DE102004030149A1

DE102004030149A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung des Übersetzungsverhältnisses eines Fahrzeuggetriebes

Info

Publication number: DE102004030149A1
Application number: DE200410030149
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.rer.nat. Staiger
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2006-01-19
Also published as: WO2005124193A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beeinflussung des Übersetzungsverhältnisses eines Fahrzeuggetriebes, wobei in Abhängigkeit wenigstens einer Fahrsituationsgröße eine zum Durchfahren eines vorausliegenden Fahrbahnabschnitts vorgesehene Prädiktionsgröße derart ermittelt wird, dass sich das Übersetzungsverhältnis des Fahrzeuggetriebes entlang des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts durch Berücksichtigung der Prädiktionsgröße im Sinne einer Optimierung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs anpassen lässt. Erfindungsgemäß beschreibt die Prädiktionsgröße einen für den vorausliegenden Fahrbahnabschnitt vorhergesagten Längsgeschwindigkeitsverlauf (v*(s)).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beeinflussung des Übersetzungsverhältnisses eines Fahrzeuggetriebes, wobei in Abhängigkeit wenigstens einer Fahrsituationsgröße eine zum Durchfahren eines vorausliegenden Fahrbahnabschnitts vorgesehene Prädiktionsgröße derart ermittelt wird, dass sich das Übersetzungsverhältnis des Fahrzeuggetriebes entlang des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts durch Berücksichtigung der Prädiktionsgröße im Sinne einer Optimierung des Fahrverhaltens und/oder des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs anpassen lässt.

Eine derartige Vorrichtung zur Beeinflussung des Übersetzungsverhältnisses eines Fahrzeuggetriebes geht aus der Druckschrift DE 101 29 149 A1 hervor. Die bekannte Vorrichtung weist ein Navigationssystem auf, das Daten bezüglich der momentanen Position des Fahrzeugs sowie Daten über die zu befahrende vorausliegende Fahrbahn an ein zur Ansteuerung des Fahrzeuggetriebes vorgesehenes Steuergerät übermittelt. Das Steuergerät prädiziert auf Basis der übermittelten Daten Informationen über den Verlauf der vorausliegenden Fahrbahn. Die Prädiktion der Informationen erfolgt derart, dass sich das Übersetzungsverhältnis durch entsprechende Ansteuerung des Fahrzeuggetriebes im Sinne einer Optimierung des Fahrverhaltens oder des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs anpassen lässt. Die prädizierten Informationen berücksichtigen hierbei Attribute der vorausliegenden Fahrbahn, insbesondere bezüg lich ihrer Krümmung und/oder ihrer Steigung, sodass im Falle einer bevorstehenden Kurve und/oder Steigung frühzeitig auf einen erhöhten Antriebsleistungsbedarf geschlossen und auf ein entsprechend niedrigeres Übersetzungsverhältnis heruntergeschaltet werden kann. Da lediglich navigationsgestützte Daten bei der Prädiktion der Informationen herangezogen werden, also insbesondere das zu erwartende fahrdynamische Verhalten des Fahrzeugs unberücksichtigt bleibt, ergeben sich zwangsläufig Ungenauigkeiten bei der Voraussage insbesondere des zu erwartenden Antriebsleistungsbedarfs und damit bei der Anpassung des Übersetzungsverhältnisses.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine genauere Voraussage insbesondere des Antriebsleistungsbedarfs des Fahrzeugs und damit eine verbesserte Anpassung des Übersetzungsverhältnisses des Fahrzeuggetriebes im Sinne einer Optimierung des Fahrverhaltens und/oder des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 18 gelöst.

Beim Verfahren zur Beeinflussung des Übersetzungsverhältnisses eines Fahrzeuggetriebes wird in Abhängigkeit wenigstens einer Fahrsituationsgröße eine zum Durchfahren eines vorausliegenden Fahrbahnabschnitts vorgesehene Prädiktionsgröße derart ermittelt, dass sich das Übersetzungsverhältnis des Fahrzeuggetriebes entlang des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts durch Berücksichtigung der Prädiktionsgröße im Sinne einer Optimierung des Fahrverhaltens und/oder des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs anpassen lässt.

Erfindungsgemäß beschreibt die Prädiktionsgröße einen für den vorausliegenden Fahrbahnabschnitt vorhergesagten Längsgeschwindigkeitsverlauf. Da letzterer zuverlässige Hinweise über das entlang des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts zu erwartende fahrdynamische Verhalten des Fahrzeugs liefert, wird durch Berücksichtigung des Längsgeschwindigkeitsverlaufs bzw. der den Längsgeschwindigkeitsverlauf beschreibenden Prädiktionsgröße eine genaue Voraussage insbesondere des zu erwartenden Antriebsleistungsbedarfs des Fahrzeugs und damit eine präzise Anpassung des Übersetzungsverhältnisses des Fahrzeuggetriebes im Sinne der Optimierung des Fahrverhaltens und/oder des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs ermöglicht.

Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorteilhafterweise wird der Längsgeschwindigkeitsverlauf in Abhängigkeit des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts vorhergesagt. Die wenigstens eine Fahrsituationsgröße beschreibt in diesem Fall neben der momentanen Fahrsituation des Fahrzeugs insbesondere auch die entlang des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts zu erwartende zukünftige Fahrsituation, sodass sich die Genauigkeit der Vorhersage des Längsgeschwindigkeitsverlaufs weiter verbessern lässt.

Zur exakten Vorhersage des Längsgeschwindigkeitsverlaufs ist es weiterhin von Vorteil, wenn das entlang des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts auftretende Beschleunigungs- und/oder Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs berücksichtigt wird. Dementsprechend besteht die Möglichkeit, dass die wenigstens eine Fahrsituationsgröße eine Beschleunigungsgröße umfasst, die eine ortsabhängige und/oder geschwindigkeitsabhängige Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs beschreibt.

Die durch die Beschleunigungsgröße beschriebene ortsabhängige und/oder geschwindigkeitsabhängige Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs kann insbesondere eine Funktion einer ortsabhängigen Beschleunigungskomponente und/oder einer geschwindigkeitsabhängigen Verzögerungskomponente sein, sodass sich unter anderem die begrenzte Antriebsleistung des Fahr zeugs, die zu einer implizit vom Ort abhängigen maximal möglichen Beschleunigung des Fahrzeugs führt, und/oder mit der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zunehmende Fahrwiderstandskräfte, die zu einer geschwindigkeitsabhängigen Verzögerung des Fahrzeugs führen, bei der Vorhersage des Längsgeschwindigkeitsverlaufs berücksichtigen lassen. Derartige Fahrwiderstandskräfte werden beispielsweise infolge des Luftwiderstands des Fahrzeugs oder durch den beim Befahren einer ansteigenden Fahrbahn auftretenden Steigungswiderstand verursacht.

