DE10112280A1

DE10112280A1 - Simulator für Steuergeräte automatischer Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE10112280A1
Application number: DE10112280A
Authority: DE
Inventors: Kenji Hagiwara; Shoichi Suzuki; Yohei Takeda; Ko Yoda; Satoshi Terayama
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: CA2340557C; DE10112280B4; US7013250B2; CA2340557A1; US20010023393A1

Abstract

Ein Simulator mit computergestützten Design-(CAD)-Programmen zum Verifizieren von Algorithmen eines Schaltsteuergeräts eines Automatikgetriebes. Der Simulator umfasst eine Simulatorhaupteinheit (einen Computer), der die Programme speichert und den Algorithmus eingibt, sowie einen Pseudosignalgenerator, der Pseudosignale einschließlich Betriebssignalen für die Hydraulikaktuatoren erzeugt. Das Programm beinhaltet ein erstes Berechnungsmittel zum Berechnen von Ausgaben erster bis dritter Modelle, die das Verhalten des Motors, des Getriebes und der Fahrzeugkarosserie beschreiben, mit einem ersten Berechnungszyklus auf der Basis des Algorithmus und der Pseudosignale. Ein zweites Berechnungsmittel gibt die berechneten Ausgaben der ersten und zweiten Modelle ein und berechnet eine Ausgabe eines vierten Modells, das ein nicht lineares Verhalten in dem zweiten Modell beschreibt, mit einer zweiten Berechnungszeit, die kürzer als die erste Berechnungszeit ist, und verifiziert den Algorithmus auf der Basis der Ausgaben des ersten Modells. Hiermit kann er in Echtzeit die Verhaltensweisen des automatischen Fahrzeuggetriebes einschließlich des nicht linearen Verhaltens von Hydraulikaktuatoren simulieren, um hierdurch eine Verifizierung oder Auswertung des Steueralgorithmus in einer realen Umwelt zu ermöglichen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft einen Simulator für Steuergeräte oder Steuersys teme automatischer Fahrzeuggetriebe.

Beschreibung der relevanten Technik

Der Anmelder schlägt in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Hei 8(1996)-121583 einen Simulator vor, der computergestützte Designpro gramme oder -pakete für Automatikgetriebe-Steuergeräte oder -Steuersys teme aufweist, der die Fahrzustände des Fahrzeugs in Intervallen misst, auf der Basis der gemessenen Daten Verifizierungsindizes berechnet, die sich auf den Schaltstoß beziehen, und die Berechnungsergebnisse durch Betäti gung einer Vorrichtung, wie etwa der Drosselöffnung und der Schaltmodi etc., sortiert und ausgibt. Somit gestattet der Simulator eine Simulation der Realwelt-Steuergeräte oder Steuersysteme und hilft Kraftfahrzeuginge nieuren dabei, die Schaltcharakteristiken der Automatikgetriebesteuerung zu modifizieren.

Eine jüngere Entwicklung unter solchen Simulatoren ist die Entwicklung eines solchen, der die Realwelt-Getriebesteuergeräte oder -steuersysteme in Echtzeit simulieren kann und dem Ingenieur dabei hilft, den Steueralgo rithmus zu analysieren und zu verifizieren. Auch wenn jedoch das Automa tikgetriebe genau als Modell entworfen worden ist, ist es ziemlich schwie rig, die Steuerung in Echtzeit zu simulieren, auch wenn ein Hochleistungs computer verwendet wird, da das Modell das nicht lineare Verhalten von Hydraulikaktuatoren (wie etwa Kupplungen) in dem Getriebe beinhalten muss. Hier wird der Begriff "Echtzeit" verwendet, um die Simulationszeit mit der Eigenschaft anzugeben, dass eine gegebene Echtzeitdauer die gleiche Zeitdauer in dem als Modell zu entwerfenden System repräsentiert.

Das nicht lineare Verhalten des Hydraulikaktuators kann häufig unter Ver wendung einer λ-Funktion und eines Integralfaktors in dem Simulations modell beschrieben werden. Da jedoch diese Konfiguration normalerweise die Berechnung eines relativ kurzen Zyklus oder von Intervallen wie etwa 1 µsec erfordert, wird die Berechnung hochfrequent, und daher benötigt es auch bei einem einzigen Schaltvorgang viel Zeit, die Ereignisse zu simulie ren.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es daher, die oben erwähnten Probleme zu überwinden und einen Simulator mit computergestützten Designpro grammen oder -paketen für Steuergeräte automatischer Fahrzeuggetriebe anzugeben, der die Verhaltensweisen des automatischen Fahrzeuggetriebes einschließlich des nicht linearen Verhaltens von Hydraulikaktuatoren in Echtzeit simulieren kann, um es Konstrukteuren zu ermöglichen, Steueral gorithmus in einer realen Umwelt zu verifizieren oder auszuwerten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Simulator angegeben mit computerge stützten Designprogrammen zum Verifizieren eines Algorithmus eines Schaltsteuergeräts eines an einem Fahrzeug angebrachten Automatikgetrie bes mit einem Gangwechselsystem und zugeordneten Hydraulikaktuatoren, um, auf der Basis zumindest der Drosselöffnung und der Fahrzeugge schwindigkeit in Übereinstimmung mit dem Algorithmus, von einem Ver brennungsmotor erzeugte Kraft auf Antriebsräder zu übertragen, umfas send: einen Computer, der die computergestützte Designprogramme in einem Speicher speichert und mit dem Schaltsteuergerät zur Eingabe des Algorithmus verbunden ist; ein mit dem Computer verbundenes Pseudosig nalerzeugungsmittel zum Erzeugen von Pseudosignalen, die zumindest die Drosselöffnung, die Fahrzeuggeschwindigkeit und Betriebssignale für die Hydraulikaktuatoren angeben, und zum Senden der Pseudosignale zu dem Computer; wobei die computergestützten Designprogramme enthalten: ein erstes Berechnungsmittel zum Berechnen von Ausgaben eines ersten Modells, das das Verhalten des Motors beschreibt, eines zweiten Modells, das das Verhalten des Getriebes beschreibt, sowie eines dritten Modells, das das Verhalten einer Fahrzeugkarosserie beschreibt, mit einem ersten Berechnungszyklus auf der Basis des Algorithmus und der Pseudosignale; ein zweites Berechnungsmittel zum Eingeben zumindest der berechneten Ausgaben des ersten Modells und des zweiten Modells und zum Berechnen einer Ausgabe eines vierten Modells, das das nicht lineare Verhalten in dem zweiten Modell beschreibt, mit einem zweiten Berechnungszyklus, der kürzer als der erste Berechnungszyklus ist; und ein Algorithmus-Verifizie rungsmittel zum Verifizieren des Algorithmus auf der Basis der Ausgaben des ersten Modells, des zweiten Modells und des dritten Modells.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in Bezug auf die folgende Beschreibung und Zeichnungen näher ersichtlich, worin:

Fig. 1 ist eine Gesamtschemaansicht eines Simulators für Steuerge räte oder Steuersysteme automatischer Fahrzeuggetriebe gemäß der Ausführung der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Flussdiagramm, das den Aufbau der Programme zeigt, die auf eine Hauptsimulator-Haupteinheit des in Fig. 1 darge stellten Simulators herunterzuladen sind;

Fig. 3 ist eine Erläuterungsansicht, die das Automatikgetriebe zeigt, das bei der Konstruktion der Programme als Modell entworfen werden soll;

Fig. 4 ist eine Erläuterungsansicht, die Bewegungsgleichungen des in Fig. 3 dargestellten Automatikgetriebes zeigt;

Fig. 5 ist ein Erläuterungs-Blockdiagramm, das Modelle des Gesamt systems von dem Motor bis zur Karosserie des Fahrzeugs zeigt, an dem das Automatikgetriebe angebracht ist;

Fig. 6 ist ein Erläuterungs-Blockdiagramm, das das in Fig. 5 darge stellte Getriebemodell im Detail zeigt;

Fig. 7 ist ein Erläuterungs-Blockdiagramm, das ein Modell mit dem Kupplungsabschnitt und dem Integralfaktor in der in Fig. 6 illustrierten Konfiguration im Detail zeigt;

Fig. 8 ist eine Erläuterungsansicht, die die λ-Funktion zeigt, die in der in Fig. 7 illustrierten Konfiguration verwendet wird;

Fig. 9 ist eine Erläuterungsansicht, die in ähnlicher Weise die λ-Funk tion zeigt, die in der in Fig. 7 illustrierten Konfiguration ver wendet wird;

Fig. 10 ist ein Erläuterungs-Blockdiagramm, das das in Fig. 6 illus trierte Getriebemodell im Detail zeigt;

Fig. 11 ist ein Simulationsergebnis, das eine Stufenantwort des 1.Gang-Kupplungs-Übertragungsdrehmoments relativ zum in den Kupplungsabschnitt eingegebenen Drehmoment und dem Integralfaktor in dem in Fig. 10 illustrierten Getriebemodell zeigt;

Fig. 12 ist eine Erläuterungsgrafik, die die Stufenantworten des Mo torsystems etc. in dem in Fig. 11 illustrierten Simulations ergebnis zeigt;

Fig. 13 ist ein Simulationsergebnis, das die Beziehung zwischen der Zeitkonstanten (Berechnungszyklus) τ relativ zur Trägheit in dem Modell zeigt;

Fig. 14 ist ein Simulationsergebnis, das die Beziehung zwischen der Zeitkonstanten (Berechnungszyklus) τ relativ zur λ-Funktion in dem Modell zeigt;

Fig. 15 ist ein Simulationsergebnis, das die Beziehung zwischen der Zeitkonstanten (Berechnungszyklus) τ relativ zum Gangunter setzungsverhältnis in dem Modell zeigt;

Fig. 16 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Simulators zeigt, der auf der Basis der heruntergeladenen Programme durch geführt wird, die in den in Fig. 2 illustrierten Prozessen aufge baut sind;

Fig. 17 ist ein Simulationsergebnis unter Verwendung der in Fig. 5 illustrierten Modelle mit dem Berechnungszyklus von 200 µsec;

Fig. 18 ist ein anderes Simulationsergebnis unter Verwendung der Berechnungszyklen von 20 µsec und 200 µsec; und

Fig. 19A, 19B und 19C sind ein Satz von Grafiken, die die Ausgaben des in Fig. 1 illustrierten Simulators gemäß der Ausführung der Erfindung zeigen.

DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG

Eine Ausführung der Erfindung wird nun in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Gesamtansicht eines Simulators für Steuerge räte oder Steuersysteme automatischer Fahrzeuggetriebe gemäß der Aus führung der Erfindung.

In der Figur bezeichnet die Bezugszahl 10 den Simulator. Der Simulator 10 besitzt computergestützte Design-(CAD)-Programme oder -pakete 10a (später erläutert) sowie eine Haupteinheit 12, die einen Mikrocomputer (auf den die Programme heruntergeladen werden) mit einer CPU 12a, einem Speicher 12b und einer Gruppe von Platinen (allgemein mit 12c bezeichnet) aufweist. Die Simulatorhaupteinheit 12 ist durch eine Eingabe/Ausgabe schnittstelle 14 mit einer elektronischen Steuereinheit (in der Figur als "ECU" bezeichnet) verbunden, die dem Steuergerät oder Steuersystem eines am Fahrzeug angebrachten Automatikgetriebes entspricht.

Die ECU 16 ist ein bordeigener Mikrocomputer und verwendet gespeicherte Funktionen und Algorithmen (Verarbeitungsprogramme), um den Gang (das Gangverhältnis) gemäß einem Schaltplan, der auf zumindest der Drosselöff nung θTH und der Fahrzeuggeschwindigkeit V beruht, durch elektromagne tische Solenoide (einschließlich Linearsolenoiden und Schaltsolenoiden) und zugeordneten Hydraulikaktuatoren (wie etwa Kupplungen) zu steuern, um die von dem Verbrennungsmotor erzeugte Kraft auf die Antriebsräder zu übertragen. Dieser Schaltsteueralgorithmus wird durch die Eingabe/Aus gabeschnittstelle 14 in die Simulatorhaupteinheit 12 eingegeben und wird in dem Speicher 12b gespeichert.

Der Simulator 10 besitzt eine Gruppe von Pseudosignalgeneratoren 18, die ein Pseudosignal der Linearsolenoide erzeugen, sowie eine andere Gruppe von Pseudosignalgeneratoren 20, die ein ähnliches Pseudosignal der Schalt solenoide erzeugen. Die Ausgaben der Generatoren 18 und 20 werden ebenfalls durch die Eingabe/Ausgabeschnittstelle 14 in die Simulatorhaupt einheit 12 eingegeben. Diese Pseudosignale werden zum Betreiben der Hydraulikaktuatoren, wie etwa Kupplungen, verwendet, wie später erläu tert. Zusätzlich werden andere Pseudosignale, die die Drosselöffnung θTH und die Fahrzeuggeschwindigkeit V angeben, durch Generatoren (nicht gezeigt) erzeugt und werden durch die Eingabe/Ausgabeschnittstelle 14 in die Simulatorhaupteinheit 12 eingegeben.

Wie in der Figur dargestellt, werden die in einem Offline-Computer (nicht gezeigt) erzeugten Programme oder Pakete 10a heruntergeladen, und sie enthalten ein erstes Modell ("Motormodell"), ein zweites Modell ("Getriebe modell") und ein drittes Modell ("Fahrzeugkarosseriemodell"), die jeweils die Verhaltensweisen des Motors, des Automatikgetriebes und der Fahr zeugkarosserie beschreiben. Obwohl nicht gezeigt, beinhalten die Pro gramme 10a ein viertes Modell, das das nicht lineare Verhalten, d. h. die Ölzufuhr zu den Hydraulikkupplungen, in dem zweiten Modell beschreibt.

