DE4328893B4

DE4328893B4 - Verfahren und Einrichtung zur Steuerung eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von einem Gefälle einer Fahrbahn

Info

Publication number: DE4328893B4
Application number: DE4328893A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Katsuta Ohnishi; Hiroshi Hitachi Katayama; Mitsuo Hitachi Kayano; Junichi Katsuta Ishii; Toshimichi Tokai Minowa; Michimasa Katsuta Horiuchi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-08-27
Filing date: 1993-08-27
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2013-08-28
Also published as: KR940003773A; KR100367573B1; DE4328893A1; US5925087A

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von einem Gefälle (θ) einer Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug bewegt, wobei das Gefälle (θ) in Abhängigkeit von erfassten Betriebsparametern (Ne, Nt, Vsp, Gsen) geschätzt wird,
wobei durch eine Unterdrückung jeglicher Veränderung des geschätzten Wertes des Gefälles (θ) ab der Ausgabe eines Haltesignals eine fehlerhafte Schätzung des Gefälles (θ) vermieden wird, wenn
(a) ein Schaltvorgang des Automatikgetriebes des Fahrzeugs erfaßt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Haltesignal ausgegeben wird, wenn mindestens eine der nachfolgenden Bedingungen erfüllt wird:
(b) eine Änderung eines Drosselklappenwinkels (DTVO) wird festgestellt, die größer oder kleiner als ein jeweiliger zugehöriger Schwellenwert (dTVO + th, dTVO – th) ist,
(c) eine Bremsenbetätigung wird erfaßt,
(d) eine Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp) wird erfaßt, die kleiner als ein vorgegebener zugehöriger Schwellenwert für eine niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit ist,
(e) eine Beschleunigung (DVsp) wird festgestellt, die größer als...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von einem Gefälle einer Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug bewegt.
In den letzten Jahren ist eine große Nachfrage nach Fahrzeugen entstanden, die einen großen Fahrkomfort bieten. Um diese Nachfrage zu befriedigen ist es unter anderem notwendig, eine gleichmäßige Steuerung des Automatikgetriebes und anderer Systeme zu schaffen, die von den Betriebszuständen abhängt, in denen sich das Fahrzeug befindet, etwa einer Bergauffahrt oder einer Bergabfahrt.
Es ist selbstverständlich einfach, ein Gefälle unter Verwendung eines Neigungsmessers zu messen, wenn das Fahrzeug stillsteht. Wenn das Fahrzeug jedoch fährt, ist es nahezu unmöglich, das Gefälle unter Verwendung eines solchen Neigungsmessers zu messen, weil die Gefällebestimmung durch Beschleunigungen des Fahrzeuges beeinflußt werden kann. Derartige Neigungsmesser sind daher in herkömmlichen Systemen zur Messung des Gefälles der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt, nicht geeignet. Statt dessen sind bekannte Vorrichtungen entwickelt worden, die den Grad eines beliebigen Gefälles auf der Grundlage einer die Motorausgangsleistung betreffenden Information bestimmen.

Aus der JP 24362 (1991) ist eine Gefälleschätzeinheit bekannt, die die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Drosselklap penöffnungswinkel und die Änderungsrate des Drosselklappenöffnungswinkels verwendet, um den momentanen Gefällezustand zu bestimmen, und die das Schalten des Getriebes entsprechend dem Gefälle steuert. Eine derartige herkömmliche Einheit kann jedoch ein Gefälle nicht genau genug messen, um für den Fahrer eine komfortable Fahrumgebung sicherzustellen.

Aus der JP 70307-A (1985) ist eine andere Technik bekannt, in der das Gefälle auf der Grundlage der direkt gemessenen Fahrzeuglängsbeschleunigung und der Beschleunigung, die durch die Berechnung der Änderungsrate der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird, berechnet wird. In diesem Verfahren wird ein Fahrzeugesgeschwindigkeitssensor mit Impulsausgang verwendet, wobei der Sensorausgang in einem Frequenz-Spannungs-Wandler in Spannungssignale umgewandelt wird.

Die DE 28 52 195 C2 betrifft eine Steuervorrichtung für ein selbsttätig schaltendes Getriebe. Dabei soll der Schaltpunkt stetig in Abhängigkeit von Fahrparametern wie Straßensteigung, Luftwiderstand, Zuladung, usw. geändert werden. Hier wird aber nur unmittelbar vor Einleitung eines Schaltvorgangs die Zuführung weiterer Eingangsgrößen zur Steuervorrichtung blockiert, damit während des Schaltvorgangs aufgrund der sich dabei ändernden Eingangsgrößen keine weiteren Schaltsignale erzeugt werden, die das korrekte Schalten stören würden. Hierbei wird nicht berücksichtigt, dass es bei Vorliegen von einer Vielzahl weiterer bestimmter Bedingungen, wie beispielsweise einem Erfassen einer Bremsenbetätigung oder einer schlechten Fahrbahn, zu fehlerhaften Schätzungen für den Wert des Gefälles kommen kann, was wiederum störenden Einfluss auf die Steuerung des Getriebes haben kann.

