CN102753865B - 用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法 - Google Patents

用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法 Download PDF

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Abstract

提出一种用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法，在该方法的范畴内，根据汽车数据和弯道数据或者行车道数据以及运动性计数器（FTyp）确定对于由导航设备借助数字地图在前方街道路线中识别出的弯道的弯道极限速度，其中，借助所确定的弯道极限速度和运动性计数器（FTyp）确定用于前方弯道的实时的优化挡位，并且在确定实时的优化挡位后检验，实时的优化挡位是否偏离所挂上的挡位（RGA_DEST），其中，如果确定出偏离并且存在引起汽车减速的驾驶员动作和/或存在汽车速度的降低，则进行向实时的优化挡位的降挡。

Description

用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法。
背景技术
汽车领域的发展在消耗和有害物排放方面要求越来越有效地利用资源，其中，这些要求也适用于汽车的部件、特别适用于自动变速器。出于这个原因，通过现代的自动变速器能够实现越来越多的挡位；通过这许多挡位，内燃机能够以优选的方式更经常地在优化的运行点运行，这又要求相应优化用于控制变速器挡位的换挡策略。在此重要的是，提供对于给定的行驶状况在消耗方面最有利的挡位。
由申请人的DE 10 2006 030 528 A1公知一种用来预先确定用于汽车的电子控制的变速器中的传动比改变的方法。在已知的方法中，将环境数据、驾驶员数据/汽车数据以及第一挡位建议输送给一校正模块，通过该校正模块，第一挡位建议得到匹配，其中，校正模块具有至少一个行驶状况模块，通过该行驶状况模块能够识别实时的或者前方的行驶状况。此外，校正模块还包括一个确定模块，关于识别出的行驶状况的信息被传导给该确定模块并且通过该确定模块能够确定第二传动比建议。
此外，在该已知方法的范畴内规定，在确定模块中根据至少一个识别出的前方行驶状况以及驾驶员数据/汽车数据在第一步骤中检验，是否存在至少一个用于干预的换挡状况，如果存在至少一个换挡状况，则在第二步骤中检验，是否满足用于执行对于其中一个识别出的换挡状况的相应干预的条件。
如果出现了一种换挡状况并且满足用于执行干预的条件，则在第三步骤中匹配第一挡位建议并且形成匹配好的第二挡位建议，该第二挡位建议被继续传导给变速器。
在已知的方法中规定，也能够实现以多个挡位级的多级降挡，其中，可选的、对于描述允许的传动级的挡位数函数重要的运动性程度能够通过对汽车数据的评价和/或通过变速器控制的预给定和/或通过驾驶员方面对汽车设定的改变来确定。最大可能的弯道速度的求得没有规定。
运动性程度在此能够例如根据申请人的EP 897496 B1来求得。在这里公开的方法用于在汽车的自动变速器中借助电子的变速器控制设备评价弯道行驶，该变速器控制设备具有一个计算单元、一个微控制器、一个存储装置以及一个用于控制液压式变速器控制设备的控制装置，在该方法的范畴内，由测量装置在汽车车轮上测得的车轮转速在计算单元的第一处理函数中求得汽车的横向加速度，其中，在一个进一步的处理函数中由汽车横向加速度和汽车速度确定驾驶员类型理论值。
此外，在一个继续的步骤中由驾驶员类型理论值和驾驶员类型实际值之间的增量从多个分别与一个确定的驾驶员类型或者说弯道驾驶风格相配的换挡特性曲线中求得一个换挡特性曲线。此外，在区别函数中检验，增量是否为零，其中，相应于该检验的结果设定一计数器，该计数器的计数值划分为限定的、与确定的驾驶员类型或者说弯道驾驶风格相配的计数值范围并且随计数值范围的升高的数字将运动性估算得更高。
由DE 4201142 C2公知一种具有支持汽车的导航装置的汽车的行驶速度限制装置，该导航装置连续确定汽车的所在地并且将其与街道地图比较，该行驶速度限制装置包括一用于当汽车在街道上靠近弯道时预给定根据地点的速度理论值的装置以及一用于输出速度理论值的行驶速度感测器。
该已知的行驶速度限制装置此外包括一个控制装置，该控制装置在实时的速度实际值超过根据地点预给定的速度理论值时操纵警告装置和/或触发行驶速度向速度理论值减小；此外规定，当导航装置识别出汽车的所在位置处于弯道之前时，导航装置向控制装置提供关于该弯道的信息，其中，关于弯道的信息至少包括曲率半径，并且控制装置基于由导航装置提供的信息计算出汽车能够可靠驶过该弯道的极限速度并且作为速度理论值预给定。
在此，如果行驶速度比极限速度高，则汽车通过行驶速度限制装置来制动；这也可以通过关闭汽车的节气门来实现，也就是通过发动机干预来实现。
