, die den Betriebszustand des Motors indirekt beschreiben, wie beispielsweise die Zahlenwerte der Kraftstoffeinspritzzeiten.The engine characteristic field is also to be understood as a characteristic field, which indirectly describe the operating state of the engine, such as the Numerical values of the fuel injection times.
Weiterhin sind unter den in den Patentansprüchen verwendeten "Momenten" auch Antriebsgrößen allgemein zu verstehen, also zum Beispiel auch Leistungsgrößen oder solche vergleichbaren Größen, die die Antriebsmomente lediglich als eine von mehreren Rechengrößen enthalten.Furthermore, among the "moments" used in the claims also to understand drive sizes in general, for example also power sizes or those comparable quantities that the drive torque is only considered to be one of contain several calculation quantities.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in dcr Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.The invention is based on an embodiment that is shown in the drawing is shown, explained in more detail.
Die Zeichnung zeigt in vereinfachter Darstelluna die wesentlichen Elemente eines von einer Antriebsmaschine angetriebenen Fahrzeugs. Als Antriebsmaschine dient ein Verbrennungsmotor 6, dessen Kraftstoffzufuhr mittels eines Gebers 1 steuerbar ist. Über eine Welle 8 ist der Motor 6 mit einer Kupplung 9 verbunden, die ihrerseits über eine Welle 11 mit einem Getriebe 12 verbunden ist.The drawing shows the essentials in a simplified representation Elements of a vehicle driven by a prime mover. As a prime mover An internal combustion engine 6 is used, the fuel supply of which can be controlled by means of a sender 1 is. The motor 6 is connected to a coupling 9 via a shaft 8, which in turn is connected to a transmission 12 via a shaft 11.
Das Getriebe 12 dient zum Antrieb einer Achse 14, die ihrerseits die angetriebenen Fahrzeugräder des Fahrzeugs antreibt. Von den angebriebenen Rädern des Fahrzeugs ist der Einfachheit halber nur das Rad 15 dargestellt.The gear 12 is used to drive an axle 14, which in turn the Driven vehicle wheels of the vehicle drives. From the driven wheels of the vehicle, only the wheel 15 is shown for the sake of simplicity.
Der Geber 1 für die Steuerung der Kraftstoffzufuhr des Motors 6 weist einen Signalausgang 3 auf, der über eine Signalleitung 4 mit einem Signaleingang 5 des Motors 6 verbunden ist. Der Geber 1 ist ferner mit einer Einrichtung versehen, die die Stellung des Gebers 1 als Signalgröße y darstellt. Diese Signalgröße y ist an einem Signalausgang 2 des Gebers 1 abrufbar. Im einfachsten Fall enthält der Geber 1 als Steuerglied für die Kraftstoffzufuhr des Motors 6 ein übliches, mechanisch arbeitendes Gaspedal. Der Geber 1 kann jedoch auch - wie im dargestellten Ausführungsbeispiel - als elektrischer oder elektronischer Geber ausgebildet sein, wenn der Motor 6 entsprechend mittels eines Steuersignals steuerbar ist.The sender 1 for controlling the fuel supply to the engine 6 has a signal output 3, which via a signal line 4 with a signal input 5 of the motor 6 is connected. The encoder 1 is also provided with a device, which represents the position of the encoder 1 as a signal variable y. This signal quantity is y can be called up at a signal output 2 of encoder 1. In the simplest case, the contains Sensor 1 as a control element for the fuel supply of the engine 6 is a conventional, mechanical one working accelerator. The encoder 1 can, however, also - as in the illustrated embodiment - Be designed as an electrical or electronic encoder if the motor 6 can be controlled accordingly by means of a control signal.
Die zwischen der antriebsseitigen Welle 8 und der abtriebsseitigen Welle 11 angeordnete Kupplung 9 ist mittels eines Steuersignals betätigbar, das einem Signaleingang 10 der Kupplung 9 zuführbar ist.The between the drive-side shaft 8 and the output-side Coupling 9 arranged on shaft 11 can be actuated by means of a control signal which a signal input 10 of the clutch 9 can be fed.