Die Genauigkeit der Gefälleschätzung kann in manchen Fällen durch den Zustand und die mechanischen Eigenschaften des Motors beeinflußt werden. Z.B. treten leicht Fehler auf, wenn der Drosselklappenöffnungswinkel plötzlich geändert wird, wenn die Bremsen betätigt werden, wenn ein Schaltvorgang ausgeführt wird und in anderen Übergangssituationen.

In herkömmlichen Vorrichtungen werden das Abtriebswellendrehmoment berechnet und das Beschleunigungsdrehmoment anhand der differenzierten Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Aufgrund der mechanischen Eigenschaften des Motors und des Getriebes scheinen jedoch Schätzfehler unvermeidlich zu sein.

In anderen herkömmlichen Vorrichtungen und Verfahren wird ein Beschleunigungssensor dazu verwendet, die Beschleunigung in Längsrichtung des Fahrzeuges zu erfassen. Wenn das Fahrzeug bergauf oder bergab fährt, beeinflußt die durch die Gravitation hervorgerufene Beschleunigung (die Erdbeschleunigung g) diesen Sensor, so daß es unmöglich ist, die Beschleunigung des Fahrzeuges genau zu bestimmen. Darüber hinaus macht dieses Verfahren hauptsächlich von einer analogen Verarbeitung Gebrauch, die einen Frequenz-Spannungs-Wandler umfaßt. Weitere Probleme entstehen deshalb, weil die Fehler, die durch große Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit entstehen, nicht berücksichtigt werden können. Schließlich ist die für dieses Verfahren erforderliche Hardware sehr teuer.

Deswegen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von einem Gefälle einer Fahrbahn zu schaffen, wobei Fehler beim Schätzen des Gefällewertes bei möglichst vielen im Fahrbetrieb auftretenden Bedingungen vermieden werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von einem Gefälle einer Fahrbahn mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen.

Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Gefälleschätzeinheit, die eine Einrichtung zur Berechnung des Fahrzeugdrehmoments sowie eine Einrichtung zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit besitzt und die aus der Fahrzeuggeschwindigkeit den Fahrwiderstand bestimmt. Dann subtrahiert sie den Fahrwiderstand vom Fahrzeugdrehmoment, um den Gefällewiderstand zu ermitteln und das Gefälle der Fläche zu schätzen, auf der das Fahrzeug fährt.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird das Gefälle der Fläche, auf der sich das Fahrzeug bewegt, auf der Grundlage von zwei Typen von Beschleunigungsinformationen bestimmt: einer Beschleunigung, die direkt von einem Beschleunigungssensor erfaßt wird, und einer Beschleunigung, die durch Differenzieren der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges erhalten wird.

In diesen beiden Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung wird die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges durch die Messung des Zyklus eines Impulszuges erfaßt, der während eines Umdrehungszyklus eines Sensors erzeugt wird, welcher an einem rotierenden Element der Fahrzeugkraftübertragung angebracht ist. Die Beschleunigungsinformation wird durch Differenzieren der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges erhalten, welche von dieser Fahrgeschwindigkeit-Berechnungseinrichtung erfaßt wird. Da der Zyklus er vom Sensor ausgegebenen Impulse gemessen wird, um die Fahrgeschwindigkeit des betreffenden Fahrzeuges zu messen, ist erfindungsgemäß kein Frequenz-Spannungs-Wandler erforderlich. Außerdem könnend die Meßwerte auch digitale Werte sein, um die Gefälle genauer zu erfassen.

Die erfindungsgemäße Gefälleschätzeinheit ist mit einer Rauschunterdrückungseinrichtung ausgerüstet, die aus der geschätzten Gefälleinformation ein Rauschen beseitigt. Die Rauschunterdrückungseinrichtung umfaßt eine Einheit, die feststellt, ob in der Information bezüglich des geschätzten Gefälles ein Rauschen erzeugt wird, um auf der Grundlage dieser Bestimmung Änderungen der Information bezüglich des geschätzten Gefälles zu unterdrücken.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die sich auf bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung beziehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

1 ein Übersichtsblockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung, die eine Rauschunterdrückungseinrichtung enthält;

2 ein Übersichtsblockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer Rauschunterdrückungseinrichtung;

3-5 jeweils Blockschaltbilder von alternativen Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Gefälleschätzeinheiten;

