DE4326182A1 - Transmission control for vehicle - indicates if transmission ratio can be raised to next level without losing vehicle speed. - Google Patents

Transmission control for vehicle - indicates if transmission ratio can be raised to next level without losing vehicle speed.

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Abstract

The transmission control system monitors vehicle speed, gear ratio and engine torque. Using a programmed table of engine torque versus driving conditions, the system determines the available torque if the gear ratio is switched up one setting and from the computed torque the system determines if the current road speed can be maintained with the higher gear setting. The control program is continuously updated to take account of the vehicle loading and vehicle drag, e.g. if a roof-rack is fitted. The switch-up signal is activated if the new computed torque is greater than, or equal to the current torque minus the product of the vehicle mass and the current acceleration. The system is applicable to manual gear changes and automatic transmissions. ADVANTAGE - Simplifies gear changing, reduces switching rates when under load.

Description

Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung eines Anzeigesignals oder eines Steuersignals für ein sinnvolles Hochschalten eines Stufengetriebes eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor.Method and device for generating a display signal or a control signal for a meaningful upshifting of a Multi-stage transmission of a motor vehicle with an internal combustion engine.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Erzeugung eines Anzeigesignals oder eines Steuersignals für ein sinnvolles Hochschalten eines handgeschalteten oder eines auto­ matisch schaltenden Stufengetriebes eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor in den nächsthöheren Gang bzw. in die nächst­ höhere Schaltstufe.The invention relates to a method and a device for Generation of a display signal or a control signal for a meaningful upshifting of a manual or an auto matically shifting gearbox of a motor vehicle with Internal combustion engine in the next higher gear or in the next higher switching level.

Der Fahrer eines Kraftfahrzeugs mit handgeschaltetem Stufenge­ triebe wird während des Fahrbetriebs, insbesondere an Steigungen oder bei starkem Gegenwind o. ä., laufend vor die Frage ge­ stellt, ob ein Hochschalten in den nächsthöheren Gang möglich bzw. sinnvoll ist. Physikalisch bedeutet das, eine Antwort auf die Frage zu geben, ob nach dem durch das Hochschalten bewirkten Momentenübersetzungssprung die mit dem eingelegten neuen höheren Getriebegang maximal mögliche Zugkraft an der Antriebsachse aus­ reichend groß sein wird, um die gerade vorliegende Fahrzeugge­ schwindigkeit zumindest aufrechtzuerhalten.The driver of a motor vehicle with a manual gearbox Drives become during driving, especially on slopes or in case of strong headwind or the like, always face the question determines whether an upshift to the next higher gear is possible or makes sense. Physically, that means an answer to to ask the question whether after that caused by the upshift Torque translation jump that with the inserted new higher Gearbox maximum possible traction on the drive axle will be large enough to accommodate the current vehicle maintain speed at least.

Der durchschnittlich begabte Fahrer hat unter normalen Be­ triebsbedingungen im allgemeinen ein recht gutes Gespür für den richtigen Zeitpunkt zum Hochschalten entwickelt; bei atypischen Betriebsbedingungen jedoch, wie z. B. an Steigungen, bei vollbe­ ladenem Fahrzeug, bei Einsatz eines Dachgepäckträgers oder bei Anhängerbetrieb o. a. ist er dagegen häufig überfordert.The average talented driver has under normal loading driving conditions in general a pretty good sense for the developed the right time to shift up; in atypical Operating conditions, however, such. B. on slopes, at full  loaded vehicle, when using a roof rack or at Trailer operation or the like however, he is often overwhelmed.

Bei Kraftfahrzeugen mit automatisch schaltenden Stufengetrieben können im Prinzip vergleichbare Schwierigkeiten auftreten, ins­ besondere dann, wenn sie mit einer Geschwindigkeitsregelanlage ausgestattet sind, die zunehmend Verbreitung finden. In diesen Fällen kann es unter ungünstigen Betriebsbedingungen immer wie­ der zu einem permanenten Wechsel zwischen zwei Schaltstufen kom­ men, was sehr lästig ist und daher unbedingt vermieden werden sollte.In motor vehicles with automatically shifting gearboxes comparable difficulties can occur in principle, ins especially if you have a cruise control system are equipped that are becoming increasingly widespread. In these Cases it can always like under unfavorable operating conditions which comes to a permanent change between two switching stages what is very annoying and should therefore be avoided at all costs should.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, diese Mißlichkeiten auszuräumen.The invention is therefore based on the object, one possibility to get rid of these predicaments.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 sowie des Patentanspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the features of Pa Tent claim 1 and claim 3 solved. Beneficial Further developments and refinements of the invention are in the Subclaims specified.