Das Getriebe 12 ist ebenfalls elektrisch steuerbar, wobei Signaleingänge 13 des Getriebes 12 zum Empfang entsprechender Steuersignale zum Einlegen des jeweils gewünschten oder erforderlichen Ganges dienen. Sowohl die Kupplung 9 als auch das Getriebe 12 können im einfachsten Fall rein mechanisch betätigt werden. In diesem Fall stellen die Signaleingänge 10 und 13 symbolhaft die Verbindung von Kupplungs-Betätigungsmechanismen und Getriebe-Betätigungsmechanismen mit den entsprechenden Betätigungseinrichtungen für die Kupplung 9 und das Getriebe 12 dar.The transmission 12 is also electrically controllable, with signal inputs 13 of the transmission 12 for receiving appropriate control signals for inserting the respective serve the desired or required course. Both the clutch 9 and that In the simplest case, gears 12 can be operated purely mechanically. In this In this case, the signal inputs 10 and 13 symbolically represent the connection of clutch actuation mechanisms and transmission actuation mechanisms with the corresponding actuation devices for the clutch 9 and the transmission 12.
Zur Steuerung des Getriebes 12 ist eine Getriebesteuerung 18 vorgesehen. Im einfachsten Fall arbeitet diese Getriebesteuerung 18 so, daß das Getriebe 12 in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und somit in Abhängigkeit von der Drehzahl nR der angetriebenen Räder automatisch geschaltet wird. Zur Erfassung der Drehzahl nR des angetriebenen Rades 15 dient ein Sensor 16, dessen Drehzahl-Signal über eine Signalleitung 17 einem Signaleingang 19 der Getriebesteuerung 18 zugeführt ist. Über Signalausgänge 22 und entsprechende Signalleitungen 23 ist die Getriebesteuerung 18 mit den Signaleingängen 13 des Getriebes 12 und dem Signaleingang 10 der Kupplung 9 verbunden.A transmission control 18 is provided to control the transmission 12. In the simplest case, this transmission control 18 works in such a way that the transmission 12 as a function of the speed of the vehicle and thus as a function is automatically switched from the speed nR of the driven wheels. To capture the speed nR of the driven wheel 15 is a sensor 16, the speed signal A signal input 19 of the transmission control 18 is supplied via a signal line 17 is. The transmission control is via signal outputs 22 and corresponding signal lines 23 18 with the signal inputs 13 of the transmission 12 and the signal input 10 of the clutch 9 connected.
Wenn mittels der Getriebesteuerung 18 in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und unter Berücksichtigung vorgegebener Auswahlkriterien ein neuer Gang festgelegt wird, wird die Kupplung 9 über ihren Signaleingang 10 betätigt und anschließend bei getrennter Kupplung das Getriebe 1 über seine Signaleingänge 13 von der Getriebesteuerung 18 umgeschaltet. Danach wird dann die Kupplung 9 wieder geschlossen. Die Steuerung bzw. Betätigung der Kupplung 9 und des Getriebes 12 können - wie oben ange- deutet - auch rein mechanisch über Servomotoren der Getriebesteuerung 18 erfolgen.If by means of the transmission control 18 as a function of the speed of the vehicle and a new one, taking into account the specified selection criteria Gear is set, the clutch 9 is actuated via its signal input 10 and then, with the clutch disconnected, the transmission 1 via its signal inputs 13 switched by the transmission control 18. Then the clutch 9 is then again closed. The control or actuation of the clutch 9 and the transmission 12 can - as above- indicates - also purely mechanically via servomotors the transmission control 18 take place.