6 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Prinzipien der erfindungsgemäßen Gefällesensoreinheit;

7 ein Blockschaltbild, das die Grundkonfiguration einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gefällesensoreinheit mit Tiefpaßfiltern zeigt;

8 ein Blockschaltbild, das die Grundkonfiguration einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gefällesensoreinheit mit einem Tiefpaßfilter veranschaulicht;

9, 10 Blockschaltbilder einer Drehmomentschätzeinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

11 eine graphische Darstellung der Signale, die von einer erfindungsgemäßen Gefälleschätzeinrichtung erzeugt werden, die eine auf dem Schaltvorgang eines Automatikgetriebes basierende Rauschunterdrückungseinrichtung enthält;

12 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Rauschunterdrückungseinrichtung, die auf Schaltvorgängen eines Automatikgetriebes basiert;

13 ein Blockschaltbild einer Rauschunterdrückungseinrichtung, die auf einer Fahrzeugbeschleunigung oder -verzögerung basiert;

14 ein Flußdiagramm zur Bestimmung der Fahrzeugbeschleunigung oder -verzögerung;

15 ein Zeitablaufdiagramm der Rauschunterdrückung, die auf dem differenzierten Drosselklappenöffnungswinkel basiert;

16 ein Blockschaltbild einer Rauschunterdrückungseinrichtung, die auf einer Bremsbetätigung basiert;

17 ein Zeitablaufdiagramm der Rauschunterdrückung, die auf der Bremsbetätigung basiert;

18 ein Blockschaltbild einer Rauschunterdrückungseinrichtung, die auf der Fahrzeuggeschwindigkeit basiert;

19 ein Zeitablaufdiagramm der Rauschunterdrückung, die auf dem "Fahrzeuggeschwindigkeithalte"-Urteil basiert;

20 ein Blockschaltbild einer Rauschunterdrückungseinrichtung, die auf der Fahrzeugbeschleunigung basiert;

21 ein Zeitablaufdiagramm der Prozedur der Rauschunterdrückung, die auf der Fahrzeugbeschleunigung basiert;

22 ein Beispiel für den Halteprozeß, wenn zwei oder mehr Faktoren erfaßt werden;

23 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Erzeugung eines Haltesignals als Summe von zwei oder mehr Faktoren;

24 eine Ausführungsform einer Einrichtung zur Rauschbeseitigung gemäß einem Maskierungszustandsbit;

25 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung zur Steuerung eines Getriebes;

26 eine Schaltvorgang-Nachschlagtabelle;

27 ein weitere Ausführungsform der Erfindung zur Steuerung eines Getriebes;

28 eine weitere Ausführungsform der Erfindung zur Steuerung eines Getriebes;

29 ein Blockschaltbild zur Erzeugung eines Schaltmusters;

30 ein Blockschaltbild zur Berechnung einer Variablen eines Schaltmusters;

31 eine graphische Darstellung von verschiedenen vom Gefälle abhängigen Schaltmusterfunktionen;

32A eine weitere Ausführungsform der Erfindung zur Steuerung des Getriebes,

32B, C graphische Darstellungen von Funktionen, die zur Wahl des Schaltmusters in 32A verwendet werden;

33 verschiedene alternative Schaltmuster;

34 eine weitere Ausführungsform der Erfindung zur Steuerung des Getriebes auf der Grundlage des geschätzten Gefälles;

35 eine Konfiguration, die einen Motor und ein Getriebe enthält;

36 ein Zeitablaufdiagramm der Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit;

37 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit;

38 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Einrichtung zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit, die eine Differenziereinrichtung zur Bestimmung der Fahrzeugbeschleunigung enthält;

39 einen Satz von Kennlinien, die die Beziehung zwischen dem akkumulierten Taktimpuls-Zählstand und der Fahrzeuggeschwindigkeit-Auflösung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellen;

40 ein Zeitablaufdiagramm, das die Fehler bei der Geschwindkeitserfassung und Gegenmaßnahmen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;

41 ein Flußdiagramm, das den Betrieb einer Ausführungsform der Erfindung erläutert;

42 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tiefpaßfilters;

43 ein Blockschaltbild einer weiteren Einrichtung zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit;

44 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit, die auf der veränderbaren, unterteilten Zyklusmessung basiert;

45 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit, die auf der veränderbaren, unterteilten Zyklusmessung basiert und eine Hystereseeinheit enthält;

46 einen Graphen einer Hysteresefunktion, die für die Verwendung in 45 geeignet ist;

47 ein Flußdiagramm, das die Betriebsweise der Hystereseeinheit 1133 in 45 erläutert;

48 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Berechnung des Drehzahlverhältnisses e, die einen Turbinenraddrehzahlsensor und einen Motordrehzahlsensor verwendet;