Vorzugsweise wird die ortsabhängige Beschleunigungskomponente auf Basis einer maximal möglichen Beschleunigung des Fahrzeugs und/oder einer fahrerseitigen Beschleunigungsanforderung ermittelt. In diesem Fall lässt sich sowohl die begrenzte Antriebsleistung des Fahrzeugs als auch die vom Fahrer angeforderte Antriebskraft bei der Ermittlung der ortsabhängigen Beschleunigungskomponente berücksichtigen. Die fahrerseitige Beschleunigungsanforderung ergibt sich beispielsweise durch Auswertung einer vom Fahrer vorgenommenen Betätigung eines zur Ansteuerung von Antriebsmitteln des Fahrzeugs vorgesehenen Fahrbedienelements, bei dem es sich typischerweise um ein im Fahrzeug angeordnetes Fahr- bzw. Gaspedal handelt.

Hierbei ist es vorstellbar, die Ermittlung der maximal möglichen Beschleunigung des Fahrzeugs und/oder der fahrerseitigen Beschleunigungsanforderung unter Berücksichtigung von Informationsdaten, die Attribute des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts beschreiben, weiter zu präzisieren.

Bei den Attributen handelt es sich beispielsweise um Angaben bezüglich einer Neigung und/oder Krümmung des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts und/oder um entlang des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts vorliegende Gegebenheiten, aufgrund derer Beschränkungen der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu erwarten sind, wie im Falle geschlossener Ortschaften und ausdrücklich vorgeschriebener Tempobeschränkungen, bei Baustel len, bei beschädigter Fahrbahnoberfläche, bei Fußgängerüberwegen und Bahnübergängen, vor Kindergärten und Schulen, und dergleichen. Auf diese Weise lässt sich sowohl die momentane als auch die zukünftige Fahrsituation des Fahrzeugs detailliert beschreiben und zum Zwecke der genauen Vorhersage des Längsgeschwindigkeitsverlaufs berücksichtigen.

Die Bereitstellung der die Attribute des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts beschreibenden Informationsdaten erfolgt vorzugsweise mittels eines herkömmlichen Navigationssystems, wobei die Attribute auf einem vom Navigationssystem verwendeten Speichermedium, beispielsweise auf einer CD-ROM, einer DVD (Digital Versatile Disc) oder einem ROM-Halbleiterbaustein kartografiert sind.

Da der Ausnutzungsgrad der zur Verfügung stehenden maximal möglichen Beschleunigung des Fahrzeugs je nach Fahrertyp individuell verschieden ist (im Falle eines sportlich fahrenden Fahrers ist erfahrungsgemäß ein höherer Ausnutzungsgrad zu erwarten als im Falle eines komfortbetont fahrenden Fahrers), ist es zur exakten Vorhersage des Längsgeschwindigkeitsverlaufs von Vorteil, wenn sich die ermittelte maximal mögliche Beschleunigung des Fahrzeugs mittels einer vom jeweiligen Fahrertyp abhängigen Adaptionsgröße entsprechend dem zu erwartenden Ausnutzungsgrad skalieren lässt.

Dieser Sachverhalt wird beispielhaft durch die nachfolgende Tabelle veranschaulicht:

Dabei ist A der zu erwartende Ausnutzungsgrad, B die Adaptionsgröße und C die mittels der Adaptionsgröße skalierte ermittelte maximal mögliche Beschleunigung a_max(s) des Fahrzeugs.

Die Adaptionsgröße lässt sich beispielsweise manuell vom Fahrer des Fahrzeugs über ein im Fahrzeug angeordnetes Bedienelement vorgeben, bei dem es sich um einen kostengünstigen elektromechanischen Umschalter o.ä. handeln kann. Alternativ oder ergänzend besteht die Möglichkeit, dass die Adaptionsgröße zur Erhöhung des Bedienungskomforts fahrerunabhängig durch Auswertung des für den jeweiligen Fahrertyp charakteristischen Fahrstils vorgegeben wird. Der Fahrstil des Fahrers ergibt sich insbesondere aus der Betätigungscharakteristik von zur fahrseitigen Beeinflussung der Längs- und/oder Querdynamik des Fahrzeugs vorgesehenen Bedienelementen, wie des Fahrbedienelements und/oder eines zur Ansteuerung von Bremsmitteln des Fahrzeugs vorgesehenen Bremsbedienelements und/oder eines Lenkbedienelements, das zur Vorgabe eines an lenkbaren Rädern des Fahrzeugs einstellbaren Radlenkwinkels vorgesehen ist.

Wie schon erwähnt, besteht die Möglichkeit, eine geschwindigkeitsabhängige Verzögerungskomponente bei der Vorhersage des Längsgeschwindigkeitsverlaufs zu berücksichtigen. Da die geschwindigkeitsabhängige Verzögerungskomponente ihrerseits vom zu erwartenden Längsgeschwindigkeitsverlauf abhängt und letzterer aber erst noch vorherzusagen ist, also zur Ermittlung der geschwindigkeitsabhängigen Verzögerungskomponente nicht zur Verfügung steht, kann der Längsgeschwindigkeitsverlauf in Bezug auf die geschwindigkeitsabhängige Verzögerungskomponente lediglich näherungsweise vorhergesagt werden, was mittels eines einfach durchzuführenden iterativen Approximationsverfahrens erfolgen kann. Die Approximationsgenauigkeit nimmt hierbei mit der Anzahl der durchgeführten Iterationen, also mit der Approximationszeitdauer zu, wobei ein geeigneter Kom promiss zwischen der Approximationsgenauigkeit und der Approximationszeitdauer zu finden ist.

Vorteilhafterweise werden zur exakten Vorhersage des Längsgeschwindigkeitsverlaufs gegebenenfalls entlang des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts auftretende Beschränkungen der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs berücksichtigt, wie sie aufgrund eines Tempolimits und/oder einer maximal möglichen Kurvenfahrtgeschwindigkeit, mit der das Fahrzeug eine entlang des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts auftretende Kurve sicher durchfahren kann, verursacht werden. Die Fahrsituationsgröße umfasst hierzu wenigstens eine Längsgeschwindigkeitsgröße, die eine kritische Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibt, wobei die kritische Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf Basis einer maximal zulässigen Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder der maximal möglichen Kurvenfahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt wird. In letzterem Fall lässt sich insbesondere auch die momentane Schwerpunktlage des Fahrzeugs einbeziehen, was durch Auswertung des Wankverhaltens des Fahrzeugs erfolgen kann. Das Wankverhalten des Fahrzeugs beschreibt hierbei eine Drehbewegung des Fahrzeugs um eine im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung orientierte Drehachse und kann beispielsweise durch Auswertung von an Radfedereinrichtungen des Fahrzeugs zeitlich auftretenden Einfederwegen erfasst werden. Da während der Fahrt des Fahrzeugs weder die maximal zulässige Höchstgeschwindigkeit noch die maximal zulässige Kurvenfahrtgeschwindigkeit überschritten werden sollte, ist jeweils die kleinere der beiden Größen bei der Vorhersage des Längsgeschwindigkeitsverlaufs zu berücksichtigen.