Gemäß den heruntergeladenen Programmen 10a gibt die Simulatorhaupt einheit 12 die erzeugten Pseudosignale ein, führt die Berechnung von Ausgaben der ersten bis dritten Modelle (z. B. das Antriebswellen-Drehmo ment TDS, die Motordrehzahl Ne und der Kupplungsöldruck Pnc) in zeitge rechter Weise, die durch einen vorbestimmten Berechnungszyklus (Ab tastzeit oder Intervall) definiert sind, gemäß dem gespeicherten Schalt steuerprogramm aus und verifiziert und wertet den gespeicherten Schalt steueralgorithmus aus, während die Ergebnisse der Verifikation und Aus wertung durch eine Anzeige 24 ausgegeben werden.

Der Aufbau der Programme 10a, die auf die Simulatorhaupteinheit 12 des Simulators 10 herunterzuladen sind, wird in Bezug auf ein Flussdiagramm von Fig. 2 erläutert.

In S10 sollten die ersten bis vierten Modelle (die das Verhalten des Motors, des Automatikgetriebes etc. beschreiben) in den Programmen 10a zuerst aufgebaut werden.

Zuerst wird die Konstruktion des zweiten Modells erläutert, das das Verhal ten des Automatikgetriebes beschreibt.

Fig. 3 ist eine Erläuterungs-Schnittansicht des als Modell zu entwerfenden Automatikgetriebes (nachfolgend als "Getriebe" bezeichnet) T.

Das Automatikgetriebe T umfasst den Typ von parallel installierten Wellen mit einem Gangwechselsystem und zugeordneten Hydraulikkupplungen von vier Vorwärtsgängen (Geschwindigkeiten) und einem Rückwärtsgang und ist an dem Fahrzeug (nicht gezeigt) angebracht.

Insbesondere ist das Getriebe T ausgestattet mit einer Hauptwelle (Getrie beeingangswelle) MS, die mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors durch einen Drehmomentwandler 30 mit einem Überbrückungsmechanis mus verbunden ist, einer Gegenwelle (Getriebeausgangswelle) CS, die parallel zu der Hauptwelle MS vorgesehen ist, und einer Sekundärwelle SS, die parallel dazu vorgesehen ist. Diese Wellen tragen Zahnräder.

Insbesondere trägt die Hauptwelle MS ein Vierter-Gang-Antriebszahnrad 32 und, diesem benachbart, ein Rückwärts-Antriebszahnrad 34 an der rechten Seite und ein Dritter-Gang-Antriebszahnrad 36 an der linken Seite (in der Figur). Die Zahnräder sind an der Hauptwelle MS drehbar angebracht.

Die Gegenwelle CS trägt ein Zweiter-Gang-Abtriebszahnrad 38 und ein Erster-Gang-Abtriebszahnrad 40, die an der Welle fest sind und mit den Zahnrädern der Sekundärwelle SS kämmen. Ferner trägt die Gegenwelle CS ein Vierter-Gang-Abtriebszahnrad 42 und ein Dritter-Gang-Abtriebszahnrad 44, die an der Welle fest sind und mit den entsprechenden Antriebszahnrä dern 32, 36 der Hauptwelle MS kämmen, sowie ein Rückwärts-Abtriebs zahnrad 46, das an der Welle fest ist.

Die Sekundärwelle SS trägt ein Erster-Gang-Antriebszahnrad 50 und ein Zweiter-Gang-Antriebszahnrad 52, die an der Welle drehbar angebracht sind.

Ferner trägt die Hauptwelle MS ein erstes Untersetzungszahnrad 54, das an der Welle fest ist, die Gegenwelle CS trägt ein zweites Untersetzungs zahnrad 56, das an der Welle drehbar angebracht ist, und die Sekundär welle SS trägt ein drittes Untersetzungszahnrad 58, das an der Welle fest ist. Mit dieser Anordnung wird die Drehung der Hauptwelle MS reduziert und auf die Sekundärwelle SS übertragen.

Wenn im Obenstehenden eine Erster-Gang-Kupplung (Hydraulikkupplung; Hydraulikaktuator) 1C mit Drucköl derart versorgt wird, dass das Erster- Gang-Antriebszahnrad 52 an der Sekundärwelle SS fest ist, ist der erste Gang (1. Gang oder Gangverhältnis) eingelegt. Wenn eine Zweiter-Gang- Kupplung (Hydraulikkupplung; Hydraulikaktuator) 2C mit Drucköl derart versorgt wird, dass das Zweiter-Gang-Antriebszahnrad 50 an der Sekundär welle SS fest ist, ist der zweite Gang (2. Gang oder Gangverhältnis) einge legt. Wenn eine Dritter-Gang-Kupplung (Hydraulikkupplung; Hydraulikaktua tor) 3C mit Drucköl derart versorgt wird, dass das Dritter-Gang-Antriebs zahnrad 36 an der Hauptwelle MS fest ist, ist der dritte Gang (3. Gang oder Gangverhältnis) eingelegt.

Wenn eine Vierter-Gang-Kupplung (Hydraulikkupplung; Hydraulikaktuator) 4C mit Drucköl derart versorgt wird, dass das Vierter-Gang-Antriebszahn rad 32 an der Hauptwelle MS fest ist, ist ein vierter Gang (4. Gang oder Gangverhältnis) eingelegt. Wenn die Vierter-Gang-Kupplung 4C mit Drucköl versorgt wird und das Rückwärts-Antriebszahnrad 34 durch einen Selektor an der Hauptwelle MS fest ist, ist der Rückwärtsgang eingelegt. Die Dre hung des Rückwärts-Antriebszahnrads 34 wird durch ein Gegenzahnrad (nicht gezeigt) auf das Rückwärts-Abtriebszahnrad 46 übertragen.

Die Gegenwelle CS ist mit einem Endantriebszahnrad 60 verbunden, und das Endantriebszahnrad 60 ist mit dem Endabtriebszahnrad 62 verbunden. Das Endabtriebszahnrad 62 ist durch ein Differential 64 mit einer Antriebs welle 66 verbunden. Die Antriebswelle 66 ist mit Antriebsrädern (nicht gezeigt) des Fahrzeugs verbunden, wodurch die Kraft von dem Motor durch die Gegenwelle CS auf die Antriebsräder übertragen wird.

Obwohl nicht gezeigt, sind der Motor und das Getriebe T an dem Fahrzeug angebracht, und es sind verschiedene Sensoren an dem Motor und dem Fahrzeug angebracht, einschließlich einem Kurbelwinkelsensor, der ein die Motordrehzahl Ne angebendes Signal erzeugt, einem Krümmerabsolut drucksensor, der ein den Krümmerdruck als Absolutwert angebendes Signal (Motorlast) erzeugt, einem Drosselstellungssensor, der ein die Drosselöff nung θTH des Drosselventils angebendes Signal erzeugt, einem Fahrzeug geschwindigkeitssensor, der ein die Fahrzeuggeschwindigkeit V angeben des Signal erzeugt, sowie einem Schalthebelstellungssensor, der ein Signal erzeugt, das die vom Fahrzeugbediener gewählte Stellung des Schalthebels angibt, etc.