49 ein weiteres Blockschaltbild einer Einrichtung zur Berechnung des Drehzahlverhältnisses e, die einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und einen Motordrehzahlsensor enthält;

50 ein Blockschaltbild einer Einrichtung für die Wahl des Drehmoments entweder des Drehmomentwandlers oder des Motors;

51 ein Flußdiagramm, das den Betrieb der Hilfsmotordrehmoment-Lerneinheit 1912 in 50 erläutert;

52 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Schätzung des Abtriebswellendrehmoments, wenn das Drehmoment des Drehmomentwandlers bzw. des Motors gewählt ist;

53 ein Blockschaltbild der Prozedur einer Rauschbeseitigungsverarbeitung auf einer schlechten Fahrbahn;

54 ein Blockschaltbild der Prozedur der gesamten Rauschbeseitigungsverarbeitung; und

55 ein Blockschaltbild der Prozedur der Pumpenraddrehmoment-Schätzung anhand der Motordrehmoment-Kennlinien.

Das erfindungsgemäße System zur gefälleabhängigen Steuerung von Fahrzeugen, das in dem Übersichtsblockschaltbild von 1 dargestellt ist, enthält eine Gefälleschätzeinheit 1, eine Rauschunterdrückungseinheit 3 und eine Steuereinheit 5. Das Gefälle der Fläche, auf der sich das Fahrzeug bewegt, wird in der Gefälleschätzeinheit 1 auf der Grundlage des internen Zustandes des Motors und des Getriebes, der die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Drosselklappenöffnungswinkel, die Motordrehzahl, die Getriebestellung, die Bremsbetätigung und dergleichen umfaßt, geschätzt. Die Gefälleschätzeinheit 1 gibt die Information 2 bezüglich des geschätzten Gefälles an die Rauschunterdrückungseinheit 3 aus, die rauschbedingte Fehler beseitigt, die in der eingegebenen Information bezüglich des internen Zustandes des Motors und des Getriebes vorhanden sind. Im allgemeinen wird dies durch die Unterdrückung jeglicher Veränderung der Information bezüglich des geschätzten Gefälles erzielt, die von der Gefälleschätzeinheit 1 während einer Rauschbeseitigungs-Zeitperiode erzeugt wird; d.h., daß die Rauschunterdrückungseinheit 3 bewirkt, daß der unmittelbar vor der Rauschbeseitigungsperiode erzeugte geschätzte Gefällewert während der Rauschbeseitigungsperiode unverändert beibehalten wird.
In 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die versehen ist mit einer Gefälledaten-Halteeinheit 8, die den geschätzten Gefällewert sin θ von der Subtraktionseinheit 7 und der Divisionseinheit 6 empfängt und hält. (Die Weise der Bestimmung des Gefällewertes gemäß dieser Ausführungsform auf der Grundlage von G_sen und DV_SP wird im folgenden erläutert.) Sie empfängt außerdem Signale von mehreren Sensoren, die die Betriebsparameter des Fahrzeuges überwachen, etwa den Ausgang des Beschleunigungssensor G_sen, das Bremssignal, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, das Geschwindigkeitsänderungs-Zustandsbit und das Drosselklappenöffnungswinkelsignal, wobei diese Signale dazu verwendet werden, zu bestimmen, ob sich das Fahrzeug in einem Übergangszustand befindet, der Fehler oder ein Rauschen bei der Bestimmung des Gefälles des Fahrzeuges verursacht (Rauschbeseitigungsperiode). Der Gefällewert sin θ wird durch die Gefälledaten-Halteeinheit 8 nur dann aktualisiert, wenn ein Übergangszustand nicht erfaßt wird. D.h., wenn die Abweichung des erfaßten Gefälles groß ist, wird eine Aktualisierung des Gefällewertes sin θ verhindert, so daß das Gefälle stets richtig erfaßt werden kann.
Die Kombinationen von mechanischen Phänomenen, die in der Information bezüglich des geschätzten Gefälles ein Rauschen verursachen können, werden im voraus bestimmt, wobei das System so programmiert ist, daß es auf der Grundlage des obenerwähnten internen Zustandes des Fahrzeuges ein Rauschbeseitigungssignal erzeugt. Beispielsweise wird die Dauer, während der ein Schaltvorgang in einem Automatikgetriebe ausgeführt wird und die um eine bestimmte daran anschließende Dauer verlängert ist, als Rauschbeseitigungsdauer bezeichnet, in der das Rauschen beseitigt wird. Die Länge der Rauschbeseitigungsdauer wird mittels eines Tiefpaßfilters bestimmt, das in den internen Verarbeitungen verwendet wird. Nach der Rauschbeseitigung kann das Schaltmuster des Automatikgetriebes (AT) von der Steuereinheit 5 (1) unter Verwendung der Information 4 bezüglich des geschätzten Gefälles gemäß dem betreffenden Gefällezustand geändert werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden der Startpunkt und der Endpunkt der Bedingungen, die häufige Schaltvorgänge verursachen (beispielsweise eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Gefälle von 5 bis 6%), erfaßt, wobei ein Anstieg der Schalthäufigkeit unterdrückt wird, indem die Schaltposition beibehalten wird, nachdem der Gang von einer hohen Schaltstufe heruntergeschaltet worden ist. Außerdem ist es wünschenswert, einen unnötigen Schaltvorgang zu unterdrücken, wenn das Gaspedal vorübergehend auf einem nach oben geneigten Gefälle (z.B. 6 bis 7%) losgelassen wird, was etwa in einer Kurve oder an einem landschaftlich reizvollen Ort der Fall sein kann. In solchen Fällen wird ein Schaltmuster verwendet, das ein Hochschalten nur dann zuläßt, wenn der Drosselklappenöffnungswinkel bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten niedrig ist.
Bei einem abschüssigen Gefälle werden bei niedriger Fahrgeschwindigkeit die Schaltstufe und die Einwegkupplung für die Motorbremse so gesteuert, daß mittels der Motorbremse ein sicheres Fahren gewährleistet ist. Wenn das Fahrzeug auf einer konstanten Geschwindigkeit gesteuert wird, können Gefälle erkannt werden, so daß das Ansprechvermögen des Fahrzeuges auf Gefälle wesentlich verbessert werden kann und aus diesem Merkmal ein großer Nutzen gezogen werden kann.
Das erfindungsgemäße Steuerungssystem kann auf ähnliche Weise auch zur Steuerung des Motors, einer elektronischen Drosselklappe, eines Antiblockiersystems, eines Antischlupfsystems, eines Navigationssystems und dergleichen angewendet werden. Beispielsweise können Gefälleschätzfehler im Steuerungssystem durch die Schräglage des Fahrzeuges selbst korrigiert werden. Dies ist zur Minimierung der akkumulierten Fehler der Ortsbestimmungsschätzung wirksam.
3 ist ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der in 1 gezeigten Gefälleschätzeinheit. Die 3 wird im folgenden zunächst mittels geeigneter mathematischer Ausdrücke erläutert. Der Fahrwiderstand F_R eines Fahrzeuges, der während des Fahrens mit konstanter Geschwindigkeit erzeugt wird, (Ausdruck 1) ist durch die Summe des Rollwiderstandes, des Luftwiderstandes und des Gefällewiderstandes gegeben: FR = Fr + FA + Fθ (Ausdruck 1)

