DE4125901A1 - Verfahren zur regelung eines fahrzustandes eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung eines Fahrzustandes eines Kraftfahrzeugs und insbesondere auf das Schalten von Gang- oder Übersetzungsstufen eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs.

Es ist bereits bekannt, die Gangstufen eines Automatikgetrie­ bes entsprechend einer Wahl zwischen einem Kraftschaltschema, das unter Bevorzugung des Kraftbetriebverhaltens des Kraft­ fahrzeugs zu dessen Kraftstoffverbrauch vorbereitet wurde, und einem Sparschaltschema, das unter Bevorzugung des Kraft­ stoffverbrauchs zur Antriebsleistung des Kraftfahrzeugs vor­ bereitet wurde, zu schalten, wie beispielsweise in der US-PS 47 33 580 offenbart ist. Die Wahl zwischen dem Kraft­ schaltschema und dem Sparschaltschema ist herkömmlicherweise im allgemeinen dem manuellen Schaltvorgang durch den Fah­ rer überlassen geblieben.

In der JP-Patentanmeldung Nr. 62-3 04 779 (Patent-OS Nr. 1-1 45 457) ist vorgeschlagen worden, ein Automatikge­ triebe eines Kraftfahrzeugs, das einen Haupt-Drehzahlände­ rungsmechanismus sowie einen Hilfs-Drehzahländerungsmecha­ nismus umfaßt, die in Reihe geschaltet sind, um eine Mehr­ zahl von Gangstufen insbesondere in Übereinstimmung mit der Belastung des Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen, so zu regeln, daß zusätzlich zu einem Standardschalten der Übersetzungsstufen des Automatikgetriebes auf der Grundlage der Fahrgeschwindigkeit sowie der Drosselklappenöffnung der Hilfs-Drehzahländerungsmechanismus heruntergeschaltet wird, wenn die am Fahrzeug einwirkende Last größer als eine erwar­ tete Normallast wird, die vom Fahrer sowie einem Beifahrer aufgebracht wird, um das Kraftbetriebverhalten des Fahrzeugs in einem hohen Lastzustand zu steigern, welcher durch meh­ rere Insassen und/oder Gepäckstücke hervorgerufen wird, wäh­ rend ein hohes Sparbetriebverhalten im Normalbetrieb des Fahrzeugs bei der normalen Last gewährleistet wird. Wenn­ gleich dieser Gedanke in einem selbsttätigen Anpassen des Kraftbetriebverhaltens und des Sparbetriebverhaltens des Kraftfahrzeugs wirksam werden kann, so besteht eine Schwie­ rigkeit darin, die Belastung mit hoher Zuverlässigkeit bei niedrigen Kosten für Lastfühleinrichtungen zu ermitteln, weil, wenngleich die am Fahrzeug einwirkende Belastung an einer Radaufhängung des Fahrzeugs ermittelt werden könnte, Lastfühleinrichtungen an allen vier Radaufhängungen erfor­ derlich werden, da die Belastung am Fahrzeug im allgemeinen eine hohe Verschiedenheit in ihrer Verteilung zeigt.

Andererseits ist in der JP-Patent-OS Nr. 62-1 98 522 vorge­ schlagen worden, das Lenkverhalten eines Kraftfahrzeugs so zu regeln, daß der Giergrad im Lenken des Kraftfahrzeugs einem als dafür erwünschten Normalbetriebverhalten folgt, indem die Verteilung des Antriebsdrehmoments zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb sowie zwischen einem linken und einem rechten hinteren Rad in einem Fahrzeug mit Hinterradantrieb geregelt wird. Diese Technik beruht auf der Erkenntnis, daß ein Lenk­ verhalten, wie das sog. Über- oder Untersteuern des Kraft­ fahrzeugs, entsprechend einer Änderung in der Verteilung des Antriebbsdrehmoments zwischen den Vorder- und Hinter­ rädern oder zwischen dem linken und rechten Hinterrad verän­ dert werden kann.

In bezug auf die Lösung des Problems der Schwierigkeit des Ermittelns der Belastung an einem Kraftfahrzeug mit hoher Zuverlässigkeit bei niedrigen Kosten für Lastfühleinrichtun­ gen wurde vom Urheber der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen, den Giergrad im Lenken des Kraftfahrzeugs als einen Parameter heranzuziehen, um den Belastungszustand des Kraft­ fahrzeugs anzuzeigen.

Ferner ist auf der Grundlage des Gedankens der Regelung des Schaltens von Gangstufen in bezug auf den Giergrad im Lenken des Fahrzeugs in diesem Zusammenhang in Betracht gezogen worden, das Lenkbetriebverhalten des Kraftfahrzeugs in Über­ einstimmung mit einer Regelung des Schaltens der Gang- oder Übersetzungsstufen im Automatikgetriebe zu regeln.

Insofern besteht die primäre Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Regelung eines Fahrzeugzustandes eines Kraft­ fahrzeugs aufzuzeigen, wobei das Schalten der Gangstufen eines Automatikgetriebes des Fahrzeugs mit dem Giergrad im Lenken des Fahrzeugs in Beziehung gesetzt wird.