Ferner ist ein erster Drehzahlsensor in der Nähe der Hauptwelle MS vor gesehen und erzeugt ein Signal, das die Drehzahl Nm der Getriebeeingangs welle angibt, auf der Basis der Drehung der Hauptwelle MS. Ein zweiter Drehzahlsensor ist in der Nähe der Gegenwelle CS vorgesehen und erzeugt ein Signal, das die Drehzahl Nc der Getriebeausgangswelle angibt, auf der Basis der Drehung der Gegenwelle CS. Ferner ist ein Temperatursensor in dem Getriebe T oder an einer anderen geeigneten Stelle installiert und erzeugt ein Signal, das die Öltemperatur, d. h. die Temperatur TATF von Automatikgetriebefluid angibt, und ein Bremsschalter ist in der Nähe eines Bremspedals (nicht gezeigt) vorgesehen und erzeugt ein EIN-Signal, wenn das Bremspedal vom Fahrzeugbediener niedergedrückt wird.

Die Ausgaben dieser Sensoren werden zur ECU 16 geschickt, die das Schaltsteuergerät darstellt. Die ECU 16 umfasst einen Mikrocomputer mit einer CPU (zentralen Prozessoreinheit), einem ROM (Festwertspeicher), einem RAM (Direktzugriffsspeicher), einer Eingabeschaltung, einer Aus gabeschaltung etc. Die ECU 16 bestimmt den Gang (das Gangverhältnis) auf der Basis der erfassten Drosselöffnung und der Fahrzeuggeschwindig keit gemäß dem in dem ROM gespeicherten Algorithmus. Die ECU 16 steuert dann die Schaltvorgänge durch Erregen oder Entregen von elek tromagnetischen Solenoiden, einschließlich den Linearsolenoiden und den Schaltsolenoiden, die in dem Hydraulikkreis (nicht gezeigt) vorgesehen sind, der mit den Kupplungen 1C, 2C, 3C, 4C verbunden ist, derart, dass der so bestimmte Gang eingelegt wird. Die Ausgaben der Linearsolenoide und der Schaltsolenoide entsprechen den Pseudosignalen.

Da die charakteristischen Merkmale der Erfindung in dem Simulator 10 liegen, wird eine detaillierte Beschreibung der von der ECU 16 durchgeführ ten Schaltsteuerung weggelassen.

Zurück zur Erläuterung des Programms 10a, das auf die Simulatorhaupt einheit 12 herunterzuladen ist. Das Verhalten des Getriebes T kann durch Bewegungsgleichungen ausgedrückt werden, die in Fig. 4 illustriert sind. Die Übergangsschaltphase kann so ausgedrückt werden, wie unten in der Figur gezeigt. Die in der Gleichung verwendeten Elemente sind oben in der Figur gezeigt.

Auf der Basis der in der Figur dargestellten Bewegungsgleichungen kann das Gesamtsystem von Motor bis Fahrzeugkarosserie als Modell entworfen werden, wie in Fig. 5 gezeigt. In der Figur bezeichnet "ENG" das Motormo dell (erstes Modell), das das Verhalten des Motors beschreibt, "MISS" bezeichnet das Getriebemodell (zweites Modell), das das Verhalten des Getriebes T beschreibt, und "BODY" bezeichnet das Fahrzeugkarosseriemo dell (drittes Modell), das das Verhalten der Fahrzeugkarosserie beschreibt.

In der Figur wird das von dem Motormodell ausgegebene Drehmoment Te in den Drehmomentwandler 30 eingegeben (in der Figur als "T/C" bezeich net), wo es gewandelt wird und in Drehmoment Tt umbenannt wird, das in das Getriebemodell eingegeben wird. Das Getriebemodell gibt das Antriebs wellendrehmoment TDS aus, das in das Fahrzeugkarosseriemodell eingege ben wird, das den Drehmomentverlust TLOSS ausgibt, der den Drehmo mentverlust in dem Fahrzeugkarosseriesystem angibt.

Gleichzeitig gibt das Getriebemodell die Fahrzeuggeschwindigkeit V ein und gibt die Hauptwellendrehzahl Nm aus, die durch den Drehmomentwandler (T/C) 30 in die Motordrehzahl Ne umgewandelt wird, die in das Motormo dell eingegeben wird. Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupp lung arbeitet, wird das Motordrehmoment Te in das Überbrückungskupp lungs-Ausgangsdrehmoment TLC umgewandelt.

Fig. 6 zeigt die Konfiguration des Getriebemodells im Detail. In der Figur bezeichnet "Kupplungsabschnitt" das zuvor genannte vierte Modell, das das nicht lineare Verhalten der Elemente in dem zweiten Modell beschreibt, d. h. der Erster-Gang-Kupplung 1C bis zur Vierter-Gang-Kupplung 4C.

In der Figur wird die Differenz Trq zwischen dem Drehmomentwandler- Ausgangsdrehmoment Tt und dem Hauptwellendrehmoment Tout ms (vom Kupplungsabschnitt ausgegeben) durch die Hauptwellenträgheit Ims geteilt, und der Quotient wird dann in einen Wert der Drehwinkelbeschleunigung umgewandelt (quadratisches Differential des Winkels θ). Der Drehwinkelbe schleunigungswert wird dann in einen Wert der Drehwinkelgeschwindigkeit (lineares Differential von Winkel θ) durch den Integralfaktor 1/S umgewan delt, und der umgewandelte Wert wird als Hauptwellendrehzahl Nm ausge geben.

Andererseits wird die Hauptwellendrehzahl Nm in den Kupplungsabschnitt eingegeben. Der Kupplungsabschnitt gibt das Hauptwellenausgangsdreh moment Tout ms aus (das am Subtrahierer vom Drehmomentwandler- Ausgangsdrehmoment Tt subtrahiert ist), sowie das Ausgangsdrehmoment Tout, das dann mit dem Enduntersetzungsverhältnis multipliziert wird, wenn das Antriebswellendrehmoment TDS bestimmt werden soll.

Fig. 7 zeigt die Konfiguration eines vierten Modells, das den Kupplungs abschnitt (und den Integralfaktor) im Detail aufweist, als Beispiel anhand der 1.Gang-Kupplung C1.

Wie dargestellt, wird in dem Kupplungsabschnitt die Differenz zwischen der Hauptwellendrehzahl Nm und dem Produkt, erhalten durch Multiplizieren der Gegenwellendrehzahl Nc (gleich der Fahrzeuggeschwindigkeit V) mit dem 1.Gang-Untersetzungsverhältnis i1, berechnet. Insbesondere wird die Differenz zwischen der Drehzahl der Sekundärwelle SS (entsprechend einer um ein vorbestimmtes Untersetzungsverhältnis (z. B. 1,3) reduzierten Hauptwellendrehzahl Nm) und dem Produkt, insbesondere der Drehzahldif ferenz diff1 zwischen der Sekundärwellendrehzahl und der Drehzahl des 1.Gang-Antriebsrads 50, berechnet.

