DE19532124A1

DE19532124A1 - Steuergerät und Steuerverfahren für einen Kraftübertragungsstrang

Info

Publication number: DE19532124A1
Application number: DE19532124A
Authority: DE
Inventors: Toshimichi Minowa; Yoshiyuki Yoshida; Junichi Ishii
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1996-03-07
Anticipated expiration: 2015-09-01
Also published as: KR960011082A; US5776031A; DE19532124C2; US5620393A; KR0179090B1; JPH0872589A; US5906560A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät und ein Steuerverfahren für einen Kraftübertragungsstrang welche geeignet sind, eine präzise Steuerung eines Personenkraftwagens mit einem automati schen Mehrgang-Schaltgetriebe durch den Fahrer zu erleichtern.

Ein erstes Kraftübertragungssteuersystem des Standes der Technik für einen Personenkraftwagen ist in der veröffentlichten Japanischen Paten tanmeldung Nr. 117774-1991 beschrieben. Bei diesem System kann der Fahrer einen Sparmodus- und einen Leistungsmodusbetrieb des Getriebes wählen, wobei die Geschwindigkeit- bzw. Gangwechsellinie für den Lei stungsmodus schneller als für den Sparmodus eingestellt ist. Die ge wünschte Gangwechselcharakteristik kann durch eine manuelle Schalt operation gewählt werden.

Ein zweites Kraftübertragungssteuersystem des Standes der Technik ist in der veröffentlichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 346162-1993 be schrieben. Dieses System benutzt den Fuzzy-Rückschluß, um die Straßen zustände aus den laufenden Betriebsbedingungen vorherzusagen und abzuleiten. Die Gangwechsellinie wird entsprechend den abgeleiteten bzw. gefolgerten Straßenzuständen geändert, wodurch bis zu einem gewissen Grade Geschwindigkeitsänderungen, etwa eine Beschleunigung und eine Abbremsung, erhalten wird, wie sie durch den Fahrer gewünscht wird.

Gemäß dem oben erwähnten ersten Stande der Technik gibt es verfüg bare Gangwechselcharakteristiken beim Leistungsmodus, bei denen die Gangwechsellinie in den Bereich eingestellt wird, der schneller als derje nige des Sparmodus ist, zusätzlich zu Gangwechselcharakteristiken im Sparbereich, die nur den Wirkungsgrad der Kraftstoffverbrennung berück sichtigen. Es werden aber auch die Betriebsleistungen berücksichtigt, wenn auch nur bis zu einem begrenzten Ausmaß, mit dem Ergebnis, daß es dem System nicht gelungen ist, die Kraftstoffkosten, wie erwartet, zu verringern. Der zweite oben erwähnte Stand der Technik sollte unter Benutzung des Fuzzy-Rückschlußes arbeiten, um die optimale Gangwech sellinie zu bestimmen. Das System war aber von Problemen begleitet, wie etwa dem Versagen, Geschwindigkeitsänderungen, wie etwa eine Beschleunigung und Abbremsung, herbeizuführen, wie sie vom Fahrer gewünscht wurden.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Kraftübertragungssteuergerätes und eines Steuerverfahrens, um den Be trieb eines von einem automatischen Gangänderungsgetriebe angetriebe nen Kraftfahrzeugs den Wünschen des Fahrers entsprechend zu bewirken, und zwar als Antwort auf Betriebszustände und Steuerfunktionen des Fahrzeugs, die für unterschiedliche Fahrer (unterschiedliche Fahrerpräfe renzen) unterschiedlich sind.

Das oben genannte Ziel der vorliegenden Erfindung wird durch bevor zugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erreicht, welche um fassen: (1) einen Steuersensor zum Erfassen der laufenden Fahrzeug betriebszustände und des Maßes der Fahrerbetätigung; (2) eine Fahrer absichts-Vorhersagevorrichtung, die die Fahrerabsichten zum Ausdruck bringt; (3) eine Betriebsmodus-Wählvorrichtung zum Wählen des Betriebs modus, der durch die Fahrerabsichts-Vorhersagevorrichtung aus zwei oder mehr Betriebsmodi vorhergesagt wird; (4) eine Steuerfunktions-Wähl vorrichtung zum Wählen mindestens zweier Steuerfunktionen gemäß dem durch die Betriebsmodus-Wählvorrichtung gewählten Modus; und (5) eine Steuerbetrags-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen des Steuerbetrages des Steuerbetätigungsglieds, unter Benutzung der vom Steuersensor und der Steuerfunktions-Wählvorrichtung gelieferten Signale.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind drei Betriebsmo odi vorgesehen, nämlich: (i) der Sparmodus, (ii) der Sportmodus, und (iii) der Komfortmodus.

Wenn vom Fahrer unter Benutzung der Betriebsmodus-Wählvorrichtung der "Spar"-Betriebsmodus für extraniedrige Kraftstoffkosten gewählt wird, werden durch die Steuerfunktions-Wählvorrichtung zwei oder mehrere Steuerfunktionen gewählt, beispielsweise die Weitbereichs-Blockiersteue rung zur Erzielung einer Kraftstoffkostenreduktion (um den Wirkungsgrad der Drehmomentenübertragung durch Eliminieren des Rutschens des Drehmomentenwandlers zu verbessern); die Kraftstoffkosten-Gangwechel steuerung (der Gangwechelpunkt wird so bestimmt, daß der Motor im maximalen Punkt des Motorwirkungsgrades arbeitet, wobei auf den Wirkungsgrad der Drehmomentenübertragung geachtet wird); und die Kraftstoffunterbrechungssteuerung, eine Kraftstoffunterbrechung, die wäh rend der Verlangsamung und des Gangwechsels durchgeführt wird), wodurch eine Betriebsweise ermöglicht wird, die den Wirkungsgrad der Kraftstoffkosten entsprechend den Absichten des Fahrers verbessert.

Wenn der "Sport"-Betriebsmodus gewählt wird, wählt die Steuerfunktions- Wählschaltung eine Steuerung, wie etwa die Hochgeschwindigkeits-Dreh zahländerungssteuerung, um die Geschwindigkeit bei hoher Drehzahl zur Verbesserung der Beschleunigungsempfindung zu ändern; die Kurzzeit- Geschwindigkeitsänderungssteuerung, um die Abnahme der Beschleunigung während des Gangwechsels zu verhindern; oder die kräftige Motorbrems steuerung durch Herunterschalten im Bereich des Kurveneingangs, um mit hoher Geschwindigkeit durch Kurven zu fahren, wodurch der vom Fahrer beabsichtigte Betrieb im "Sport"-Modus geschaffen wird.

Wenn der "Komfort"-Betriebsmodus gewählt wird, wählt die die Steuer funktions-Wählvorrichtung; die Equi-Intervall-Geschwindigkeitsänderungs steuerung, um die Geschwindigkeitsänderungszeitintervalle gleich groß zu machen; die sanfte Geschwindigkeitsänderungssteuerung, um die Ge schwindigkeitsänderungs-Zeitsteuerung und die Ruckreduktion miteinander kompatibel zu machen; oder die Gangwechselliniensteuerung, um die Gangwechsellinie gemäß jedem Gradienten durch Herleiten der Straßen zustände (Steigung, etc.) auf der Basis der Fuzzy-Theorie herzuleiten.

Weitere Ziele, Vorteile und neue Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.

Nachfolgend werden die Zeichnungen kurz beschrieben.