Ein erstes spezielleres Ziel der Erfindung wird darin gese­ hen, das Gangstufenschalten eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs auf der Grundlage des Giergrades bei dessen Lenken zu regeln, um dem Belastungszustand des Kraftfahrzeugs zu entsprechen. Ein spezielleres zweites Ziel der Erfindung liegt in der Regelung des Gangstufenschaltens eines Automa­ tikgetriebes eines Kraftfahrzeugs, um ein gewünschtes Lenk­ verhalten des Fahrzeugs zu erlangen.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung der Aufgabe und zum Errei­ chen der Ziele der Erfindung ein Verfahren zur Regelung eines Fahrzustandes eines Kraftfahrzeugs aufgezeigt, wobei das Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe zur wahlweisen Aus­ bildung einer Mehrzahl von Gangstufen, mit Einrichtungen zur Ermittlung von Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, einschließlich der Fahrgeschwindigkeit, des Lenkwinkels sowie des aktuellen Giergrades, und mit einem elektronischen Steu­ ergerät zur Verarbeitung von den Einrichtungen zur Ermitt­ lung der Betriebsbedingungen empfangenen Signalen sowie zur Regelung des Automatikgetriebes, um die Gangstufen auf der Grundlage dieser Signale zu schalten, ausgestattet ist. Die­ ses Verfahren zeichnet sich aus durch die Schritte des Berech­ nens eines Standardgiergrades in Übereinstimmung mit der Fahrgeschwindigkeit und dem Lenkwinkel, des Vergleichens des berechneten Giergrades sowie des von den Betriebsbedin­ gung-Ermittlungseinrichtungen ermittelten Giergrades und des Modifizierens der Gangschaltregelung durch das elektro­ nische Steuergerät in Übereinstimmung mit dem Unterschied zwischen dem aktuellen Giergrad sowie dem Standardgiergrad.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung ist das entsprechend dem Verfahren nach der Erfindung zu regelnde Automatikgetrie­ be derart ausgestaltet, daß ein Normallast-Schaltschema und ein Hochlast-Schaltschema durch verschiedene Kombinationen von bestimmten, aus der genannten Mehrzahl von Gangstufen ausgewählten Gangstufen vorgesehen werden, daß das Hoch­ last-Schaltschema im allgemeinen höhere Untersetzungsverhält­ nisse für jeweilige Gangstufen einer Reihe von allmählich abnehmenden Gangstufen in dessen Kombination von Gangstufen als Untersetzungsverhältnisse für jeweilige Gangstufen einer Reihe von allmählich abnehmenden Gangstufen in der Kombina­ tion von Gangstufen des Normallast-Schaltschemas liefert und daß das Normallast-Schaltschema für das Gangstufenschal­ ten verwendet wird, wenn der aktuelle Giergrad über einen vorbestimmten Differenz- oder Grenzwert hinaus nicht kleiner als der Standardgiergrad ist, während das Hochlast-Schalt­ schema für das Gangstufenschalten verwendet wird, wenn der aktuelle Giergrad über diesen vorbestimmten Differenz- oder Grenzwert hinaus kleiner als der Standardgiergrad ist.

Alternativ kann das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu regelnde Automatikgetriebe so aufgebaut sein, daß ein Normallast- sowie ein Hochlast-Schaltschema mit Bezug auf ein Gangstufen-Schaltdiagramm, die eine Mehrzahl von Schalt­ zeilen enthalten, von denen jede mit Bezug auf eine Bezie­ hung zwischen einer Fahrgeschwindigkeit sowie Drosselklappen­ öffnung für ein Hoch- oder Herunterschalten der Gangstufe bestimmt ist, vorgesehen wird, daß das Hochlast-Schaltschema im allgemeinen niedrigere Gangstufen als das Normallast- Schaltschema für gewisse festgesetzte Beziehungen zwischen der Fahrgeschwindigkeit sowie der Drosselklappenöffnung lie­ fert und daß das Normallast-Schaltschema für das Gangstufen­ schalten verwendet wird, wenn der aktuelle Giergrad nicht über einen vorbestimmten Differenzwert hinaus kleiner ist als der Standardgiergrad, während das Hochlast-Schaltschema für das Gangstufenschalten verwendet wird, wenn der akkutelle Giergrad über dem vorbestimmten Differenzwert hinaus klei­ ner ist als der Standardgiergrad.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird im Fall eines Kraftfahrzeugs mit Hinterradantrieb die Gangstufe hoch­ geschaltet, wenn der aktuelle Giergrad über einen ersten vorbestimmten Differenzwert für ein Hochschalten größer ist als der Standardgiergrad.

In diesem Fall kann die Gangstufe über mehr als eine einzi­ ge Gangstufe hochgeschaltet werden, wenn der aktuelle Gier­ grad über einen zweiten vorbestimmten Differenzwert hinaus, der größer ist als der erste Differenzwert für ein Hoch­ schalten, größer als der Standardgiergrad ist.

Darüber hinaus wird in gleichartiger, jedoch umgekehrter Weise die Gangstufe heruntergeschaltet, wenn der aktuelle Giergrad kleiner als der Standardgiergrad über einen ersten vorbestimmten Differenzwert hinaus ist.