Erfindungsgemäß wird also aus festabgespeicherten Motor- und Ge­ triebedaten sowie aus während des Fahrbetriebs kontinuierlich erfaßten relevanten Betriebsdaten kontinuierlich umlaufend zum einen die vor dem Hochschalten gerade wirksame Antriebskraft F1 an der Antriebsachse errechnet und zum anderen die Antriebskraft F2, die an der Antriebsachse dann wirksam wäre, wenn bei dersel­ ben Fahrzeuggeschwindigkeit vF in die nächsthöhere Getriebestufe hochgeschaltet und gleichzeitig die Kraftstoffzumeßeinrichtung maximal oder im oberen Bereich ausgesteuert werden würde, und es wird ein Anzeigesignal oder ein Steuersignal nur dann abgegeben, wenn die Bedingung F2F1-m×b1 erfüllt ist, worin m die Fahrzeugmasse und b1 die Fahrzeugbeschleunigung vor dem Hoch­ schalten bedeuten.According to the invention is thus from the stored engine and Ge transmission data as well as from relevant operating data continuously recorded while driving, continuously circulating on the one hand the driving force F 1 currently active before the upshift on the drive axle and on the other hand the drive force F 2 , which is then effective on the drive axle would be if at the same vehicle speed v F shifted up to the next higher gear stage and at the same time the fuel metering device was operated at maximum or in the upper range, and a display signal or a control signal is only emitted if the condition F 2 F 1 -m × b 1 is satisfied, where m is the vehicle mass and b 1 is the vehicle acceleration before the upshift.

Bei einem Kraftfahrzeug mit handgeschaltetem Stufengetriebe wird dem Fahrer durch das abgegebene akustische oder optische Anzei­ gesignal ein sicheres Hilfsmittel an die Hand gegeben, um stets nur zum richtigen bzw. sinnvollen Zeitpunkt in den nächsthöheren Getriebegang des Stufengetriebes hochzuschalten, nämlich dann, wenn sicher ist, daß die gerade gefahrene Fahrzeuggeschwindig­ keit auch im nächsthöheren Gang beibehalten werden kann und der Fahrer nicht etwa wieder wegen abfallender Fahrzeuggeschwindig­ keit infolge zu geringer Zugkraft an der Antriebsachse sofort wieder in den niedrigeren Gang zurückschalten muß.In a motor vehicle with a manual gearbox to the driver through the acoustic or visual indication given  given a safe aid to always only at the right or reasonable time in the next higher ones Shifting up the gear of the multi-speed transmission, namely, when it is certain that the vehicle just driven is speed can also be maintained in the next higher gear and the Driver not speeding again due to falling vehicle immediately due to insufficient traction on the drive axle has to shift down into the lower gear again.

Bei einem Kraftfahrzeug mit einem automatisch schaltenden Stu­ fengetriebe wird dagegen vorteilhafterweise erreicht, daß eine durch die üblichen Regeleinrichtungen des automatischen Stufen­ getriebes ggf. initiierte Ansteuerung der nächsthöheren Schalt­ stufe automatisch so lange unterdrückt wird, bis durch das abge­ gebene Steuersignal eine Freigabe erfolgt, d. h. so lange, bis gewährleistet ist, daß die in der nächsthöheren Schaltstufe wirksame Antriebskraft an der Antriebsachse so groß ist, daß sie mit Sicherheit zumindest die Aufrechterhaltung der gerade gefah­ renen Fahrzeuggeschwindigkeit gewährleistet.In a motor vehicle with an automatically switching stu Feng gearbox, however, is advantageously achieved that a through the usual control devices of automatic stages gearbox, possibly initiated control of the next higher shift level is automatically suppressed until the given control signal is released, d. H. so long until it is guaranteed that in the next higher switching stage effective driving force on the drive axle is so large that it certainly at least maintaining the just happened guaranteed vehicle speed.

Für das Kräftegleichgewicht in Fahrzeuglängsrichtung gilt für ein Kraftfahrzeug ganz allgemein:For the equilibrium of forces in the vehicle longitudinal direction applies to a motor vehicle in general:

F - m × b - WL - WR - m × g × sinα = 0 (1)F - m × b - W L - W R - m × g × sinα = 0 (1)

worin F die Zugkraft an der Antriebsachse,
m die Fahrzeugmasse,
b die Fahrzeugbeschleunigung,
WL den Luftwiderstand,
WR den Rollwiderstand und
m × g × sinα den Steigungswiderstand der Fahrbahn bedeuten.where F is the tensile force on the drive axle,
m the vehicle mass,
b the vehicle acceleration,
W L the air resistance,
W R is the rolling resistance and
m × g × sinα mean the gradient resistance of the road.