Fig. 1 ist ein schematisches Blockschaltbild, das die Basisgesamtanord nung eines Fahrzeugsteuersystems veranschaulicht, das gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 2 ist ein schematisches, detailliertes Blockschaltbild des Steuersy stems der Fig. 1;

Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm, das einen Personenkraftwagen mit der Systemkonfiguration der Fig. 1 und 2 darstellt;

Fig. 4 ist ein Steuerflußdiagramm, das das Einstellen des Betriebsmo dus des Steuersystems der Fig. 1-3 veranschaulicht;

Fig. 5 ist ein Steuerflußdiagramm, das die Durchführung des Ingang setzens des Betriebsmodus des Steuersystems der Fig. 1 bis 3 veranschaulicht;

Fig. 6 ist ein Steuerflußdiagramm, das die Geschwindigkeitsänderungs- Punktsteuerung, wenn der Sportbetriebsmodus gewählt ist, unter Benutzung des Steuersystems der Fig. 1 bis 3 veranschaulicht;

Fig. 7 veranschaulicht ein Gangwechselliniendiagramm, das für die Geschwindigkeitsänderungs-Punktsteuerung während des Sportbe triebsmodus des Steuersystems der Fig. 1 bis 3 verwendet wird;

Fig. 8 ist ein Steuerflußdiagramm für die Aufwärtsschaltsteuerung während des Sportbetriebsmodus des Steuersystems der Fig. 1 bis 3;

Fig. 9 ist ein Steuerflußdiagramm für die Abwärtsschaltsteuerung wäh rend des Sportbetriebsmodus des Steuersystems der Fig. 1 bis 3;

Fig. 10 ist ein Aufwärtsschaltzeitdiagramm während des Sportbetriebs modus des Steuersystems der Fig. 1-3;

Fig. 11 ist ein Abwärtsschaltdiagramm während des Sportbetriebsmodus des Steuersystems der Fig. 1-3;

Fig. 12 ist ein Flußdiagramm, das die Abwicklung einer Kraftstoffkosten- Geschwindigkeitsänderungspunkt-Berechnungsformel veranschau licht, wenn der Drehmomentenwandler während des Sparbe triebsmodus des Steuersystems der Fig. 1-3 verwendet wird;

Fig. 13 ist ein Flußdiagramm, das die Abwicklung einer Kraftstoffkosten- Geschwindigkeitsänderungspunkt-Berechnungsformel veranschau licht, wenn der Blockierwandler während des Sparbetriebsmodus des Steuersystems der Fig. 1-3 verwendet wird;

Fig. 14(a) ist ein Drehmomentwandler-Kennliniendiagramm für den Betrieb während des Sparbetriebsmodus des Steuersystems der Fig. 1-3;

Fig. 14(b) ist ein Diagramm, das die Kennlinie des Pumpkapazitäts koeffizienten für den Betrieb während des Sparbetriebsmo dus des Steuersystems der Fig. 1-3 darstellt;

Fig. 15 ist ein Diagramm, das die Kennlinie des Kraftstoffver brauchsvolumens für den Betrieb während des Sparbetriebs modus des Steuersystems der Fig. 1-3 darstellt;

Fig. 16 ist ein komparatives Blockierbetriebsbereichsdiagramm für den Betrieb während des Sparbetriebsmodus des Steuersy stems der Fig. 1 bis 3;

Fig. 17 ist ein Steuerflußdiagramm für die Kraftstoffunterbrechungs steuerung im Zeitpunkt des Gangwechsels für den Betrieb während des Sparbetriebsmodus des Steuersystems der Fig. 1-3;

Fig. 18 ist ein Steuerflußdiagramm für die mit hohem Wirkungsgrad arbeitende Steuerung des hydraulischen Druckes bei der Kupplungsbetätigung, für den Betrieb während des Sparbe triebsmodus des Steuersystems der Fig. 1-3;

Fig. 19 ist ein Steuerflußdiagramm für die Kraftstoffunterbrechungs steuerung während des Verzögerns, für den Betrieb während des Sparbetriebsmodus des Steuersystems der Fig. 1-3;

Fig. 20 ist ein Zeitdiagramm für den in Fig. 19 dargestellten Steue rungsablauf;

Fig. 21 ist ein Steuerflußdiagramm für die Gangwechselpunktsteue rung durch Fuzzy-Rückschluß während des Komfortbetriebs modus des Steuersystems der Fig. 1-3;

Fig. 22 zeigt die Mitwirkungsfunktion der Fahrzeuggeschwindigkeit, wie sie vom Fahrer während des Komfortbetriebsmodus des Steuersystems der Fig. 1-3 empfunden wird;

Fig. 23 zeigt das Ergebnis der Bewertung der Straßenzustände, die während des Komfortbetriebsmodus des Steuersystems der Fig. 1-3 durch die Fuzzy-Regel erhalten werden;

Fig. 24 zeigt ein Beispiel zum Ändern der Gangwechsellinie gemäß den Straßenzuständen während des Komfortbetriebsmodus des Steuersystems der Fig. 1-3;

Fig. 25 ist ein Equi-Intervall-Geschwindigkeitsänderungsliniendia gramm während des Komfortbetriebsmodus des Steuersy stems der Fig. 1-3;

Fig. 26 stellt eine Kennlinie des Antriebsdrehmomentes zur Aus führung der Fig. 25 während des Komfortbetriebsmodus des Steuersystems der Fig. 1-3 dar;

Fig. 27 ist ein Drehmomentensteuerflußdiagramm zum Aufwärts schalten während des Komfortbetriebsmodus des Steuersy stems der Fig. 1-3;

Fig. 28 ist ein Drehmomentensteuerflußdiagramm zum Abwärtsschal ten während des Komfortbetriebsmodus des Steuersystems der Fig. 1 bis 3;

Fig. 29 ist ein Zeitdiagramm zum Ausführen der Fig. 28 während des Komfortbetriebsmodus des Steuersystems der Fig. 1-3; und

Fig. 30 ist ein Fail-Safe-Steuerflußdiagramm für Motorbremsung und Sperrung des Betriebs im Sportbetriebsmodus während bestimmter Straßenoberflächen- und Fahrzustände, unter Benutzung des Steuersystems der Fig. 1 bis 3.

Die nachfolgenden Ausführungen liefern eine detaillierte Beschreibung des Kraftübertragungssteuergerätes und des Steuerverfahrens gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Bezugneh mend auf die Fig. 1 und 2 umfaßt das Steuersystem: einen Steuersensor 1 zum Erfassen des laufenden Fahrzustandes und des Umfangs der Fahrerbetätigung; eine Fahrerabsichts-Vorhersagevorrichtung 2 zum Vor hersagen der Absicht des Fahrers; eine Betriebsmodus-Wählvorrichtung 3 zum Wählen des Betriebsmodus, welche von der Fahrerabsichts-Vorhersa gevorrichtung 2 aus den mehreren Betriebsmodi vorhergesagt worden ist; eine Steuerfunktions-Wählvorrichtung 4 zum Wählen von mehreren Steuerfunktionen entsprechend dem Modus, der von der Betriebsmodus- Wählvorrichtung gewählt worden ist; und eine Steuerbetrags-Berechnungs vorrichtung 6 zum Berechnen des Steuerbetätigungsausmaßes eines Steuer betätigungsgliedes 5 unter Benutzung der Signale der Steuersensoren 1 und der Steuerfunktions-Wählvorrichtung 4.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das Einzelheiten der Fig. 1 darstellt. Die in der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform zu verwendenden Steuersensoren 1 umfassen: einen Motor-Ansaugluftvolumensensor, einen Raddrehzahlsensor, einem Motordrehzahlsensor; einen Turbinendrehzahl sensor; einen Drosselwinkelsensor, einen Lenkradwinkelsensor, einen Beschleunigungssensor, und einen Strömungsmeßwinkelsensor. Der in gestrichelten Linien dargestellte Sensor der angetriebenen Räder und der Drehzahlsensor der treibenden Räder werden dazu benutzt, die Sicherheit des Kraftwagens durch angemessenes Steuern der Schlupfrate zwischen den treibenden und den angetriebenen Rädern zu bewirken. Die Wagen beschleunigung und das Antriebswellendrehmoment werden durch Diffe rentiation jeder Raddrehzahl und der Drehmomentenwandlerkennwerte berechnet. Es ist auch daran gedacht, bei bestimmten bevorzugten Aus führungsformen den durch die gestrichelte Linie wiedergegebenen Be schleunigungssensor und den Drehmomentensensor zu verwenden. Weiter wird bei bestimmten Ausführungsformen der Strömungsmeßwinkelsensor verwendet, um eine elektronische Steuerung der Luftmenge für das Drosselventil, od. dgl. (Steuerbetätigungsglied; elektronische Drossel) zu benutzen.

Ein manuell betätigbarer EIN-/AUS-Schalter, eine elektronische Karte und/oder ein Ton werden vom Fahrer benutzt, um den Modus der Fahrerabsichts-Vorhersagevorrichtung 2 gemäß den verschiedenen bevor zugten Ausführungsformen der Erfindung zu wählen. Die Betriebsmodus- Wählvorrichtung 2 beispielsweise veranlaßt die Erzeugung eines "Sport"- Betriebsflags ("Flag" bedeutet ein Signal "1" oder "0" das anzeigt, ob gewählt wird oder nicht), eines "Spar"-Betriebsflags für extraniedrige Kraftstoffkosten, und eines "Komfort"-Betriebsflags, und zwar als Ausgabe der Fahrerabsichts-Vorhersagevorrichtung 2, wodurch eine Steuerung gemaß dem gewählten Betriebsmodus bereitgestellt wird.