In diesem Fall kann die Gangstufe über mehr als eine einzige Gangstufe heruntergeschaltet werden, wenn der aktuelle Gier­ grad über einen zweiten vorbestimmten Differenzwert hinaus, der größer als der erste vorbestimmte Differenzwert ist, kleiner ist als der Standardgiergrad.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Diagramm zum dynamischen Betriebsverhalten des Giergrades des Fahrzeugaufbaus im Lenken des Kraft­ fahrzeugs in Übereinstimmung mit Änderungen in der Belastung und dem Radantriebsdrehmoment;

Fig. 2 einen Flußplan des Grundgedankens der Operationssteue­ rung des Kraftfahrzeugs gemäß der Erfindung;

Fig. 3 einen Flußplan einer ersten Ausführungsform der Ope­ rationssteuerung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Automatikgetriebes, bei dem die Operationssteuerung für ein Kraftfahr­ zeug gemäß der Erfindung anwendbar ist;

Fig. 5 eine Kombination eines Sparschaltschemas (E) und eines Kraftschaltschemas (P), die bei der Durchfüh­ rung der Operationssteuerung gemäß der Erfindung zur Anwendung gelangen;

Fig. 6 einen Flußplan einer zweiten Ausführungsform der Operationsssteuerung gemäß der Erfindung für ein Kraftfahrzeug.

In Fig. 1 ist in einer allgemeinen Weise ein dynamisches Betriebsverhalten des Giergrades des Fahrzeugaufbaus ledig­ lich im Anfangszustand eines Lenkens des Fahrzeugs in Überein­ stimmung mit Änderungen der Belastung und des Raddrehmoments dargestellt. Wenn das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs gedreht wird, um mit dem Fahrzeug eine Kurve zu fahren, beginnt der Fahrzeugaufbau zu drehen, d. h. zu gieren. Wenn ein Paar von vorderen gelenkten Fahrzeugrädern durch ein Drehen des Lenk­ rades mit einem Winkel As bei einer Fahrgeschwindigkeit V in einem vierrädrigen Kraftfahrzeug mit einem Achsabstand L gelenkt wird, so wird, wie in der einschlägigen Technik bekannt ist, der Giergrad Y bestimmt durch:
Y = V/R,
worin R ein Krümmungsradius ist und theo­ retisch erhalten wird durch:
R = q×L/tg (As/r),
worin r das Übersetzungsverhältnis des Lenk­ systems und q eine Konstante ist, die eine spezielle Lenk­ charakteristik des Kraftfahrzeugs einschließt.

In der anfänglichen Übergangsstufe, in welcher der Lenkwin­ kel mit dem Verstreichen der Zeit größer wird, wird das Er­ höhen des Giergrades im Vergleich mit einem bestimmten Stan­ dardverhalten, das durch die Linie A angegeben ist, verzö­ gert, wie durch die Linie B angegeben ist, wenn die Last am Fahrzeugaufbau ansteigt. In gleichartiger Weise eilt die Erhöhung des Giergrades relativ zur Linie A vor, wie durch die Linie C gezeigt ist, wenn das an den hinteren Antriebs­ rädern aufgebrachte Antriebsdrehmoment größer ist als das der Linie A entsprechende. Deshalb wird gegensätzlich die Erhöhung des Giergrades gleich der Linie B verzögert, wenn das an den hinteren Antriebsrädern des Fahrzeugs aufgebrachte Drehmoment kleiner ist als dasjenige, das der Linie A ent­ spricht. Die vorliegende Erfindung nutzt eine derartige Ver­ zögerung oder Voreilung im Erhöhen des Giergrades in der anfänglichen Übergangsstufe eines Lenkens als einen Parame­ ter zur Regelung des Schaltens der Gangstufen im Automatik­ getriebe.

In Fig. 2 ist der Grundgedanke der Operationssteuerung des Kraftfahrzeugs gemäß der Erfindung in Form eines Flußplans dargestellt, der die Schritte des Steuervorgangs zeigt. Nach dem Start des Steuervorgangs werden im Schritt 1 die für ein Durchführen des Steuervorgangs notwendigen Daten von verschiedenen Einrichtungen für die Ermittlung von Be­ triebsbedingungen des Fahrzeugs eingelesen. Wenngleich solche Betriebsbedingung-Ermittlungseinrichtungen in der Zeichnung nicht gezeigt sind, so sind sie in der einschlägigen Technik allgemein bekannt. Die genannten Daten können die Fahrge­ schwindigkeit, die Drosselklappenöffnung, den Lenkwinkel und den aktuellen Giergrad einschließen. Da der Giergrad durch eine integrierende Berechnung einer Änderungsrate des Giergrades, die eine Art von Beschleunigung in der Gierbewe­ gung angibt, erhalten wird, ist als das Einlesen des aktuel­ len Giergrades zu verstehen, daß es das Einlesen der Ände­ rungsrate im Giergrad, gestützt durch einen geeigneten Berech­ nungsvorgang, einschließt.

Im Schritt 2 wird auf der Grundlage der derzeitigen Fahrge­ schwindigkeit und des derzeitigen Lenkwinkels in Überein­ stimmung mit den oben angegebenen Gleichungen der Wert eines Standardgiergrdes berechnet, welcher der Linie A in Fig. 1 entspricht.

Im Schritt 3 wird der aktuelle, von den Betriebsbedingung- Ermittlungseinrichtungen erlangte Giergrad mit dem im Schritt 2 erhaltenen Standardgiergrad verglichen. Durch diesen Ver­ gleich wird erkannt, ob das für einen einem Standardbetriebs­ verhalten gleich der Linie A in Fig. 1 entsprechenden Nor­ malbetrieb ausgelegte Fahrzeug unter einer hohen Last arbei­ tet oder in einer Übersteuerungs- oder einer Untersteue­ rungstendenz kurvt.

Im Schritt 4 wird die Regelung des Übersetzungsgetriebes gemäß dem Unterschied zwischen dem aktuellen Giergrad sowie dem Standardgiergrad modifiziert, um es der hohen Last anzu­ passen oder um das Über- oder Untersteuern zu korrigieren, worauf im einzelnen noch eingegangen werden wird.