Für den Zusammenhang zwischen der Zugkraft F an der Antriebsach­ se und dem Motormoment Mmot gilt die Beziehung: The relationship applies to the relationship between the tensile force F on the drive axle and the engine torque M mot :

worin i* die Gesamtübersetzung und
Rdyn den dynamischen Reifenhalbmesser des Antriebsrades bedeuten.where i * the overall translation and
R dyn mean the dynamic tire radius of the drive wheel.

Die Größe des Motormoments eines Verbrennungsmotors ist bekannt­ lich abhängig von der Motordrehzahl nmot sowie von der Größe der Aussteuerung αDK der Kraftstoffzumeßeinrichtung, bei einem Ver­ gasermotor also vom Drosselklappenöffnungswinkel. Für jeden Ver­ brennungsmotor gibt es daher ein spezifisches Motorkennfeld oder Drosselklappen-Kennfeld Mmot=f(αDK, nmot), das in elektroni­ schen Speichereinrichtungen abgespeichert werden kann. Aus einem solchen abgespeicherten Motor- bzw. Drosselklappen-Kennfeld kann für jedes meßtechnisch erfaßte Drehzahl/Drosselklappen-Wertepaar das dazugehörige Motormoment Mmot entnommen werden.The size of the engine torque of an internal combustion engine is known to be dependent on the engine speed n mot and on the size of the modulation α DK of the fuel metering device, in a gasoline engine Ver therefore from the throttle valve opening angle. There is therefore a specific engine map or throttle map M mot = f (α DK , n mot ) for each internal combustion engine, which can be stored in electronic storage devices. The associated engine torque M mot can be taken from such a stored engine or throttle valve characteristic map for each measured speed / throttle valve value pair.

Unter der realistischen Annahme, daß sich die wirksamen Fahrwi­ derstände WL, WR und m×g×sinα in der kurzen Zeitspanne eines Hochschaltens in den nächsthöheren Getriebegang bzw. in die nächsthöhere Schaltstufe praktisch nicht ändern, kann unter Zu­ grundelegung der Gleichung (1) für das Kräftegleichgewicht in Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeuges unmittelbar vor und unmittelbar nach einem Hochschalten die Beziehung aufgestellt werden,Under the realistic assumption that the effective driving resistances W L , W R and m × g × sinα practically do not change in the short period of an upshift to the next higher gear or to the next higher gear step, the equation (1 ) the relationship is established for the balance of forces in the vehicle's longitudinal direction immediately before and immediately after an upshift,

F1 - m × b1 - F2 + m × b2 = 0 (3)F 1 - m × b 1 - F 2 + m × b 2 = 0 (3)

worin die Indizes 1 und 2 die wirksamen Werte vor bzw. nach dem Hochschalten in die nächsthöhere Getriebestufe bedeuten.where indices 1 and 2 are the effective values before and after Shifting up to the next higher gear stage means.

Unter der praxisgerechten vereinfachenden Annahme, daß die Fahr­ zeugbeschleunigung unmittelbar nach dem Hochschalten b2=0 ist (Grenzfall), ergibt sich aus Gleichung (3) für die nach dem Hochschalten an der Antriebsachse wirksame Zugkraft die Bezie­ hungUnder the practical simplifying assumption that the vehicle acceleration immediately after the upshift b 2 = 0 (limit case), equation (3) gives the relationship for the tractive force effective after the upshift on the drive axle

F2 = F1 - m × b1 (4)F 2 = F 1 - m × b 1 (4)

oder, als Voraussetzung für ein sinnvolles Hochschalten in die nächsthöhere Getriebeübersetzung:or, as a prerequisite for a meaningful upshift to next higher gear ratio:

F2 F1 - m × b1 (5).F 2 F 1 - m × b 1 (5).

Ob die Gleichung bzw. Ungleichung (5) erfüllt ist oder nicht, kann bei Kenntnis einiger meßtechnisch einfach erfaßbarer aktu­ eller Betriebsdaten mit vergleichsweise geringem Aufwand an be­ kannten elektronischen Bauelementen ermittelt und dann zur Abga­ be von ein Hochschalten als sinnvoll signalisierenden Anzeige­ signalen oder ein Hochschalten zulassenden Steuersignalen ausge­ nutzt werden.Whether or not the equation or inequality (5) is satisfied can, with knowledge of some metrologically easily detectable actu Operating data with comparatively little effort known electronic components determined and then for Abga be an upshift as a sensible signaling display signals or control signals permitting an upshift be used.