Die Steuerfunktions-Wählvorrichtung 4 wählt mindestens zwei Steuerfunk tionen für jeden der genannten Betriebsmodi. Im "Sport"-Betriebsmodus beispielsweise führt das System, um einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb auf gebirgigen Straßen innerhalb der Geschwindigkeitsgrenze zu ermögli chen, mehrere Steuerfunktionen durch, wie etwa die Hochgeschwindig keits-Drehzahländerung durch Aufwärtsschalten, oder das kräftige Motor bremsen sowie die kurzzeitig wirkende Geschwindigkeitsänderung durch Abwärtsschalten. Beim "Spar"-Betriebsmodus für extraniedrige Kraftstoff kosten wird der Gangwechselpunkt bestimmt um sicherzustellen, daß der Kraftübertragungswirkungsgrad des Antriebsystems bei allen möglichen Straßenzuständen berücksichtigt wird, und daß während des Gangwechsels und des Bremsens bzw. Verzögerns bei ausgeweitetem Sperrbereich reduziert wird, während gleichzeitig bis zu einem bestimmten Grad auf Vibrationen geachtet wird. Der "Komfort"-Betriebsmodus bewirkt eine Fahrweise, die alle Fahrer bis zu einem gewissen Grad zufriedenstellt. Beispielsweise wird dem Gangwechsel beim Aufwärtsschalten vom ersten in den zweiten Gang, und beim Aufwärtsschalten vom zweiten in den dritten Gang der gleiche zeitliche Abstand zugewiesen. Auch werden ruckartige Bewegungen bzw. Stöße aufgrund des Gangwechsels so redu ziert, daß sie der Fahrer nicht wahrnimmt. Bei bevorzugten Ausführungs formen wird auf die Straßenzustände unter Benutzung der logischen Fuzzy-Theorie geschlossen, um die Gangwechsellinie zu bestimmen, welche bis zu einem gewissen Grade die Absicht des Fahrers zum Aus druck bringt.

Die Steuerbetrags-Berechnungsvorrichtung 6 wird verwendet, um den Steuerbetrag gemäß der von der Steuerfunktions-Wählvorrichtung 4 gewählten Steuerfunktion zu berechnen, und das Berechnungsergebnis wird an das Steuerbetätigungsglied 5, beispielsweise ein Gangwechsel punkt-Steuersolenoid, ein Kupplungsbetriebsdruck-Steuersolenoid, ein Sperrsteuersolenoid und ein Kraftstoffeinspritzventil ausgegeben. Ein elektronisch gesteuertes Drosselventil wird verwendet, wenn eine Luftvolu mensteuerung gemäß bestimmten bevorzugten Ausführungsformen hin zugefügt werden muß. Eine solche elektronische Steuerung wird dazu verwendet, die Motordrehzahl abzustimmen, wenn der Gang für eine kräftige Motorbremssteuerung geändert wird. Dies gewährleistet eine sanfte Geschwindigkeitsabnahme. Es ist ferner daran gedacht, die Fahrer absichts-Vorhersagevorrichtung gemäß den Steuersensorsignalen auszubil den.

Fig. 3 zeigt die gesamte Systemkonfiguration. Luft wird durch ein Dros selventil 9 eingesaugt, das auf einem Luftansaugrohr 8 des Fahrzeugver brennungsmotors 7 installiert ist. Das Luftvolumen wird durch einen Luftströmungsmesser 10 erfaßt, der ein entsprechendes Signal Qa liefert, welches in die Steuereinheit F eingegeben wird. Das Drosselwinkelsignal Θ, das Motordrehzahlsignal Ne, das Turbinendrehzahlsignal Nt, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal Vsp, das Drehmomentensignal To, das Drehzahlsignal Vf der angetriebenen Räder; das Drehzahlsignal Vr der treibenden Räder, das Beschleunigungssignal G, das Schaltpositionssignal S, das Steuerrad-Winkelsignal α, das Modusschaltsignal SW und das Strömungsmeßwinkelsignal Θr werden erfaßt und jeweils entsprechend durch den Drosselwinkelsensor 12, den Motordrehzahlsensor 13, den Turbinendrehzahlsensor 14, den Raddrehzahlsensor 15, den Drehmomen tensensor 16, den Drehzahlsensor 17 der angetriebenen Räder, den Drehzahlsensor 18 der treibenden Räder; den Beschleunigungssensor 19, den Schaltpositionsschalter 20, den Steuerradwinkelsensor 21, den Modus schalter 22 und den Strömungsmeßwinkelsensor 23 erzeugt. Diese Steu ersensorsignale werden in die Steuereinheit 11 eingegeben, und der Zieldrosselwinkel Θtar, die Kraftstoffinspektionsbreite Ti, die Zündperiode Adv; der Sperrnennwert lu, das Drehzahländerungsverhältnis i(n) und der hydraulische Nennwert PL wirken von der Steuereinheit 11 jeweils ent sprechend auf das elektronisch gesteuerte Drosselventil 24, das Kraftstoff einspritzventil 25, die Zündeinheit 26, das Sperrsteuersolenoid 27, das Gangwechselpunkt-Steuersolenoidventil 28 und das Kupplungsbetriebs druck-Steuersolenoid 29 geliefert. Diese Systemkonfiguration verwirklicht eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und ihre Betriebsweise in den drei vom Fahrer wählbaren Betriebsmodi wird nachstehend im einzelnen in Verbindung mit den Fig. 3 bis 30 beschrie ben.

Fig. 4 ist ein Steuerprozess-Flußdiagramm, das das Einstellen des Be triebsmodus veranschaulicht. Die Blöcke dieses und anderer Flußdiagram me stellen Schritte im Rahmen der Steueroperation dar, die von der Rechnersteuereinheit 11 durchgeführt werden. Nach dem Starten des Systems (Block: "Start"), wird das System in Schritt 30 überprüft um festzustellen, ob der "Sport"-Betriebsmodusschalter SWs und der "Spar"- Betriebsmodusschalter SWf ein- oder ausgeschaltet sind. Dabei wird auf die Absicht des Fahrers durch Benutzen dieser beiden Schalter SWs und SWf geschlossen. Wenn die beiden Schalter SWs und SWf ausgeschaltet sind, ist der Modus der "Komfort"-Betriebsmodus. In Schritt 31 wird der Zustand des Schalters SWs überprüft, um festzustellen, ob er 1 oder 0 ist, wobei "1" eingeschaltet bedeutet, und "0" ausgeschaltet bedeutet. Falls der Schalter "1" ist, wird in Schritt 32 das Setzen des "Sport"-Betriebs modusflags FlgS = 1 durchgeführt. Falls der Zustand anders als "1" ist, wird in Schritt 33 der Zustand des Schalters SWf überprüft. Falls der Schalter SWf eingeschaltet ist (Zustand "1"), wird in Schritt 34 das "Spar"-Betriebsmodusflag FlgF = 1 gesetzt. Falls sich der Schalter FWf in einem anderen Zustand als "1" befindet, wird in Schritt 35 das "Kom fort"-Betriebsmodusflag FlgC = 1 gesetzt.

Fig. 5 ist ein Steuerflußdiagramm, das die Ausführung des Betriebs modus veranschaulicht. Zuerst werden die Flags FlgS, FlgF und FlgC gesetzt, wie in Fig. 4 beschrieben, und sie werden in Schritt 36 gelesen. Ob die Flags gesetzt sind ("1") oder nicht, wird jeweils entsprechend in den Schritten 37, 38 und 39 überprüft. Wenn sie auf 1 stehen, werden die Subroutinen der Sportbetriebsmodussteuerung 40, der Betriebssteue rung 41 für extraniedrige Kraftstoffkosten und der Komfortbetriebsmo dussteuerung 42 jeweils entsprechend eingeleitet.

Nachfolgend wird die Funktion der Sportbetriebsmodussteuerung unter Bezugnahme auf die Fig. 6-11 beschrieben. Fig. 6 ist ein Gangwechsel punkt-Steuerflußdiagramm, während Fig. 7 ein Gangwechselliniendiagramm ist, das bei der Gangwechselpunktsteuerung benutzt wird. Die Fahrzeug geschwindigkeit Vsb, die Turbinendrehzahl Nt, die Flags FlgU und FlgD (für "Aufwärtsschalten" und "Abwärtsschalten", die später besprochen werden) werden in Schritt 43 gelesen. In Schritt 44 wird das Eingangs- /Ausgangsdrehzahlverhältnis, also das sogenannte Übersetzungsverhältnis gr des Gangwechselmechanismus aus Nt/Vsb berechnet. Dieser Wert wird in der Subroutine der Steuerung während des Gangwechsels (Aufwärts schaltsteuerung 45 und Abwärtsschaltsteuerung 46) benutzt, die später beschrieben wird. In Schritt 47 wird in Abhängigkeit davon, ob das Flag FlgU den Wert 1 hat oder nicht, ein Aufwärtsschaltzustand angezeigt, während in Schritt 48 in Abhängigkeit davon, ob das Flag FlgD den Wert 1 besitzt oder nicht, ein Abwärtsschaltzustand angezeigt wird. Falls das Flag FlgU den Wert "1" aufweist, wird in Schritt 45 die Aufwärts schaltsteuerung eingeleitet. Falls das Flag FlgD den Wert "1" aufweist, wird in Schritt 46 die Abwärtsschaltsteuerung eingeleitet.