Die Operationssteuerung des Kraftfahrzeugs entsprechend den Schritten 1-4 kann mit einer angemessenen Zykluszeit, wie z. B. einige ms, wiederholt werden, um in der Lage zu sein, raschen Änderungen der Betriebszustände des Fahrzeugs zu folgen. Da jedoch die Last, die am Fahrzeug wirkt, sich im allgemeinen nicht ändert, wenn das Fahrzeug fährt, kann, falls die Modifizierung der Regelung des Übersetzungsgetrie­ bes gemäß der Erfindung mit der Last zur Übereinstimmung kommt, die Steuerung nach den Schritten 1-4 lediglich für eine kurze Zeitspanne durchgeführt werden, um den Belastungs­ zustand zu ermitteln und das Schaltschema bei jedem Start zum Fahren des Fahrzeugs zu bestimmen. Ferner ist dem Fach­ mann klar, daß der Steuervorgang gemäß den Schritten 1-4 nur dann durchgeführt werden sollte, wenn das Fahrzeug unter angemessenen Umgebungsbedingungen mit Bezug auf das Wetter, die geographische Lage od. dgl. fährt, oder anders ausge­ drückt, soll der Steuervorgang ausgesetzt werden, wenn die Umgebungsbedingungen für ein Durchführen des Steuervorgangs ungeeignet sind.

In Fig. 3 ist eine erste Ausführungsform der Operationssteu­ erung eines Kraftfahrzeugs gemäß der Erfindung in einem Flußplan gezeigt, der demjenigen von Fig. 2 entspricht. Nach dem Start werden im Schritt 11 die auf die Betriebsbe­ dingungen des Fahrzeugs sich beziehenden Daten, die die Fahr­ geschwindigkeit V, die Drosselklappenöffnung Th, den Lenk­ winkel As und den aktuellen Giergrad Ya einschließen, eingelesen.

Im Schritt 12 wird auf der Grundlage der Fahrgeschwindigkeit V und des Lenkwinkels As ein Standardgiergrad Ys berechnet, wie oben beschrieben wurde.

Im Schritt 13 wird geprüft, ob der aktuelIe Giergrad Ya nicht über einen vorbestimmten Grenzwert j hinaus kleiner als der Standardgiergrad Ys ist. Lautet die Antwort JA, so geht der Steuervorgang zum Schritt 14 über, während bei der Antwort NEIN der Steuervorgang zum Schritt 15 übergeht.

Im Schritt 14 wird das Automatikgetriebe geregelt, um Gang­ stufen entsprechend dem Hochlast-Schaltschema zu schalten, worauf noch näher eingegangen werden wird.

Im Schritt 15 wird das Automatikgetriebe geregelt, um Gang­ stufen entsprechend dem Normallast-Schaltschema zu schalten.

Die Fig. 4 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Auto­ matikgetriebe, bei dem die Operationssteuerung gemäß der Erfindung zur Anwendung kommen kann. Dieses Automatikgetrie­ be umfaßt einen Drehzahländerungsmechanismus mit drei Plane­ tengetrieben 1, 2 und 3. Das Planetengetriebe 1 besteht aus einem Sonnenrad 1S, einem Ringrad 1R, einer Mehrzahl von Planetenritzeln 1P, von denen nur eines dargestellt ist, und einem Planetenradträger (im folgenden "Träger" genannt) 1C, der die Planetenritzel 1P lagert, so daß sie als Ein­ heit um eine Drehachse drehen können, die mit derjenigen des Sonnenrades 1S und des Ringrades 1R gemeinsam ist. Die Planetengetriebe 2 und 3 sind gleichartig wie das Planeten­ getriebe 1 aufgebaut. Sie umfassen Sonnenräder 2S bzw. 3S, Ringräder 2R bzw. 3R, Planetenritzel 2P bzw. 3P und Träger 2C bzw. 3C. Ferner weist das Automatikgetriebe eine Eingangswelle 4 sowie eine Abtriebswelle 5 auf, und es ist in einem Gehäuse 6 untergebracht.

Der Drehzahländerungsmechanismus umfaßt ferner Kupplungen K1, K2, K3, K4 und K5, von denen jede ein erstes Reibschluß­ glied, das schematisch als ein Außenläufer mit zwei beabstan­ deten Reibschlußelementen der Einfachheit halber dargestellt ist, und ein zweites Reibschlußglied, das schematisch als ein Innenläufer dargestellt ist und selektiv zwischen den zwei beabstandeten Reibschlußelementen festgeklemmt werden kann, umfaßt. Darüber hinaus besitzt der Drehzahländerungsmechanis­ mus Bremsen B1, B2, B3 und B4, von denen jede ein erstes Reibschlußglied, das schematisch als ein Außenläufer mit zwei beabstandeten Reibschlußelementen der Einfachheit hal­ ber dargestellt, ist und ein zweites Reibschlußglied, das schematisch als Innenläufer dargestellt ist und selektiv zwischen den zwei beabstandeten Reibschlußgliedern festge­ klemmt werden kann, umfaßt.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist die Eingangswelle 4 zu den Innenläufern der Kupplungen K1 und K3 parallel angeord­ net. Der Außenläufer der Kupplung K1 ist mit dem Ringrad 1R verbunden. Der Außenläufer der Kupplung K3 ist parallel mit dem Sonnenrad 1S, den Außenläufern der Kupplungen K2 sowie K4 und dem Innenläufer der Bremse B4 verbunden. Der Außenläufer der Bremse B4 ist am Gehäuse 6 angebracht. Der Träger 1C hat Verbindung mit dem Ringrad 3R. Der Innenläufer der Kupplung K2 ist an den Träger 2C angeschlossen. Der Innenläufer der Kupplung K4 ist parallel mit dem Sonnenrad 2S und dem lnnenläufer der Bremse B3 verbunden. Der Außen­ läufer der Bremse B3 ist am Gehäuse 6 angebracht. Der Träger 2C ist auch parallel mit dem Innenläufer der Bremse B2 und dem Außenläufer der Kupplung K5 verbunden. Der Außenläufer der Bremse B2 hat mit dem Gehäuse 6 Verbindung. Das Ring­ rad 2R ist mit dem Träger 3C verbunden, welcher seinerseits mit der Abtriebswelle 5 verbunden ist. Der Innenläufer der Kupplung K5 ist parallel mit dem Sonnenrad 3S sowie dem Innenläufer der Bremse B1 verbunden. Der Außenläufer der Bremse B1 hat mit dem Gehäuse 6 Verbindung.