In diesem Zusammenhang ist es vorstellbar, die Ermittlung der maximal zulässigen Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder der maximal möglichen Kurvenfahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der die Attribute des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts beschreibenden Informationsdaten weiter zu präzisieren.

Handelt es sich um ein mit einem Automatikgetriebe ausgestattetes Fahrzeug, so wird für den vorausliegenden Fahrbahnabschnitt in Abhängigkeit des vorausgesagten Längsgeschwindigkeitsverlaufs eine Nenndrehzahl und in Abhängigkeit einer einen ortsabhängigen Fahrwiderstand des Fahrzeugs beschreibenden Fahrwiderstandsgröße ein Nenndrehmoment für den Getriebeausgang des Automatikgetriebes vorhergesagt. Auf Basis der vorhergesagten Nenndrehzahl und des vorhergesagten Nenndrehmoments wird dann ein unter dem Gesichtpunkt der Optimierung des Fahrverhaltens und/oder des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs geeignetes Übersetzungsverhältnis für das Automatikgetriebe ausgewählt. Die Auswahl des jeweils geeigneten Übersetzungsverhältnisses kann durch Verwendung eines vorgegebenen Schaltkennlinienfeldes erfolgen, bei dem jedem Wertepaar der Nenndrehzahl und des Nenndrehmoments eine bestimmte Fahrstufe, also ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes zugeordnet ist. Die zusätzliche Berücksichtigung der Fahrwiderstandsgröße gewährleistet eine besonders genaue Voraussage insbesondere des zu erwartenden Antriebsleistungsbedarfs des Fahrzeugs und damit eine besonders präzise Anpassung des Übersetzungsverhältnisses des Fahrzeuggetriebes im Sinne der Optimierung des Fahrverhaltens und/oder des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs.

Ist das Fahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe ausgestattet, wobei es sich alternativ auch um ein stufenloses Getriebe handeln kann, so wird für den vorausliegenden Fahrbahnabschnitt in Abhängigkeit des vorausgesagten Längsgeschwindigkeitsverlaufs unter zusätzlicher Berücksichtigung der Fahrwiderstandsgröße ein Nennleistungsbedarf für den Getriebeausgang vorhergesagt, und mit einem in Abhängigkeit einer fahrerseitigen Antriebskraftanforderung ermittelten Istleistungsbedarf verglichen. Auf Basis des Vergleichsergebnisses zwischen dem vorhergesagten Nennleistungsbedarf und dem ermittelten Istleistungsbedarf wird dann ein unter dem Gesichtpunkt der Optimierung des Fahrverhaltens und/oder des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs geeignetes Übersetzungs verhältnis für das automatisierte Schaltgetriebe ausgewählt. Letzteres kann durch Verwendung eines Schaltkennlinienfeldes erfolgen, wobei in das Schaltkennlinienfeld zum einen die fahrerseitige Antriebskraftanforderung in Form einer Drosselklappenstellung der Drosselklappe eines als Fahrzeugantrieb vorgesehenen Verbrennungsmotors, der Bestandteil der Antriebsmittel des Fahrzeugs ist, und zum anderen die momentane Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs in Form einer am Getriebeausgang des Schaltgetriebes vorliegenden Istdrehzahl eingeht. Jedem Wertepaar der Drosselklappenstellung und der Istdrehzahl ist in diesem Fall ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis zugeordnet. Die Auswahl bzw. Anpassung des Übersetzungsverhältnisses erfolgt dann, indem das Schaltkennlinienfeld in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses in geeigneter Weise verschoben wird. Die Antriebskraftanforderung und damit die Drosselklappenstellung selbst bleiben aufgrund der Verschiebung des Schaltkennlinienfeldes unbeeinflusst.

Die Fahrwiderstandsgröße lässt sich in umfassender Weise durch eine Luftwiderstandsgröße, die einen Luftwiderstand des Fahrzeugs beschreibt, und/oder durch eine Steigungswiderstandsgröße, die einen aufgrund einer Fahrbahnsteigung verursachten Steigungswiderstand beschreibt, und/oder durch eine Rollwiderstandsgröße, die einen zwischen Rädern des Fahrzeugs und der Fahrbahnoberfläche auftretenden Rollwiderstand beschreibt, charakterisieren.

So kann insbesondere vermieden werden, dass im Falle einer Fahrbahnsteigung, die lediglich für einen kurzen Abschnitt der vorausliegenden Fahrbahn auftritt, unnötigerweise in ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis heruntergeschaltet wird, wenn sich aus der Kenntnis des für den vorausliegenden Fahrbahnabschnitt vorhergesagten Längsgeschwindigkeitsverlaufs und des aufgrund der Fahrbahnsteigung zu erwartenden Antriebsleistungsbedarfs ergibt, dass die vom Fahrer angestrebte Längsgeschwindigkeit unter Ausnutzung der zur Verfügung stehenden kinetischen Energie des Fahrzeugs im wesentlichen aufrechterhalten werden kann.

Die Steigungswiderstandsgröße kann vorteilhafterweise unter Berücksichtigung der die Attribute des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts beschreibenden Informationsdaten weiter präzisiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 in Verbindung mit 1a ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es im Falle eines mit einem Automatikgetriebe ausgestatteten Fahrzeugs Verwendung findet,

1 in Verbindung mit 1b ein alternatives Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es im Falle eines mit einem automatisierten Schaltgetriebe ausgestatteten Fahrzeugs Verwendung findet,

2a eine beispielhafte Darstellung eines ortsabhängigen Funktionals f(s), das Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens ist,

2b eine in den Geschwindigkeitsraum v(f(s)) transformierte Darstellung des ortsabhängigen Funktionals f(s) aus 2a,