Wenn weder FlgU, noch FlgD den Wert "1" aufweisen, werden die Schritte 49, 50 und 51 durchgeführt. Wenn der Motor angelaufen ist, werden die Flags 4, 3 und 2 durch das Einleiten auf "0" gesetzt. Dem entsprechend befindet sich der Gang-1-Zustand im Zustand der Kraftwa gengeschwindigkeit 0. In Schritt 52 wird das Gangwechselliniendiagramm der Fig. 7 durchsucht um festzustellen, ob die laufende bzw. aktuelle Vsb größer als V2 ist oder dieser entspricht. In Fig. 7 entspricht die durchgezogene Linie der Aufwärtsschaltlinie, während die gestrichelte Linie die Abwärtsschaltlinie darstellt. Die Gangwechsellinie wird auf die gleiche Kraftwagengeschwindigkeit eingestellt, trotz der Änderungen des Drosselwinkels. Der Grund dafür ist, daß der Betrieb des Steuersystems wie bei einem Kraftwagen mit handbetätigtem Getriebe erfolgen soll, wenn der Fahrer den Sportmodus wählt.

In Fig. 7 zeigt Punkt V1 die Fahrzeuggeschwindigkeit für ein Abwärts schalten vom zweiten in den ersten Gang (Gang-2 nach Gang-1) an, während Punkt V2 die Fahrzeuggeschwindigkeit für ein Aufwärtsschalten von Gang-1 nach Gang-2 anzeigt. Der Abwärts- und Aufwärtsschaltpunkt für Übergänge zwischen den Gängen 2, 3 und 4 sind bei den entspre chenden Fahrzeuggeschwindigkeiten V3-V6 angezeigt.

Falls in Schritt 52 (die Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht nicht der Aufwärtsschaltgeschwindigkeit V2 von Gang-1 nach Gang-2) das Ergebnis NEIN ist, wird in Schritt 53 Flg1 auf 1 gesetzt, und in Schritt 54 wird das Gang-1-Signal ausgegeben. Wenn das Ergebnis JA ist, wird Flg2 in Schritt 55 auf "1" gesetzt, und in Schritt 56 wird Gang-2 ausgegeben. Das Aufwärtsschaltflag FlgU wird in Schritt 57 auf 1 gesetzt, und in Schritt 58 wird das Flag Flg1 auf 0 gesetzt. Das JA in Schritt 51 zeigt nun eine Ausgabe JA für Flg2 = 1 an. Dann wird in Schritt 59 über prüft, ob die aktuelle Vsb dem Wert V4 entspricht, oder größer als dieser ist. Falls in Schritt 60 das Ergebnis JA ist, wird Flg3 auf 1 gesetzt, und in Schritt 61 wird das Gang-3-Signal ausgegeben. Dann wird in Schritt 62 das Aufwärtsschaltflag FlgU auf 1 gesetzt, und in Schritt 63 wird das Flag Flg2 auf 0 gesetzt. Falls das Ergebnis NEIN ist, wird in Schritt 64 überprüft, ob die aktuelle Vsb dem Wert V1 entspricht oder kleiner als dieser ist. Falls das Ergebnis JA ist, wird in Schritt 65 das Flag Flg1 auf 1 gesetzt, und in Schritt 66 wird das Gang-1-Signal ausge geben. In Schritt 67 wird das Abwärtsschaltflag FlgD auf 1 gesetzt, und in Schritt 68 wird das Flag Flg2 auf 0 gesetzt. Falls das Ergebnis NEIN ist, wird ein Rücksprung durchgeführt. Die Gangwechselliniensteuerung für andere Gangwechsel wird von Schritt 69 bis Schritt 83 gemäß einem ähnlichen Steuermuster durchgeführt, wie es für das Aufwärts- und Abwärtsschalten zwischen den Gängen 1 und 2 und 3 beschrieben wurde.

Fig. 8 ist ein Steuerflußdiagramm für die Aufwärtsschaltsteuerung, wäh rend Fig. 10 ein Zeitdiagramm für die Aufwärtsschaltsteuerung ist. Gemäß Fig. 8 werden in Schritt 84 das Übersetzungsverhältnis gr, das Gang-2-Flag Flg2 und das Gang-3-Flag Flg3 gelesen, und in Schritt 85 wird überprüft, ob Flg2 auf 1 gesetzt ist, oder nicht. Falls das Ergebnis JA ist, wird in Schritt 86 überprüft, ob das Gangwechsel-Steuerstartflag FlgL2 den Wert 1 aufweist, oder nicht. Falls es nicht 1 ist, liegt es zwischen dem Bereich, in welchem in Fig. 10 Flg2 aktiv ist, und den Bereich, in welchem Flg12 gesetzt ist. In Schritt 87 wird daher geprüft, ob das Übersetzungsverhältnis gr die Gangwechselsteuerungs-Startzeitkon stante k1 erreicht hat, oder nicht. Falls in Schritt 87 das Ergebnis JA ist, wird in Schritt 88 das Flag Flg12 auf 1 gesetzt. Das heißt, die Steuereinheit entscheidet, daß es erforderlich ist, während des Gang wechsels eine Motordrehmomentensteuerung und eine Steuerung des hydraulischen Druckes durchzuführen. Dann werden in Schritt 89 und in Schritt 90 jeweils entsprechend die hydraulischen Zieldrücke für die Vorlaufzeitsteuerung des Zündzeitpunktes und dem Gangwechsel von Gang-1 nach -2 gesucht und ausgegeben. Dann wird in Schritt 91 über prüft, ob das Übersetzungsverhältnis gr die Gangwechsel-Steuerbeendi gungszeitkonstante k2 erreicht hat, oder nicht. Falls das Ergebnis JA ist, wird in Schritt 92 das Flag Flg12 auf 0 gesetzt, und in Schritt 93 wird FlgU auf 0 gesetzt. Dies beendet die in Fig. 6 dargestellte Steuersubrou tine für das Aufwärtsschalten. Danach wird in den Schritten 94 bis 110 die Motorsteuerung und die hydraulische Steuerung während des Gang wechsels für das Aufwärtsschalten in höhere Gänge (Gänge 3 und 4) durchgeführt, und zwar entsprechend einem ähnlichen Steuermuster, wie es oben für das Aufwärtsschalten zwischen den Gängen 1 und 2 angege ben wurde.

In Fig. 10 zeigt die durchgezogene Linie die Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung an, während die gestrichelte Linie die herkömm liche Steuerung bezeichnet. Bei der herkömmlichen Steuerung werden der hydraulische Druckabfall und das Motordrehmoment durch die Zündzeit punktsvorlaufzeit reduziert, wodurch die Fluktuation des Drehmoments während des Gangwechsels gesteuert wird. Im "Sport"-Betriebsmodus gemäß der vorliegenden Erfindung werden demgegenüber der hydraulische Druck gesteigert und der Zündzeitpunkt verzögert, um die Gangwechsel zeitdauer zu minimieren, wodurch die Beschleunigungsempfindung verbes sert wird. Das heißt, daß im "Sport"-Betriebsmodus ruckartige Bewegun gen beim Gangwechsel mit einer starken Beschleunigungsempfindung für den Fahrer; der diesen Modus gewählt hat, akzeptabel sind.