F_R:: Fahrwiderstand
F_r:: Rollwiderstand
F_A:: Luftwiderstand
F_θ:: Gefällewiderstand

Der Rollwiderstand F_r, der Luftwiderstand F_A und der Gefällewiderstand F_θ sind wiederum durch die folgenden Ausdrücke 2, 3 und 4 definiert: Fr = μr·W (Ausdruck 2)

W:: Fahrzeuggesamtgewicht
μ_r:: Rollwiderstandskoeffizient

FA = μl·A·V2 (Ausdruck 3)

μ_l:: Luftwiderstandskoeffizient
A:: Frontfläche
V:: Fahrzeuggeschwindigkeit

Fθ = W·sin θ (Ausdruck 4)

θ:: Gefälle

Die Kombination der Ausdrücke 2 bis 4 mit dem obigen Ausdruck 1 liefert den folgenden Ausdruck für die Berechnung des Fahrwiderstandes: FR = (μr·W) + (μl·A·V2) + (W·sin θ) (Ausdruck 5)
Der Beschleunigungswiderstand F_α (d.h. die Kraft, die auf das Fahrzeug ausgeübt werden muß, um eine bestimmte Beschleunigung α zu erzielen) ist im Ausdruck 6 definiert, der auf der Grundlage des zweiten newtonschen Gesetzes, F = m·a, basiert:

W_r:: äquivalentes Trägheitsmoment
F_α:: Beschleunigungswiderstand
α:: Beschleunigung (ermittelt durch Differenzieren der Fahrzeuggeschwindigkeit)
g:: Gravitationskonstante (Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft).