Zu den vorstehend erwähnten Auswahlkriterien, nach denen in der Getriebesteuerung 18 jeweils ein neuer Gang festgelegt wird, gehört im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Überprüfung, ob der Motor 6 nach dem Einlegen des an sich ausgewählten neuen Ganges überhaupt in der Lage ist, das für eine Weiterfahrt des Fahrzeugs ohne Verzögerung oder Beschleunigung erforderliche stationäre Antriebsmoment aufzubringen. Dies bedeutet, daß der dem an sich ausgewählten neuen Gang zugeordnete Antriebsmomenten-Bereich oder ein entsprechendes optimales oder angemessenes Antriebsmoment Mopt größere Werte bzw. einen größeren Wert aufweisen müssen als das für die verzögerungs- bzw. beschleunigungsfreie Weiterfahrt des Fahrzeugs erforderliche stationäre Antriebsmoment Mstat Das dem an sich ausgewählten neuen Gang zugeordnete optimale Antriebsmoment Mopt kann z.B. auch zusätzlich unter Berücksichtigung des Kraftstoffverbrauchs bestimmt sein.Regarding the selection criteria mentioned above, according to those in the transmission control 18 each time a new gear is set belongs in the illustrated embodiment a check as to whether the motor 6 after inserting the new one selected per se Ganges is even able to allow the vehicle to continue driving without delay or acceleration to apply the required stationary drive torque. This means, that the drive torque range assigned to the new gear selected per se or a corresponding optimal or appropriate drive torque Mopt greater Values or must have a higher value than that for the delay or Steady-state drive torque required for the vehicle to continue to travel without acceleration Mstat The optimal drive torque assigned to the new gear selected Mopt can, for example, also be determined taking fuel consumption into account be.
Für den erwähnten Vergleich zwischen dem jeweiligen stationären Antriebsmoment Mstat und dem für den an sich ausgewählten neuen Gang optimalen Antriebsmoment Mopt ist eine Vergleichseinrichtung 45 vorgesehen, die in die Getriebesteuerung 18 integriert ist. Ebenfalls in die Getriebesteuerung 18 integriert ist eine Einrichtung, die zur Speicherung oder rechnersichen Bestimmung der den einzelnen Gängen des Getriebes 12 zugeordneten angemessenen bzw. optimalen Antriebsmoment M dient. Es versteht opt sich, daß bei dem erwähnten Vergleich der Antriebsmomente nicht das jeweilige stationäre Antriebsmoment direkt mit dem angemessenen Antriebsmoment des betreffenden neuen Ganges verglichen wird, sondern daß bei diesem Vergleich das stationäre Antriebsmoment entsprechend dem Übersetzungsverhältnis zwischen dem jeweils eingeschalteten und dem betreffenden neuen Gang transformiert wird. Aus diesem Grunde ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Vergleichsgröße M stat stat Mstat angegeben. Es ist natürlich auch möglich, statt des stationären Antriebsmomentes bzw. dem gemäß dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes transformierten Wert andere, von den Antriebsmomenten abgeleitete Größen wie z.B. Kräfte, Leistungen oder solche Vergleichsgrößen, die die Antriebsmomente lediglich als eine von mehreren Rechengrößen enthalten, miteinander zu vergleichen.For the mentioned comparison between the respective stationary drive torque Mstat and the optimal drive torque Mopt for the new gear selected a comparison device 45 is provided, which is integrated in the transmission control 18 is. Also integrated into the transmission control 18 is a device that for storing or computationally determining the individual gears of the transmission 12 associated appropriate or optimal drive torque M is used. It understands opt yourself that in the mentioned comparison of the drive torques not the respective stationary drive torque directly with the appropriate drive torque of the relevant new gear is compared, but that in this comparison the stationary drive torque according to the gear ratio between the switched on and is transformed into the new corridor in question. For this reason is shown in Embodiment specified as a comparison variable M stat stat Mstat. It is natural also possible instead of the stationary drive torque or according to the transmission ratio the value transformed by the gearbox other values derived from the drive torques Quantities such as forces, powers or such comparative quantities that determine the drive torques only included as one of several calculation variables to be compared with one another.