Fig. 9 ist ein Steuerflußdiagramm für die Abwärtsschaltsteuerung, und Fig. 11 ist ein Zeitdiagramm für das Abwärtsschalten beim Sport-Be triebsmodus. Fig. 9 zeigt, daß in Schritt 111 das Übersetzungsverhältnis gr, die Gang-2-Flag Flg2 und die Gang-3-Flag Flg3 gelesen werden. In Schritt 112 wird überprüft, ob die Flag Flg3 den Wert 1 aufweist, oder nicht. Falls das Ergebnis JA ist, wird in Schritt 113 überprüft, ob die Gangwechselsteuerungs-Startflag Flg43 den Wert 1 aufweist, oder nicht. Falls das Ergebnis nicht 1 ist, verweist das auf den Bereich, in Fig. 11, in welchem Flg43 gesetzt ist, und auf den Bereich, um Flg3 gesetzt ist. In Schritt 114 wird also überprüft, ob das Übersetzungsverhältnis gr die Gangwechselsteuerungs-Startzeitkonstante m6 erreicht hat, oder nicht. Falls das Ergebnis JA ist, wird in Schritt 115 das Flag Flg43 auf 1 gesetzt. D.h., die Steuereinheit entscheidet, daß es erforderlich ist, die Steuerung des hydraulischen Druckes während des Gangwechsels durch zuführen. Dann werden in Schritt 116 die hydraulischen Zieldrücke für den Gangwechsel von Gang-4 nach 3 gesucht und ausgegeben. Danach wird in Schritt 117 überprüft, ob das Übersetzungsverhältnis gr die Gangwechselsteuerungs-Startzeitkonstante m5 erreicht hat, oder nicht. Falls das Ergebnis JA ist, wird in Schritt 118 das Flag Flg43 auf 0 gesetzt, und in Schritt 119 wird das Flag FlgD auf 0 gesetzt. Dadurch wird die in Fig. 6 dargestellte Steuersubroutine für das Abwärtsschalten beendet. Danach ist von Schritt 120 bis Schritt 134 die Steuerung des hydraulischen Druckes möglich, und zwar gemäß einem ähnlichen Steuer muster; wie es oben für die anderen Abwärtsschaltsequenzen angegeben ist.

Im Abwärtsschaltmodus für den Sport-Betriebsmodus sind rasche, abrupte Drehmomentänderungen erwünscht. Daher wird während des Gangwech sels das Drehmoment durch die hydraulische Drucksteuerung vergrößert, ohne daß die Motordrehmoment-Reduktionssteuerung durchgeführt wird. In Fig. 11 zeigt die durchgezogene Linie die Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung an, während die gestrichelte Linie die herkömm liche Steuerung kennzeichnet. Bei der herkömmlichen Steuerung werden Vibrationen nach dem Gangwechsel durch Zündverzögerung im Zündzeit punkt abgeschwächt, um das Drehmoment nach dem Gangwechsel zu steuern. Beim "Sport"-Betriebsmodus gemäß der vorliegenden Erfindung wird demgegenüber die Gangwechselzeitdauer nur durch Verringern des hydraulischen Druckes reduziert, ohne daß nach dem Gangwechsel die Vibration gesteuert wird, so daß die Beschleunigungsempfindung gesteigert wird. Beim Abwärtsschalten im Rahmen des "Sport"-Betriebsmodus sind ruckartige Bewegungen beim Gangwechsel für den Fahrer akzeptabel, der diesen Modus gewählt hat.

Nachfolgend wird die Steuerfunktion des "Spar"-Betriebsmodus für ex traniedrige Kraftstoffkosten unter Bezugnahme auf die Fig. 12 bis 20 beschrieben. Fig. 12 veranschaulicht das Berechnungsverfahren für den Geschwindigkeitsänderungspunkt des Sparbetriebsmodus, wenn der Dreh momentenwandler benutzt wird. Fig. 14(a) veranschaulicht die Drehmo mentenwandlerkennlinie, Fig. 14(b) veranschaulicht die Kennlinie des umgekehrten Punktkapazitätskoeffizienten, und Fig. 15(a) veranschaulicht die Kraftstoffverbrauchskennlinie. In Schritt 135 werden die Motordreh zahl Ne, die Turbinendrehzahl Nt, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vsb und das Gangwechselverhältnis i gelesen. In Schritt 136 wird das Drehmo mentenwandler-Eingangs-/-Ausgangswellendrehzahlverhältnis "e" aus Nt/Ne berechnet. In den Schritten 137 und 138 wird die Kennlinie in Fig. 14(a), die eine Funktion von "e" ist, benutzt, um den Punktkapazitäts koeffizienten c und das Drehmomentenverhältnis t zu finden. In Schritt 139 wird die nachfolgende Gleichung (1), welche die genannten Werte Ne, c und t umfaßt, benutzt, um das Turbinendrehmoment Tt zu berech nen:

Tt = c · t · Ne² Gleichung (1)

In Schritt 140 wird der Gangwähler- bzw. das Ganghebel-Ausgangswellen drehmoment, also das sogenannte Antriebswellendrehmoment To, unter Benutzung des genannten Wertes Tt und des aktuellen Gangwechsel verhältnisses i berechnet. Weiter kann der Drehmomentensensor zur Erfassung dieses Antriebswellendrehmomentes To benutzt werden. In Schritt 141 wird der oben berechnete Wert To und das Gangwechsel verhältnis i(n) des im Kraftwagen montierten Ganghebels dazu benutzt, für jede Geschwindigkeitsrate das Turbinendrehmoment Tt(n) zu berech nen. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist eine Ganghe beltransmission mit vier Gängen vorgesehen. In Schritt 142 werden Vsb und e(n) benutzt, um für jedes Gangwechselverhältnis die Turbinendreh zahl Nt(n) zu berechnen. In Schritt 143 wird die Geschwindigkeitsrate e(n) für jedes Gangwechselverhältnis gemäß der Gleichung (2) bestimmt, unter Benutzung der Kennlinie des umgekehrten Punktkapazitätskoeffi zienten cp, der gemäß Fig. 14(b) eine Funktion von e ist. Der umge kehrte Punktkapazitätskoeffizient cp kann aus der Gleichung (3) ermittelt werden.

cp = Tt/Nt² Gleichung (2)

cp = t· C/e² Gleichung (3)

Im Schritt 144 werden die, wie oben ermittelt, Geschwindigkeitsrate e(n) und der Kennwert des Drehmomentenverhältnisses t der Fig. 14(a) benutzt, um für jedes Gangwechselverhältnis das Drehmoment t(n) zu berechnen. Dann werden in Schritt 145 und in Schritt 146 das Motor drehmoment Te(n) und die Motordrehzahl Ne(n) für jedes Gangwechsel verhältnis berechnet. In Schritt 147 werden Te(n) und Ne(n) benutzt, um die Datentabelle für die Kraftstoftverbrauchskosten Qf zu durchsuchen, welche das Motordrehmoment und die Motordrehzahl der Fig. 15(a) für jedes Gangwechselverhältnis umfaßt, um das Gangwechselverhältnis e(n) des geringsten Kraftstoffverbrauchs zu finden. Dann wird in Schritt 148 das Gangwechselverhältnis e(n) für den geringsten Kraftstoffverbrauch ausgegeben; und als Ergebnis wird die Variable des Gangwechselverhält nisses, die in Schritt 149 ausgegeben wird, also beispielsweise das Hag Flg1 im Falle von n = 1, auf den Wert 1 gesetzt.

Fig. 13 zeigt die Berechnungsschritte der Kraftstoffkosten-Gangwechsel punktes, während Fig. 15(b) die Kennlinien des Drosselwinkels veran schaulicht. In Schritt 150 werden die Motordrehzahl Ne, die Fahrzeug geschwindigkeit Vsb, der Drosselwinkel und das Gangwechselverhältnis e gelesen. In Schritt 151 wird das Motordrehmoment De aus den Daten über den Drosselwinkel e und die Motordrehzahl Ne gesucht. Im Schritt 152 werden das Motordrehmoment De und das aktuelle Gangwechsel verhältnis e benutzt, um das Gangwechsler-Ausgangswellendrehmoment, das sogenannte Antriebswellendrehmoment To, zu berechnen. Ein Dreh momentensensor kann zur Erfassung des Ahtriebswellendrehmomentes To bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen verwendet werden. In Schritt 153 wird das Motordrehmoment Te(n) für jedes Gangwechsel verhältnis unter Benutzung des, wie oben berechneten Wertes To und des Gangwechselverhältnisses e(n) des Gangwechslers berechnet, der auf beiden Rädern montiert ist. Die obige Beschreibung bezieht sich auf den Fall, bei dem ein Viergang-Gangwechsler verwendet wird. Im Schritt 154 wird das Gangwechselverhältnis e(n) benutzt, um Vsb und die Motor drehzahl Ne(n) für jedes Gangwechselverhältnis zu berechnen. Im Falle der Sperrung ist die Berechnung für den Drehmomentenwandler nicht erforderlich, was zu einer vereinfachten Prozedur führt. In Schritt 155 werden die wie oben berechneten Werte Te(n) und Ne(n) benutzt, um die Qf-Datentabelle der Fig. 15(a) nach jedem Gangwechselverhältnis zu durchsuchen, um dadurch das Gangwechselverhältnis e(n) für den klein sten Kraftstoffverbrauch zu erhalten. Dann wird in Schritt 156 das Gang wechselverhältnis e(n) für den kleinsten Kraftstoffverbrauch ausgegeben, und die Variable des Gangwechselverhältnisses, die in Schritt 157 ausge geben wird, also das Flag Flg4, beispielsweise im Falle von n = 4, wird auf 1 gesetzt. In Fig. 14(a) wird der Sperrzustand erhalten, wenn die Geschwindigkeitsänderung e = 1 ist, wobei in diesem Falle der Drehmo mentenwandler-Übertragungswirkungsgrad 100% ist. Das Motordrehmo ment und die Motordrehzahl können also direkt aus dem Antriebswellen drehmoment und der Motordrehzahl erhalten werden.