Wenn das Fahrzeug beschleunigt wird, ist die vom Fahrzeugantrieb ausgeübte Antriebskraft F₀ gleich der Summe aus dem Fahrzeugfahrwiderstand F_R und dem Beschleunigungswiderstand F_α, wie aus dem folgenden Ausdruck 7 hervorgeht, der so umgeformt werden kann, daß sich daraus die darauffolgenden Ausdrücke 8 und 9 ergeben. F0 = Fα + FR = Fα + Fr + FA + Fθ (Ausdruck 7)

F₀:: Antriebskraft

W·sin θ = F0 – (Fr + FA) – Fα (Ausdruck 8)

Die Antriebskraft F₀, die vom Motor über den Drehmomentwandler und den Getriebezug an das Fahrzeug übertragen wird, kann dazu verwendet werden, unter Verwendung des folgenden Ausdrucks 10 das Antriebsdrehmoment zu ermitteln: T0 = R·F0 (Ausdruck 10)

R:: Radius der Fahrzeugreifen

Die Kombination der Ausdrücke 6 und 10 mit dem Ausdruck 9 ergibt den folgenden Ausdruck 11:
Der folgende Ausdruck 12 wird dazu verwendet, auf der Grundlage des Fahrwiderstandes auf einer ebenen Straße des Fahrzeuges das Drehmoment zum Fahren auf einer ebenen Straße mit konstanter Geschwindigkeit zu ermitteln: TRL = R·(Fr + FA) (Ausdruck 12)

T_RL:: Fahrwiderstand auf ebener Straße

Das gesamte Antriebsdrehmoment T₀ des Fahrzeuges kann mit Bezug auf die folgenden Ausdrücke 13 bis 16 bestimmt werden. Zunächst definieren die Ausdrücke 13, 14 und 15 das Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnis e, das (Eingangs-) Pumpenraddrehmoment T_p bzw. das (Ausgangs-) Turbinenraddrehmoment T_t der Drehmomentwandlereinheit des Fahrzeuges:

N_t:: Turbinenraddrehzahl
N_e:: Motordrehzahl

Tp = Ne 2·τ(e) (Ausdruck 14)

τ(e):: Koeffizient der Pumpenradkapazität des Drehmomentwandlers
T_p:: Pumpenraddrehmoment

Tt = t(e)·Tp (Ausdruck 15)

T_t:: Turbinenraddrehmoment

Die Ausdrücke 13 bis 15 können dazu verwendet werden, das Fahrzeugantriebsdrehmoment T₀ gemäß dem folgenden Ausdruck 16 zu ermitteln: T0 = Tt·r(Gp)·rf (Ausdruck 16)

t(e):: Drehmomentverhältnis
r:: Übersetzungsverhältnis
r_f:: Übersetzungsverhältnis des Differentials
G_p:: momentane Getriebstellung

