DE102014114677B4

DE102014114677B4 - System zum Steuern eines Schaltens eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102014114677B4
Application number: DE102014114677.8A
Authority: DE
Inventors: Dong Hoon Jeong; Joseph D Chang; Byeong Wook Jeon
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2021-10-14
Anticipated expiration: 2034-10-10
Also published as: JP2015102243A; DE102014114677A1; KR101558350B1; CN104670211B; US20150149052A1; US9182035B2; KR20150061143A; CN104670211A

Abstract

Eine Schaltsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend:einen GPS-Sensor (10), der eine Fahrzeugposition detektiert,eine Navigationsvorrichtung (20), die Kurzdistanz-Straßeninformationen und Ferndistanz-Straßeninformationen mittels der Fahrzeugposition ausgibt,eine Fahrzeugsteuervorrichtung (30), die mittels der Kurzdistanz-Straßeninformationen und der Ferndistanz-Straßeninformationen Vordere-Straße-Informationen rekonstruiert und einen Biegungsgrad und einen durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad einer Straße mittels der Vordere-Straße-Informationen ermittelt, undeine Fahrzeugschaltungseinheit (40), die eine Schaltsteuervorrichtung (42) hat, welche ein Schaltmuster eines Getriebes (46) mittels des Biegungsgrades und des durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrades steuert,wobei die Navigationsvorrichtung (20) eine Mehrzahl von Punkten setzt, die voneinander mit einem konstanten Intervall auf der Straße getrennt sind, und als die Kurzdistanz-Straßeninformationen und die Ferndistanz-Straßeninformationen eine Relativdistanz bezüglich einer ersten Richtung zwischen der Mehrzahl von Punkten, eine Relativdistanz bezüglich einer zweiten Richtung, die senkrecht zur ersten Richtung ist, und eine Relativhöhe ausgibt,wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung (30) den Biegungsgrad gemäß einem Relativwinkel ermittelt, welcher durch eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich eines ersten Punktes unter der Mehrzahl von Punkten und durch eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich eines zweiten Punktes unter der Mehrzahl von Punkten gebildet wird,wobei der Biegungsgrad c(i, j) des zweiten Punktes (j) am ersten Punkt (i) wie in der folgenden Gleichung gegeben definiert ist:c(i,j)=cos−1(v(i)×v(j)|v(i)||v(j)|)[rad],wobei „v(i)‟ die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich des ersten Punktes (i) angibt und „v(j)‟ die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich des zweiten Punktes (j) angibt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Steuern eines Schaltens eines Fahrzeugs (z.B. ein Kraftfahrzeug). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugschaltsteuervorrichtung, die ein Gangschalten eines Fahrzeugs steuert, indem ein Zustand einer Straße, auf die der Fahrer fährt, vorausbestimmt wird.
Beschreibung der bezogenen Technik
Beim Fahren eines Fahrzeugs hängt die Zufriedenheit eines Fahrers bezüglich der Fahrleistung des Fahrzeugs davon ab, wie sehr das Fahrzeug in Übereinstimmung mit der Veranlagung (z.B. Neigung) des Fahrers gefahren wird und somit sind Informationen über eine Straße wichtig. Jedoch kann die Veranlagung des Fahrers und die Reaktion des Fahrzeugs einen Unterschied aufweisen, weil die Leistungseigenschaft des Fahrzeugs auf eine (z.B. einzige) Leistungseigenschaft bezüglich des gleichen Fahrzeugmodells gesetzt ist. Entsprechend kann der Fahrer hinsichtlich der Fahrleistung des Fahrzeugs Unzufriedenheit empfinden. Das heißt, wenn eine Fahrveranlagung (z.B. Fahrneigung) des Fahrers eingeschätzt (z.B. bewertet) wird und das Gangschalten des Fahrzeugs gemäß der Fahrveranlagung des Fahrers gesteuert wird, kann die Zufriedenheit des Fahrers hinsichtlich der Fahrleistung optimiert werden.
Somit wird ein Verfahren, das Straßeninformationen überträgt und empfängt und eine Straßengestalt (z.B. Straßenbeschaffenheit) vorausbestimmt, zur Vorausbestimmungs-Steuerung einer Gangstufe eines Automatikgetriebes und eines Betriebspunktes (z.B. Fahrbetriebspunkt) eines Verbrennungsmotors gemäß einer vorderen Straßengestalt verwendet, um dadurch die Fahrbarkeit und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Außerdem sind eine Straße (z.B. eine Straße in einer Stadt und eine Straße in einem bergigen Gebiet), die eine scharfe Biegung hat, sodass das Fahrzeug nicht mit Hochgeschwindigkeit gefahren werden kann, und eine sanft gebogene Straße (z.B. eine Autobahn), die für Hochgeschwindigkeitsfahren entworfen ist, voneinander unterschiedlich im Biegungsgrad und im Steigungs- bzw. Neigungsgrad und daher müssen verschiedenartige Straßeninformationen vorausbestimmt werden.
In den Druckschriften DE 697 27 789 T2 und DE 100 21 770 A1 sind verschiedene Fahrzeugsteuerungsvorrichtungen und - Verfahren beschrieben.
Die Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
Erläuterung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Schaltsteuern eines Fahrzeugs bereitzustellen, die eine vordere Straßengestalt vorausbestimmen kann, indem eine Relativdistanz (z.B. ein Relativabstand), eine Relativhöhe und ein Relativdrehwinkel bezüglich einer Mehrzahl von Punkten auf der Straße berechnet wird.
Außerdem stellt eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Schaltsteuervorrichtung eines Fahrzeugs bereit, die eine Diskrepanz zwischen einer tatsächlichen (z.B. wirklichen) Straße und einem Schaltmuster verhindern kann sowie eine Wiederholung von Eintritt (z.B. Verbinden) und Freigabe (z.B. Lösen) einer Gangschaltstufe verhindern kann, indem ein Schaltmuster eines Automatikgetriebes gemäß einer vorausbestimmten, vorderen Straßengestalt im Voraus gesteuert wird.
Es werden eine Schaltsteuervorrichtung gemäß dem Hauptanspruch und eine Schaltsteuervorrichtung gemäß dem Nebenanspruch bereitgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. In der vorliegenden Erfindung weist eine Schaltsteuervorrichtung für ein Fahrzeug auf: einen GPS-Sensor, der eine Fahrzeugposition detektiert, eine Navigationsvorrichtung, die Kurzdistanz-Straßeninformationen und Ferndistanz-Straßeninformationen mittels der Fahrzeugposition ausgibt, eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die mittels der Kurzdistanz-Straßeninformationen und der Ferndistanz-Straßeninformationen Vordere-Straße-Informationen (bzw. Informationen einer vorderen Straße) rekonstruiert und einen Biegungsgrad und einen durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad einer Straße mittels der Vordere-Straße-Informationen ermittelt, sowie eine Fahrzeugschaltungseinheit, die eine Schaltsteuervorrichtung hat, welche ein Schaltmuster eines Getriebes mittels des Biegungsgrades und des durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrades steuert.