Die berechnete Drehzahldifferenz diff1 wird dann in eine λ-Funktion einge geben, und die Ausgabe davon wird mit dem 1.Gang-Kupplungsdrehmo ment T1c (das proportional zu dem der 1.Gang-Kupplung C1 zugeführten Öldruck P1c ist) multipliziert, und das Produkt wird als das Hauptwellen drehmoment T1c ms bestimmt (das Drehmoment, das durch die 1.Gang- Kupplung C1 auf die Hauptwelle MS wirkt). Gleichzeitig wird das Produkt mit dem 1.Gang-Untersetzungsverhältnis i1 multipliziert, um das Gegen wellendrehmoment T1c cs zu bestimmen (das Drehmoment, das durch die 1.Gang-Kupplung C1 auf die Gegenwelle CS wirkt).

Diese λ-Funktion wird in Bezug auf Fig. 8 erläutert.

Wie in der Grafik der Figur dargestellt, ist die λ-Funktion eine Funktion, die die Ausgabe (den y-Achsenwert) relativ zur Eingabe (x-Achsenwert) auf einen vorbestimmten Wert normalisiert. In dieser Ausführung, in der das Getriebeeingangsdrehmoment als Tin und das Getriebeausgangsdrehmo ment als Tout definiert ist, ist die Funktion so aufgebaut, dass im Kupp lungseinrückbereich ihre Ausgabe kleiner als 1 ist, während sie im Kupp lungsschlupfbereich 1 ist. Insbesondere wird im Kupplungseinrückbereich das Kupplungsübertragungsdrehmoment Tc als Tc × λ berechnet (wobei λ < 1). In dieser Ausführung ist die λ-Funktion derart bestimmt, dass sie, relativ zur Eingabe von 1 [UpM], 1 [UpM] ausgibt. Der Grund dafür, warum im Kupplungseinrückbereich die λ-Funktionsausgabe kleiner als 1 bestimmt wird, ist, dass das Kupplungsübertragungsdrehmoment durch die Trägheit der Fahrzeugkarosserie etc. verbraucht wird.

Diese λ-Funktion wird weiter anhand von Fig. 9 erläutert.

Wenn das Getriebe T so arbeitet, wie in der oberen Hälfte der Figur ge zeigt, wird die Drehzahldifferenz diff1 (in Bezug auf das Blockdiagramm von Fig. 7 erläutert) 2000 [UpM] und überschreitet 1. Da jedoch die λ-Funk tionsausgabe als 1 bestimmt ist, wird das Ausgangsdrehmoment Tout gleich dem Kupplungsübertragungsdrehmoment Tc. Im Ergebnis wird, da das Ausgangsdrehmoment Tout zunimmt, die Gegenwellendrehzahl Nc beschleunigt und überschreitet null. Gleichzeitig nimmt die Differenz zwi schen dem Eingangsdrehmoment Tin und dem Kupplungsübertragungs drehmoment Tc stark ab, und die Hauptwellendrehzahl nimmt ab. Wie in der oberen linken Grafik gezeigt, kommen insbesondere die Hauptwellen drehzahl Nm und die Gegenwellendrehzahl Nc nahe zusammen und konver gieren.

Wenn dann, wie in der unteren linken Grafik dargestellt, die Hauptwellen drehzahl Nm und die Gegenwellendrehzahl Nc konvergieren oder näher zusammen kommen, so dass die Differenz dazwischen innerhalb 1 [UpM] liegt, ist die Drehzahldifferenz angenähert null. In diesem Kupplungsein rückbereich wird die λ-Funktionsausgabe auf einen Wert von kleiner als 1 gesetzt, und das Ausgangsdrehmoment Tout wird daher Tc × λ. Da das Ausgangsdrehmoment Tout ziemlich klein ist, kann die Gegenwelle CS ihre Drehzahl halten. Die Differenz zwischen dem Eingangsdrehmoment Tin und dem Ausgangsdrehmoment Tout (Tout × λ) wird auch ziemlich klein, so dass die Hauptwelle ihre Drehzahl halten kann.

Zurück zur Erläuterung von Fig. 6. In dem in der Figur dargestellten Getrie bemodell wird somit die Drehzahldifferenz berechnet, und es wird eine Rückkopplungs-Regelung ausgeführt, so dass das Eingangsdrehmoment und das Ausgangsdrehmoment zueinander ausgeglichen sind.

Das Kupplungsübertragungsdrehmoment ändert sich mit der Druckölmen genzufuhr, wenn der Schaltvorgang fortschreitet. Da jedoch das Modell die λ-Funktion und den Integralfaktor hat, kann es das Verhalten der Hydraulik kupplung beschreiben, deren Betrieb nicht linear ist.

Zurück zur Erläuterung des Flussdiagramms von Fig. 2. Dann wird in S12 der Berechnungszyklus oder das Intervall (Abtastzeit für den Abschnitt, der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung erfordert, d. h. der Kupplungsabschnitt und der Integralfaktor) berechnet.

Wie oben erläutert, wird es, wenn die λ-Funktion und der Integralfaktor in der Berechnung verwendet werden, allgemein notwendig, die Berechnung in einem kurzen Intervall, wie etwa 1 µsec, durchzuführen, was den Be rechnungszyklus häufig oder kurz macht. Es würde daher viel Zeit erfor dern, auch in einem einzigen Schaltvorgang das Ereignis zu simulieren.

Dies wird in Bezug auf Fig. 10 und 11 erläutert. Fig. 10 ist ein Blockdia gramm, das die Konfiguration des Getriebemodells von Fig. 6 im näheren Detail zeigt, wobei nur die Erster-Gang-Kupplung C1 und die Zweiter-Gang- Kupplung C2 als Repräsentant des Kupplungsabschnitts abgebildet sind. Fig. 11 zeigt ein Simulationsergebnis, das eine Stufenantwort des Über tragungsdrehmoments der 1.Gang-Kupplung C1 (genauer von T1c ms) relativ zum Eingangsdrehmoment Tt (Drehmomentwandler-Ausgangsdreh moment) angibt.

Wenn, wie in Fig. 11 gezeigt, in diesem zeitdiskreten System in dieser Ausführung der Berechnungszyklus (Abtastzeit) 20 µsec überschreitet, wird es unmöglich, die Systemzustandsänderung genau zu beschreiben, und daher ist das Simulationsergebnis nicht zufriedenstellend. Im Hinblick hierauf wird in dieser Ausführung der Berechnungszyklus in diesem Ab schnitt als 20 µsec bestimmt (zweiter Berechnungszyklus), derart, dass der Berechnungszyklus (entsprechend der Zeitkonstante) innerhalb des zulässi gen Bereichs liegt.