Mit entsprechenden Sensoreinrichtungen erfaßt werden müssen im wesentlichen lediglich die Fahrzeuggeschwindigkeit vF, welche der Drehzahl der Fahrzeugräder proportional ist, die Motor­ drehzahl nmot sowie der Aussteuerungsgrad αDK der Kraftstoffzu­ meßeinrichtung (z. B. Drosselklappenöffnungswinkel des Verga­ sers).With appropriate sensor devices, essentially only the vehicle speed v F , which is proportional to the speed of the vehicle wheels, the engine speed n mot and the modulation factor α DK of the fuel metering device (e.g. throttle valve opening angle of the carburetor) have to be detected.

Wenn diese Betriebsdaten bekannt sind, können aus abgespei­ cherten Motor- bzw. Drosselklappen-Kennfeldern Mmot = f(nmot, αDK) sowie abgespeicherten Getriebedaten in einfacher Weise das zu einem bestimmten erfaßten nmot/αDK - Wertepaar gehörige Mo­ tormoment Mmot sowie - aus dem Quotienten aus Motordrehzahl nmot und Fahrgeschwindigkeit vF (bzw. der dazu proportionalen Rad­ drehzahl) - das gerade wirksame Gesamtübersetzungsverhältnis i* ermittelt und entsprechend Gleichung (2) die an der Antriebs­ achse wirksame Zugkraft errechnet werden. Die in Gleichung (5) auftretende Fahrzeugbeschleunigung b1 vor dem Hochschalten kann entweder in bekannter Weise durch Differentiation aus der er­ faßten Fahrzeuggeschwindigkeit vF ermittelt oder aber ebenfalls meßtechnisch erfaßt werden.If these operating data are known, the stored engine and throttle valve maps M mot = f (n mot , α DK ) and stored transmission data can be used in a simple manner to determine the engine torque M associated with a specific detected n mot / α DK value pair mot and - from the quotient of engine speed n mot and driving speed v F (or the wheel speed proportional to it) - the currently effective overall gear ratio i * is determined and the tractive force effective on the drive axle is calculated according to equation (2). Which occurs in equation (5) vehicle acceleration b 1 before the upshift can be either identified or in a known manner by differentiation of the vehicle speed v F he conceived but also detected by measurement.

Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Erzeugung eines zugkraft­ abhängigen Anzeigesignals oder Steuersignals für das Hochschal­ ten eines handgeschalteten oder eines automatisch schaltenden Stufengetriebes eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor in den jeweils nächsthöheren Gang bzw. in die nächsthöhere Schalt­ stufe enthält daher eine elektronische Speichereinrichtung, in welcher u. a. das Motor- bzw. Drosselklappen-Kennfeld Mmot= f(nmot, αDK) des Verbrennungsmotors sowie die Daten der in den einzelnen Gängen bzw. Schaltstufen des Stufengetriebes vor­ liegenden Gesamtübersetzungsverhältnisse i* abrufbar abgespei­ chert sind, sowie Sensoreinrichtungen zumindest zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit vF oder einer dazu proportionalen Raddrehzahl n, zur Erfassung der Motordrehzahl nmot sowie zur Erfassung des Aussteuerungszustandes αDK der Kraftstoffzumeßein­ richtung, also der Drosselklappenstellung bei einem Vergasermo­ tor. Darüber hinaus enthält die erfindungsgemäße Einrichtung ei­ ne u. a. elektronische Speicher-, Rechen- und Logikbausteine enthaltene elektronische Steuereinheit, z. B. einen Mikropro­ zessor oder einen Mikrorechner, in welcher aus den in der Spei­ chereinrichtung fest eingespeicherten Motor- und Getriebedaten sowie aus den ihr von den Sensoreinrichtungen zugeführten zwi­ schengespeicherten Betriebsdaten kontinuierlich umlaufend zu­ nächst jeweils das aktuelle Gesamtübersetzungsverhältnis i1*, die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung b1 (falls diese nicht be­ reits durch Sensoreinrichtungen unmittelbar erfaßt wurde), sowie die aktuelle Zugkraft F1 an der Antriebsachse nach der BeziehungA device according to the invention for generating a traction-dependent display signal or control signal for the upshifting of a manual or an automatically shifting gearbox of a motor vehicle with an internal combustion engine in the next higher gear or in the next higher switching stage therefore contains an electronic memory device in which, among other things, the engine or throttle valve map M mot = f (n mot , α DK ) of the internal combustion engine and the data of the overall transmission ratios i * present in the individual gears or gear stages of the step transmission are stored, and sensor devices at least for detecting the vehicle speed v F or a wheel speed n proportional thereto, for detecting the engine speed n mot and for detecting the modulation state α DK of the fuel metering device, that is, the throttle valve position in a carburetor gate. In addition, the device according to the invention contains an electronic control unit, including electronic memory, computing and logic modules, for. B. a microprocessor or a microcomputer, in which from the engine and gearbox data permanently stored in the memory device and from the sensor data supplied to it by the sensor devices temporarily stored operating data, the current overall transmission ratio i 1 *, the current vehicle acceleration b 1 (if this has not already been detected directly by sensor devices), and the current tensile force F 1 on the drive axle according to the relationship