Die Navigationsvorrichtung setzt eine Mehrzahl von Punkten (z.B. stelle diese ein), die voneinander mit einem konstanten Intervall (z.B. Abstand) auf der Straße (z.B. räumlich) getrennt (anders ausgedrückt: im Abstand) sind, und gibt als die Kurzdistanz-Straßeninformationen und die Ferndistanz-Straßeninformationen eine Relativdistanz bezüglich einer ersten Richtung zwischen der Mehrzahl von Punkten, eine Relativdistanz bezüglich einer zweiten Richtung, die senkrecht zur ersten Richtung ist, und eine Relativhöhe aus.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung kann eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs mittels der Relativdistanz bezüglich der ersten und der zweiten Richtung detektieren und kann den Biegungsgrad und den Steigungs- bzw. Neigungsgrad mittels der Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermitteln.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung ermittelt den Biegungsgrad gemäß einem Relativwinkel, welcher durch eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich eines ersten Punktes unter (bzw. von) der Mehrzahl von Punkten und durch eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich eines zweiten Punktes (bzw. von) unter der Mehrzahl von Punkten gebildet wird.
In einem Aspekt ist der Biegungsgrad c(i, j) des zweiten Punktes (j) am ersten Punkt (i) wie in der folgenden Gleichung gegeben definiert:
$c (i, j) = c o s^{- 1} (\frac{v (i) \times v (j)}{| v (i) | | v (j) |}) [r a d],$
wobei ,v(i)' die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich des ersten Punktes (i) angibt und ,v(j)' die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich des zweiten Punktes (j) angibt.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung kann eine Biegungsrichtung gemäß einem Vorzeichen des Relativwinkels wie in der folgenden Gleichung gegeben ermitteln: sign(c(i,j)) = sign(v(i) × v(j)).
In einem weiteren Aspekt ist ein durchschnittlicher Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(i, j) zwischen dem ersten Punkt (i) und dem zweiten Punkt (j) wie in der folgenden Gleichung gegeben definiert: $r (i, j) = 100 \times \sqrt{\frac{{(\sum_{k = i}^{j} h r (k))}^{2}}{{(\sum_{k = i}^{j} d r)}^{2} - {(\sum_{k = i}^{j} h r (k))}^{2}}} [%],$
wobei „hr‟ eine Relativhöhe zwischen dem ersten Punkt (i) und dem zweiten Punkt (j) angibt und „dr‟ eine Distanz zwischen dem ersten Punkt (i) und dem zweiten Punkt (j) angibt.
Ein zur momentanen Fahrzeugposition korrespondierender, durchschnittlicher Steigungs- bzw. Neigungsgrad der Straße kann wie in der folgenden Gleichung gegeben definiert sein: $r (1,1) = 100 \times \sqrt{\frac{h r {(1)}^{2}}{d r^{2} - h r^{2}}} [%] .$
Die Fahrzeugschaltungseinheit kann aufweisen: eine Speichereinheit, die eine Nachschlagetabelle, welche zu dem Biegungsgrad und zu einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs korrespondierende Gangstufeninformationen aufweist, Gradienten-Programm-Informationen, in welche ein zu dem durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad korrespondierendes, erstes Schaltmuster programmiert ist, und Schalt-Programm-Informationen speichert, in welche ein zu einer Betätigung eines Gaspedals und eines Bremspedals des Fahrzeugs korrespondierendes, zweites Schaltmuster programmiert ist, und wobei die Schaltsteuervorrichtung das Getriebe steuert, indem eine Gangstufe aus wenigstens einem (aus der Menge) von der Nachschlagetabelle, den Gradienten-Programm-Informationen und den Schalt-Programm-Informationen gemäß dem ermittelten Biegungsgrad und dem ermittelten durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad gewonnen wird.
Die Schaltsteuervorrichtung kann, falls die gewonnenen Gangstufen voneinander unterschiedlich sind, die niedrigste Gangstufe auswählen.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine vordere Straßengestalt (z.B. Straßenform) ohne einen komplexen Berechnungsprozess vorausbestimmt werden, indem der Biegungsgrad und der Steigungs- bzw. Neigungsgrad einer Straße mittels einer Relativdistanz, einer Relativhöhe und einem Relativdrehwinkel bezüglich einer Mehrzahl von Punkten auf der Straße berechnet wird.
Außerdem kann gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Diskrepanz zwischen einer tatsächlichen Straße und einem Schaltmuster sowie eine Wiederholung von Eintritt und Freigabe einer Gangstufe verhindert werden, indem ein Schaltmuster eines Automatikgetriebes gemäß einer vorausbestimmten vorderen Straßengestalt im Voraus gesteuert (z.B. betätigt) wird.
Die Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, ersichtlich sind oder darin ausführlicher dargelegt werden.
Figurenliste

1 ist ein Blockschaltbild einer Fahrzeuggetriebesteuervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein beispielhafter Graph, der eine kontinuierlich (z.B. stetig) gebogene Straße veranschaulicht.
3 ist ein beispielhafter Graph, der eine ansteigende bzw. geneigte Straße veranschaulicht.
4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Gangschaltens mittels der Fahrzeuggetriebesteuervorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die 5A und 5B zeigen einen Fall, bei dem ein Schaltmuster durch Vorausbestimmen des Steigungs- bzw. Neigungsgrades einer Straße gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
Die 6A und 6B zeigen einen anderen Fall, bei dem ein Schaltmuster durch Vorausbestimmen des Steigungs- bzw. Neigungsgrades einer Straße gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
7 zeigt einen Fall, bei dem ein Schaltmuster durch Vorausbestimmen eines Gradienten einer Straße gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Zeichnungen nicht zwangsläufig im Maßstab sind und eine einigermaßen vereinfachte Darstellung von verschiedenen Merkmalen präsentieren, welche veranschaulichend für die Grundprinzipien der Erfindung sind. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich, zum Beispiel, spezifischer Dimensionen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die besondere beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt werden.