Nun wird mit Bezug auf die Zeichnungen der Betrieb der erfindungsgemäßen Gefälleschätzeinheit beschrieben, die die durch die obigen Ausdrücke angegebenen Beziehungen ausnutzt.
In 3 ist ein Übersichtsblockschaltbild einer Ausführungsform einer Gefälleschätzeinrichtung zum Schätzen des Gefälles gemäß dem obigen Ausdruck 11 gezeigt. Der Fahrwiderstand auf ebener Straße wird in der Einheit 1030 für den Fahrwiderstand auf ebener Straße auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V_sp aus einer Nachschlagtabelle bestimmt, während die differenzierte Fahrzeuggeschwindigkeit, die in der Fahrzeuggeschwindigkeit-Differenziereinheit 1040 ermittelt wird, mit der gesamten Fahrzeugmasse (d.h. dem Fahrzeuggesamtgewicht W + W_r, dividiert durch die Gravitationsbeschleunigung g) und mit dem Radius der Reifen 1060 multipliziert wird. Diese zwei Größen werden von dem Antriebswellendrehmoment T₀ subtrahiert, das in der Abtriebswellendrehmoment-Schätzeinheit 1010 entsprechend den Fahrzeugfahrbedingungen wie etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Turbinenraddrehzahl, der Motordrehzahl, der Getriebestellung und dergleichen geschätzt wird, wie in 5 gezeigt ist. Anschließend wird das Ergebnis durch ein Tiefpaßfilter 1020 geleitet und durch das Fahrzeuggesamtgewicht und den Radius der Reifen 1070 dividiert, um das Gefälle 2 zu ermitteln. (siehe Ausdruck 11)
In 4 ist eine alternative Ausführungsform einer Einrichtung zur Bestimmung des Fahrbahngefälles auf der Grundlage des mathematischen Ausdrucks 11 gezeigt. Sie unterscheidet sich von 2 dadurch, daß das resultierende Signal DV_SP von den Elementen 1040, 1050 und 1060 (R·(W + W_r)/g·α) durch ein getrenntes Tiefpaßfilter 1022 geschickt und algebraisch mit dem Ausgang des ersten Tiefpaßfilters 1021 summiert wird. Diese Ausführungsform besitzt den Vorteil, daß das getrennt gefilterte Signal DV_SP auch dann zur Verfügung steht, wenn es für die Steuerung anderer Prozesse bnötigt wird.
In 5 ist ein Übersichtsblockschaltbild einer weiteren Ausführungform der Gefälleschätzeinheit in den 1 und 2 zeigt. In dieser Ausführungsform bezeichnet 11 einen Beschleunigungssensor, 12 einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, 13 einen Differenzierer, 14 eine Subtraktionseinrichtung und 15 eine Divisionseinrichtung. Der Beschleunigungssensor 12 ist ein (nicht im einzelnen gezeigter) Pendelsensor, der an der Mittellinie des Fahrzeuges angebracht ist. Er wird dazu verwendet, die Beschleunigung in Längsrichtung des Fahrzeuges zu erfassen, wobei er das Signal "G_sen" als gemessenen Beschleunigungswert ausgibt.
Es wird darauf hingewiesen, daß der Beschleunigungswert, der durch Differenzieren der mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten wird, nicht von der Schwerkraft beeinflußt ist, wenn das Fahrzeug auf einem Gefälle fährt, während der Pendelbeschleunigungsmesser 12, der in der 1 gezeigten Ausführungsform verwendet wird, von der Schwerkraft inhärent beeinflußt wird. Somit kann die Differenz zwischen den beiden Signalen dazu verwendet werden, den Einfluß der Schwerkraft zu bestimmen, wobei der Neigungswinkel θ durch einfache trigonometrische Überlegungen bzw. Rechnungen ermittelt werden kann, wie im folgenden beschrieben wird.
6 ist eine schematische Veranschaulichung eines auf einem Gefälle stehenden Fahrzeuges, die die Funktionsprinzipien zeigt, auf denen die in 1 gezeigte Einrichtung basiert. Es wird angenommen, daß sich das Fahrzeug A auf einer Straße R befindet, die um einen Winkel θ gegen die Horizontale geneigt ist. Das vom Beschleunigungssensor erfaßte Signal G_sen enthält nicht nur die Komponente DV_SP, die die tatsächliche Beschleunigung in Längsrichtung des Fahrzeuges angibt, sondern auch die Schwerkraftkomponente G·sin θ.
Wenn andererseits die Räder des Fahrzeuges A weder festgefahren sind noch leerlaufen, gibt die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 ausgegebene Fahrgeschwindigkeit V_sp genau die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges A wieder. Somit entspricht das Signal DV_SP, das den differenzierten Wert der Fahrgeschwindigkeit V_sp angibt, genau der tatsächlichen Beschleunigung des Fahrzeuges A.
Da das Signal G_sen die Sume des Signals DV_sp und des Signals g·sin θ ist, kann das Gefälle sin θ der Straße R unter Verwendung des Ausdrucks 17 berechnet werden:
Wie wiederum in 5 gezeigt, wird die von der Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 12 ausgegebene Fahrgeschwindigkeit V_sp vom Differenzierer 13 differenziert, um die Beschleunigung DV_SP des Fahrzeuges zu berechnen. Dann subtrahiert die Subtraktionseinrichtung das Signal DV_SP vom Signal G_sen das direkt durch die Messung der Beschleunigung erhalten wird. Die Divisionseinrichtung 15 dividiert den Ausgang der Subtraktionseinrichtung 14 durch die Gravitationsbeschleunigung g, um das Gefällesignal sin θ gemäß Ausdruck 17 auszugeben.