Fig. 16 ist eine Vergleichszeichnung, die den Sperrbetriebsbereich zeigt. Gemäß der herkömmlichen Steuerung, wie im schraffierten Bereich dargestellt, ist ein schmaler Betriebsbereich an der unteren rechten Seite gesperrt, um die Kompatibilität zwischen der Betriebsfähigkeit und den Kraftstoffkosten zu gewährleisten. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist demgegenüber das Ziel nur auf die Verringerung der Kraftstoffkosten unter Außerachtlassung der Betriebsfähigkeit gerichtet, so daß ein be trächtlicher Betriebsbereich gesperrt ist. Die Sperrung muß aber im unteren Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich aufgehoben werden, um Motor stoffstand zu verhindern; aber er muß auch im Bereich eines großen Drosselwinkels aufgehoben werden, um das Auftreten eines hohen Dreh momentes zu verhindern. Es ist auch daran gedacht, das Steuersystem so zu gestalten, daß im Bereich eines großen Drosselwinkels selbst dann gesperrt wird, wenn der Fahrer kein hohes Drehmoment fordert. Dies verringert erheblich die Kraftstoffkosten im praktischen Betriebsbereich.

Fig. 17 ist ein Steuerflußdiagramm für die Kraftstoffunterbrechungssteue rung während der Gangwechsel, wenn im Sparmodus gefahren wird. Es handelt sich um den Versuch die Kraftstoffkosten dadurch zu verringern, daß die Zündzeitpunktsteuerung während des Gangwechsels als Kraftstoffver ringerungssteuerung benutzt wird (man vergleiche dazu die Zündzeitpunkt steuerung in Fig. 10 für den "Sport"-Betriebsmodus).

Als erstes werden in Schritt 158 die Turbinendrehzahl Nt, die Fahrzeug geschwindigkeit Vsb, das Gang-2-Flag Flg2, das Gang-3-Flag Flg3 und das Gang-4-Flag Flg4 gelesen, und das Eingangs-/Ausgangsgeschwindigkeits verhältnis des Gangwechselmechanismus, also das sogenannte Überset zungsverhältnis gr; wird im Verarbeitungsschritt 159 aus Nt/Vsb berech net. Dann wird in Schritt 160 geprüft, ob Flg2 den Wert 1 aufweist oder nicht. Falls das Ergebnis JA ist, wird in Schritt 161 überprüft, ob das Gangwechsel-Steuerflag Flg12 den Wert 1 aufweist, oder nicht. Falls das Ergebnis nicht 1 ist, geht das System nach Schritt 162 über und prüft, ob das Übersetzungsverhältnis gr die Gangwechselsteuerungs-Startzeitkon stante k10 erreicht hat oder nicht. Diese Konstante muß unter Berück sichtigung der Steuerantwort gemäß den Motordrehmoment-Steuerprozedu ren (Zündzeitpunkt, Kraftstoffvolumen und Luftvolumen) geändert werden. Wenn also in Schritt 162 das Ergebnis JA ist, wird Flg12 auf 1 gesetzt. Das heißt, daß das System bestimmt, daß eine Motordrehmomenten- Steuerung und eine hydraulische Steuerung während des Gangwechsels durchgeführt werden muß. Dann werden in Schritt 164 und Schritt 165 jeweils entsprechend die hydraulischen Zieldrücke für die Kraftstoffunter brechungssteuerung und den Gangwechsel von Gang-1 nach Gang-2 gesucht und ausgegeben. Anschließend wird in Schritt 166 überprüft, ob das Übersetzungsverhältnis gr die Gangwechsel-Steuerbeendigungszeitkon stante k11 erreicht hat, oder nicht. Falls das Ergebnis JA ist, wird im Verarbeitungsschritt 167 das Flag Flg12 auf 0 gesetzt. Danach wird in den Schritten 168 bis 182 die Motorsteuerung und die hydraulische Steuerung während des Gangwechsels gemäß einem ähnlichen Steuermu ster durchgeführt, wie für die anderen Gangwechselsequenzen. Fig. 18 ist ein Flußdiagramm, das den Kupplungsbetrieb für die hydraulische Druck steuerung mit hohem Wirkungsgrad darstellt. Als erstes werden in Schritt 183 die Turbinendrehzahl Nt, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vsb, das Gangwechselverhältnis e(n), das Gang-1-Flag Flg1, das Gang-2-Flag Flg2 und das Gang-3-Flag Flg3 gelesen, und in Schritt 184 wird geprüft, ob die aktuelle Geschwindigkeitsrate Gang-1 ist, oder nicht. Falls das Ergeb nis JA ist, wird in Schritt 185 aus Vsb die umgewandelte Turbinendreh zahl No berechnet. In den Schritten 186 bis 190 wird die umgewandelte Turbinendrehzahl jeweils für Gang-2, Gang-3 und Gang-4 berechnet. Dann wird in Schritt 191 die Differenz ΔN zwischen der aktuellen Turbinendrehzahl Nt und der genannten umgewandelten Turbinendrehzahl No berechnet. In Schritt 192 wird aus der Funktion (PID-Steuerung) der genannten Differenz ΔN der kompensatorische hydraulische Zieldruck ΔPL berechnet, und er wird in Schritt 193 ausgegeben. Dies bewirkt die Steuerung des hydraulischen Druckes auf den Pegel unmittelbar bevor die Kupplung im Gangwechsler schlüpft.

Fig. 19 ist ein Steuerflußdiagramm für die Karftstoffunterbrechungssteue rung während des Bremsens. Es handelt sich um einen Versuch, die Kraftstoffkosten durch die kombinierte Benutzung der Kraftstoffunter brechungssteuerung zur Zeit des Bremsens, die aufgrund der Berechnung der Gangwechsellinie erhalten wird zu verringern, um die Kraftstoff kostenveringerung zu erzielen. Als erstes liest in Schritt 194 das System die Variable k30 zur Berechnung des Kraftstoffeinspritzvolumens, das sich mit der Motordrehzahl Ne, dem Drosselwinkel Θ, dem Basiskraftstoffein spritzvolumen Tp und der Motorwassertemperatur ändert. In Schritt 195 prüft das System, ob der Drosselwinkel Θ den Wert 0 aufweist, oder nicht, d. h. es prüft, ob sich das Fahrzeug im Verzögerungszustand befin det, oder nicht. Wenn das Ergebnis NEIN ist, wird in den Schritten 196 und 197 der Kraftstoffunterbrechungskoeffizient Fuel auf 1 gesetzt, wäh rend das Flag FlgFC auf 0 gesetzt wird, was entscheidet, ob während der Verzögerung die Geschwindigkeit die mögliche Kraftstoffunterbre chungsgeschwindigkeit ist, oder nicht. Dann wird in Schritt 198 das Kraft stoffeinspritzvolumen Te aus Fuel x k30 x Tp errechnet, und das Ergeb nis Te wird in Schritt 199 ausgegeben. Wenn in Schritt 195 das Ergebnis JA ist, wird in Schritt 200 überprüft, ob das Flag FlgFC den Wert 1 aufweist, oder nicht. Falls das Ergebnis NEIN ist, entscheidet der Schritt 201, ob Ne größer als beispielsweise 2000 U/min ist, oder nicht. Falls die Drehzahl größer ist, wird Fuel in Schritt 202 auf 1 gesetzt, und in Schritt 203 wird FlgFC auf 0 gesetzt. Dann kehrt das System nach Schritt 198 zurück. Falls beim Schritt 200 das Flag FlgFC bereits 1 ist, wird in Schritt 204 geprüft, ob Ne gleich groß wie oder kleiner als 1500 U/min ist. Dies dient dazu, die Motordrehzahl der Kraftstoffunterbre chungsbeendigung zu überprüfen, und sie wird unter Beachtung des Risikos eines möglichen Motorstillstandes bestimmt.

Fig. 20 ist ein Zeitdiagramm der Steuerschritte der Fig. 19. Das System erfaßt, ob das Drosselventil voll geöffnet ist. Da die Motordrehzahl größer als oder gleich 2000 U/min ist, wird das Fuel-Signal auf 0 ge setzt. Weiter wird die Motordrehzahl einer abrupten Verringerung zwecks Kraftstoffeinsparung unterworfen. Dann wird das Fuel-Signal auf 1 ge setzt, was zu einer Aufhebung der Kraftstoffeinsparung führt.