In den Figuren beziehen sich in den verschiedenen Figuren der Zeichnung hindurch die (gleichen) Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en), von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung(en) im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird/werden, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist beabsichtigt, dass die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch andere Ausführungsformen deckt/decken, die in den Schutzbereich der Erfindung(en) fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
In der folgenden detaillierten Beschreibung sind nur einige beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nur zu Veranschaulichungszwecken gezeigt und erläutert. Wie ein Fachmann erkennen würde, können die erläuterten Ausführungsformen auf verschiedene, unterschiedliche Art und Weisen modifiziert werden, ohne vom Sinn oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Entsprechend sollten die Zeichnungen und die Beschreibung als veranschaulichend für die Beschaffenheit und nicht als einschränkend betrachtet werden. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente in der gesamten Beschreibung.
Wenn in dieser gesamten Beschreibung und den folgenden Ansprüchen beschrieben ist, dass ein Element mit einem anderen Element „gekoppelt“ ist, kann das Element mit dem anderen Element „direkt gekoppelt“ oder durch ein drittes Element mit dem anderen Element „elektrisch oder mechanisch gekoppelt“ sein. Außerdem werden, soweit nicht ausdrücklich das Gegenteilige beschrieben wird, das Wort „aufweisen“ oder Variationen wie „weist auf“ oder „aufweisend“ so verstanden, dass sie die Einbeziehung der genannten Elemente, aber nicht den Ausschluss von jeglichen anderen Elementen implizieren.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung ausführlicher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt sind, erläutert.
1 ist ein Blockschaltbild einer Schaltsteuervorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf 1 weist ein Schaltsteuersystem 100 für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen GPS(Global Positioning System)-Sensor 10, eine Navigationsvorrichtung 20, eine Fahrzeugsteuervorrichtung 30 und eine Fahrzeugschaltungseinheit 40 auf. Der GPS-Sensor 10 gibt Positionsinformationen (z.B. Standortinformationen) und Geschwindigkeitsinformationen eines Fahrzeugs aus.
Der GPS-Sensor 10 berechnet Distanzinformationen und Zeitinformationen aus drei oder mehr Satelliten und wendet Trigonometrie auf die berechneten Informationen an, um die momentanen Positionsinformationen bezogen auf den Breitengrad, den Längengrad und die Höhe genau zu berechnen. Außerdem berechnet der GPS-Sensor 10 die Positionsinformationen und die Zeitinformationen mittels drei Satelliten und kann einen Fehler in den berechneten Positions- und Zeitinformationen mittels eines weiteren Satelliten korrigieren. Auch kann der GPS-Sensor 10 Informationen bezüglich einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs berechnen, indem eine momentane Position des Fahrzeugs in Echtzeit kontinuierlich (z.B. fortlaufend) berechnet wird.
Die Navigationsvorrichtung 20 liefert einem Fahrer Informationen über eine Route zu einem Ziel und gibt Vordere-Straße-Informationen (bzw. Informationen einer vorderen Straße) S aus, indem durch Kommunikation mit dem GPS-Sensor 10 eine momentane Position des Fahrzeugs und vorher gespeicherte Karteninformationen abgebildet (z.B. kartiert) werden.
Die Navigationsvorrichtung 20 kann mittels der momentanen Positionsinformationen und der Geschwindigkeitsinformationen dreidimensionale Koordinateninformationen bezogen auf einen jeden von einer Mehrzahl von Punkten, die von einer Referenzposition auf einer tatsächlichen Straße aus bis zu (z.B. innerhalb) einer Zielposition auf einer vorderen Seite hin voneinander mit einem konstanten Abstand (z.B. räumlich) getrennt sind, als Kurzdistanz(z.B. Nah)-Straßeninformationen Sn ausgeben.
Außerdem kann die Navigationsvorrichtung 20 dreidimensionale Koordinateninformationen bezogen auf einen jeden von einer Mehrzahl von Punkten, die von einer Referenzposition aus bis (z.B. zu einer bestimmten Distanz) über eine Zielposition auf einer vorderen Seite hinweg (z.B. weiter weg liegend) voneinander mit einem konstanten Abstand (z.B. räumlich) getrennt sind, als Ferndistanz(z.B. Fern)-Straßeninformationen Sf ausgeben.
Beispielsweise können die Kurzdistanz-Straßeninformationen Sn dreidimensionale Koordinateninformationen bezogen auf fünf Punkte aufweisen, die in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs voneinander in einem Intervall (z.B. Abstand) von 10 Metern (z.B. räumlich) getrennt sind, und die Ferndistanz-Straßeninformationen Sf können dreidimensionale Koordinateninformationen bezogen auf fünf Punkte aufweisen, die in Fahrtrichtung des Fahrzeugs voneinander in einem Intervall von 100 Metern (z.B. räumlich) getrennt sind.
In den dreidimensionalen Koordinateninformationen ist eine Position eines n-ten Punktes d(n) auf der vorderen Seite vom Bezugspunkt als eine Relativdistanz pn von einem (n-1)-ten Punkt d(n-1) gesetzt, und die Relativdistanz p(n) ist durch eine Ost-West-Richtung-Relativdistanz (bzw. Relativdistanz in Ost-West-Richtung) ew(n), eine Nord-Süd-Richtung-Relativdistanz ns(n) und eine Relativhöhe h(n) definiert.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 empfängt durch Kommunikation mit der Navigationsvorrichtung 20 die Kurzdistanz-Straßeninformationen sn und die Ferndistanz-Straßeninformationen Sf, und rekonstruiert die Vordere-Straße-Informationen S mittels der empfangenen Kurzdistanz-Straßeninformationen Sn und der Ferndistanz-Straßeninformationen Sf. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 kann eine Getriebesteuervorrichtung (transmission control unit, TCU) sein, aber ist nicht darauf eingeschränkt.
Außerdem unterteilt die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 eine Route von der Bezugsposition aus zu einem (d)-ten Punkt auf einer vorderen Seite hin in konstante Abstände (r) und weist Vordere-Straße-Informationen bezogen auf einen jeden von den n Punkten s(1) bis s(n), wie z.B. Vordere-Straße-Informationen bezogen auf eine Position eines ersten Punktes s(1), welcher von der Bezugsposition um den konstanten Abstand (r) (z.B. räumlich) getrennt ist, sowie Vordere-Straße-Informationen bezogen auf einen zweiten Punkt s(2) auf, der von der Position des ersten Punktes um den konstanten Abstand (r) (z.B. räumlich) getrennt ist. Das heißt, die Vordere-Straße-Informationen S können als eine Menge von Vordere-Straße-Informationen bezogen auf einen jeden von den n Punkten s(1) bis s(n) dargestellt werden. Der konstante Abstand r kann ein Abstand sein, der einen Abstand von der Bezugsposition zum d-ten Punkt gleichmäßig unterteilen kann.