挂上的挡位以不利的方式被保持，这可能导致，挂上的挡位在开始行驶速度限制后不适于使汽车根据驾驶员的愿望重新加速；此外不考虑驾驶员在运动性方面的驾驶行为，这可能影响行驶舒适性。
此外，由EP 0 831 255 B1得知一种汽车控制装置，其包括一用于获得街道信息的装置、一用于检测在街道上的瞬时位置的瞬时位置传感器装置、一自动变速器、以及一用于根据探测到的瞬时位置和所获得的街道信息求得自动变速器中的控制参数的装置。
此外，已知的汽车控制装置包括一用于检测驾驶员减速操作的减速传感器装置以及一当驾驶员的减速操作被减速传感器装置检测到时用于执行求得的控制参数的执行装置，其中，控制参数求得装置包括：一前方位置传感器装置，用于根据检测到的瞬时位置和获得的街道信息探测汽车前方的特定位置；一距离计算装置，用于计算瞬时位置到该特定位置的距离；一减速推断装置，用于根据从瞬时位置到特定位置的所算得的距离跟踪减速需求；以及一选择装置，用于当减速推断装置包括导出的减速需求时选择性确定控制参数。
在此，控制参数可以是自动变速器的变速器传动比范围或者是自动变速器的变速器传动比的最上面的和/或最下面的极限值；特定的位置可以是进入弯道或者十字路口。
在EP 0 831 255 B1的范畴内，驾驶员的驾驶行为未被评价并且与此相关地在运动性方面也未被考虑，这可能影响从驾驶员角度的行驶舒适性。
发明内容
本发明的目的在于，给出一种用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法，通过实施该方法能够预先地并且与驾驶风格相应地选择优化挡位。
该目的通过如下所述的特征来实现。用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法，其特征在于：根据汽车数据和弯道数据或者行车道数据以及运动性计数器确定用于由导航设备借助数字地图在前方街道路线中识别出的弯道的弯道极限速度，其中，借助所确定的弯道极限速度和运动性计数器确定用于前方弯道的实时的优化挡位，并且在确定实时的优化挡位后检验实时的优化挡位是否偏离所挂上的挡位，其中，如果确定出偏离并且存在引起汽车减速的驾驶员动作和/或存在汽车速度的降低，则进行向实时的优化挡位的降挡。
据此，提出一种用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法，在该方法的范畴内，根据汽车数据和弯道数据或者行车道数据以及运动性计数器确定用于由导航设备借助数字地图在前方街道路线中识别出的弯道的弯道极限速度，其中，借助所确定的弯道极限速度和运动性计数器确定用于前方弯道的实时的优化挡位。
确定弯道极限速度和优化挡位例如能够借助至少一个存储在变速器控制装置中的组合特性曲线实现。
根据本发明的一种特别有利的实施方式，在挂上的挡位偏离实时的优化挡位的情况下，进行向优化挡位的简单降挡，其中，对于向实时的优化挡位的降挡要求以多个挡位级降挡的情况，降挡逐级地进行，并且如果在前方弯道之前确定实时的优化挡位之后存在引起汽车减速的驾驶员动作和/或存在汽车速度的降低，则进行降挡。引起汽车减速的驾驶员动作例如可以是操纵制动器或者存在超过预给定阈值的制动压力。
根据本发明的一种特别有利的改进方案，在开始降挡的同时启动可调的计时器，直到该计时器走完，不能进一步降挡。如果所述计时器走完，则重新计算实时的优化挡位并且重新检验是否存在引起汽车减速的驾驶员动作和/或存在汽车速度的降低，其中，如果情况是这样并且挂上的挡位偏离新计算出来的实时的优化挡位，则重新进行简单降挡，其中，同时启动一可调的计时器，直到该计时器走完，不能进一步降挡。
该方法步骤如此久地重复，直到实时的优化挡位不偏离所挂上的挡位或者直到不存在引起汽车减速的驾驶员动作和/或不存在汽车速度的降低。
通过在向实时的优化挡位的降挡要求以多个挡位级降挡的情况下的逐级降挡，保证实时的优化挡位与驾驶员方面所期望的驾驶方式相应。例如可以借助首先计算出的优化挡位需要从第七到第五前进挡中的降挡，其中，如果在第一次降挡至第六前进挡之后驾驶员不再操纵制动器或者汽车速度不进一步降低，则重新计算出的实时的优化挡位与挂上的挡位相应，从而不再需要进一步降挡。而是重新降挡将不再与驾驶员方面所期望的驾驶方式相应。
运动性计数器的确定可以根据由现有技术所公知的方式和方法借助对驾驶员驾驶方式的评价和对此重要的参数——例如在弯道行使时的发动机转速、速度和/或挡位选择的评价以及优选按照申请人的EP897496B1进行，EP 897496B1全部内容应为本说明书的主题。
通过根据本发明的方案，提供一种用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法，通过实施该方法预先地并且与驾驶风格或者所期望的驾驶方式相应地选择并且切换优化挡位。
附图说明
下面借助附图示例性地详细阐述本发明。其中，