ermittelt werden. Außerdem wird in der elektronischen Steuerein­ heit die sich bei der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit vF1 nach einem evtl. Hochschalten für das nächsthöhere Gesamtüberset­ zungsverhältnis i2* ergebende niedrigere Motordrehzahl nmot2 so­ wie die dazugehörige Zugkraft F2 an der Antriebsachse nach der Beziehungbe determined. In addition, the lower engine speed n mot2 resulting at the current vehicle speed v F1 after a possible upshift for the next higher overall transmission ratio i 2 *, as well as the associated tractive force F 2 on the drive axle according to the relationship

errechnet, wobei für den Aussteuerungszustand αDK2 der Kraft­ stoffzumeßeinrichtung nach dem Hochschalten eine maximale oder im oberen Bereich liegende Aussteuerung angenommen wird.calculated, a maximum or in the upper range is assumed for the modulation state α DK2 of the fuel metering device after upshifting.

Sobald die Gleichung (5), d. h. die Beziehung F2F-m×b1 er­ füllt ist, wird von der Steuereinheit bei handgeschalteten Stu­ fengetrieben ein akustisches oder optisches Anzeigesignal ausge­ löst, das den Fahrer erkennen läßt, daß die Fahrzeuggeschwindig­ keit auch nach einem Hochschalten in den nächsthöheren Getriebe­ gang zumindest aufrechterhalten werden kann, ein Hochschalten also sinnvoll wäre.As soon as equation (5), ie the relationship F2F-m × b 1 is fulfilled, the control unit triggers an acoustic or optical display signal in the case of manual gearbox stages, which enables the driver to recognize that the vehicle speed is also after an upshift can at least be maintained in the next higher gear, so an upshift would make sense.

Bei einem automatisch schaltenden Stufengetriebe wird bei Erfül­ lung der Gleichung (5) dagegen ein Steuersignal abgegeben, durch welches das zuvor steuerungstechnisch blockierte Hochschalten des Automatikgetriebes in die nächsthöhere Schaltstufe automa­ tisch aufgehoben wird.In the case of an automatically shifting step transmission, when fulfilled development of the equation (5), however, emitted a control signal which the upshift previously blocked in terms of control technology of the automatic transmission in the next higher gear level automa table is lifted.

Es ist leicht erkennbar, daß es bei Einsatz der erfindungsgemä­ ßen Einrichtung generell nicht mehr vorkommen kann, daß das au­ tomatisch schaltende Stufengetriebe eines Kraftfahrzeugs bei un­ günstigen Betriebsbedingungen u. U. für eine gewisse Zeit zwi­ schen zwei Schaltstufen des Getriebes nervös hin- und herschal­ tet.It is easy to see that when using the invention In general, it can no longer occur that the au Automatically switching step transmission of a motor vehicle at un favorable operating conditions u. U. for a certain time between between two gearshift levels of the gearbox tet.

Wie die Gleichung bzw. Ungleichung (5) erkennen läßt, spielt für die Entscheidung über ein sinnvolles Hochschalten in die nächst­ höhere Getriebestufe auch die Fahrzeugmasse m eine Rolle.As can be seen from the equation or inequality (5), plays for the decision about a sensible upshift to the next  higher gear level also the vehicle mass m a role.

Der regelungstechnische Aufwand kann besonders klein gehalten werden, wenn in Gleichung (5) als Fahrzeugmasse m ein konstanter Wert angesetzt wird, was in jedem Falle dann sinnvoll und von Vorteil ist, wenn das betreffende Kraftfahrzeug zumindest wäh­ rend des größten Teils seiner Betriebszeit zumindest annähernd mit derselben Last betrieben wird.The control engineering effort can be kept particularly low become, if in equation (5) a constant vehicle mass m Value is set, which in any case makes sense and of It is an advantage if the motor vehicle in question is at least in motion At least approximately during most of its operating time is operated with the same load.

Die Praxis zeigt, daß ein Großteil der Personenkraftwagen über einen wesentlichen Teil ihrer Betriebszeit nur mit dem Fahrer besetzt sind. In diesen Fällen ist es zweckmäßig, die Steuerein­ heit der erfindungsgemäßen Einrichtung derart auszubilden, daß bei der Ermittlung der Beziehung F2F1-m×b1 als Fahrzeug­ masse m die Summe aus dem Fahrzeugleergewicht und dem Gewicht eines mittelschweren Fahrers, im allgemeinen etwa 75 kg, vorge­ geben ist.Practice shows that the majority of passenger cars are staffed by the driver only over a substantial part of their operating time. In these cases, it is advisable to design the control unit of the device according to the invention in such a way that when determining the relationship F 2 F 1 -m × b 1 as the vehicle mass m, the sum of the vehicle curb weight and the weight of a medium-weight driver, generally approximately 75 kg, is given.