Im Einzelnen weisen die Vordere-Straße-Informationen s(j) bezogen auf den j-ten Punkt d(j) auf: eine Distanz da(j) von einem Bezugspunkt zum j-ten Punkt s(j), eine Distanz von dem j-ten Punkt s(j) zum (j-1)-ten Punkt s(j-1) (d.h. eine Relativdistanz dr zwischen da(j-1) und da(j)), eine Ost-West-Richtung-Relativdistanz ewr(j) bezogen auf den j-ten Punkt s(j) am (j-1)-ten Punkt s(j-1), eine Nord-Süd-Richtung-Relativdistanz nsr(j) bezogen auf den j-ten Punkt s(j) am (j-1)-ten Punkt s(j-1) und eine Relativhöhe hr(j) bezogen auf den j-ten Punkt s(j) am (j-1)ten Punkt s(j-1).
Außerdem berechnet die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 den Biegungsgrad und den Steigungs- bzw. Neigungsgrad einer vorderen Straße mittels der Vordere-Straße-Informationen bezogen auf einen jeden von den Punkten s(1) bis s(n) und steuert die Fahrzeugschaltungseinheit 40 gemäß dem berechneten Biegungsgrad und Steigungs- bzw. Neigungsgrad. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 berechnet eine Fahrzeugfahrtrichtung und den Steigungs- bzw. Neigungsgrad der Straße an einer momentanen Position, den Steigungs- bzw. Neigungsgrad der Straße am Punkt L s(L) auf einer vorderen Seite, den Biegungsgrad der Straße des Punktes L s(L) bezogen auf den Punkt K (sK) und einen durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad zwischen s(K) und s(L) auf einer vorderen Seite.
Im Einzelnen bilden die Ost-West-Richtung-Relativdistanz ewr(j) und die Nord-Süd-Richtung-Relativdistanz nsr(j) ein zweidimensionales Koordinatensystem, das eine Relativposition von dem (j-1)-ten Punkt s(j-1) zum j-ten Punkt s(j) anzeigt, indem der (j-1)-te Punkt als ein Ursprungspunkt (z.B. Anfangspunkt) gewählt wird. Somit ist ein Unterschied v(j) zwischen einem Positionsvektor X(j-1) von einer momentanen Position des Fahrzeugs aus zum (j-1)-ten Punkt s(j-1) hin und einem Positionsvektor X(j) zum j-ten Punkt s(j) hin: ,v(j) = (ewr(j), nsr(j))'.
Das heißt, eine Fahrzeugfahrtrichtung am j-ten Punkt wird durch v(j) definiert und die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung berechnet den Biegungsgrad und den Steigungs- bzw. Neigungsgrad mittels v(j). Beispielsweise ist der Biegungsgrad c(i, j) am i-ten Punkt s(i) durch einen Winkel definiert, der - wie in Gleichung 1 gezeigt - durch eine Fahrzeugfahrtrichtung am i-ten Punkt s(i) und eine Fahrzeugfahrtrichtung am j-ten Punkt s(j) gebildet wird. $c (i, j) = c o s^{- 1} (\frac{v (i) \times v (j)}{| v (i) | | v (j) |}) [r a d]$
Wie in Gleichung 2 gezeigt, definiert die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 eine Biegungsrichtung gemäß einem Vorzeichen (-, +) eines Relativwinkels. $s i g n (c (i, j)) = s i g n (v (i) \times v (j))$
Beispielsweise ist - wie in 2 gezeigt - eine Straße, die kontinuierlich etwa im 50 m Intervall gebogen ist, beispielhaft dargestellt mit Vordere-Straße-Informationen im 10 m Intervall. Wenn eine Fahrzeugfahrtrichtung am momentanen Punk s(k), eine Fahrzeugfahrtrichtung am Punkt s(g) 50 m weiter vorwärts (bzw. nach vorne), eine Fahrzeugfahrtrichtung s(b) 100 m weiter vorwärts jeweilig als K, G und B berechnet werden, ermittelt die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 einen Drehwinkel jeweils am Punkt s(g) 50 m weiter vorwärts und am Punkt s(b) 100 m weiter vorwärts. Da außerdem der Biegungsgrad von K bezogen auf G „-‟ (anders ausgedrückt: negativ) ist und der Biegungsgrad von G bezogen auf B „+“ (anders ausgedrückt: positiv) ist, kann die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 ermitteln, dass die korrespondierende (z.B. dazugehörige) Straße eine Straße ist, die kontinuierlich im 50 m Intervall gebogen ist.
Das heißt, die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung berechnet einen Drehradius einer Straße mittels eines Relativdrehwinkels, der durch Fahrzeugfahrtrichtungen an zwei Punkten gebildet wird. In diesem Fall ist der Berechnungsprozess einfach im Vergleich zum Fall, dass ein Wert einer kubischen Gleichung mittels Positionsinformationen an wenigstens drei Punkten berechnet wird.
Außerdem kann ein durchschnittlicher Steigungs- bzw. Neigungsgrad zwischen dem i-ten Punkt s(i) und dem j-ten Punkt s(j) wie in Gleichung 3 gegeben definiert werden. $r (i, j) = 100 \times \sqrt{\frac{{(\sum_{k = i}^{j} h r (k))}^{2}}{{(\sum_{k = i}^{j} d r)}^{2} - {(\sum_{k = i}^{i} h r (k))}^{2}}} [%]$
Da ein Wert an einer momentanen Position des Fahrzeugs nicht definiert werden kann, d.h. j = 0, wird eine momentane Fahrtrichtung v(0) des Fahrzeugs berechnet durch Definieren von j = 1. Das heißt, v(0) = v(1) = (ewr(1), nsr(1)). In diesem Fall ist der Steigungs- bzw. Neigungsgrad der momentanen Position r(1, 1) und kann wie in Gleichung 4 gegeben erhalten werden. $r (1,1) = 100 \times \sqrt{\frac{h r {(1)}^{2}}{d r^{2} - h r^{2}}} [%]$
Außerdem ist der Grad der Straßensteigung bzw. Straßenneigung am Punkt L s(L) auf einer Vorderseite r(1, 1) aus ,(i, j) = (1, 1)' (anders ausgedrückt: wenn ,(i, j) = (1, 1)' ist). Der Grad der Straßenbiegung des Punktes L s(L) bezogen auf den Punkt K s(K) auf einer Vorderseite ist c(k, 1) aus ,(i, j) = (k, 1)' (anders ausgedrückt: wenn ,(i, j) = (k, 1)' ist), und ein durchschnittlicher Steigungs- bzw. Neigungsgrad zwischen dem Punkt K s(K) und dem Punkt L s(L) auf einer Vorderseite ist r(k, 1) aus ,(i, j) = (k, 1)'.