Alle angemessenen Antriebsmomente M oder M' beopt opt ziehen sich immer auf die im Kennlinienfeldspeicher 36 abgelegten Werte. Für die Berechnung oder Bestimmung des stationären Antriebsmomentes oder einer daraus abgeleiteten stationären Antriebsgröße ist, eine Momenten-Kontrolleinrichtung 24 vorgesehen, die die für den oben erwähnten Vergleich erforderliche stationäre Antriebsgröße (z.B. Mstat oder M1 ) über Signalleitungen 21 stat an die Getriebesteuerung 18 liefert, sofern die Getriebesteuerung 18 über Abfrage-Signalleitungen 20 die entsprechende Größe abfragt. Damit ist also gewährleistet, daß die Getriebesteuerung 18 nach der Auswahl eines oder mehrerer gemäß der Drehzahl nR des Rades 15 an sich zulässiger neuer Gänge für jeden dieser Gänge den Vergleich zwischen dem erforderlichen stationären Antriebsmoment und dem dem betreffenden neuen Gang angemessenen Antriebsmoment vornimmt. Das Ergebnis dieses Vergleichs ist dann, daß der z.B. verbrauchsgünstigste neue Gang ausgewählt wird, der das Fahrzeug in jedem Fall so antreibt, daß es wenigstens ohne nennenswerte Verzögerung weiterfährt, oder daß kein neuer Gang eingelegt wird, weil in keinem der an sich ausgewählten neuen Gänge eine Weiterfahrt des Fahrzeugs ohne nennenswerte Verzögerung gewährleistet ist.All appropriate drive torques M or M 'beopt opt drag each other always to the values stored in the characteristic map memory 36. For the calculation or determination of the stationary drive torque or one derived therefrom stationary drive variable, a torque control device 24 is provided, the stationary drive size required for the above comparison (e.g. Mstat or M1) delivers stat to the transmission control 18 via signal lines 21, provided that the transmission control 18 via query signal lines 20 the appropriate Size queries. This ensures that the transmission control 18 after Selection of one or more permissible per se according to the speed nR of the wheel 15 new courses for each of these courses the comparison between the required stationary Carries out the drive torque and the drive torque appropriate for the new gear in question. The result of this comparison is then that, for example, the most economical new one Gear is selected that drives the vehicle in each case so that it at least continues to drive without significant delay, or that no new gear is engaged, because the vehicle does not continue to travel in any of the new gears selected per se is guaranteed without any significant delay.
In der Momenten-Kontrolleinrichtung 24 wird das jeweilige stationäre Antriebsmoment Mstat dadurch bestimmt, daß die Differenz zwischen dem tatsächlichen vom Motor 6 aufgebrachten jeweiligen momentanen Antriebsmoment MA des Fahrzeugs und einer solchen Rechengröße bestimmt wird, die sich als das Produkt aus dem Gewicht des Fahrzeugs und dem Rechenwert der momentanen Beschleunigung des Fahrzeugs ergibt. Um die erwähnte Differenz berechnen zu können, werden der Momenten-Kontrolleinrichtung 24 über einen Signaleingang 27 das transformierte momentane Antriebsmoment MA des Motors 6, über einen Signaleingang 26 das Gewicht G des Fahrzeugs und über einen Signaleingang 25 die Drehzahl nR des angetriebenen Rades 15 zugeführt.In the torque control device 24, the respective stationary Drive torque Mstat determined by the fact that the difference between the actual The respective instantaneous drive torque MA of the vehicle applied by the engine 6 and such a calculation variable is determined, which is the product of the weight of the vehicle and the calculated value of the current acceleration of the vehicle. In order to be able to calculate the mentioned difference, the torque control device 24 the transformed instantaneous drive torque MA des via a signal input 27 Motor 6, via a signal input 26, the weight G of the vehicle and via a Signal input 25, the speed nR of the driven wheel 15 is supplied.