Insbesondere ist der Berechnungszyklus (Zeitkonstante) von der Trägheit I (die in einen auf die Hauptwelle MS wirkenden Wert umzuwandeln ist) und vom Getriebeuntersetzungsverhältnis r abhängig. Wenn man den Berech nungszyklus (die Zeitkonstante) als τ definiert, kann er wie folgt ausge drückt werden:

τ = I.(2,24 × 10^-6.r²-2,4 × 10^-8.r+8,54 × 10^-9).1,41 × 10².(1/λ) Gl. 1

Oben bedeutet λ die vorgenannte λ-Funktion.

Fig. 12 ist eine Erläuterungsgrafik der Stufenantworten des Motorsystems etc. in dem in Fig. 11 dargestellten Simulationsergebnis. Wie dargestellt, ist die Zeitkonstante des Getriebes angenähert null und ist eine stufenartige Antwort, im Vergleich zu jener des Motors und der Fahrzeugkarosserie. Der Grund hierfür ist, dass die auf die Hauptwelle MS ausgeübte Getriebeträg heit im Vergleich zu jener des Motors und der Fahrzeugkarosserie außer ordentlich klein ist, was aus den Trägheitswerten verständlich wird, die unten in der Figur erwähnt sind.

Demzufolge werden, wie in den Fig. 13 bis 15 gezeigt, die Beziehungen zwischen der Zeitkonstanten (Berechnungszyklus) τ und den Modellparame tern (in ihren x-Achsen dargestellt) durch Ändern der Parameter erhalten. Fig. 13 zeigt die Beziehung zwischen der Zeitkonstanten und der Trägheit I; Fig. 14 zeigt jene zwischen der Zeitkonstanten und dem Kehrwert der λ- Funktion (d. h. die Steigung der λ-Funktion); und Fig. 15 zeigt jene zwi schen der Zeitkonstanten und dem Ganguntersetzungsverhältnis r. Die in Fig. 15 dargestellten Daten beruhen auf einer quadratischen Annäherung, die durch Regressionsanalyse innerhalb eines zulässigen Gangunterset zungsbereichs erhalten sind. (Da die Genauigkeit angenähert die gleiche war, auch wenn die Annäherungsordnung erhöht wurde, ist die Annähe rungsordnung auf die zweite Ordnung beschränkt.)

Wie aus den Fig. 13 bis 15 ersichtlich, ist die Zeitkonstante (die Ab tastzeit) τ proportional zu Parametern, wie etwa der Trägheit I.

Auf der Basis hiervon wird die Zeitkonstante (der Berechnungszyklus) τ in dieser Ausführung gemäß der oben erwähnten Gleichung bestimmt. Ge nauer gesagt, wird sie als 20 µsec bestimmt.

Zurück zur Erläuterung von Fig. 2. Dann wird in S14 bestimmt, ob der berechnete Berechnungszyklus (die Zeitkonstante) τ innerhalb der Bearbei tungskapazität oder Leistung der CPU 12a der Simulatorhaupteinheit 12 liegt. Anders gesagt, es wird bestimmt, ob die CPU 12a in der Lage ist, die Datenbearbeitung mit dem Berechnungszyklus durchzuführen.

Wenn das Ergebnis in S14 positiv ist, da der berechnete Berechnungs zyklus innerhalb der Bearbeitungskapazität der CPU 12a liegt, wird in S16 der berechnete Wert als der Berechnungszyklus für alle Modelle bestimmt, einschließlich das Getriebemodell. Wenn andererseits das Ergebnis in S14 negativ ist, wird in S18 der berechnete Wert als der Berechnungszyklus für nur den Kupplungsabschnitt (und den Integralfaktor) des Getriebemodells bestimmt, während jener für den Rest des Getriebemodells und die Motor- und Fahrzeugkarosseriemodelle als ein anderer Berechnungszyklus be stimmt wird, der innerhalb der Bearbeitungskapazität der CPU 12a liegt.

Insbesondere ist es, wie gerade oben erwähnt, zum Erhalt der gewünsch ten Genauigkeit erforderlich, den Berechnungszyklus auf einen erforderli chen kleinen Wert (z. B. 20 µsec) zu beschränken. Jedoch ist der Berech nungszyklus nicht frei von der Leistung oder Kapazität der CPU, an der die Datenbearbeitung durchgeführt wird. Wenn der Berechnungszyklus nicht innerhalb der Leistung oder Kapazität der CPU liegt, wird es daher notwen dig, diesen zu korrigieren.

Ferner ist der aus der Leistung der CPU 12a der Simulatorhaupteinheit 12 bestimmte Berechnungszyklus auch von der Komplexität der Modelle abhängig. Für die Modelle in dieser Ausführung sind einige Hundert µsec, genauer gesagt 200 µsec, die Grenze. Aus diesem Grund wird der Berech nungszyklus für das Getriebemodell, das Motormodell und das Fahrzeug karosseriemodell als 200 µsec bestimmt (erster Berechnungszyklus).

Dann werden in S10 die Programme 10a auf die Simulatorhaupteinheit 12 heruntergeladen.

Fig. 16 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Simulators 10 zeigt, der auf der Basis der heruntergeladenen Programme 10a durchgeführt wird.

Das Programm beginnt in S100, in dem die Ausgaben aller Modelle ein schließlich des Getriebemodells berechnet werden. Was das vierte Modell betrifft, sollte die Ausgabe desjenigen, das die Hydrauliköldruckzufuhr zu den Kupplungen der Gänge (Geschwindigkeiten, die in einem simulierten Schaltvorgang ein- und ausgeschaltet werden sollen, berechnet werden.

Wenn man die Datenbearbeitung in der in Fig. 5 dargestellten Konfiguration ausdrückt, sollte die Berechnung alle 20 µsec für den Kupplungsabschnitt (und den Integralfaktor) wiederholt werden. Wenn man den Berechnungs zyklus (den ersten Berechnungszyklus) von 200 µsec als Basisberechnung für alle Modelle (außer für den Kupplungsabschnitt (und den Integralfaktor)) definiert, sollte die Integrationszeit auf einen Wert bestimmt werden, der durch Teilen des Basisberechnungszyklus durch die Anzahl von Wiederho lungen erhalten ist.

Insbesondere wird die Jobroutine des Hochgeschwindigkeits-Berechnungs zyklusblocks (d. h. des Kupplungsabschnitts und Integralfaktors) als Funk tion des Basisberechnungszyklusblocks bezeichnet (alle in Fig. 5 gezeigten Modelle). Anders gesagt, die in den Basisberechnungszyklusblock einzuge benden Parameter sind fest, bis die Berechnungen des Hochgeschwindig keits-Berechnungszyklusblocks abgeschlossen sind.