Die Kupplungen K1-K5 und die Bremsen B1-B4 sind alle solche, die durch hydraulische Stellantriebe betätigt wer­ den. Die Zufuhr und Abfuhr von bestimmten hydraulischen Drüc­ ken zu und von diesen hydraulischen Stellantrieben werden durch einen hydraulischen, schematisch durch einen Block in Fig. 1 dargestellten Regler H kontrolliert, welcher der Steuerung von seiten eines ebenfalls als Block dargestellten elektronischen Steuergeräts E unterliegt. Dem Steuergerät E werden Eingangssignale, wie eine Fahrge­ schwindigkeit, eine Drosselklappenöffnung und eine Kühlwas­ sertemperatur, als ein wesentlicher Teil von Informationen zugeführt, auf deren Grundlage das elektronische Steuergerät E einen gewünschten Betriebszustand des Automatikgetriebes berechnet und den hydraulischen Regler H so steuert, daß dieser die Übersetzungsstufen des Automatikgetriebes schal­ tet.

Der in Fig. 4 gezeigte Drehzahländerungsmechanismus kann verschiedenartige Übersetzungsstufen in Übereinstimmung mit dem selektiven Einrücken der Kupplungen K1-K5 und Bremsen B1-B4, wie in der beigefügten Tabelle 1 gezeigt ist, lie­ fern.

In der Tabelle 1 sind die verfügbaren Übersetzungsstufen in der Spalte S gezeigt. Hierin gibt "1" den sog. 1. oder niedrigsten Gang, "2" den sog. 2. Gang, "3" den sog. 3. Gang, "4" den sog. 4. Gang, "5" den sog. 5. Gang und "R" den Rück­ wärtsgang an. Zusätzlich zu diesen üblichen Gängen oder Über­ setzungsstufen kann der Drehzahländerungsmechanismus von Fig. 4 zwischenliegende Übersetzungsstufen, wie "2,2" und "2,5" von allmählich ansteigenden Untersetzungsverhältnissen zwischen dem 2. und dem 3. Gang sowie zwischenliegende Über­ setzungsstufen, wie "3,2" und "3,5", von allmählich anstei­ genden Untersetzungsverhältnissen zwischen dem 3. und 4. Gang sowie eine zwischenliegende Übersetzungsstufe, wie "4,5", zwischen dem 4. und dem 5. Gang liefern.

Ferner kann dieser Drehzahländerungsmechanismus, wie in Tabelle 1 gezeigt ist, drei unterschiedliche Arten des 1. Ganges, wie "a", "b" und "c", durch unterschiedliche Ein­ rückkombinationen (und im umgekehrten Sinn auch Ausrückkom­ binationen) der Kupplungen und Bremsen zur Verfügung stel­ len, wobei jede derartige selektive Einrückkombination der Kupplungen und Bremsen im folgenden als ein Schema einer Ein-/Ausrückkombination der Reibschlußglieder oder manchmal lediglich als ein Schema bezeichnet wird. In ähnlicher Weise kann der Drehzahländerungsmechanismus sieben Arten von 2. Gängen, wie "a" bis "g", drei Arten einer 2,5. Überset­ zungsstufe, wie "a" bis "c", zwei Arten eines 3. Ganges, wie "a" und "b", vier Arten eines 4. Ganges, wie "a" bis "d" und zwei Arten eines Rückwärtsganges, wie "a" und "b", entsprechend unterschiedlichen Schemata einer Einrückkombina­ tion der Reibschlußglieder zur Verfügung stellen.