Wenn in Gleichung (5) für die Fahrzeugmasse m ein vergleichs­ weise niedriger konstanter Wert eingesetzt wird, dann werden das Anzeigesignal bzw. das Steuersignal natürlich nur für diesen speziellen Ladungszustand des Fahrzeugs zum exakt richtigen Zeitpunkt ausgelöst. Bei tatsächlich größerer Fahrzeugmasse, d. h. bei höherer Beladung des Fahrzeugs, erfolgt die Abgabe eines Anzeige- bzw. Steuersignals lediglich etwas später als an sich möglich. Die Abgabe der Signale liegt also in jedem Fall "auf der sicheren Seite".If a comparison in the equation (5) for the vehicle mass m low constant value is used, then that Display signal or the control signal of course only for this special state of charge of the vehicle at exactly the right one Time triggered. If the vehicle mass is actually larger, i. H. if the vehicle is loaded to a greater extent, a Display or control signal only a little later than per se possible. The output of the signals is therefore in any case " the safe side ".

Mit steuerungstechnischen Mehraufwand ist es aber auch möglich, die jeweils vorliegende aktuelle Fahrzeugmasse m aus den festab­ gespeicherten Motor- und Getriebekennfeldern sowie aus von den Sensoreinrichtungen zu zwei zeitlich dicht aufeinanderfolgenden Zeitpunkten t1, t2 erfaßten Betriebsdaten zu errechnen.However, with additional control engineering effort, it is also possible to calculate the current vehicle mass m in each case from the permanently stored engine and transmission characteristic maps and from operating data recorded by the sensor devices at two points in time t 1 , t 2 which follow one another in time.

Unter der realistischen Annahme, daß die Fahrwiderstände während dieser kurzen Zeitspanne praktisch konstant bleiben, ergibt sich auf der Basis der Gleichung (1) für das Kräftegleichgewicht in Längsrichtung des Fahrzeugs für die beiden Zeitpunkte t1 und t2 die BeziehungOn the basis of the realistic assumption that the driving resistances remain practically constant during this short period of time, the relationship results from the equation (1) for the force balance in the longitudinal direction of the vehicle for the two times t 1 and t 2

F(t1) - m × b(t1) - F(t2) + m × b(t2) = 0 (6)F (t 1 ) - m × b (t 1 ) - F (t 2 ) + m × b (t 2 ) = 0 (6)

woraus sich die aktuelle Masse ergibt:from which the current mass results:

Die zu den Zeitpunkten t1 und t2 wirksamen Zugkräfte F(t1) und F(t2) sowie die Fahrzeugbeschleunigungen b(t1) und b(t2) werden wie zuvor bereits erläutert auf der Basis der zu diesen Zeit­ punkten ermittelten Betriebsdaten vF, nmot und αDK sowie aus den fest abgespeicherten Motor- und Getriebekennfeldern errechnet.The tensile forces F (t 1 ) and F (t 2 ) effective at the times t 1 and t 2 and the vehicle accelerations b (t 1 ) and b (t 2 ) are, as already explained above, determined on the basis of the points at that time Operating data v F , n mot and α DK and calculated from the permanently stored engine and transmission maps.

Um bei der rechnerischen Ermittlung der tatsächlichen Fahrzeug­ masse größere Fehler zu vermeiden, ist es zweckmäßig, unter An­ wendung üblicher Methoden laufend eine Plausibilitätsunter­ suchung durchzuführen und hierbei zu berücksichtigen, daß die aktuelle Masse zum einen größer oder gleich der Summe aus Fahr­ zeugleergewicht und Fahrergewicht ist, d. h. m mleer+Fahrer und zum anderen während einer durchgeführten Fahrt konstant ist, also m≃const.In order to avoid major errors in the arithmetical determination of the actual vehicle mass, it is advisable to carry out a plausibility check using the usual methods, taking into account that the current mass is greater than or equal to the sum of the vehicle empty weight and the driver weight , ie mm empty + driver and on the other hand constant during a trip, so m≃const.

Durch fortwährende Mittelwertbildung plausibler Werte ergibt sich so nach Gleichung (7) eine recht exakte Berechnung der Mas­ se m.By continuously averaging plausible values a very exact calculation of the mas se m.