Insbesondere wird der Hochgeschwindigkeits-Berechnungszyklusblock synchron mit dem Basisberechnungszyklusblock gestartet, und es wird keine rekursive Bearbeitung durchgeführt, bis die Basisberechnungszyklus block-Berechnungen abgeschlossen sind. Somit gibt, sobald gestartet, der Hochgeschwindigkeits-Berechnungszyklusblock das Berechnungsergebnis aus, das auf der Basis der zur vorherigen Zeit eingegebenen Parameter bearbeitet ist, und führt dann neue Berechnungen auf der Basis der zur gegenwärtigen Zeit eingegebenen Parameter aus. Mit dieser Konfiguration wird es möglich, das gesamte System vollständig als Modell zu entwerfen, trotz der Verwendung von Berechnungszyklusblöcken, deren Berechnungs zyklen voneinander unterschiedlich sind.

Fig. 17 zeigt ein Simulationsergebnis, das das Kupplungsübertragungs drehmoment Tc (genauer, das 1.Gang-Kupplungsübertragungsdrehmoment) angibt, das zusammen mit dem in der ECU 16 gespeicherten Schaltsteue ralgorithmus unter Verwendung der in Fig. 5 dargestellten Modelle mit dem Berechnungszyklus nur des Basiszyklus durchgeführt wird (d. h. 200 µsec). Da der nicht lineare Kupplungsabschnitt (und der Integralfaktor) unter Verwendung des gleichen Intervalls von 200 µsec simuliert wurde, ergibt das Simulationsergebnis, dass in dem Schaltsteueralgorithmus der berech nete Wert (mit "b" markiert) von einem Sollwert (mit "a" markiert) ab weicht. Somit ist die Simulationsgenauigkeit ungenügend und dies macht es unmöglich, den in der ECU 15 gespeicherten Schaltsteueralgorithmus ausreichend zu verifizieren und auszuwerten. Hier ist der Sollwert ein Reale-Welt-Wert, der in geeigneter Weise erhalten wurde.

Fig. 18 zeigt ein anderes Simulationsergebnis, das das gleiche Kupplungs übertragungsdrehmoment Tc unter Verwendung der Konfiguration angibt, in der die Modelle in den Basisberechnungszyklusblock und den Hochge schwindigkeits-Berechnungszyklusblock unterteilt sind. Da die zwei Arten von Berechnungszyklen von 20 µsec und 200 µsec verwendet werden, ergibt das Simulationsergebnis, dass in dem Schaltsteueralgorithmus der berechnete Wert (mit "b" markiert) zu dem Sollwert (mit "a" markiert) konvergiert, was eine zufriedenstellende Verifizierung und Auswertung des in der ECU 15 gespeicherten Schaltsteueralgorithmus ermöglicht.

Zurück zur Erläuterung des Flussdiagramms. Das Programm geht dann zu S102 weiter, in dem der in der ECU 16 gespeicherte Schaltsteueralgorith mus auf der Basis der Ausgaben der in Fig. 5 dargestellten Modelle verifi ziert und ausgewertet wird.

Fig. 19 ist ein Satz von Grafiken, die die Ausgaben des in Fig. 1 dargestell ten Simulators 10 angeben, worin Fig. 19A das Antriebswellendrehmoment TDS und die Motordrehzahl Ne zeigt; Fig. 19B Öldruckbefehlswerte zeigt, die der 1.Gang-Kupplung C1 und der 2.Gang-Kupplung C2 zugeführt wer den; und Fig. 19C die Öldrücke P1c und P2c zeigt, die den Kupplungen auf der Basis der Befehlswerte zuzuführen sind.

In den Fig. 19A und 19C bezeichnet das Wort "IST" einen Wert, von dem angenommen wird, dass er dem Fahrzeug in der realen Welt auf der Basis des gespeicherten Schaltsteueralgorithmus zugeführt wird. Wie aus den Figuren ersichtlich, folgen die berechneten (ausgegebenen) Werte den Istwerten genau, so dass der gespeicherte Schaltsteueralgorithmus gut verifiziert und ausgewertet werden kann, indem man beispielsweise die Farben der Linien ändert, die die berechneten und Istwerte derart anzeigen, dass sie in der in Fig. 1 dargestellten Anzeige 24 voneinander unterschie den werden können.

Die Ausführung ist daher so konfiguriert, dass sie einen Simulator (10) aufweist, mit computergestützten Designprogrammen (10a) zum Verifizie ren eines Algorithmus eines Schaltsteuergeräts (ECU 16) eines an einem Fahrzeug angebrachten Automatikgetriebes (T) mit einem Gangwechselsys tem und zugeordneten Hydraulikaktuatoren (C1-C4), um, auf der Basis zumindest der Drosselöffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit in Überein stimmung mit dem Algorithmus, von einem Verbrennungsmotor erzeugte Kraft auf Antriebsräder zu übertragen, umfassend: einen Computer (12), der die computergestützten Designprogramme in einem Speicher (12b) speichert und mit dem Schaltsteuergerät zur Eingabe des Algorithmus verbunden ist. Die charakteristischen Merkmale sind, dass der Simulator aufweist: ein mit dsm Computer verbundenes Pseudosignalerzeugungs mittel (18, 20) zum Erzeugen von Pseudosignalen, die zumindest die Dros selöffnung, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Betriebssignale für die Hydraulikaktuatoren angeben, und zum Senden der Pseudosignale zu dem Computer; wobei die computergestützten Designprogramme enthalten: ein erstes Berechnungsmittel (S10-S20, S100) zum Berechnen von Ausgaben eines ersten Modells, das das Verhalten des Motors beschreibt, eines zweiten Modells, das das Verhalten des Getriebes beschreibt, sowie eines dritten Modells, das das Verhalten einer Fahrzeugkarosserie beschreibt, mit einem ersten Berechnungszyklus (200 µsec) auf der Basis des Algorithmus und der Pseudosignale; ein zweites Berechnungsmittel (S10-S20, S100) zum Eingeben zumindest der berechneten Ausgaben des ersten Modells und des zweiten Modells und zum Berechnen einer Ausgabe eines vierten Modells, das das nicht lineare Verhalten in dem zweiten Modell beschreibt, mit einem zweiten Berechnungszyklus (20 µsec), der kürzer als der erste Berechnungszyklus ist; und ein Algorithmus-Verifizierungsmittel (S102) zum Verifizieren des Algorithmus auf der Basis der Ausgaben des ersten Modells, des zweiten Modells und des dritten Modells. Hiermit kann es die Verhaltensweisen des automatischen Fahrzeuggetriebes einschließlich des nicht linearen Verhaltens von Hydraulikaktuatoren in Echtzeit simulieren, um hierdurch eine Verifizierung oder Auswertung des Steueralgorithmus in einer realen Umwelt zu ermöglichen.

In dem Simulator beschreibt das vierte Modell das Verhalten der Hydraulik ölzufuhr zu Kupplungen von Gängen, die bei einem Schaltvorgang ein- und auszuschalten sind. Hiermit kann er die Verhaltensweisen des automati schen Fahrzeuggetriebes einschließlich des nicht linearen Verhaltens von Hydraulikaktuatoren, wie etwa von Kupplungen von ein- und auszurücken den Gängen, in Echtzeit simulieren, um hierdurch den Steueralgorithmus in einer realen Umwelt zu verifizieren oder auszuwerten.