3 ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt in Verbindung mit 1a ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es im Falle eines mit einem Automatikgetriebe ausgestatteten Fahrzeugs verwendet wird. Das Fahrzeug bewege sich im folgenden entlang einer durch den Fahrbahnverlauf gegebenen Bahnkurve.
Das Verfahren wird in einem Initialisierungsschritt 10 gestartet, woraufhin in einem ersten Hauptschritt 11 eine ortsabhängige Beschleunigungskomponente a_b(s) ermittelt wird. Hierzu wird in einem ersten Nebenschritt 31 eine fahrerseitige Beschleunigungsanforderung a_fahrer(s) und in einem zweiten Nebenschritt 32 eine maximal mögliche Beschleunigung a_max(s) des Fahrzeugs ermittelt, was jeweils unter Berücksichtigung von Informationsdaten, die Attribute der vorausliegenden Bahnkurve beschreiben, erfolgt. Bei den Attributen handelt es sich um Angaben bezüglich einer Neigung und/oder Krümmung der vorausliegenden Bahnkurve und/oder um entlang der vorausliegenden Bahnkurve vorliegende Gegebenheiten, aufgrund derer Beschränkungen der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu erwarten sind, wie im Falle geschlossener Ortschaften und ausdrücklich vorgeschriebener Tempobeschränkungen, bei Baustellen, bei beschädigter Fahrbahnoberfläche, bei Fußgängerüberwegen und Bahnübergängen, vor Kindergärten und Schulen, und dergleichen.
In Zusammenhang mit der Ermittelung der fahrerseitigen Beschleunigungsanforderung a_fahrer(s) wird im ersten Nebenschritt 31 zusätzlich eine vom Fahrer vorgenommene Betätigung eines zur Ansteuerung von Antriebsmitteln des Fahrzeugs vorgesehenen Fahrbedienelements, bei dem es sich beispielsgemäß um ein herkömmliches Fahr- bzw. Gaspedal handelt, berücksichtigt.
Weiterhin wird die maximal mögliche Beschleunigung a_max(s) des Fahrzeugs im zweiten Nebenschritt 32 mittels einer den Fahrertyp klassifizierenden Adaptionsgröße α skaliert, α·amax(s), α = 0 ... 1. (1.1)
Die Adaptionsgröße α ist hierbei umso größer, je sportlicher und je weniger komfortbetont die Fahrt des Fahrers ist.
Die Adaptionsgröße α wird entweder manuell vom Fahrer des Fahrzeugs vorgegeben oder aber fahrerunabhängig durch Auswertung des für den jeweiligen Fahrertyp charakteristischen Fahrstils. Der Fahrstil des Fahrers ergibt sich aus der Betätigungscharakteristik von zur fahrerseitigen Beeinflussung der Längs- und Querdynamik des Fahrzeugs vorgesehenen Bedienelementen. Diese umfassen neben dem zur Ansteuerung der Antriebsmittel des Fahrzeugs vorgesehenen Fahrbedienelement weiterhin ein zur Ansteuerung von Bremsmitteln des Fahrzeugs vorgesehenes Bremsbedienelement, bei dem es sich beispielsgemäß um ein herkömmliches Bremspedal handelt, und ein Lenkbedienelement, das zur Vorgabe eines an lenkbaren Rädern des Fahrzeugs einstellbaren Radlenkwinkels vorgesehen ist. Bei dem Lenkbedienelement handelt es sich im vorliegenden Fall um ein fahrzeugübliches Lenkrad.
Die ortsabhängige Beschleunigungskomponente a_b(s) ergibt sich dann aus der betragsmäßig kleineren der beiden in den Nebenschritten 31 und 32 ermittelten Größen, ab(s) = Min[α·amax(s), afahrer(s)]. (1.2)
Weiterhin wird in einem dritten Nebenschritt 33 eine ortsabhängige kritische Längsgeschwindigkeit v_krit(s) des Fahrzeugs ermittelt. Hierzu wird in einem vierten Nebenschritt 34 eine maximal zulässige Höchstgeschwindigkeit v_max(s) des Fahrzeugs und eine maximal mögliche Kurvengeschwindigkeit v_k,max(s), mit der das Fahrzeug eine entlang des vorausliegenden Fahrbahnab schnitts auftretende Kurve sicher durchfahren kann, ermittelt, was unter Berücksichtigung der die Attribute der vorausliegenden Bahnkurve beschreibenden Informationsdaten erfolgt.
Die kritische Längsgeschwindigkeit v_krit(s) des Fahrzeugs ergibt sich dann aus der betragsmäßig größeren der beiden im vierten Nebenschritt 34 ermittelten Größen, vkrit(s) = Max[vmax(s), vk,max(s)], (1.3)wobei die kritische Längsgeschwindigkeit v_krit(s) anschließend im dritten Nebenschritt 33 in Gestalt einer entsprechenden Längsgeschwindigkeitsgröße bereitgestellt wird.
In einem zweiten Hauptschritt 12 wird auf Basis der ortsabhängigen Beschleunigungskomponente a_b(s) und der kritischen Längsgeschwindigkeit v_krit(s) des Fahrzeugs ein ortsabhängiges Funktional der Gestalt
Weiterhin wird in einem dritten Hauptschritt 13 innerhalb eines gegebenen Vorhersagehorizonts ein gegebenenfalls entlang der vorausliegenden Bahnkurve auftretendes Minimum des ortsabhängigen Funktionals f(s) bestimmt, f(s + ds)|min,ds=0...smax (1.5)wobei der Vorhersagehorizont durch den zur Bestimmung des Minimums zu durchlaufenden Wertebereich der Ortsvariablen ds = 0 ... smax gegeben ist.
Die Bestimmung des Minimums erfolgt hierbei im dritten Hauptschritt 13 durch Ausführung einer untergeordneten Verfahrensschleife, bei der die einzelnen Werte der Ortsvariablen ds = 0 ... smax nacheinander durchlaufen werden. Ergibt die Durchführung der Verfahrensschleife, dass das ortsabhängige Funktional f(s) innerhalb des gegebenen Vorhersagehorizonts ein Minimum aufweist, so wird der im zweiten Hauptschritt 12 berechnete Wert des ortsabhängigen Funktionals f(s) – falls dieser größer sein sollte – auf den Wert des Minimums begrenzt.
In einem vierten Hauptschritt 14 wird das im zweiten Hauptschritt 12 berechnete und im dritten Hauptschritt 13 gegebenenfalls begrenzte ortsabhängige Funktional f(s) zur Lösung einer Transformationsgleichung der Gestalt
herangezogen, wobei die Transformationsgleichung (1.6) eine für den Ort s der Bahnkurve vorhergesagte Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs angibt.
Auf die Bedeutung des ortsabhängigen Funktionals f(s) gemäß Gleichung (1.4) und die der Transformationsgleichung (1.6) soll im folgenden näher eingegangen werden.
Das ortsabhängige Funktional f(s) ergibt sich aufgrund einfacher kinematischer Betrachtungen. So gilt für die ortsabhängige Beschleunigung des Fahrzeugs
und für dessen ortsabhängige Längsgeschwindigkeit
wobei s(t) derjenige Ort s ist, den das Fahrzeug bei seiner Fahrt entlang der Bahnkurve zum Zeitpunkt t einnimmt.
Werden die Gleichungen (2.1) und (2.2) nach dt aufgelöst und gleichgesetzt, so ergibt sich zwischen der ortsabhängigen Beschleunigung und der ortsabhängigen Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs ein Zusammenhang der Gestalt a(s)·ds = v(s)·dv(s). (2.3)