Der Signaleingang 27 der Momenten-Kontrolleinrichtung 24 ist über eine Leitung 34 an den Signalausgang 35 eines Motor-Kennlinienfeld - Speichers 36 angeschlossen, der an dem erwähnten Signalausgang 35 ein dem momentanen Antriebsmoment des Motors 6 entsprechendes Signal zur Verfügung stellt. Der Signaleingang 26 der Momenten-Kontrolleinrichtung 24 ist über eine Signalleitung 29 der Auswerteeinrichtung 30 zur Ermittlung des Gewichts des Fahrzeugs angeschlossen. An diesem Signalausgang 29 der Auswerteeinrichtung 30 steht ein dem Gewicht des Fahrzeugs entsprechendes Signal zur Verfügung. Der Signaleingang 25 der Momenten-Kontrolleinrichtung 24 schließlich ist über die Signalleitung 17 dem dem Drehzahlgeber 16 zur Erfassung der Rad-Drehzahl nR verbunden. In der Momenten-Kontrolleinrichtung 24 wird durch Differential-Rechnung aus dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl nR des Rades 15 die Beschleunigungsgröße s' des Fahrzeugs berechnet. Das jeweilige momentane Antriebsmoment MA des Motors 6 wird aus dem Motor-Kennlinienfeld 36 ermittelt, welches die Abhängigkeit der folgenden Größen voneinander enthält: momentanes Antriebsmoment MA des Motors 6, Drehzahl nR des Motors 6 und Stellung y des Gebers (Gaspedal) 1. Im dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Speicher 36 für verschiedene Werte (Y1, y2, y3) der Stellung y des Gebers 1 je eine Kennlinie für die Abhängigkeit des momentanen Antriebsmomentes MA von der Drehzahl nA Die Stellung y des Gebers 1 wird einem Signaleingang 39 des Speichers 36 über eine Signalleitung 40 zugeführt, die ihrerseits an den Signalausgang 2 des Gebers 1 angeschlossen ist. Die Drehzahl nA des Motors 6 wird mittels eines die Welle 8 abtastenden Sensors 7 ermittelt und über eine Signalleitung 38 einem Signaleingang 37 des Speichers 36 zugeführt. Der Kennlinien-Speicher 36 ist so ausgebildet, daß er für jedes Wertepaar y/nA das momentane Antriebsmoment MA an seinem Signalausgang 35 zur Verfügung stellt. Die Drehzahl nA des Motors 6 kann auch aus der Rad-Drehzahl nR des Rades 15 berechnet werden, wenn das jeweilige Übersetzungsverhältnis des Getriebes 12 berücksichtigt wird.The signal input 27 of the torque control device 24 is via a line 34 to the signal output 35 of an engine characteristic map - memory 36 connected, which is connected to the aforementioned signal output 35 to the momentary drive torque of the motor 6 provides the corresponding signal. The signal input 26 of the The torque control device 24 is connected to the evaluation device via a signal line 29 30 connected to determine the weight of the vehicle. At this signal output 29 of the evaluation device 30 is a corresponding to the weight of the vehicle Signal available. Finally, the signal input 25 of the torque control device 24 is via the signal line 17 to the speed sensor 16 for detecting the wheel speed nR connected. In the torque control device 24 is calculated by differential calculation the acceleration variable from the time profile of the speed nR of the wheel 15 s' of the vehicle is calculated. The respective instantaneous drive torque MA of the motor 6 is determined from the engine characteristic field 36, which is the dependency of the following Sizes from each other includes: current drive torque MA of the motor 6, speed nR of the motor 6 and position y of the sender (accelerator pedal) 1. Im shown Embodiment contains the memory 36 for different values (Y1, y2, y3) position y of sender 1 has a characteristic curve for the dependence of the momentary Drive torque MA from speed nA Position y of encoder 1 becomes a signal input 39 of the memory 36 is supplied via a signal line 40, which in turn is connected to the Signal output 2 of encoder 1 is connected. The speed nA of the motor 6 is determined by means of a sensor 7 scanning the shaft 8 and via a signal line 38 is fed to a signal input 37 of the memory 36. The characteristic curve memory 36 is designed in such a way that it is the current drive torque for each value pair y / nA MA makes available at its signal output 35. The speed nA of the motor 6 can also be calculated from the wheel speed nR of the wheel 15 if the respective Gear ratio of the transmission 12 is taken into account.