Beispielsweise wird - wie in 3 gezeigt - ein Fall, dass der Grad der Straßensteigung bzw. Straßenneigung an einer momentanen Position X1 0 % ist und der Grad der Straßensteigung bzw. Straßenneigung an einem Punkt A 50 m weiter vorwärts (bzw. nach vorne) etwa 8,44 % ist, beispielhaft erläutert. Wenn in diesem Fall ein durchschnittlicher Steigungs- bzw. Neigungsgrad von der momentanen Position X1 aus zum Punkt A 50 m weiter vorwärts etwa 1,41 % ist, kann ermittelt werden, dass die Steigung bzw. Neigung der korrespondierenden (z.B. dazugehörigen) Straße von dem Punkt 50 m weiter vorwärts beginnt.
Wenn sich in diesem Zustand das Fahrzeug durch Fahren von 10 m pro Zeiteinheit zu einer Position X2 bewegt, wird der durchschnittliche Steigungs- bzw. Neigungsgrad um etwa 3,52 % erhöht, und wenn sich das Fahrzeug durch erneutes Fahren zu einer Position X3 bewegt, wird der durchschnittliche Steigungs- bzw. Neigungsgrad auf etwa 4,92 % erhöht. Das heißt, die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 berechnet den Grad der Straßensteigung bzw. Straßenneigung am Punkt A 50 m weiter vorwärts und den durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad zwischen der momentanen Fahrzeugposition und dem Punkt A 50 m weiter vorwärts, um einen Steigungs- bzw. Neigungs-Startpunkt der korrespondierenden Straße mittels der berechneten Werte vorauszubestimmen.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konvertiert einen sich diskontinuierlich (z.B. unstetig) ändernden Steigungs- bzw. Neigungsgrad in einen sich kontinuierlich (z.B. stetig) ändernden Steigungs- bzw. Neigungsgrad, indem ein durchschnittlicher Steigungs- bzw. Neigungsgrad zwischen zwei Punkten berechnet wird, statt den Steigungs- bzw. Neigungsgrad eines spezifischen Punktes zu berechnen, um dadurch eine geographische Beschaffenheit (z.B. Topografie) einer Straße vorauszubestimmen. Außerdem verwendet die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 eine Relativdistanz und eine Relativhöhe zur Berechnung und daher kann ein zusätzlicher Berechnungsprozess eines Positionsvektors zur Vorausbestimmung einer geographischen Beschaffenheit einer Straße weggelassen werden.
Die Fahrzeugschaltungseinheit 40 wird von der Fahrzeugsteuervorrichtung 30 gesteuert und steuert automatisch ein Schaltmuster. Im Einzelnen weist die Fahrzeugschaltungseinheit 40 eine Schaltsteuervorrichtung 42, eine Speichereinheit 44 und ein Getriebe 46 auf. Die Schaltsteuervorrichtung 42 macht eine Schaltsteuerungsanforderung bei der Fahrzeugsteuervorrichtung 30, wenn die Schaltsteuerung gemäß der Fahrzeugbewegung erforderlich ist.
Außerdem gewinnt die Schaltsteuervorrichtung 42 eine Gangstufe aus der Speichereinheit 33 gemäß dem Biegungsgrad (c) und dem durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad (r), die von der Fahrzeugsteuervorrichtung 30 berechnet wurden, und steuert das Gangschalten des Getriebes 46 gemäß der gewonnenen Gangstufe. Die Schaltsteuervorrichtung 42 kann zur niedrigsten Gangstufe schalten, wenn die Gangstufen, die jeweilig zu dem Biegungsgrad (c) und zu dem durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad (r) korrespondieren, voneinander unterschiedlich sind.
Die Speichereinheit 44 speichert eine Nachschlagetabelle (lookup table, LUT), die Gangstufeninformationen aufweist, welche zum Biegungsgrad (c) und zur Fahrzeuggeschwindigkeit korrespondieren, Gradienten-Programm-Informationen (bzw. Informationen eines Gradienten-Programms), in denen ein Schaltmuster programmiert ist, welches zum durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad (r) korrespondiert, und Schalt-Programm-Informationen (bzw. Informationen eines Schalt-Programms), in denen ein Schaltmuster programmiert ist, welches zu einer Betätigung eines Gaspedals (z.B. eines Fahrpedals) und eines Bremspedal korrespondiert.
4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Gangschaltens mittels der Fahrzeugschaltung-Steuervorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf 4 macht die Schaltsteuervorrichtung 42 eine Schaltsteueranforderung bei der Fahrzeugsteuervorrichtung 30, wenn die Schaltsteuerung gemäß der Fahrzeugbewegung erforderlich ist. Im Einzelnen fordert die Schaltsteuervorrichtung 42 den Biegungsgrad c(i, j) und den durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(k, I) bezüglich eines beliebigen Punktes an, welcher vorausbestimmt werden muss (S1).
Beispielsweise fordert die Schaltsteuervorrichtung 42 den Biegungsgrad c(i1, j1) zwischen dem i1-ten Punkt s(i1) und dem j1-ten Punkt s(j1), den Biegungsgrad c(i2, j2) zwischen dem i2-ten Punkt s(i2) und dem j2-ten Punkt s(j2), den durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(k1, I1) zwischen dem k1-ten Punkt s(k1) und dem 11-ten Punkt s(I1) und den durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(k2, 12) zwischen dem k2-ten Punkt s(k2) und dem I2-ten Punkt s(I2) an. Punkt i1 und der Punkt k1 können der gleiche Punkt sein oder können voneinander unterschiedlich sein.
Als Nächstes ermittelt die Fahrzeugsteuervorrichtung 30, ob die Anforderung des Biegungsgrades c(i, j) und des durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrades r(k, I) gültig ist (S2). Wenn beispielsweise keine Informationen bezüglich eines spezifischen Punktes von dem GPS-Sensor 10 zugeführt werden, oder die Kommunikation mit der Navigationsvorrichtung 20 nicht ordnungsgemäß durchgeführt wird und somit der Biegungsgrad c(i, j) und der durchschnittliche Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(k, I) für den Punkt nicht berechnet werden kann, ermittelt die Fahrzeugsteuervorrichtung 30, dass die Anforderung bezüglich des spezifischen Punktes ungültig ist.