Nachfolgend werden die Steuerfunktionen beim "Komfort"-Betriebsmodus unter Bezugnahme auf die Fig. 21 bis 29 beschrieben. Fig. 21 ist ein Steuerflußdiagramm der Gangwechselpunktsteuerung gemäß einem Fuzzy- Rückschluß, und Fig. 23 zeigt die Mitwirkungsfunktion, die vom Fahrer in Bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit empfunden wird. Fig. 23 stellt das Ergebnis der Bestimmung der Straßenzustände aus der Fuzzy-Regel dar, während Fig. 24 ein Beispiel der Änderung der Gangwechsellinie gemäß den Straßenzuständen darstellt. Gemäß Fig. 21 werden in Schritt 205 der Drosselwinkel Θ, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vsb, der Steuerrad winkel α und der Straßengradient β gelesen. Der genannte Gradient β wird durch die Gleichung (4) erhalten:

β = (To x TL x K₁₀₀ x W x dVsp/dt) k₂₀₀ Gleichung (4)

wobei: To das Antriebswellendrehmoment; TL der Laufwiderstand bei ebener Straße; W das Trägheitsgewicht des Kraftwagens; und K₁₀₀ und k₂₀₀ Konstanten sind.

Die Größe To kann unter Benutzung des Drehmomentenwandlers oder der Drehmomentensensorgleichung berechnet werden. Weiter kann sie durch die Gleichung (5) berechnet werden, wenn der Beschleunigungs sensor benutzt wird.

β = sin¹ (Gs - dVsp/dt)/g Gleichung (5)

wobei g die Erdbeschleunigung, und Gs das Front-Heck-Beschleunigungs sensorsignal ist.

In Schritt 206 wird die Front-Heck-Beschleunigung G durch Differenzie ren von Vsb berechnet. In den Schritten 207 bis 211 wird die Mitwir kungsfunktion M(n) gemäß jeder der Funktionen g(n) von Vsb, G, α, β, und Θ berechnet. Sie benutzen die Mitwirkungsfunktion, wie in Fig. 22 dargestellt. In Schritt 212 bestimmt das System die aktuelle Fahrumge bung unter Benutzung der Fuzzy-Regel für die Straßenzustände, wie in Fig. 23 dargestellt. Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist und der Straßengradient stark ansteigt, bei großem Steuerradwinkel und mittlerem Drosselwinkel, wird Schritt 214 ausgeführt, um die Gangwechsellinie des Anstiegmodus für das Aufwärtsfahren auf kurvenreicher Straße zu wählen. In den Schritten 215 bis 217 wird die Bestimmung ähnlicher Fahrverhält nisse durchgeführt. In anderen Fällen wird in Schritt 214 die normale Gangwechselliniensteuerung im Fahrmodus für ebene Straße durchgeführt. In Schritt 218 wird die Gangwechsellinie im Rahmen der Wahl der Gangwechsellinie aus der Funktion h₁ zwischen Vsb und Θ (Tabellen suche in Fig. 23) erhalten, um das Gangwechselverhältnis e(n) zu berech nen. Das Gangwechselverhältnis e(n) wird in Schritt 219 ausgegeben. Wenn die Variable des Gangwechselverhältnisses, die in Schritt 220 ausgegeben wird, beispielsweise n = 3 ist, wird das Flag Flg3 auf 1 gesetzt. In Fig. 24 ist die Aufwärtsschaltlinie für den Betriebsmodus auf ebener Straße durch die durchgezogene Linie dargestellt, während die Abwärtsschaltlinie als gestrichelte Linie dargestellt ist. Wenn beispiels weise der Anstiegmodus für das Aufwärtsfahren auf einer kurvenreichen Straße gemäß der Fuzzy-Regel gewählt wird, ändert sich die Figur entsprechend der dünnen Pfeilmarke "→", wie in Fig. 24 dargestellt, wodurch das lebhafte Schalten vermieden wird, wenn durch die Kurve gefahren wird. Wenn der Hochgeschwindigkeitssteigmodus gewählt wird, wird auf die durchgezogene Linie übergegangen, die durch die nach oben gerichtete Pfeilmarke gekennzeichnet ist, wodurch das lebhafte Schalten vermieden wird, wenn mit hoher Geschwindigkeit gefahren wird.

Fig. 25 zeigt das Gangwechselliniendiagramm für den Equi-Intervall- Gangwechsel und die Antriebswellen-Drehmomentcharakteristik während der Durchführung des Betriebs im Komfort-Modus. Gemäß Fig. 26 wird die Gangwechsellinie so gespeichert, daß das Zeitintervall vom Start bis zum Gangwechsel von Gang-1 nach Gang-2, und das Intervall des Gang wechsels von Gang-1 nach Gang-2 zum Gangwechsel von Gang-2 nach Gang-3 hin beispielsweise gleich groß ist (Zeitintervalle a), wie in Fig. 26 dargestellt, wobei der größere Nachdruck mehr auf ein komfortables Manövrieren, statt auf reduzierte Kraftstoffkosten gerichtet ist. Weiter wird mehr darauf hin gewirkt, daß die Beziehung zwischen der Größe des Antriebswellendrehmomentes und den Equi-Intervallen proportional ist.

Fig. 27 ist ein Steuerflußdiagramm, das die Drehmomentensteuerung während des Aufwärtsschaltens darstellt. Als erstes werden in Schritt 221 die Turbinendrehzahl Nt, die Motordrehzahl Ne, das Gangwechselverhält nis e(n), das Flag Flg12, welches den Gangwechsel von Gang-1 nach Gang-2 kennzeichnet, das Flag Flg23, das den Gangwechsel von Gang-2 nach Gang-3 kennzeichnet, und das Flag Flg34 gelesen, das den Gang wechsel von Gang-3 nach Gang-4 kennzeichnet. Im Schritt 222 überprüft das System, ob der aktuelle Gangwechsel von Gang-1 nach Gang-2 erfolgt, oder nicht. Falls das Ergebnis JA ist, wird die Gangposition von Gang-1 nach Gang-2 geändert, wie in Fig. 8 dargestellt, und in Schritt 223 setzt das System das Zielmotordrehmoment De, wobei ein spezifizier ter Betrag j₁(i)1 entsprechend der Gangwechsel von Gang-1 nach Gang-2 subtrahiert wird. Das Drehmoment De ändert sich in diesem Zeitpunkt gemäß dem Zündzeitpunkt, dem Kraftstoffvolumen und dem Luftvolumen. Dementsprechend wird die Tabelle gemäß jedem Steuerparameter gewählt und ausgegeben. In Schritt 224 wird aus der Funktion pl von i(1) das Drehmomentübertragungsverhältnis td zum Ableiten des Antriebswellen drehmomentes erhalten, ebenso wie Flg12 = 1. In den Schritten 225 bis 230 werden De und td beim Wechsel von Gang-2 nach Gang-3 und Gang-3 nach Gang-4 berechnet. In Schritt 231 wird das Ziel-Antriebs wellendrehmoment Ttar für jedes Gangwechselverhältnis i(n) gemäß der Funktion j4 (Tabellensuche) berechnet. In Schritt 232 wird das Turbinen drehmoment Tt durch die Gleichung (6) berechnet.

Tt = c x t x Ne² Gleichung (6)

wobei c der Pumpkapazitätskoeffizient und t das Drehmomentenverhält nis ist.

Im Schritt 233 wird das aktuelle Antriebswellendrehmoment To unter Benutzung des Turbinendrehmoments Tt und des Drehmomentübertra gungsverhältnisses td berechnet, wie hier beschrieben. Die Differenz δT zwischen dem Antriebswellendrehmoment To und dem Ziel-Antriebs wellendrehmoment Ttar wird in Schritt 234 berechnet. In Schritt 235 wird der kompensatorische hydraulische Zieldruck ΔPL aus der Funktion der genannten Differenz ΔT (PID-Steuerung) erhalten, und das Ergebnis wird in Schritt 236 ausgegeben. Weiter wird in Schritt 237 das Motor drehmoment-Reduktionsvolumen Te ausgegeben. Dies ermöglicht während des Gangwechsels die hydraulische Steuerung der Drehmomentenrück kopplung, was eine Verringerung der ruckartigen Bewegungen während des Gangwechsels gewährleistet.