Die Integration der Gleichung (2.3) entlang der Bahnkurve ergibt
wobei sa = 0 der gegenwärtige Ort des Fahrzeugs und sb = s der Ort des Fahrzeugs zum späteren Zeitpunkt t ist. Aus Gleichung (2.4) folgt bei Ausführung des von der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängigen Integrals
also
Die Konstante C definiert hierbei das ortsabhängige Funktional f(s),
In quasikontinuierlicher Schreibweise lautet dieses
Durch Auflösen der Gleichung (2.8) nach der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs ergibt sich umgekehrt
Da die maximal mögliche Beschleunigung des Fahrzeugs a_max(s) bzw. die fahrerseitige Beschleunigungsanforderung a_fahrer(s) bestimmend ist für die entlang der Bahnkurve zu erwartende Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, und entsprechendes auch für die maximal zulässige Höchstgeschwindigkeit v_max(s) bzw.
die maximal mögliche Kurvengeschwindigkeit v_k,max(s) des Fahrzeugs gilt, ist für die Vorhersage der am Ort s der Bahnkurve zu erwartenden Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs die ortsabhängige Beschleunigungskomponente a_b(s) und die kritische Längsgeschwindigkeit V_krit(s) des Fahrzeugs in Gleichung (2.8) bzw. (2.9) zugrunde zu legen. In diesem Fall geht Gleichung (2.9) über in
mit
Die durchgezogene Linie der 2a zeigt einen beispielhaften Verlauf des ortsabhängigen Funktionals f(s) gemäß Gleichung (2.11). Der Verlauf weist mehrere Minima auf, wie sie insbesondere aufgrund der begrenzten Antriebsleistung des Fahrzeugs im Falle einer Bergauffahrt und/oder von entlang der Bahnkurve auftretenden Beschränkungen der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs verursacht werden. Die im dritten Hauptschritt 13 durchgeführte Begrenzung des ortsabhängigen Funktionals f(s) führt dann zu einem durch die gestrichelte Linie dargestellten Verlauf, der bereits an den durch die Pfeile markierten Orten des aufgrund der Bergauffahrt erhöhten Antriebsleistungsbedarf und/oder die Beschränkung der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs erkennen lässt, sodass das Übersetzungsverhältnis des Fahrzeuggetriebes frühzeitig in angemessener Weise heruntergeschaltet werden kann.
2b zeigt die Verläufe der Längsgeschwindigkeit v(f(s)) des Fahrzeugs, wie sie sich aus den beiden in 2a dargestellten Verläufen des ortsabhängigen Funktionals f(s) durch Anwendung der Transformationsgleichung (2.10) ergeben.
Die im vierten Hauptschritt 14 ermittelte Längsgeschwindigkeit v(f(s)) des Fahrzeugs wird nun in einem nachfolgenden fünften Hauptschritt 15 zur Berechnung eines ortsabhängigen Funktionals der Gestalt
herangezogen. Das ortsabhängige Funktional g(s) entspricht weitgehend demjenigen der Gleichung (1.4), wobei anstelle der ortsabhängigen Beschleunigungskomponente a_b(s) eine in einem fünften Nebenschritt 35 ermittelte geschwindigkeitsabhängige Verzögerungskomponente a_v(v) des Fahrzeugs Berücksichtigung findet.
Die ortsabhängige Beschleunigungskomponente a_b(s) bzw. die geschwindigkeitsabhängige Verzögerungskomponente a_v(v) wird hierbei im ersten Hauptschritt 11 bzw. im fünften Nebenschritt 35 in Gestalt einer entsprechenden Beschleunigungsgröße bereitgestellt, die eine ortsabhängige Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs beschreibt.
In einem sechsten Hauptschritt 16 erfolgt eine zum dritten Hauptschritt 13 analoge Begrenzung des ortsabhängigen Funktionals g(s). Danach wird in einem siebten Hauptschritt 17 das im fünften Hauptschritt 15 berechnete und im sechsten Hauptschritt 16 gegebenenfalls begrenzte ortsabhängige Funktional g(s) zur Lösung einer Transformationsgleichung der Gestalt
herangezogen, wobei die Transformationsgleichung (3.2) dann eine für den Ort s der Bahnkurve vorhergesagte Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs angibt, die sowohl die geschwindigkeitsabhängige Verzögerungsgröße a_v(v) als auch implizit die ortsabhängige Beschleunigungsgröße a_b(s) berücksichtigt.
Da die geschwindigkeitsabhängige Verzögerungskomponente a_v(v) ihrerseits von der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs am Ort s abhängt und letztere aber erst noch gemäß Gleichung (3.2) zu berechnen ist, also zur Ermittlung der geschwindigkeitsabhängigen Verzögerungskomponente a_v(v) nicht zur Verfügung steht, kann die Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs am Ort s in Bezug auf die geschwindigkeitsabhängige Verzögerungskomponente a_v(v) lediglich näherungsweise vorhergesagt werden, was durch mehrmalige Ausführung einer in einem nachfolgenden achten Hauptschritt 18 ausgelösten Iterationsschleife erfolgt, bei der das Verfahren jeweils zum dritten Hauptschritt 13 zurückkehrt. Beispielsgemäß ist es vorgesehen, dass die Iterationsschleife insgesamt zehnmal (N = 10) durchlaufen wird, wobei die hierdurch approximierte Längsgeschwindigkeit v·(s) ≡ v(g(s))|N=10 (3.3)anschließend in einem nachfolgenden neunten Hauptschritt 19 zur Verfügung gestellt wird.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein mit einem Automatikgetriebe ausgestattetes Fahrzeug. In diesem Fall wird ausgehend vom neunten Hauptschritt 19 ein Vorgabewert T_soll(s) für das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes ermittelt, wozu in einem zehnten Hauptschritt 20a in Abhängigkeit der im vorhergehenden neunten Hauptschritt 19 ermittelten Längsgeschwindigkeit v·(s) eine Nenn drehzahl n_soll(s) für den Getriebeausgang des Automatikgetriebes für den Ort s der Bahnkurve vorhergesagt wird.
Weiterhin wird in einem elften Hauptschritt 21a auf Basis der im neunten Hauptschritt 19 ermittelten Längsgeschwindigkeit v·(s) eine Luftwiderstandgröße, die einen Luftwiderstand
des Fahrzeugs beschreibt, und/oder eine Steigungswiderstandsgröße, die einen aufgrund einer Fahrbahnsteigung verursachten Steigungswiderstand Fst(s) = m·g·sin(arctg(β(s))) (3.5)beschreibt, und/oder eine Rollwiderstandsgröße, die einen zwischen Rädern des Fahrzeugs und der Fahrbahnoberfläche auftretenden Rollwiderstand Fr(s) = m·g·fr(s) (3.6)beschreibt, ermittelt und in einem zwölften Hauptschritt 22a zur Ermittlung einer einen Fahrwiderstand Ffw(s) = F1(s) + Fst(s) + Fr(s) (3.7)des Fahrzeugs beschreibenden Fahrwiderstandsgröße herangezogen.
Bezüglich der in den Gleichungen (3.4) bis (3.6) verwendeten Bezeichnungen gilt:

p: – Luftdichte
c_w: – Luftwiderstandszahl
A: – Querschnittsfläche des Fahrzeugs
m: – Fahrzeugmasse
g: – Erdbeschleunigung
β: – Neigungswinkel der Fahrbahn
f_r: – Rollreibungskoeffizient

Der ortsabhängige Neigungswinkel β ≡ β(s) wird hierbei unter Berücksichtigung der die Attribute der vorausliegenden Bahnkurve beschreibenden Informationsdaten ermittelt.
In einem dreizehnten Hauptschritt 23a wird anschließend in Abhängigkeit der Fahrwiderstandsgröße ein Nenndrehmoment M_soll(s) für den Getriebeausgang des Automatikgetriebes für den Ort s der Bahnkurve vorhergesagt.
Auf Basis der im zehnten Hauptschritt 20a vorhergesagten Nenndrehzahl n_soll(s) und des im dreizehnten Hauptschritt 23a vorhergesagten Nenndrehmoments M_soll(s) wird daraufhin in einem nachfolgenden vierzehnten Hauptschritt 24a ein unter dem Gesichtpunkt der Optimierung des Fahrverhaltens und/oder des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs geeigneter Vorgabewert T_soll(s) für das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes ausgewählt, entsprechend dem dann das derzeitige Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes angepasst wird.
Die Auswahl des jeweils geeigneten Vorgabewerts T_soll(s) erfolgt mittels eines vorgegebenen Schaltkennlinienfeldes, bei dem jedem Wertepaar der Nenndrehzahl n_soll(s) und des Nenndrehmoments M_soll(s) eine bestimmte Fahrstufe, also ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes zugeordnet ist.
Anschließend wird das Verfahren in einem Schlussschritt 25a beendet.
Durch wiederholtes Ausführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens lässt sich die im neunten Hauptschritt 19 ermittelte Längsgeschwindigkeit v·(s) bzw. der im vierzehnten Hauptschritt 24a ermittelte Vorgabewert T_soll(s) des Übersetzungsverhältnisses für alle Orte s entlang der gegebenen Bahnkurve für einen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorausliegenden Fahrbahnabschnitt bestimmen.
Zusammenfassend wird also beim vorstehend beschriebenen Verfahren in Abhängigkeit von Fahrsituationsgrößen, die das fahrdynamische Verhalten des Fahrzeugs beschreiben, beispielsgemäß der im ersten Hauptschritt 11 bzw. im vierten Nebenschritt 34 bereitgestellten Beschleunigungsgröße und der im dritten Nebenschritt 33 bereitgestellten Längsgeschwindigkeitsgröße, eine zum Durchfahren des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts vorgesehene Prädiktionsgröße in Gestalt eines Längsgeschwindigkeitsverlaufs v·(s) derart ermittelt, dass sich das Übersetzungsverhältnis des Fahrzeuggetriebes entlang des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts durch Berücksichtigung des Längsgeschwindigkeitsverlaufs v·(s) im Sinne einer Optimierung des Fahrverhaltens und/oder des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs anpassen lässt.
1 zeigt in Verbindung mit 1b ein alternatives Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es im Falle eines mit einem automatisierten Schaltgetriebe ausgestatteten Fahrzeugs verwendet wird. Hierbei sind die Verfahrensschritte 10 bis 19 und 31 bis 35 mit denen des vorhergehenden Ausführungsbeispiels identisch. An dieser Stelle sei daher auf die entsprechenden Abschnitte der dazugehörigen Beschreibung verwiesen.
Zur Ermittlung eines Vorgabewerts T_soll(s) für das Übersetzungsverhältnis des automatisierten Schaltgetriebes wird in einem zehnten Hauptschritt 20b in Abhängigkeit der im vorhergehenden neunten Hauptschritt 19 ermittelten Längsgeschwindigkeit v·(s) die den Luftwiderstand F_l(s) beschreibende Luftwiderstandsgröße und/oder die den Steigungswiderstand F_st(s) beschreibende Steigungswiderstandsgröße und/oder die den Rollwiderstand F_r(s) beschreibende Rollwiderstandsgröße ermittelt und in einem elften Hauptschritt 21b zur Ermittlung der den Fahrwiderstand F_fw(s) des Fahrzeugs beschreibenden Fahrwiderstandsgröße herangezogen.
Anschließend wird in einem zwölften Hauptschritt 22b in Abhängigkeit der Fahrwiderstandsgröße ein Nennleistungsbedarf Psoll(s) = Ffw(s)·v·(s) (3.8)für den Getriebeausgang des automatisierten Schaltgetriebes für den Ort s auf der Bahnkurve vorhergesagt und mit einem in einem sechsten Nebenschritt 36b ermittelten Istleistungsbedarf P_ist verglichen, wobei der Vergleich in einem dreizehnten Hauptschritt 23b durchgeführt wird.
Die Ermittlung des Istleistungsbedarfs P_ist erfolgt in Abhängigkeit einer in einem siebten Nebenschritt 37b ermittelten fahrerseitigen Bremskraftanforderung, die beispielsgemäß aus einer vom Fahrer hervorgerufenen Auslenkung 1 eines zur Ansteuerung von Bremsmitteln des Fahrzeugs vorgesehenen Bremspedals abgeleitet wird, und einer in einem achten Nebenschritt 38b ermittelten fahrerseitigen Antriebskraftanforderung, die sich aus einer Drosselklappenstellung κ der Drosselklappe eines als Fahrzeugantrieb vorgesehenen Verbrennungsmotors ergibt. Der Verbrennungsmotor ist hierbei Bestandteil der Antriebsmittel des Fahrzeugs.
In einem vierzehnten Hauptschritt 24b wird dann auf Basis des Vergleichsergebnisses zwischen dem vorhergesagten Nennleistungsbedarf P_soll(s) und dem ermittelten Istleistungsbedarf P_i _st ein unter dem Gesichtpunkt der Optimierung des Fahrverhaltens und/oder des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs geeigneter Vorgabewert T_soll(s) für das Übersetzungsverhältnis des automatisierten Schaltgetriebes ausgewählt, entsprechend dem dann das derzeitige Übersetzungsverhältnis des automatisierten Schaltgetriebes angepasst wird.
Anschließend wird das Verfahren in einem Schlussschritt 25b beendet.