Claims (8)

1. Verfahren zur Erzeugung eines Anzeigesignals oder eines Steu­ ersignals für ein sinnvolles Hochschalten eines handgeschal­ teten oder eines automatisch schaltenden Stufengetriebes ei­ nes Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor in den nächst höhe­ ren Gang bzw. in die nächst höhere Schaltstufe,
dadurch gekennzeichnet,
daß aus fest abgespeicherten Motor- und Getriebedaten sowie aus kontinuierlich erfaßten relevanten Betriebsdaten kontinu­ ierlich umlaufend zum einen die gerade wirksame Zugkraft F1 an der Antriebsachse errechnet wird und zum anderen die Zug­ kraft F2, die an der Antriebsachse dann wirksam wäre, wenn bei derselben Fahrzeuggeschwindigkeit vF und bei maximaler oder im oberen Bereich liegender Aussteuerung αDK2 der Kraft­ stoffzumeßeinrichtung in die nächst höhere Getriebestufe hochgeschaltet werden würde,
und daß ein Hochschalten als sinnvoll signalisierende Anzei­ gesignale oder ein Hochschalten zulassende Steuersignale nur dann abgegeben werden, wenn die Bedingung F2F1-m×b1 erfüllt ist, worin m die Fahrzeugmasse und b1 die Fahrzeugbe­ schleunigung vor dem Hochschalten bedeuten.1. A method for generating a display signal or a control signal for a meaningful upshifting of a manual or an automatically shifting step transmission of a motor vehicle with an internal combustion engine into the next higher gear or into the next higher gear step,
characterized,
that from permanently stored engine and transmission data as well as from continuously recorded relevant operating data is continuously calculated on the one hand the currently effective tensile force F 1 on the drive axle and on the other hand the train force F 2 , which would then be effective on the drive axle if it were the same Vehicle speed v F and at maximum or in the upper range α DK2 of the fuel metering device would be shifted up to the next higher gear stage,
and that an upshift as a signaling display signal meaningful or an upshift permitting control signals are given only when the condition F 2 F 1 -m × b 1 is met, wherein m is the vehicle mass and b 1 the vehicle acceleration before the upshift. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß kontinuierlich umlaufend die Fahrzeuggeschwindigkeit vF oder eine dazu proportionale Drehzahl n, die Motordrehzahl nmot und der Aussteuerungsgrad αDK der Kraftstoffzumeßein­ richtung erfaßt, daraus sowie aus den fest abgespeicherten Motor- und Getriebedaten oder -kennlinien bzw. -kennfeldern die gerade wirksame Zugkraft an der Antriebsachse sowie die nach einem eventuellen Hochschalten sich für das nächst höhere Gesamtübersetzungsverhältnis i2* ergebende Zug­ kraft an der Antriebsachse errechnet werden
und daß ein Anzeigesignal oder ein Steuersignal zum Hoch­ schalten nur dann abgegeben wird, wenn die GleichungF2 F1 - m × b1erfüllt ist, worin m die Fahrzeugmasse bedeutet.2. The method according to claim 1,
characterized,
that the vehicle speed v F or a speed n proportional thereto, the engine speed n mot and the degree of modulation α DK of the fuel metering device detects continuously, from this as well as from the permanently stored engine and transmission data or characteristic curves or characteristic diagrams the effective tractive force the drive axle as well as the tractive force on the drive axle resulting from a possible upshift for the next higher overall gear ratio i 2 * can be calculated
and that an indication signal or an upshift control signal is given only when the equation F 2 F 1 - m × b 1 is satisfied, where m is the vehicle mass. 3. Einrichtung zur Erzeugung eines zugkraftabhängigen Anzeige­ signals oder Steuersignals für das Hochschalten eines handge­ schalteten oder eines automatisch schaltenden Stufengetriebes eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor in den nächsthöhe­ ren Gang bzw. in die nächsthöhere Schaltstufe, gekennzeichnet
  • a) durch eine Speichereinrichtung, in der u. a. das Motor­ kennfeld Mmot=f(nmot, αDK) sowie die Daten der in den einzelnen Gängen bzw. Schaltstufen vorliegenden Gesamt­ übersetzungsverhältnisse i* abrufbar abgespeichert sind,
  • b) durch Sensoreinrichtungen zumindest zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit vF oder einer dazu proportionalen Drehzahl n, zur Erfassung der Motordrehzahl nmot sowie zur Erfassung des Aussteuerungszustands αDK der Kraftstoffzu­ meßeinrichtung (z. B. Drosselklappenstellung des Vergasers bei Vergasermotoren) und
  • c) durch eine u. a. Speicher-, Rechen- und Logikbausteine enthaltende elektronische Steuereinheit (z. B. Mikro­ prozessor, Mikrorechner), in der aus den in der Speicher­ einrichtung fest abgespeicherten Motor- und Getriebedaten sowie aus den ihr von den Sensoreinrichtungen zugeführten zwischengespeicherten Betriebsdaten kontinuierlich umlauf­ end