图1示出用于说明根据本发明的方法的步骤的示意性的流程图；并且
图2示出说明根据本发明的要挂上的优化挡位的在时间上的曲线分布以及根据常规的行驶策略的理想挡位的在时间上的曲线分布的图表。
具体实施方式
根据本发明以及参照附图1在第一步骤中由设置在汽车中的导航设备借助数字地图识别出前方的弯道，其中，接下来借助汽车数据和弯道数据或者行车道数据计算出绝对的弯道极限速度，也就是在确定的弯道半径、确定的弯道超高以及预给定的汽车数据时在不超过轮胎附着极限的情况下的最大可能的速度。
例如轮距为1.5m和重心高度为0.6m的汽车的绝对的弯道极限速度v_grenz在最大的附着系数μr＝0.8、弯道半径为rk并且弯道超高为β的情况下可以借助公式
v _ grenz = 11.28 ( μ r + tan β ) r k 1 - μ r tan β km / h 来计算。
优选根据本发明假定，弯道超高β为0°。
对于本方法重要的弯道极限速度由绝对的弯道极限速度根据驾驶员的运动性计数器求得，其中，弯道极限速度随着升高的运动性计数器同样升高，且反之亦然；在运动性计数器最大的情况下，弯道极限速度相应于绝对的弯道极限速度。
如从图1中所能得出的那样，可以形成第一组合特性曲线KF_弯道极限速度并且将其存储在变速器控制装置中，借助该第一组合特性曲线求得对于本方法重要的作为运动性计数器FTyp和行车道数据的函数的弯道极限速度，其中，对于弯道超高β为0°的情况，对于预给定的轮距、预给定的重心高度以及对于预给定的最大的附着系数的弯道极限速度是运动性计数器FTyp的和借助导航设备和数字地图提供的弯道半径rk的函数。
在所示出的实例中，运动性计数器FTyp采用在1至200之间的值，其中，值200是最大值，从而例如在弯道半径为100m的情况下，与运动性计数器FTyp的最大值相应的弯道极限速度为100km/h；与此相比，在弯道半径相同的情况下，与运动性计数器FTyp的最小值相应的弯道极限速度明显较小且为50km/h。根据本发明的方法确定的弯道极限速度以这种方式与驾驶员的驾驶方式相匹配。
此外，可以形成第二组合特性曲线KF_理想_挡位并且将其存储在变速器控制装置中，借助该第二组合特性曲线，实时的优化挡位作为运动性计数器FTyp的以及对于本方法重要的、能由组合特性曲线KF_弯道极限速度确定的弯道极限速度的函数而被确定。
在此规定，运动性计数器FTyp的高的值与低挡位相应，而运动性计数器FTyp的低的值与高挡位相应。例如，对于运动性计数器FTyp的最大值确定根据汽车速度和发动机转速尽可能低的挡位作为优化挡位；对于运动性计数器FTyp的最小值确定尽可能高的挡位作为优化挡位。
例如，如借助图1所示地，在具有八个前进挡的变速器中，根据本发明建议的对于极限速度为100km/h且运动性计数器在101至200之间的情况的实时的优化挡位是第五前进挡，这在一种运动型驾驶方式中产生，其中，对于极限速度为100km/h且运动性计数器在1至100之间的情况建议的实时的优化挡位是第六前进挡。
在确定实时的优化挡位之后检验，实时的优化挡位是否偏离挂上的挡位RGA_DEST，其中，如果确定出偏离并且存在引起汽车减速的驾驶员动作和/或存在汽车速度的降低，则进行降挡。
根据本发明，在开始降挡的同时启动可调的计时器，直到该计时器走完，不能进一步降挡。如果可调的计时器走完，则重新计算实时的优化挡位并且重新执行之前的步骤直到实时的优化挡位不偏离挂上的挡位RGA_DEST或者直到不存在引起汽车减速的驾驶员动作和/或不存在汽车速度的降低。
对于向实时的优化挡位的降挡要求以多个挡位级降挡的情况，降挡类似于所描述的做法那样逐级地进行。
此外根据本发明可以规定，如果汽车到前方弯道的距离在可应用的范围内，则进行降挡。
通过根据本发明的方法保证，及时地在弯道之前选出以及切换优化挡位，这明显改善了行驶舒适性。为了说明与常规的驾驶策略的不同，在图2中示出根据本发明的待挂上的优化挡位的在时间上的曲线分布、根据常规的驾驶策略的理想挡位的在时间上的曲线分布以及制动压力的在时间上的曲线分布。
如从在图2中绘出的示例性的曲线分布中可得出地，根据本发明及时地在前方弯道之前以及从时刻t_0开始以六个挡位级进行逐级的降挡，其中，在时刻t_2已经挂上了优化挡位，相应的曲线分布通过曲线B描述。
在根据常规的驾驶策略的降挡中，降挡从较迟的时刻t_1开始，其中，然后在迟后的时刻t_3挂上优化挡位。相应的曲线分布通过曲线A描述，其中，曲线C描述作为时间t的函数的制动压力曲线分布，从该制动压力曲线分布中得知，在实施根据本发明的方法期间驾驶员操纵制动器。
附图标记列表
FTyp     运动性计数器
RGA_DEST 挂上的挡位
A        根据常规的行驶策略的理想挡位的在时间上的曲线分布
B        根据本发明的要挂上的优化挡位的在时间上的曲线分布
C        制动压力的在时间上的曲线分布