Die Auswahl des jeweils geeigneten Vorgabewerts T_soll(s) erfolgt durch Verwendung eines Schaltkennlinienfeldes, wobei in das Schaltkennlinienfeld zum einen die fahrerseitige Antriebskraftanforderung in Form der im achten Nebenschritt 38b ermittelten Drosselklappenstellung κ und zum anderen die momentane Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs in Form einer am Getriebeausgang des automatisierten Schaltgetriebes vorliegenden Istdrehzahl n_ist eingeht, wobei letztere in einem neunten Nebenschritt 39b ermittelt wird. Jedem Wertepaar der Drosselklappenstellung κ und der Istdrehzahl n_ist ist in diesem Fall ein bestimmter Vorgabewert T_soll(s) für das Übersetzungsverhältnis des automatisierten Schaltgetriebes zugeordnet. Die Auswahl des Vorgabewerts T_soll(s) erfolgt dann, indem das Schaltkennlinienfeld in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses zwischen dem vorhergesagten Nennleistungsbedarf P_soll(s) und dem ermittelten Istleistungsbedarf P_ist in geeigneter Weise verschoben wird. Die Antriebskraftanforderung und damit die Drosselklappenstellung κ selbst bleiben aufgrund der Verschiebung des Schaltkennlinienfelds unbeeinflusst.
3 zeigt ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausführung der vorstehend beschriebenen Verfahren.
Die Vorrichtung umfasst eine Steuereinrichtung 40, der unter anderem die Informationsdaten eines fahrzeugfesten Navigationssystems 41 zugeführt werden, die die Attribute der vorausliegenden Bahnkurve bzw. des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts beschreiben.
Zur Ermittlung der ortsabhängigen Beschleunigungskomponente a_b(s) und der kritischen Längsgeschwindigkeit v_krit(s) des Fahrzeugs weist die Steuereinrichtung 40 eine Recheneinheit 42 auf, in der unter Berücksichtigung der Informationsdaten des Navigationssystems 41 die fahrerseitige Beschleunigungsanforderung a_fahrer(s), die maximal mögliche Beschleunigung a_b(s) des Fahrzeugs, die maximal zulässige Höchstgeschwindigkeit v_max(s) des Fahrzeugs und die maximal mögliche Kurvenfahrtgeschwindigkeit V_k,max(s) des Fahrzeugs ermittelt wird. Weiterhin erfolgt in der Recheneinheit 42 – ebenfalls auf Basis der Informationsdaten des Navigationssystems 41 – die Ermittlung der geschwindigkeitsabhängigen Verzögerungskomponente a_v(v).
Die fahrerseitige Beschleunigungsanforderung a_fahrer(s) ergibt sich hierbei unter Berücksichtigung einer vom Fahrer vorgenommenen Betätigung des Bremspedals 43, wozu der Recheneinheit 42 die Signale eines Bremspedalsensors 44 zugeführt werden, der die am Bremspedal 43 hervorgerufene Bremspedalauslenkung 1 registriert.
Weiterhin wird von der Recheneinheit 42 bei der Ermittlung der ortsabhängigen Beschleunigungsgröße a_b(s) der Fahrertyp aufgrund der jeweils vorgegebenen Adaptionsgröße α berücksichtigt. Die Adaptionsgröße α wird über ein mit der Recheneinheit 42 verbundenes Bedienelement 45 manuell vom Fahrer des Fahrzeugs vorgegeben, wobei es sich bei dem Bedienelement 45 beispielsweise um einen im Fahrzeug angeordneten Umschalter handelt.
Alternativ gibt die Recheneinheit 42 die Adaptionsgröße α fahrerunabhängig durch Auswertung des für den jeweiligen Fahrertyp charakteristischen Fahrstils vor. Der Fahrstil ergibt sich hierbei aus der Betätigungscharakteristik der zur fahrerseitigen Beeinflussung der Längs- und Querdynamik des Fahrzeugs vorgesehenen Bedienelemente, beispielsgemäß also des Fahrpedals 50 und/oder des Bremspedals 43 und/oder des Lenkrads 51, wobei die Recheneinheit 42 zur Erfassung der Betätigungscharakteristik die Signale eines Fahrpedalsensors 52, der eine am Fahrpedal 50 hervorgerufene Fahrpedalauslenkung m registriert, und/oder des Bremspedalsensors 44, der die am Bremspedal 43 hervorgerufene Bremspedalauslenkung 1 registriert, und/oder eines Lenkradwinkelsensors 53, der einen am Lenkrad 51 hervorgerufenen Lenkradwinkel θ registriert, auswertet.
Im Falle eines mit einem Automatikgetriebe ausgestatteten Fahrzeugs ermittelt die Recheneinheit 42 den Vorgabewert T_soll(s) für das Übersetzungsverhältnis unter zusätzlicher Berücksichtigung der den Fahrwiderstand F_fw(s) des Fahrzeugs beschreibenden Fahrwiderstandsgröße. Die zur Bestimmung der Fahrwiderstandsgröße notwendigen Parameter sind hierbei entweder fest in der Recheneinheit 42 abgelegt – dies gilt für die Luftdichte ρ, die Luftwiderstandszahl c_w, die Querschnittsfläche A, die Fahrzeugmasse m und die Erdbeschleunigung g – oder werden aber – wie im Falle des ortsabhängigen Neigungswinkels β der Fahrbahn und des Rollreibungskoeffizienten f_r – unter Berücksichtigung der vom Navigationssystem 41 bereitgestellten Informationsdaten bestimmt.
Der von der Recheneinheit 42 ermittelte Vorgabewert T_soll(s) für das Übersetzungsverhältnis wird dann von einer Treibereinheit 54, die neben der Recheneinheit 42 ebenfalls Bestandteil der Steuereinrichtung 40 ist, in ein entsprechendes Steuersignal zur Ansteuerung einer Getriebesteuerung 55 umgesetzt, was derart erfolgt, dass das derzeitige Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes dem ermittelten Vorgabewert T_soll(s) angepasst wird.
Ist das Fahrzeug hingegen mit einem automatisierten Schaltgetriebe ausgestattet, so sind zur Ermittlung des Vorgabewerts T_soll(s) des Übersetzungsverhältnisses die Drosselklappenstellung κ der Drosselklappe des Verbrennungsmotors und die Istdrehzahl n_ist am Getriebeausgang des automatisierten Schaltgetriebes zu berücksichtigen. Hierzu werden der Recheneinheit 42 die Signale eines Winkelsensors 56, der die Drosselklappenstellung κ registriert, und eines Drehzahlsensors 57, der die Istdrehzahl n_ist am Getriebeausgang des automatisierten Schaltgetriebes registriert, zugeführt.