In der Gewichtsermittlung 30 zur Ermittlung des Gewichtes des Fahrzeugs wird das Verhältnis zwischen dem momentanen Antriebsmoment MA des Motors 6 und einer Differenz zweier Rechengrößen gebildet, wobei die erwähnten Rechengrößen jeweils eine der Beschleunigung des Fahrzeugs entsprechende Beschleunigungsgröße enthalten. Diese beiden Beschleunigungsgrößen 5 x2 und 5 werden zu verschiedenen Zeiten x2 xl ermittelt, wobei die eine Beschleunigungsgröße zu einem Zeitpunkt ermittelt wird, in dem sich das Fahrzeug in einem antriebslosen Zustand z.B. in einer Schaltpause befindet. In diesem antriebslosen Zustand wird das Fahrzeug nicht wesentlich beschleunigt oder verzögert.In weight determination 30 for determining the weight of the vehicle becomes the ratio between the instantaneous drive torque MA of the motor 6 and a Difference between two calculation quantities formed, the calculation quantities mentioned in each case contain an acceleration variable corresponding to the acceleration of the vehicle. These two acceleration quantities 5 x2 and 5 become x2 at different times xl is determined, the one acceleration variable being determined at a point in time in which the vehicle is in a non-powered state, e.g. in a switching pause is located. In this non-powered state, the vehicle is not accelerated significantly or delayed.
Um die erwähnte Rechenoperation durchführen zu können, wird der Gewichtsermittlung 30 über die Signalleitung 34 und einem Signaleingang 33 das momentane Antriebsmoment MA des Motors 6 zugeführt. Der zur Bildung der Beschleunigungsgrößen 5x2 und Exl erforderliche zeitliche Verlauf der Drehzahl nR des angetriebenen Rades 15 wird über die Signalleitung 17 einen Signaleingang 32 der Gewichtsermittlung 30 zugeführt. Über die Signalleitungen 23 schließlich wird einem Signaleingang 31 der Gewichtsermittlung 30 der Zeitpunkt mitgeteilt, zu dem die Kupplung 9 durch Steuersignale der Gewichtsermittlung 30 zwischen solchen Zeiten, in denen das Fahrzeug dem Antrieb durch den Motor 6 unterliegt, und solchen Zeiten, in denen das Fahrzeug nicht dem Antrieb des Motors 6 unterliegt, unterschieden werden. Zu diesen unterschiedlichen Zeiten werden auch die Beschleunigungsgrößen 5.x2 und 5x1 gemessen bzw. bestimmt.In order to be able to carry out the aforementioned arithmetic operation, the weight determination 30 the instantaneous drive torque via the signal line 34 and a signal input 33 MA of the motor 6 supplied. The one used to create the acceleration values 5x2 and Exl required time course of the speed nR of the driven wheel 15 is A signal input 32 of the weight determination 30 is supplied via the signal line 17. Finally, via the signal lines 23, a signal input 31 is used to determine the weight 30 communicated the point in time at which the clutch 9 is determined by control signals of the weight determination 30 between such times when the vehicle is being propelled by the engine 6 subject to, and such times when the vehicle is not driving the engine 6 is subject to a distinction. These will also be different times the acceleration values 5.x2 and 5x1 are measured or determined.
Die allgemeine Formel zur Ermittlung des Fahrzeuggewichtes G lautet: Werte mit Index 1 sind zum Zeitpunkt 1 und Werte mit Index 2 sind zum Zeitpunkt 2 ermittelt.The general formula for determining the vehicle weight G is: Values with index 1 are determined at time 1 and values with index 2 are determined at time 2.