Die numerischen Werte in den Spalten K1-K5 und B1-B4 zeigen an, daß die entsprechenden Kupplungen und Bremsen eingerückt sind, um jeweils die entsprechende Überset­ zungsstufe zu liefern, und sie zeigen auch die Größenwerte eines von den entsprechenden Kupplungen und Bremsen jeweils aufzunehmenden oder zu ertragenden Drehmoments unter der Voraussetzung, daß ein Eingangsdrehmoment mit dem Wert von 1,00 an der Eingangswelle 4 aufgebracht wird. Wenn bei­ spielsweise die Kupplungen K1 sowie K4 und die Bremsen B1 sowie B2 eingerückt sind, wird die Art "a" des 1. Ganges, die als "1-a"-Stufe und analog weiter im folgenden bezeich­ net wird, bewerkstelligt, wobei die Kupplung K1 ein Drehmo­ ment mit dem Größenwert von 1,00, die Kupplung K4 ein Dreh­ moment mit dem Wert von 0,45, die Bremse B1 ein Drehmoment mit dem Wert von 0,59 und die Bremse B2 ein Drehmoment mit dem Größenwert von 1,56 jeweils aufnehmen, wenn ein Eingangs­ drehmoment mit dem Wert von 1,00 an der Eingangswelle 4 auf­ gebracht wird. Diese Kombinationen von Anteilen eines Last­ drehmoments beruhen auf der Bedingung, daß die Übersetzungs­ verhältnisse zwischen dem Sonnenrad und dem Ringrad in den Planetengetrieben 1, 2 und 3 jeweils 0,450, 0,569 und 0,405 sind.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die Einrückkom­ bination der Kupplungen und/oder Bremsen für jede Überset­ zungsstufe oder jede Art einer Übersetzungsstufe die je­ weils notwendige Mindestkombination der einzurückenden Kupp­ lungen und Bremsen zeigt, um die entsprechende Stufe zu lie­ fern. Das bedeutet nicht, daß eine andere Kupplung oder Brem­ se nicht auch eingerückt werden kann.

Einige der Kupplungen und Bremsen können zusätzlich zu den­ jenigen, die die jeweiligen, in der Tabelle gezeigten Schemata bilden, eingerückt werden. Um die Stufe 1-a beispielsweise zu liefern, ist es notwendig, daß die Kupplungen K1 sowie K4 und die Bremsen B1 sowie B2 eingerückt werden. Die Stufe 1-b wird durch Modifizieren der Stufe 1-a erhalten, indem die Bremse B1, die das Sonnenrad 3S gegen eine Drehung bloc­ kiert, gelöst wird und als Ersatz hierfür die Kupplung K5 eingerückt wird, um das Sonnenrad 3S gegen eine Drehung über die Bremse B2 zu halten. Deshalb kann in der Stufe 1-b die Bremse B1 ebenfalls eingerückt werden. In ähnlicher Weise wird die Stufe 1-c durch Modifizieren der Stufe 1-a erhalten, indem die Bremse B2, die den Träger 2C gegen eine Drehung blockiert, gelöst wird und als Ersatz hierfür die Kupplung K5 eingerückt wird, um den Träger 2C über die Bremse B1 zu halten, oder sie wird auch als Modifizierung von der Stufe 1-b erlangt, so daß die Verantwortung für ein Halten der Kombination von Sonnenrad 3S und Träger 2C durch die Kupplung K5 gegen eine Drehung von der Bremse B2 auf die Bremse B1 übertragen wird. Deshalb können in den Stufen 1-b und 1-c beide Bremsen B1 und B2 angezogen oder eingerückt sein. Jedoch ändert sich das Aufteilen des Drehmoments unter den jeweiligen Kupplungen und Bremsen von dem, was in der Tabelle dargestellt ist.

Ferner sind in der Tabelle 1 die Untersetzungsverhältnisse, welche in den jeweiligen Gängen oder Übersetzungsstufen verfüg­ bar sind, in der Spalte X dargestellt.

Wenn die Operationssteuerung auf das in Fig. 4 gezeigte Auto­ matikgetriebe angewendet wird, kann das Normallast-Schalt­ schema eine Kombination der Gangstufen "2", "2,2", "3,2", "4" und "5" sein, so daß eine Reihe von allmählich sich ver­ mindernden Untersetzungsverhältnissen 2,037, 1,634, 1,299, 1,00 und 0,712 verfügbar ist, und das Hochlast-Schaltschema kann eine Kombination der Gangstufen "1", "2", "3" und "4" sein, so daß eine Reihe von allmählich abnehmenden Unterset­ zungsverhältnissen 3,149, 2,037, 1,405 und 1,00 zur Verfü­ gung steht.

Der Unterschied zwischen dem Normallast-Schaltschema und dem Hochlast-Schaltschema kann ein Unterschied in der Bezie­ hung zwischen der Fahrgeschwindigkeit und der Drosselklappen­ öffnung für ein Hoch- oder Herunterschalten der Gangstufen sein, so daß das Hochlast-Schaltschema allgemein niedrigere Gangstufen als das Normallast-Schaltschema für gewisse be­ stimmte Beziehungen zwischen der Fahrgeschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung liefert. Eine derartige Kombina­ tion des Normallast- sowie des Hochlast-Schaltschemas wird durch eine Kombination des oberen Diagramms (E) in Fig. 5, das ein Beispiel eines herkömmlicherweise als Sparschalt­ schema bekannten Schaltschemas ist, und des unteren Diagramms (P) in Fig. 5, das ein Beispiel eines herkömmlicherweise als Lastschaltschema bekannten Schaltschemas ist, verfügbar. Die Schaltschemata E und P in Fig. 5 sind in der Tat solche, die in der eingangs erwähnten US-PS 47 33 580 gezeigt sind. In diesen Diagrammen geben die Anmerkungen in bezug auf die Schaltzeilen an, daß Gangstufen in Richtung der Pfeile von der einen zur anderen Gangstufe geschaltet werden.

Die Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Operations­ steuerung des Automatikgetriebes gemäß der Erfindung, die ebenfalls auf das Automatikgetriebe von Fig. 4 anwendbar ist, um einen Über- oder Untersteuerungszustand des Kraft­ fahrzeugs durch die Gangstufen-Schaltregelung in bezug auf den Giergrad zu korrigieren.