Fig. 28 ist ein Steuerflußdiagramm, das die Drehmomentensteuerung während des Abwärtsschaltens zeigt, und Fig. 29 ist ein Zeitdiagramm, das die Ausführung der Fig. 28 zeigt. Die Fig. 28 und 29 veranschauli chen eine bevorzugte Ausführungsform der Steuerung unter Verwendung der Strömungsmeßwinkelsteuerung mit einem sogenannten elektronisch gesteuerten Drosselventil. Als erstes werden in Schritt 238 der Strömungs meßwinkel Θa die Turbinendrehzahl Nt, die Motordrehzahl Ne, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vsb, das Flag Flg21, das den Gangwechsel von Gang-1 nach Gang-2 betrifft, das Flag Flg32, das den Gangwechsel von Gang-3 nach Gang-2 betrifft, das Flag Flg43, das denn Gangwechsel von Gang-4 nach Gang-3 betrifft, gelesen. In Schritt 239 überprüft das Sy stem, ob es sich um den Wechsel von Gang-2 nach Gang-1 handelt, oder nicht. Ist das Ergebnis JA, wird von Gang-2 nach Gang-1 gewech selt, wie in Fig. 9 dargestellt, und anschließend wird der Schritt 240 ausgeführt. Dann wird das Ziel-Antriebswellendrehmoment Ttar; ent sprechend dem Gangwechsel von Gang-2 nach Gang-1, dem aktuellen Wert von Θa und von Vsb, unter Benutzung der Funktion q₁ (Tabellen suche, etc.) berechnet. In Schritt 250 wird das Drehmomentübertragungs verhältnis td zum Ableiten des Antriebswellendrehmomentes aus der Funktion p₁ von i(2) erhalten, ebenso wie Flg21 = 1. Die Größen Ttar und td beim Gangwechsel von Gang-3 nach Gang-2 und von Gang-4 nach Gang-3 werden in den Schritten 251 bis 256 berechnet. Dann wird in Schritt 257 das Turbinendrehmoment Tt gemäß der Gleichung (6) berechnet, wie es beim Aufwärtsschalten der Fall ist. In Schritt 228 wird das aktuelle Antriebswellendrehmoment To unter Benutzung von Tt und td berechnet, wie oben angegeben. Die Differenz ΔT zwischen dem An triebswellendrehmoment To und dem Ziel-Antriebswellendrehmoment Ttar wird in Schritt 259 berechnet. In Schritt 260 wird der kompensatorische Drosselwinkel ΔΘ gemäß der Funktion der genannten Differenz ΔT (PID- Steuerung) berechnet. In Schritt 261 wird der Zieldrosselwinkel Θtar durch Einbeziehung der genannten Differenz in die Berechnung des normalen Zieldrosselwinkels (r₁(Θa,Ne)) erhalten, und in Schritt 262 wird das Ergebnis ausgegeben. Im Gegensatz zur herkömmlichen Steuerung, die durch die gestrichelte Linie in Fig. 29 dargestellt ist, wird bei der Drehmomentenrückkopplungs-Drosselsteuerung ein sanftes Herunterschal ten ohne Drehmomentendifferenz vor und nach dem Gangwechsel be wirkt.

Fig. 30 zeigt ein Fail-Safe-Steuerflußdiagramm für die Motorbremsung. Als erstes wird in Schritt 263 die Geschwindigkeit Vf der angetriebenen Räder, die Geschwindigkeit des treibenden Rades Vr, der Drosselklap penwinkel Θ und die Motordrehzahl Ne gelesen, und die Schlupfrate S wird in Schritt 264 gemäß der Gleichung (7) berechnet.

S = (Vf - Vr)/Vf Gleichung (7)

In Schritt 265 wird überprüft, ob Θ = o und Ne 1500 U/min ist, oder nicht. Im vorliegenden Falle prüft das System, ob die Motorbremssteue rung beim Verzögern durchgeführt wird, oder nicht. Falls das Ergebnis JA ist, geht das System nach Schritt 266 über; um zu prüfen, ob die Schlupfrate S dem Wert 0,3 entspricht, oder größer als dieser ist. Mit anderen Worten prüft das System, ob der Straßenoberflächenkoeffizient bei der Motorbremssteuerung klein ist, oder nicht; und es prüft weiter, ob die Betriebsbedingungen sicher sind oder nicht. Falls das Ergebnis JA ist, d. h., falls das System feststellt, daß das Antriebsrad nahe daran ist, durch die Motorbremssteuerung blockiert zu werden, wird der Sport- Betriebsmodus gesperrt oder es wird zwangsweise aufwärtsgeschaltet, wodurch die Sicherheit des Kraftwagens gewährleistet wird.

Die vorliegende Erfindung schafft ein System-Kraftübertragungsstrang- Steuergerät und ein Steuerverfahren, das den Betrieb eines mit einem automatischen Gangschaltungsgetriebe angetriebenen Kraftwagens gewähr leistet, der in verschiedenen Betriebsmodi gefahren wird, entsprechend der Wahl des Fahrers. Das System gemäß der Erfindung spricht auf die Fahzeugbetriebszustände und die jeweiligen, vom Fahrer gewählten Be triebsmodi mit entsprechend unterschiedlichen Fahrzeugsteuerfunktionen an, die auf die individuellen Präferenzen des Fahrers abgestimmt sind.

Bei den beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen wurde ein auto matisches Getriebe mit vier Vorwärtsgängen verwendet. Die vorliegende Erfindung eignet sich aber auch für Ausführungsformen mit automati schen Getrieben, welche drei Vorwärtsgänge aufweisen, und ebenso für automatische Getriebe, die mehr als vier Vorwärtsgänge aufweisen.

Es kommen auch Ausführungsformen der Erfindung in Frage, die andere Fahrzeugbetriebsparameter erfassen als jene, die im einzelnen bei den bevorzugten, dargestellten Ausführungsformen beschrieben wurden.

Wenngleich die Erfindung detailliert beschrieben und dargestellt worden ist, geschah dies natürlich nur der Anschaulichkeit halber und des Bei spiels wegen und stellt in keiner Weise eine Einschränkung dar. Idee und Umfang vorliegender Erfindung sind nur durch die Abfassung der beigefügten Ansprüche begrenzt.

Claims

1. Motorfahrzeug-Steuersystem, aufweisend:
ein automatisches Gangwechselgetriebe das fähig ist, zwischen mehre ren Getriebegängen umzuschalten;
eine Vielzahl von Fahrzeug-Betriebszustandssensoren zum Erfassen jeweiliger Fahrzeugbetriebszustände;
einen Betriebsmoduswähler, um dem Fahrer die Wahl eines Betriebs modus aus einer Mehrzahl von Fahrzeugbetriebsmodi zu ermögli chen; und
eine Getriebesteuereinheit zum automatischen Steuern des Betriebs des Getriebes als Funktion des jeweils gewählten Betriebsmodus sowie einer Mehrzahl von Betriebszuständen, die von den Sensoren erfaßt werden, wobei die Steuereinheit fähig ist, mindestens zwei Steuerfunktionen des Getriebes in Bezug auf unterschiedliche Steuer muster für entsprechend unterschiedliche gewählte Betriebsmodi zu steuern.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem die mindestens zwei Steuer funktionen umfassen:
eine Gangwechsellinien-Steuerfunktion, die den Anfangszeitpunkt der Getriebe-Gangwechselschritte festsetzt; und
eine Schaltzeitpunktslinien-Steuerfunktion, die die Dauer der Getrie be-Gangwechselschritte festsetzt.

3. Motorfahrzeug-Kraftübertragungssystem, aufweisend:
einen Verbrennungsmotor mit einem Kraftstoff- und Luftzufuhrsy stem;
ein automatisches Gangwechselgetriebe, das antriebsmäßig an den Motor angeschlossen und fähig ist, zwischen einer Mehrzahl von Getriebegängen umzuschalten;
eine Mehrzahl von Fahrzeugbetriebszustandssensoren zum Erfassen jeweiliger Fahrzeugbetriebszustände;
einen Betriebsmoduswähler, um dem Fahrer die Wahl eines Modus aus einer Mehrzahl von Fahrzeugbetriebsmodi zu ermöglichen; und eine Steuereinheit zum automatischen Steuern des Betriebs minde stens des Motors oder des Getriebes als Funktion des jeweils ge wählten Betriebsmodus sowie einer Mehrzahl von Betriebszuständen, die von den Sensoren erfaßt werden;
wobei die Steuereinheit fähig ist, mindesten den Motor oder das Getriebe gemäß unterschiedlicher Steuermuster für die jeweils unter schiedlich gewählten Betriebsmodi zu steuern.

4. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 3, bei dem die mindestens zwei Steuerfunktionen umfassen:
eine Gangwechsellinien-Steuerfunktion, die den Anfangszeitpunkt der Getriebegangwechselschritte feststellt; und
eine Schaltzeitpunktslinien-Steuerfunktion, die die Dauer der Getrie be-Gangwechselschritte feststellt.