Wenn die Anforderung des Biegungsgrades c(i, j) und die Anforderung des durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrades r(k, I) als ungültig ermittelt werden, stoppt die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 die Berechnung des Biegungsgrades c(i, j) und des durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrades r(k, I) und überträgt einen ungültigen Wert, der anzeigt, dass die dazugehörige Anforderung ungültig ist (S3).
Wenn andererseits die Anforderung des Biegungsgrades c(i, j) und des durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrades r(k, I) gültig ist, ermittelt die Fahrzeugsteuervorrichtung 30, ob eine Kombination des dazugehörigen Punktes existiert (S4). Das heißt, die Fahrzeugsteuervorrichtung 30 ermittelt, ob Vordere-Straße-Informationen bezüglich des i1-ten Punktes s(i1) und des j1-ten Punktes s(j1) existieren, die vorausbestimmt werden sollen.
Wenn eine Kombination des dazugehörigen Punktes existiert, berechnet die Fahrzeugsteuervorrichtung 20 den Biegungsgrad c(i, j) und den durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(k, I) und überträgt einen gültigen Wert, der ein Berechnungsergebnis ist, zur Schaltsteuervorrichtung 42 (S5). Wenn keine Kombination des dazugehörigen Punktes existiert, wird der Schritt S3 durchgeführt.
Als Nächstes ermittelt die Schaltsteuervorrichtung 42, ob der angeforderte Wert des Biegungsgrades c(i, j) gültig ist (S6). Beispielsweise ermittelt die Steuervorrichtung 42, ob der Wert des dazugehörigen Biegungsgrades c(i, j) in der Nachschlagetabelle der Speichereinheit 44 existiert, und, falls er existiert, kann der Biegungsgrad c(i, j) als gültig ermittelt bzw. bestimmt werden.
Wenn der Biegungsgrad c(i, j) gültig ist, gewinnt die Schaltsteuervorrichtung 42 eine Gangstufe aus der Nachschlagetabelle, die zur momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und zum Wert des Biegungsgrades c(i, j) korrespondiert (S7). Beispielsweise kann die Schaltsteuervorrichtung 42 eine Gangstufe als erste Gangstufe G1 entnehmen, die zum Biegungsgrad c(i1, j1) und zur momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit korrespondiert, und kann eine Gangstufe als zweite Gangstufe G2 entnehmen, die zum Biegungsgrad c(i2, j2) und zur momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit korrespondiert.
Wenn derweil als Folge der Ermittlung in Schritt S6 der Wert des Biegungsgrades c(i, j) ungültig ist, gewinnt die Schaltsteuervorrichtung 42 eine Gangstufe aus Schalt-Programm-Informationen, in die ein Schaltmuster programmiert ist, welches zum Gaspedal und zum Bremspedal korrespondiert (S8).
Die Schaltsteuervorrichtung 42 ermittelt, ob der angeforderte durchschnittliche Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(k, I) gültig ist (S9). Beispielsweise kann die Schaltsteuervorrichtung 42 ermitteln, dass der Wert des dazugehörigen durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrades r(k, I) gültig ist, wenn der durchschnittliche Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(k, I) in den Gradienten-Programm-Informationen der Speichereinheit 44 programmiert ist.
Wenn der durchschnittliche Steigungs- bzw. Neigungsgrad als gültig ermittelt wird, gewinnt die Schaltsteuervorrichtung 42 ein Gradienten-Programm, das zum durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(k, I) korrespondiert (S10). Beispielsweise kann die Schaltsteuervorrichtung 42 ein Gradienten-Programm P1 gewinnen, das zum durchschnittlichen Steigungsgrad- bzw. Neigungsgrad r(k1, I1) korrespondiert, und kann ein Gradienten-Programm P2 gewinnen, das zum durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(k2, 12) korrespondiert.
Wenn andererseits der durchschnittliche Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(k, I) als ungültig ermittelt wird, führt die Schaltsteuervorrichtung 42 den Schritt S8 durch.
Als Nächstes ermittelt die Schaltsteuervorrichtung 42, ob ein momentanes Programm ein Gradienten-Programm ist (S11), und gewinnt eine Gangstufe, die von dem Gradienten-Programm programmiert ist, wenn das momentane Programm das Gradienten-Programm ist (S12). Wenn andererseits in Schritt S11 ermittelt wird, dass das momentane Programm kein Gradienten-Programm ist, führt die Schaltsteuervorrichtung 42 den Schritt S8 durch.
Als Nächstes steuert die Schaltsteuervorrichtung 42 das Getriebe 46, indem die niedrigste Gangstufe von den aus den jeweiligen Schritten S7, S8 und S12 gewonnenen Gangstufen ausgewählt wird (S13).
Die 5A und 5B zeigen ein vergleichendes Beispiel, bei dem ein Schaltmuster gesteuert wird, indem der Biegungsgrad einer Straße gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorausbestimmt wird. 5A zeigt einen beispielhaften Fall, auf den die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht angewendet ist, und 5B zeigt die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf 5A weist eine tatsächliche Straße einen ersten Ebenen (z.B. Flachland)-Abschnitt T1, einen Gradienten-Abschnitt T2 und einen zweiten Ebenen-Abschnitt T3 auf. Im Fall des vergleichenden Beispiels kann eine vordere Straße nicht vorausbestimmt werden und eine Steigung bzw. Neigung wird sensiert, wenn das Fahrzeug in den Gradienten-Abschnitt T2 eintritt (z.B. einfährt) und für eine vorbestimmte Strecke fährt.
Das heißt, da eine Gangstufe des Getriebes 46 nach Eintritt in den Gradienten-Abschnitt T2 und nach Verzögerung für eine vorbestimmte Zeitperiode t1 gesteuert (z.B. betätigt) wird, wird der Gang (z.B. das Übersetzungsverhältnis) des Fahrzeugs während des Fahrens in dem ersten Ebenen-Abschnitt T1 (anders ausgedrückt: der Gang des Fahrzeugs, der während des Fahrens in dem ersten Ebenen-Abschnitt T1 vorhanden ist) für die vorbestimmte Zeit t1 beibehalten, sodass ein Schaltmuster falsch zur tatsächlichen Straße zugeordnet (z.B. angepasst) ist.