Auch bei dieser Ausführungsform werden bei dem Starten des Steuervorgangs in dem dem Schritt 1 oder dem Schritt 11 in den vorausgehenden Flußplänen entsprechenden Schritt 101 die auf die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs bezogenen Daten, die die Fahrgeschwindigkeit V, die Drosselklappenöffnung Th, den Lenkwinkel As und den akutellen Giergrad Ya ein­ schließen, von den Betriebsbedingung-Ermittlungseinrichtungen eingelesen.

Im Schritt 102 wird auf der Grundlage der Fahrgeschwindigkeit V und des Lenkwinkels As, wie oben beschrieben wurde, ein Standardgiergrad Ys berechnet.

Im Schritt 103 wird geprüft, ob der aktuelle Giergrad Ya größer als der Standardgiergrad Ys ist, und wenn die Antwort JA lautet, so geht der Steuervorgang zum Schritt 104 über, während bei der Antwort NEIN der Steuervorgang zum Schritt 105 weitergeht.

Im Schritt 104 wird geprüft, ob der aktuelle Giergrad Ya über einen vorbestimmten Differenzwert m hinaus größer ist als der Standardgiergrad Ys, und wenn die Antwort JA ist, so geht der Steuervorgang zum Schritt 106 über, während bei der Antwort NEIN der Steuervorgang zum Schritt 107 geht.

Im Schritt 106 wird die Gangstufe drei Stufen hochgeschaltet, um das an den hinteren Antriebsrädern des Fahrzeugs aufge­ brachte Antriebsdrehmoment in einem hohen Ausmaß zu vermin­ dern, weil sich das Fahrzeug zu dieser Zeit in einer hoch übersteuernden Tendenz befindet. Wenn beispielsweise das Fahrzeug im 3. Gang fährt, so wird deshalb die Gangstufe unmittelbar unter Überspringen der Stufen 3,2 und 3,5 zum 4. Gang geschaltet.

Im Schritt 107 wird geprüft, ob der aktuelle Giergrad Ya über einen bestimmten Differenzbetrag n, der kleiner als m ist, hinaus größer als der Standardgiergrad Ys ist, und wenn die Antwort JA lautet, so erfolgt im Prozeß ein Über­ gang zum Schritt 108, während bei der Antwort NEIN die Steu­ erung zum Schritt 109 übergeht.

Im Schritt 108 wird die Gangstufe um zwei Stufen hochgeschal­ tet, um das an den hinteren Antriebsrädern des Fahrezugs aufgebrachte Antriebsdrehmoment in einem bescheidenen Ausmaß zu vermindern, weil sich das Fahrzeug zu dieser Zeit in einer gering oder leicht übersteuernden Tendenz befindet. Wenn beispielsweise das Fahrzeug im 3. Gang läuft, so wird die Schaltstufe zum 3,5. Gang unter Überspringen der Stufe 3,2 hochgeschaltet.

Im Schritt 109 erfolgt keine Schaltänderung zum Zweck der Korrektur des Lenkverhaltens durch die Gangstufen-Schalt­ regelung gemäß der Erfindung.

Im Schritt 105 wird geprüft, ob der absolute Wert des Unter­ schiedes zwischen dem aktuellen Giergrad Ya und dem Standard­ giergrad Ys größer ist als ein vorbestimmter Differenzwert p, und bei der Antwort JA geht der Prozeß zum Schritt 110 weiter, während bei einem NEIN der Steuervorgang zum Schritt 111 übergeht.

Im Schritt 110 wird die Gangstufe um zwei Stufen herunter­ geschaltet, um das an den hinteren Antriebsrädern des Fahr­ zeugs aufgebrachte Antriebsdrehmoment in einem relativ hohen Ausmaß zu erhöhen, weil sich das Fahrzeug zu dieser Zeit in einer relativ hoch untersteuernden Tendenz befindet. Wenn beispielsweise das Fahrzeug im 3. Gang fährt, so wird die Schaltstufe unter Überspringen der Stufe 2,5 unmittelbar auf den 2,2. Gang heruntergeschaltet.

Im Schritt 111 wird geprüft, ob der absolute Wert der Dif­ ferenz zwischen dem aktuellen Giergrad Ya und dem Standard­ giergrad Ys größer ist als ein vorbestimmter Differenzwert q, der kIeiner ist als p, und wenn die Antwort JA lautet, so erfolgt ein Übergang im Prozeß zum Schritt 112, während bei der Antwort NEIN der Steuervorgang zum Schritt 113 geht.

Im Schritt 112 wird die Gangstufe um eine Stufe herunterge­ schaltet, um das an den hinteren Antriebsrädern des Fahr­ zeugs aufgebrachte Antriebsdrehmoment in einem relativ be­ scheidenen Ausmaß zu erhöhen, weil sich das Fahrzeug zu die­ ser Zeit in einer relativ gering untersteuernden Tendenz be­ findet. Wenn beispielsweise das Fahrzeug im 3. Gang fährt, so wird die Gangstufe deshalb auf den 2,5. Gang herunterge­ schaltet.

Im Schritt 113 wird keine Schaltänderung zum Zweck einer Korrektur des Lenkverhaltens durch die erfindungsgemäße Gangstufenregelung durchgeführt.