Claims (9)

1.用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法，其特征在于：根据汽车数据和弯道数据或者行车道数据以及运动性计数器(FTyp)确定用于由导航设备借助数字地图在前方街道路线中识别出的弯道的弯道极限速度，其中，借助所确定的弯道极限速度和运动性计数器(FTyp)确定用于前方弯道的实时的优化挡位，并且在确定实时的优化挡位后检验实时的优化挡位是否偏离所挂上的挡位(RGA_DEST)，其中，如果确定出偏离并且存在引起汽车减速的驾驶员动作和/或存在汽车速度的降低，则进行向实时的优化挡位的降挡。
2.按权利要求1所述的用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法，其特征在于：对于向实时的优化挡位的降挡要求以多个挡位级降挡的情况，降挡逐级地进行。
3.按权利要求1所述的用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法，其特征在于：如果汽车到前方弯道的距离在可应用的范围内，则进行降挡。
4.按权利要求2所述的用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法，其特征在于：如果汽车到前方弯道的距离在可应用的范围内，则进行降挡。
5.按权利要求1、2、3或4所述的用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法，其特征在于：
所述方法包括以下步骤：在开始降挡的同时启动可调的计时器，直到该计时器走完，不能进一步降挡，其中，如果可调的计时器走完，则重新确定实时的优化挡位并且重新检验实时的优化挡位是否偏离所挂上的挡位(RGA_DEST)以及是否存在引起汽车减速的驾驶员动作和/或存在汽车速度的降低，其中，如果这些前提条件存在，则重新进行降挡，
并且该步骤如此久地重复，直到实时的优化挡位不偏离所挂上的挡位(RGA_DEST)或者直到不存在引起汽车减速的驾驶员动作和/或不存在汽车速度的降低。
6.按权利要求1、2、3或4所述的用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法，其特征在于：为了确定弯道极限速度，首先计算绝对弯道极限速度(v_grenz)，其中，弯道极限速度由绝对弯道极限速度根据驾驶员的运动性计数器(FTyp)求得，其中，弯道极限速度随着升高的运动性计数器(FTyp)同样升高以及反之亦然，并且实时的优化挡位作为弯道极限速度和运动性计数器(FTyp)的函数而被确定，运动性计数器(FTyp)的高的值与低挡位相应，而运动性计数器(FTyp)的低的值与高挡位相应。
7.按权利要求6所述的用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法，其特征在于：形成第一组合特性曲线“KF_弯道极限速度”并且将该第一组合特性曲线存储在变速器控制装置中，借助该第一组合特性曲线求得作为运动性计数器(FTyp)的和行车道数据的函数的弯道极限速度，其中，对于弯道超高β为0°的情况，对于预给定的轮距、预给定的重心高度以及对于预给定的最大的附着系数的弯道极限速度是运动性计数器(FTyp)的和借助导航设备和数字地图提供的弯道半径(rk)的函数；并且形成第二组合特性曲线“KF_理想_挡位”并且将该第二组合特性曲线存储在变速器控制装置中，借助该第二组合特性曲线，实时的优化挡位作为运动性计数器(FTyp)的以及能由第一组合特性“曲线KF_弯道极限速度”确定的弯道极限速度的函数而被确定。
8.按权利要求1至4之一所述的用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法，其特征在于：运动性计数器(FTyp)的确定根据由现有技术所公知的方式和方法借助对驾驶员的驾驶方式的评价和对此重要的参数的评价进行。
9.按权利要求6所述的用于在包括自动变速器的汽车中在驶入弯道之前确定和切换优化挡位的方法，其特征在于：绝对弯道极限速度(v_grenz)是在确定的弯道半径、确定的弯道超高以及预给定的汽车数据时在不超过轮胎附着极限的情况下的最大可能的速度。
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