Wenn außerdem das Fahrzeug von dem Gradienten-Abschnitt T2 in den zweiten Ebenen-Abschnitt T3 eintritt, wird die Gangstufe des Getriebes 46 nach Eintritt in den zweiten Ebenen-Abschnitt T3 und nach Verzögerung für eine vorbestimmte Zeitperiode t2 gesteuert (z.B. betätigt). Entsprechend wird der Gang (z.B. das Übersetzungsverhältnis) des Fahrzeugs während des Fahrens im Gradienten-Abschnitt T2 (anders ausgedrückt: der Gang des Fahrzeugs, der während des Fahrens im Gradienten-Abschnitt T2 vorhanden ist) für die vorbestimmte Zeitperiode t2 beibehalten, sodass ein Schaltmuster falsch zur tatsächlichen Straße zugeordnet ist.
Bezugnehmend auf 5B wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der durchschnittliche Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(k1, I1) mittels der Vordere-Straße-Informationen bezüglich eines momentanen Punktes s(k1) des Fahrzeugs und eines beliebigen Punktes s(I1) berechnet, wobei (bzw. während) das Fahrzeug im ersten Ebenen-Abschnitt T1 fährt, um die Steigung- bzw. Neigung der Straße zu sensieren, und das Getriebe 46 wird vor Eintritt in den Gradienten-Abschnitt T2 im Vorfeld mit einem Schaltmuster gesteuert, das passend ist zum Gradienten-Abschnitt T2.
Wenn außerdem das Fahrzeug in den zweiten Ebenen-Abschnitt T3 fährt, wird vor Eintritt in den zweiten Ebenen-Abschnitt T3 das Getriebe 46 mit einem Schaltmuster gesteuert, das passend ist zum zweiten Ebenen-Abschnitt T3. Somit korrespondieren die Schaltmuster zur tatsächlichen Straße, wodurch die Zufriedenheit eines Fahrers verbessert wird.
Die 6A und 6B zeigen einen anderen Fall, bei dem ein Schaltmuster durch Vorausbestimmen des Steigungs- bzw. Neigungsgrades einer Straße gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird. 6A veranschaulicht ein vergleichendes Beispiel, auf das die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht angewendet ist, und 6B veranschaulicht die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf 6A weist eine tatsächliche Straße einen ersten Gradienten-Abschnitt T11, einen Ebenen-Abschnitt T12 und einen zweiten Gradienten-Abschnitt T13 auf. In dem vergleichenden Beispiel fährt ein Fahrzeug in den Ebenen-Abschnitt T12 ein und eine Gangstufe des Getriebes 46 wird nach Verzögerung für eine vorbestimmte Zeitperiode t3 gesteuert (z.B. betätigt). Außerdem fährt das Fahrzeug in den zweiten Gradienten-Abschnitt T13 ein und die Gangstufe des Getriebes 46 wird nach Verzögerung für eine vorbestimmte Zeitperiode t4 gesteuert.
Bezugnehmend auf 6B wird, wobei (bzw. während) das Fahrzeug im ersten Gradienten-Abschnitt T11 fährt, ein durchschnittlicher Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(k11, 111) mittels der Vordere-Straße-Informationen zwischen einem momentanen Fahrzeugpunkt s(k11) und einem beliebigen Punkt k(I11) berechnet, um die Steigung- bzw. Neigung der Straße zu sensieren.
In diesem Fall wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der durchschnittliche Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(k11, i12) mittels Vordere-Straße-Informationen bezüglich zweier oder mehrerer Punkte anstatt eines Punktes, z.B. bezüglich Punkt s(I12), berechnet, um die Steigung- bzw. Neigung der Straße zu sensieren.
Das heißt, der Ebenen-Abschnitt T12 ist relativ kurz und der zweite Gradienten-Abschnitt T13 wird beim Eintritt des Fahrzeugs in den Ebenen-Abschnitt T12 im Vorfeld sensiert, sodass das Getriebe 46 in dem Ebenen-Abschnitt T12 in einem Schaltmuster des ersten Gradienten-Abschnittes T11 beibehalten wird, anstatt in ein Schaltmuster des Ebenen-Abschnittes T12 geändert zu werden. Entsprechend kann eine unnötige Wiederholung der Gangschaltung verhindert werden.
7 zeigt ein vergleichendes Beispiel, bei dem ein Schaltmuster durch Vorausbestimmen des Gradienten-Grades einer Straße gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
Bezugnehmend auf 7 verringert in dem vergleichenden Beispiel ein Fahrer beim Fahren des Fahrzeugs in einer aufeinanderfolgend gebogenen Straße die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beim Eintritt in einen Drehabschnittes. Wenn der Fahrer für die Verzögerung das Bremspedal steuert (z.B. betätigt), anstatt auf ein Gaspedal zu treten, wird (z.B. im Abschnitt T21) die Gangstufe des Getriebes 46 vom sechsten Gang auf den achten Gang hochgeschaltet und somit wird die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert. Wenn außerdem der Fahrer nach Eintritt in den Drehabschnitt erneut auf das Gaspedal tritt, wird die Gangstufe in einem Abschnitt T22 vom achten Gang auf den sechsten Gang runtergeschaltet, sodass die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird.
Andererseits wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor Eintritt in den Drehabschnitt die erste Biegungsstraße (bzw. gebogene Straße) vorausbestimmt, sodass die Gangstufe des Getriebes 46 in einem Abschnitt T21 vom sechsten Gang auf den fünften Gang geschaltet wird, sodass die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird. Außerdem wird beim Eintritt in den Drehabschnitt die zweite Biegungsstraße vorausbestimmt, um in einem Abschnitt T23 eine Gangschaltung auf eine höhere Gangstufe zu verhindern, und der Gang wird während des Abschnittes T22 vom fünften Gang auf den sechsten Gang hochgeschaltet, sodass die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird.

Claims

Eine Schaltsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: einen GPS-Sensor (10), der eine Fahrzeugposition detektiert, eine Navigationsvorrichtung (20), die Kurzdistanz-Straßeninformationen und Ferndistanz-Straßeninformationen mittels der Fahrzeugposition ausgibt, eine Fahrzeugsteuervorrichtung (30), die mittels der Kurzdistanz-Straßeninformationen und der Ferndistanz-Straßeninformationen Vordere-Straße-Informationen rekonstruiert und einen Biegungsgrad und einen durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad einer Straße mittels der Vordere-Straße-Informationen ermittelt, und eine Fahrzeugschaltungseinheit (40), die eine Schaltsteuervorrichtung (42) hat, welche ein Schaltmuster eines Getriebes (46) mittels des Biegungsgrades und des durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrades steuert, wobei die Navigationsvorrichtung (20) eine Mehrzahl von Punkten setzt, die voneinander mit einem konstanten Intervall auf der Straße getrennt sind, und als die Kurzdistanz-Straßeninformationen und die Ferndistanz-Straßeninformationen eine Relativdistanz bezüglich einer ersten Richtung zwischen der Mehrzahl von Punkten, eine Relativdistanz bezüglich einer zweiten Richtung, die senkrecht zur ersten Richtung ist, und eine Relativhöhe ausgibt, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung (30) den Biegungsgrad gemäß einem Relativwinkel ermittelt, welcher durch eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich eines ersten Punktes unter der Mehrzahl von Punkten und durch eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich eines zweiten Punktes unter der Mehrzahl von Punkten gebildet wird, wobei der Biegungsgrad c(i, j) des zweiten Punktes (j) am ersten Punkt (i) wie in der folgenden Gleichung gegeben definiert ist: $c (i, j) = c o s^{- 1} (\frac{v (i) \times v (j)}{| v (i) | | v (j) |}) [r a d],$
wobei „v(i)‟ die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich des ersten Punktes (i) angibt und „v(j)‟ die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich des zweiten Punktes (j) angibt.