Wie sich aus dem Obigen ergibt, wird durch ein Anstiegsver­ halten des Giergrades im anfänglichen Übergangszustand eines Lenkens aus einem Vergleich eines aktuellen, von einem Füh­ ler erfaßten Giergrades mit einem aus der Fahrgeschwindig­ keit sowie dem Lenkwinkel berechneten Standard-Giergrad er­ mittelt, ob an einem Kraftfahrzeug eine normale oder eine hohe Last aufgebracht wird oder ob das Kraftfahrzeug sich in einem normalen, einem Übersteuerungs- oder einem Unter­ steuerungszustand befindet. Entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs wird das Gangstufenschalten des Automatikgetrie­ bes so modifiziert, daß ein Ausgleich für eine Lastände­ rung oder eine Abweichung des Lenkverhaltens von einem Nor­ malzustand erlangt wird.

Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen im einzelnen erläutert wurde, so ist klar, daß dem Fachmann bei Kenntnis des Erfindungsgedankens Abwand­ lungen und Abänderungen an den beschriebenen Ausführungs­ beispielen nahegelegt sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

Tabelle 1

Claims (7)

1. Verfahren zur Regelung eines Fahrzustandes eines Kraft­ fahrzeugs, das mit einem Automatikgetriebe zur wahlweisen Ausbildung einer Mehrzahl von Gangstufen, mit Einrichtun­ gen zur Ermittlung von Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, einschließlich der Fahrgeschwindigkeit, des Lenkwinkels sowie des aktuellen Giergrades, und mit einem elektroni­ schen Steuergerät zur Verarbeitung von von den Einrichtun­ gen zur Ermittlung der Betriebsbedingungen empfangenen Signalen sowie zur Regelung des Automatikgetriebes, um die Gangstufen auf der Grundlage dieser Signale zu schal­ ten, ausgestattet ist, gekennzeichnet durch die Schritte des Berechnens eines Standardgiergrades in Übereinstim­ mung mit der Fahrgeschwindigkeit und dem Lenkwinkel, des Vergleichens des berechneten Giergrades sowie des von den Betriebsbedingung-Ermittlungseinrichtungen ermittelten Giergrades und des Modifizierens der Gangschaltregelung durch das elektrische Steuergerät in Übereinstimmung mit dem Unterschied zwischen dem aktuellen Giergrad sowie dem Standardgiergrad.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Normallast-Schaltschema und ein Hochlast-Schaltschema durch verschiedene Kombinationen von gewissen, aus der genannten Mehrzahl von Gangstufen ausgewählten Gangstufen vorgesehen werden, daß das Hochlast-Schaltschema im allge­ meinen höhere Untersetzungsverhältnisse für jeweilige Gang­ stufen einer Reihe von allmählich abnehmenden Gangstufen in dessen Kombination von Gangstufen als Untersetzungsver­ hältnisse für jeweilige Gangstufen einer Reihe von allmäh­ lich abnehmenden Gangstufen in der Kombination von Gangstu­ fen des Normallast-Schaltschemas liefert und daß das Nor­ mallast-Schaltschema für das Gangstufenschalten verwendet wird, wenn der aktuelle Giergrad über einen vorbestimmten Differenzwert hinaus nicht kleiner als der Standardgier­ grad ist, während das Hochlast-Schaltschema für das Gang­ stufenschalten verwendet wird, wenn der aktuelle Giergrad über diesen vorbestimmten Differenzwert hinaus kleiner als der Standardgiergrad ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Normallast- sowie ein Hochlast-Schaltschema mit Bezug auf ein Gangstufen-Schaltdiagramm, die eine Mehrzahl von Schaltzeilen enthalten, von denen jede mit Bezug auf eine Beziehung zwischen einer Fahrgeschwindigkeit sowie einer Drosselklappenöffnung für ein Hoch- oder Herunterschalten der Gangstufen bestimmt ist, vorgesehen wird, daß das Hoch­ last-Schaltschema im allgemeinen niedrigere Gangstufen als das Normallast-Schaltschema für gewisse festgesetzte Beziehungen zwischen der Fahrgeschwindigkeit sowie der Drosselklappenöffnung liefert und daß das Normallast-Schalt­ schema für das Gangstufenschalten verwendet wird, wenn der aktuelle Giergrad nicht über einen vorbestimmten Dif­ ferenzwert hinaus kleiner ist als der Standardgiergrad, während das Hochlast-Schaltschema für das Gangstufenschal­ ten verwendet wird, wenn der aktuelle Giergrad über den vorbestimmen Diferenzwert hinaus kleiner ist als der Standardgiergrad.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall eines Kraftfahrzeugs mit Hinterradantrieb die Gangstufe hochgeschaltet wird, wenn der aktuelle Giergrad über einen ersten vorbestimmten Differenzwert für ein Hoch­ schalten größer ist als der Standardgiergrad.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gangstufe über mehr als eine einzige Gangstufe hochge­ schaltet wird, wenn der aktuelle Giergrad über einen zwei­ ten vorbestimmten Differenzwert hinaus, der größer als der erste vorbestimmte Differenzwert für ein Hochschalten ist, größer als der Standardgiergrad ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall eines Kraftfahrzeugs mit Hinterradantrieb die Gang­ stufe heruntergeschaltet wird, wenn der aktuelle Giergrad über einen ersten vorbestimmten Differenzwert für ein Her­ unterschalten kleiner ist als der Standardgiergrad.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gangstufe über mehr als eine einzige Gangstufe herun­ tergeschaltet wird, wenn der aktuelle Giergrad über einen zweiten vorbestimmten Differenzwert hinaus, der größer ist als der erste vorbestimmte Differenzwert für ein Herun­ terschalten, kleiner ist als der Standardgiergrad.