    • c1) zunächst jeweils das aktuelle Gesamtübersetzungsver­ hältnis i1*, die aktuelle Beschleunigung b1 - falls nicht bereits durch Sensoreinrichtungen miterfaßt -, sowie die aktuelle Zugkraft an der Antriebsachse ermittelt werden,
    • c2) danach die sich bei der aktuellen Fahrgeschwindigkeit vF1 nach einem eventuellen Hochschalten für das nächst höhere Gesamtübersetzungsverhältnis i2* erge­ bende niedrigere Motordrehzahl nmot2 sowie die dazu­ gehörige Zugkraft an der Antriebsachse bei angenommener maximaler oder im oberen Bereich liegender Aussteuerung αDKmax der Kraftstoffzumeß­ einrichtung errechnet werden und
    • c3) ein Hochschalten als sinnvoll signalisierende Anzei­ gesignale oder ein Hochschalten zulassende Steuersig­ nale erst dann erzeugt werden, wenn die Beziehung F2 F1-m×b1 erfüllt ist, worin m die Fahrzeug­ masse bedeutet.
3. Device for generating a traction-dependent display signal or control signal for upshifting a hand-shifted or an automatically shifting gearbox of a motor vehicle with an internal combustion engine in the next higher gear or in the next higher gear step
  • a) by a memory device in which, among other things, the engine map M mot = f (n mot , α DK ) and the data of the overall gear ratios i * present in the individual gears or gear stages are stored,
  • b) by sensor devices at least for detecting the vehicle speed v F or a speed n proportional thereto, for detecting the engine speed n mot and for detecting the modulation state α DK of the fuel metering device (e.g. throttle valve position of the carburetor in carburetor engines) and
  • c) by an electronic control unit (eg microprocessor, microcomputer) containing, among other things, memory, computing and logic modules, in which the motor and transmission data permanently stored in the memory device and the temporarily stored operating data supplied by the sensor devices continuously circulating
    • c1) first of all the current overall ratio i 1 *, the current acceleration b 1 - if not already detected by sensor devices - and the current traction on the drive axle be determined,
    • c2) then the lower engine speed n mot2 resulting at the current driving speed v F1 after a possible upshift for the next higher overall gear ratio i 2 * and the associated tractive force on the drive axle assuming maximum modulation α DKmax or in the upper range, the fuel metering device can be calculated and
    • c3) an upshift as meaningful signaling indicating signals or an upshifting control signal are only generated when the relationship F 2 F 1 -m × b 1 is fulfilled, in which m means the vehicle mass.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der Beziehung F2F1-m×b1 als Fahrzeugmasse m ein konstanter Wert vorgegeben ist.4. Device according to claim 3, characterized in that a constant value is predetermined as the vehicle mass m when determining the relationship F 2 F 1 -m × b 1 . 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Fahrzeugmasse in etwa die Summe aus dem Fahrzeugleer­ gewicht und dem Gewicht eines mittelschweren Fahrers vorgege­ ben ist.5. Device according to claim 4, characterized, that as the vehicle mass approximately the sum of the empty vehicle weight and the weight of a medium-weight driver ben is. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ermittlung der Beziehung F2F1-m×b1 die Fahrzeugmasse m aus den fest abgespeicherten Motor- und Ge­ triebedaten sowie aus den von den Sensoreinrichtungen zu je­ weils zeitlich dicht aufeinander folgenden Zeitpunkten t1, t2 erfaßten Betriebsdaten nach der Beziehung errechnet wird. 6. Device according to claim 5, characterized in that for the determination of the relationship F 2 F 1 -m × b 1, the vehicle mass m from the permanently stored engine and Ge transmission data and from the sensor devices to each other because each time closely following Times t 1 , t 2 recorded operating data according to the relationship is calculated. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Errechnung der Fahrzeugmasse m zur Vermeidung größerer Fehler nach an sich üblichen Methoden fortlaufend eine Plausibilitätsuntersuchung durchgeführt wird.7. Device according to claim 6, characterized, that when calculating the vehicle mass m to avoid major errors continuously according to the usual methods a plausibility check is carried out. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest zum Teil integrierter Bestandteil bereits zu anderen Zwecken installierter Sensor- und/oder Speicher­ einrichtungen und/oder elektronischer Steuer- und/oder Regel­ einrichtungen ist.8. Device according to one of claims 3 to 7, characterized, that they are at least partially an integral part Sensor and / or memory installed for other purposes facilities and / or electronic control and / or regulation facilities.
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