Die Schaltsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung (30) eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs mittels der Relativdistanz bezüglich der ersten und der zweiten Richtung detektiert und den Biegungsgrad und den Steigungs- bzw. Neigungsgrad mittels der Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermittelt.
Die Schaltsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung (30) eine Biegungsrichtung gemäß einem Vorzeichen des Relativwinkels wie in der folgenden Gleichung gegeben ermittelt: $s i g n (c (i, j)) = s i g n (v (i) \times v (j)) .$
Die Schaltsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein durchschnittlicher Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(i, j) zwischen dem ersten Punkt (i) und dem zweiten Punkt (j) wie in der folgenden Gleichung gegeben definiert ist: $r (i, j) = 100 \times \sqrt{\frac{{(\sum_{k = i}^{j} h r (k))}^{2}}{{(\sum_{k = i}^{j} d r)}^{2} - {(\sum_{k = i}^{j} h r (k))}^{2}}} [%],$
wobei „hr‟ eine Relativhöhe zwischen dem ersten Punkt (i) und dem zweiten Punkt (j) angibt und „dr‟ eine Distanz zwischen dem ersten Punkt (i) und dem zweiten Punkt (j) angibt.
Die Schaltsteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein zur momentanen Fahrzeugposition korrespondierender, durchschnittlicher Steigungs- bzw. Neigungsgrad der Straße wie in der folgenden Gleichung gegeben definiert ist: $r (1,1) = 100 \times \sqrt{\frac{h r {(1)}^{2}}{d r^{2} - h r^{2}}} [%] .$
Eine Schaltsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: einen GPS-Sensor (10), der eine Fahrzeugposition detektiert, eine Navigationsvorrichtung (20), die Kurzdistanz-Straßeninformationen und Ferndistanz-Straßeninformationen mittels der Fahrzeugposition ausgibt, eine Fahrzeugsteuervorrichtung (30), die mittels der Kurzdistanz-Straßeninformationen und der Ferndistanz-Straßeninformationen Vordere-Straße-Informationen rekonstruiert und einen Biegungsgrad und einen durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad einer Straße mittels der Vordere-Straße-Informationen ermittelt, und eine Fahrzeugschaltungseinheit (40), die eine Schaltsteuervorrichtung (42) hat, welche ein Schaltmuster eines Getriebes (46) mittels des Biegungsgrades und des durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrades steuert, wobei die Navigationsvorrichtung (20) eine Mehrzahl von Punkten setzt, die voneinander mit einem konstanten Intervall auf der Straße getrennt sind, und als die Kurzdistanz-Straßeninformationen und die Ferndistanz-Straßeninformationen eine Relativdistanz bezüglich einer ersten Richtung zwischen der Mehrzahl von Punkten, eine Relativdistanz bezüglich einer zweiten Richtung, die senkrecht zur ersten Richtung ist, und eine Relativhöhe ausgibt, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung (30) den Biegungsgrad gemäß einem Relativwinkel ermittelt, welcher durch eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich eines ersten Punktes unter der Mehrzahl von Punkten und durch eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich eines zweiten Punktes unter der Mehrzahl von Punkten gebildet wird, wobei ein durchschnittlicher Steigungs- bzw. Neigungsgrad r(i, j) zwischen dem ersten Punkt (i) und dem zweiten Punkt (j) wie in der folgenden Gleichung gegeben definiert ist: $r (i, j) = 100 \times \sqrt{\frac{{(\sum_{k = i}^{j} h r (k))}^{2}}{{(\sum_{k = i}^{j} d r)}^{2} - {(\sum_{k = i}^{j} h r (k))}^{2}}} [%],$
wobei „hr‟ eine Relativhöhe zwischen dem ersten Punkt (i) und dem zweiten Punkt (j) angibt und „dr‟ eine Distanz zwischen dem ersten Punkt (i) und dem zweiten Punkt (j) angibt.
Die Schaltsteuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung (30) eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs mittels der Relativdistanz bezüglich der ersten und der zweiten Richtung detektiert und den Biegungsgrad und den Steigungs- bzw. Neigungsgrad mittels der Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermittelt.
Die Schaltsteuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Biegungsgrad c(i, j) des zweiten Punktes (j) am ersten Punkt (i) wie in der folgenden Gleichung gegeben definiert ist: $c (i, j) = c o s^{- 1} (\frac{v (i) \times v (j)}{| v (i) | | v (j) |}) [r a d],$
wobei „v(i)‟ die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich des ersten Punktes (i) angibt und „v(j)‟ die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich des zweiten Punktes (j) angibt.
Die Schaltsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Fahrzeugschaltungseinheit (40) aufweist: eine Speichereinheit (44), die eine Nachschlagetabelle, welche zu dem Biegungsgrad und zu einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs korrespondierende Gangstufeninformationen aufweist, Gradienten-Programm-Informationen, in welche ein zu dem durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad korrespondierendes, erstes Schaltmuster programmiert ist, und Schalt-Programm-Informationen speichert, in welche ein zu einer Betätigung eines Gaspedals und eines Bremspedals des Fahrzeugs korrespondierendes, zweites Schaltmuster programmiert ist, und wobei die Schaltsteuervorrichtung (42) das Getriebe (46) steuert, indem eine Gangstufe aus wenigstens einem von der Nachschlagetabelle, den Gradienten-Programm-Informationen und den Schalt-Programm-Informationen gemäß dem ermittelten Biegungsgrad und dem ermittelten durchschnittlichen Steigungs- bzw. Neigungsgrad gewonnen wird.
Die Schaltsteuervorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Schaltsteuervorrichtung (42), falls die gewonnenen Gangstufen voneinander unterschiedlich sind, die niedrigste Gangstufe auswählt.