Neben dem oben beschriebenen Sonderfall MA2 = ° der für die Schaltpause gilt, kann auch der Sonderfall f (so2) = 0 ausgewertet werden. Dieser gilt für unbeschleunigte Fahrt.In addition to the special case MA2 described above = ° der for the switching pause applies, the special case f (so2) = 0 can also be evaluated. This applies to unaccelerated Journey.
Die obige Gleichung kann natürlich auch allgemein, ohne die Sonderfälle abzuwarten, ausgewertet werden. Dabei ist immer darauf zu achten, daß die beiden Meßpunkte nicht zu weit auseinander liegen. Um jedoch eine ausreichende Genauigkeit für die Gewichtsgröße zu erhalten, sollte die Differenz der Antriebsmomente MA1 - MA2 möglichst groß gewählt werden.The above equation can of course also be general, without the special cases to be seen to be evaluated. It is always important to ensure that the two The measuring points are not too far apart. However, in order to achieve a sufficient accuracy for the weight size should be the difference between the drive torques MA1 - MA2 should be chosen as large as possible.
Die Gewichtsermittlung 30 kann auch so ausgebildet sein, daß verschiedene ermittelte Gewichtsgrößen G zur Bildung eines Mittelwertes für die Gewichtsgrößen verwendet werden und daß der so ermittelte Mittelwert der Gewichtsgrößen seinerseits zur Anzeige oder Bestimmung des Gewichtes des Fahrzeugs herangezogen wird. In diesem Fall wird also der Momenten-Kontrolleinrichtung 24 ein Gewichts-Mittelwert zugeführt.The weight determination 30 can also be designed so that different determined weight sizes G to form an average value for the weight sizes are used and that the mean value of the weight sizes determined in this way is in turn is used to display or determine the weight of the vehicle. In this In this case, the torque control device 24 is supplied with an average weight value.
Es können auch Mittel vorgesehen sein, die nur solche Gewichtsgrößen oder nur solche Mittelwerte der Gewichtsgrößen zur Auswertung kommen lassen, die eine vorgegebene Abweichung von einem vorgegebenen Wert oder einem früher ermittelten Wert der Gewichtsgrößen nicht überschreiten.It can also be provided means that only such weight sizes or only allow the mean values of the weight sizes to be evaluated that a predefined deviation from a predefined value or a previously determined one Do not exceed the value of the weight sizes.
Um sicherzustellen, daß auch dann, wenn in der Auswerteeinrichtung 30 z.B. wegen zu kurzer Fahrzeit noch kein ausreichend genauer Wert für die Gewichtsgröße G vorliegt, in der Momenten-Kontrolleinrichtung 24 einen brauchbaren Wert für das stationäre Antriebsmoment Mstat bestimmen zu können, ist es vorteilhaft, statt der von der Auswerteeinrichtung 30 ermittelten Gewichtsgrößen G zunächst eine mittlere Gewichtsgröße G0 zu verwenden, die z.B. einem halbbeladenen Fahrzeug entspricht.To ensure that even if in the evaluation device 30 e.g. because the driving time is too short, a sufficiently precise value for the weight size is not yet available G is present, in the torque control device 24 a useful value for the To be able to determine stationary drive torque Mstat, it is advantageous instead of the The weight variables G determined by the evaluation device 30 are initially an average Use weight size G0, which corresponds e.g. to a half-loaded vehicle.
Für eine sichere Bestimmung und Berechnung der Gewichtsgröße G eignet sich in vorteilhafter Weise ein in der Gewichtsermittlung 30 vorgesehener Mikrocomputer, mit dem insbesondere auch die zeitabhängigen Rechenvorgänge bezüglich der Beschleunigungsgrößen auf einfache Weise realisiert werden können.Suitable for a reliable determination and calculation of the weight size G. In an advantageous manner, a microcomputer provided in the weight determination 30, with which, in particular, the time-dependent computing processes with regard to the acceleration variables can be implemented in a simple manner.
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