Claims

Verfahren zur Beeinflussung des Übersetzungsverhältnisses eines Fahrzeuggetriebes, bei dem in Abhängigkeit wenigstens einer Fahrsituationsgröße eine zum Durchfahren eines vorausliegenden Fahrbahnabschnitts vorgesehene Prädiktionsgröße derart ermittelt wird, dass sich das Übersetzungsverhältnis des Fahrzeuggetriebes entlang des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts durch Berücksichtigung der Prädiktionsgröße im Sinne einer Optimierung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs anpassen lässt, dadurch gekennzeichnet, dass die Prädiktionsgröße einen für den vorausliegenden Fahrbahnabschnitt vorhergesagten Längsgeschwindigkeitsverlauf (v·(s)) beschreibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsgeschwindigkeitsverlauf (v·(s)) in Abhängigkeit des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts vorhergesagt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Fahrsituationsgröße eine Beschleunigungsgröße umfasst, die eine ortsabhängige und/oder geschwindigkeitsabhängige Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs beschreibt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Beschleunigungsgröße beschriebene ortsabhängige und/oder geschwindigkeitsabhängige Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs eine Funktion einer ortsabhängigen Beschleunigungskomponente (a_b(s)) und/oder einer geschwindigkeitsabhängigen Verzögerungskomponente (a_v(v)) ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsabhängige Beschleunigungskomponente (a_b(s)) auf Basis einer maximal möglichen Beschleunigung (a_max(s)) des Fahrzeugs und/oder einer fahrerseitigen Beschleunigungsanforderung (a_fahrer(s)) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die maximal mögliche Beschleunigung (a_max(s)) des Fahrzeugs und/oder die fahrerseitige Beschleunigungsanforderung (a_fahrer(s)) unter Berücksichtigung von Informationsdaten, die Attribute des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts beschreiben, ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die maximal mögliche Beschleunigung (a_max(s)) des Fahrzeugs in Abhängigkeit einer Adaptionsgröße (α), die den Fahrertyp beschreibt, skaliert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptionsgröße (α) manuell und/oder fahrerunabhängig durch Auswertung des Fahrstils des Fahrers vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorhersage des Längsgeschwindigkeitsverlaufs (v·(s)) iterativ unter Einbeziehung der geschwindigkeitsabhängigen Verzögerungskomponente (a_v(v)) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Fahrsituationsgröße eine Längsgeschwindigkeitsgröße umfasst, die eine kritische Längsgeschwindigkeit (V_krit(s)) des Fahrzeugs beschreibt, wobei die kritische Längsgeschwindigkeit (v_krit(s)) des Fahrzeugs auf Basis einer maximal zulässigen Höchstgeschwindigkeit (v_max(s)) des Fahrzeugs und/oder einer maximal möglichen Kurvengeschwindigkeit (V_k,max(s)) des Fahrzeugs ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die maximal zulässige Höchstgeschwindigkeit (v_max(s)) des Fahrzeugs und/oder die maximal mögliche Kurvengeschwindigkeit (v_k,max(s)) unter Berücksichtigung von Informationsdaten, die Attribute des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts beschreiben, ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein mit einem Automatikgetriebe ausgestattetes Fahrzeug, wobei zur Anpassung des Übersetzungsverhältnisses neben dem vorhergesagten Längsgeschwindigkeitsverlauf (v·(s)) eine Fahrwiderstandsgröße, die einen Fahrwiderstand (F_fw(s)) des Fahrzeugs beschreibt, berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein mit einem automatisierten Schaltgetriebe aus gestattetes Fahrzeug, wobei zur Anpassung des Übersetzungsverhältnisses neben dem vorhergesagten Längsgeschwindigkeitsverlauf (v·(s)) eine Fahrwiderstandsgröße, die einen Fahrwiderstand (F_fw(s)) des Fahrzeugs beschreibt, und/oder eine fahrerseitige Antriebskraft- oder Bremskraftanforderung berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrwiderstandsgröße eine Luftwiderstandsgröße, die einen Luftwiderstand (F_l(s)) des Fahrzeugs beschreibt, und/oder eine Steigungswiderstandsgröße, die einen aufgrund einer Fahrbahnsteigung verursachten Steigungswiderstand (F_st(s)) beschreibt, und/oder eine Rollwiderstandsgröße, die einen zwischen Rädern des Fahrzeugs und der Fahrbahnoberfläche auftretenden Rollwiderstand (F_r(s)) beschreibt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des vorhergesagten Längsgeschwindigkeitsverlaufs (v·(s)) und des durch die Fahrwiderstandsgröße beschriebenen Fahrwiderstands (F_fw(s)) ein für den vorausliegenden Fahrbahnabschnitt zu erwartender Antriebsleistungsbedarf ermittelt wird, wobei zur Anpassung des Übersetzungsverhältnisses der ermittelte zu erwartende Antriebsleistungsbedarf berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigungswiderstandsgröße unter Berücksichtigung von Informationsdaten, die Attribute des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts beschreiben, ermittelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6, 11 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Attributen um Angaben bezüglich einer Neigung und/oder Krümmung des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts und/oder um entlang des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts vorliegende Gegebenheiten, aufgrund derer Beschränkungen der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu erwarten sind, handelt.
Vorrichtung zur Beeinflussung des Übersetzungsverhältnisses eines Fahrzeuggetriebes, mit einer zur Ansteuerung des Fahrzeuggetriebes vorgesehenen Steuereinrichtung (40), die in Abhängigkeit wenigstens einer Fahrsituationsgröße eine zum Durchfahren eines vorausliegenden Fahrbahnabschnitts vorgesehene Prädiktionsgröße derart ermittelt, dass sich das Übersetzungsverhältnis des Fahrzeuggetriebes entlang des vorausliegenden Fahrbahnabschnitts durch Berücksichtigung der Prädiktionsgröße im Sinne einer Optimierung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs anpassen lässt, dadurch gekennzeichnet, dass die Prädiktionsgröße einen für den vorausliegenden Fahrbahnabschnitt vorhergesagten Längsgeschwindigkeitsverlauf (v·(s)) beschreibt.