In dem Simulator wird der zweite Berechnungszyklus auf der Basis einer Stufenantwort relativ zu einer Eingabe in das vierte Modell bestimmt. Hiermit wird es möglich, den zweiten Berechnungszyklus geeignet zu bestimmen, und er kann daher in Echtzeit die Verhaltensweisen des auto matischen Fahrzeuggetriebes einschließlich des nicht linearen Verhaltens von Hydraulikaktuatoren, wie etwa der Kupplungen von ein- und auszu schaltenden Gängen, simulieren, um hierdurch eine Verifizierung oder Auswertung des Steueralgorithmus in einer realen Umwelt zu ermöglichen.

In dem Simulator ist das vierte Modell konfiguriert, um die Eingabe durch eine λ-Funktion auszugeben, wobei der zweite Berechnungszyklus als ein Wert bestimmt ist, der proportional zum Kehrwert der λ-Funktion ist. Hier mit wird es möglich, den zweiten Berechnungszyklus genauer zu bestim men, und er kann daher die Verhaltensweisen des automatischen Fahrzeug getriebes einschließlich des nicht linearen Verhaltens von Hydraulikaktuato ren, wie etwa der Kupplungen von ein- und auszuschaltenden Gängen, in Echtzeit simulieren, um hierdurch eine Verifizierung oder Auswertung des Steueralgorithmus in einer realen Umwelt zu ermöglichen.

Im Obenstehenden ist anzumerken, dass, obwohl die Simulatorhaupteinheit 12 eine einzige CPU 12a besitzt, wo die Bearbeitung des Hochgeschwin digkeits-Berechnungszyklusblocks synchron mit jener des Basisberech nungszyklusblocks durchgeführt wird, es alternativ möglich ist, ein zweite CPU vorzubereiten, die mit der CPU 12a kommunizieren kann, so dass sie jeweils die Bearbeitung von einem der Blöcke synchron mit der anderen durchführen können.

Ein Simulator mit computergestützten Design-(CAD)-Programmen zum Verifizieren von Algorithmen eines Schaltsteuergeräts eines Automatikge triebes. Der Simulator umfasst eine Simulatorhaupteinheit (einen Compu ter), der die Programme speichert und den Algorithmus eingibt, sowie einen Pseudosignalgenerator, der Pseudosignale einschließlich Betriebssignalen für die Hydraulikaktuatoren erzeugt. Das Programm beinhaltet ein erstes Berechnungsmittel zum Berechnen von Ausgaben erster bis dritter Modelle, die das Verhalten des Motors, des Getriebes und der Fahrzeugkarosserie beschreiben, mit einem ersten Berechnungszyklus auf der Basis des Algo rithmus und der Pseudosignale. Ein zweites Berechnungsmittel gibt die berechneten Ausgaben der ersten und zweiten Modelle ein und berechnet eine Ausgabe eines vierten Modells, das ein nicht lineares Verhalten in dem zweiten Modell beschreibt, mit einer zweiten Berechnungszeit, die kürzer als die erste Berechnungszeit ist, und verifiziert den Algorithmus auf der Basis der Ausgaben des ersten Modells. Hiermit kann er in Echtzeit die Verhaltensweisen des automatischen Fahrzeuggetriebes einschließlich des nicht linearen Verhaltens von Hydraulikaktuatoren simulieren, um hierdurch eine Verifizierung oder Auswertung des Steueralgorithmus in einer realen Umwelt zu ermöglichen.

Claims

1. Simulator (10) mit computergestützten Designprogrammen (10a) zum Verifizieren eines Algorithmus eines Schaltsteuergeräts (ECU 16) eines an einem Fahrzeug angebrachten Automatikgetriebes (T) mit einem Gangwechselsystem und zugeordneten Hydraulikaktuato ren (C1-C4), um, auf der Basis zumindest der Drosselöffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit in Übereinstimmung mit dem Algorith mus, von einem Verbrennungsmotor erzeugte Kraft auf Antriebs räder zu übertragen, umfassend:
einen Computer (12), der die computergestützten Design programme in einem Speicher (12b) speichert und mit dem Schalt steuergerät zur Eingabe des Algorithmus verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Simulator aufweist:
ein mit dem Computer verbundenes Pseudosignalerzeugungs mittel (18, 20) zum Erzeugen von Pseudosignalen, die zumindest die Drosselöffnung, die Fahrzeuggeschwindigkeit und Betriebssignale für die Hydraulikaktuatoren angeben, und zum Senden der Pseudosig nale zu dem Computer;
wobei die computergestützten Designprogramme enthalten:
ein erstes Berechnungsmittel (S10-S20, S100) zum Berech nen von Ausgaben eines ersten Modells, das das Verhalten des Motors beschreibt, eines zweiten Modells, das das Verhalten des Getriebes beschreibt, sowie eines dritten Modells, das das Verhalten einer Fahrzeugkarosserie beschreibt, mit einem ersten Berechnungs zyklus (200 µsec) auf der Basis des Algorithmus und der Pseudosig nale;
ein zweites Berechnungsmittel (S10-S20, S100) zum Einge ben zumindest der berechneten Ausgaben des ersten Modells und des zweiten Modells und zum Berechnen einer Ausgabe eines vierten Modells, das das nicht lineare Verhalten in dem zweiten Modell beschreibt, mit einem zweiten Berechnungszyklus (20 µsec), der kürzer als der erste Berechnungszyklus ist; und
ein Algorithmus-Verifizierungsmittel (S102) zum Verifizieren des Algorithmus auf der Basis der Ausgaben des ersten Modells, des zweiten Modells und des dritten Modells.

2. Simulator nach Anspruch 1, worin das vierte Modell das Verhalten der Hydraulikölzufuhr zu Kupplungen von Gängen beschreibt, die bei einem Schaltvorgang ein- und auszuschalten sind.

3. Simulator nach Anspruch 1 oder 2, worin der zweite Berechnungs zyklus auf der Basis einer Stufenantwort relativ zu einer Eingabe in das vierte Modell bestimmt wird.

4. Simulator nach Anspruch 3, worin das vierte Modell konfiguriert ist, um die Eingabe durch eine λ-Funktion auszugeben, und der zweite Berechnungszyklus als ein Wert bestimmt ist, der proportional zum Kehrwert der λ-Funktion ist.

5. Simulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das zweite Berechnungsmittel synchron mit dem ersten Berechnungsmittel gestartet wird, jedoch keine rekursive Bearbeitung durchgeführt wird, bis die Berechnung des ersten Berechnungsmittels abgeschlos sen ist.

6. Simulator nach Anspruch 5, worin das zweite Berechnungsmittel das Berechnungsergebnis, das auf der Basis von zur vorigen Zeit einge gebenen Parametern bearbeitet ist, ausgibt, und dann neue Berech nungen auf der Basis der zur gegenwärtigen Zeit eingegebenen Parameter ausführt.