Tatsächlich gibt das Gefälle der Straße R den in 6 gezeigten Winkel θ an. Wenn dieser Winkel θ klein ist (sin θ < 0,12 oder ähnlich) sind jedoch sin θ, tan θ und der Winkel θ (in Radian) ungefähr gleich. Daher wird sin θ in diesem Beispiel als Gefälle der Straße R verwendet. Mit anderen Worten, das Gefälle sin θ kann durch die Sub traktion des differenzierten Wertes DV_SP der Radgeschwindigkeit vom Signal G_sen des Beschleunigungssensors 11 und durch anschließende Division des Ergebnisses durch die Gravitationsbeschleunigung g ermittelt werden. Normalerweise ist ein Gefälle durch den Tangenswert tan θ als Winkel θ zwischen der Ebene und dem Gefälle gegeben. Im Falle eines Gefälles von weniger als 10% ist sin θ ≈ tan θ. Daher wird sin θ als Gefällewert betrachtet. Der Grund hierfür besteht darin, daß der Gefällewiderstand dann, wenn das Fahrzeuggewicht durch M_fahrzeug gegeben ist, durch M_fahrzeug·g·sin θ berechnet wird, wobei es von Vorteil ist, für den Gefällewert sin θ zu verwenden.
In einer Einrichtung, wie sie in 2 gezeigt ist, werden oftmals Tiefpaßfilter zur Verringerung des Rauschens verwendet, wie sie in 7 gezeigt sind, in der ein Tiefpaßfilter 16 zwischen dem Beschleunigungssensor 11 und der Subtraktionseinrichtung 14 und ein weiteres Tiefpaßfilter 17 zwischen dem Differenzierer 13 und der Subtraktionseinrichtung 14 angebracht sind. Wenn die Beschleunigung DV_SP aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V_sp ermittelt wird, wird die Hochfrequenzrauschkomponente durch die Differentiation verstärkt, so daß das verstärkte Rauschen zum Beschleunigungssignal hinzugefügt wird. Das Tiefpaßfilter 17 wird dazu verwendet, das Rauschen zu beseitigen und ein rauschfreies Beschleunigungsignal DV_SP zu erhalten. Andererseits kann das Rauschen auch zum Signal vom Beschleunigungssensor 11 hinzukommen. Im Ergebnis muß das Signal in bezug auf die Phasen- und Frequenzeigenschaften an das Beschleunigungssigaal DV_SP, das aus der Fahrzeuggeschwindigkeit gewonnen wird, angepaßt werden. Somit wird das Signal vom Beschleunigungssenser 11 in das Tiefpaßfilter 16 eingegeben, anschließend wird das Ausgangssignal G_sen in die Subtraktionseinrichtung 14 eingegeben. Die beiden Tiefpaßfilter 16 und 17 sollten dieselben Frequenz-Phasen-Kennlinien wie die Signale G_sen und DV_SP besitzen.
In 8 ist ein Tiefpaßfilter 18 zwischen der Subtraktionseinrichtung 14 und der Divisionseinrichtung 15 angebracht.
In der in den 5 bis 8 gezeigten Ausführungsform werden zwei Typen einer Beschleunigungsinformation dazu verwendet, das Gefälle der Fläche zu berechnen, auf der das Fahrzeug fährt. Erstens wird die Beschleunigung direkt mittels eines Beschleunigungssensors oder dergleichen gemessen; zweitens wird die Beschleunigung durch Differenzieren der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges berechnet.
Der in den 3, 4 und 5 zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit V_sp des Fahrzeuges verwendete Fahrzeuggeschwindigkeitssensor umfaßt einen Drehzahlsensor vom Impulserfassungstyp und eine Sensorausgangimpulszyklus-Meßeinrichtung. Der Drehzahlsensor, der Impulse erzeugt, die einen Zyklus besitzen, der sich entsprechend der Drehzahl ändert, kann entweder einen magnetischen oder einen photoelektrischen Aufnehmer besitzen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird durch die Messung des periodischen Zyklus der Abtriebswellenumdrehungsimpulse genau berechnet. In den 35 bis 47 ist die Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit erläutert.
Wie in 35 gezeigt, wird die Drehung des Motors 1110 über einen Drehmomentwandler an das Automatikgetriebe 1120 und anschließend an die Antriebswelle übertragen. Wenn das an der Antriebswelle angebrachte Zahnrad 1122 gedreht wird, wird vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1121 mit magnetischem (oder einem anderen) Aufnehmer auf an sich bekannte Weise ein Ausgangsimpulszug 1123 er zeugt. Die zyklische Periode dieser Drehimpulse wird gemessen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln (wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit zu einer solchen Periode umgekehrt proportional ist). Das Zahnrad 1122 und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1121 können auch an der Achswelle angebracht sein. In der 36 ist eine Impulserzeugungseinrichtung von 35 genauer und in Verbindung mit einem Zeitablaufdiagramm gezeigt, welches die Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit mittels des an der Antriebswelle (oder einer Achswelle) angebrachten Zahnrades erläutert. Wenn das Zahnrad 1122 gedreht wird, wird von dem magnetischen Aufnehmer des Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1121 der Impulszug 1123 erzeugt. Das Taktsignal 1125 wird dazu verwendet, die Intervalle zwischen den Vorderflanken dieser Impulssignale zu messen, um die Länge des Zyklus T zu finden, wie bei 1124 gezeigt ist. In festen Zeitintervallen T_t wird der zuletzt gemessene Wert des Zyklus T abgetastet, wobei das Ergebnis in die Fahrzeuggeschwindigkeit V_sp umgewandelt wird.
In 37 ist ein schematisches Diagramm einer Einrichtung zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf die in 36 veranschaulichte Weise gezeigt. Der Zyklus des Impulssignals 1123 wird von der Zyklusmeßeinheit 1127 unter Verwendung der Taktsignale 1125 gemessen, um die Länge des Zyklus T zu finden, die in festen Intervallen T_t in der Abtasteinheit 1128 abgetastet wird, wobei das Ergebnis auf herkömmliche Weise in der Fahrzeuggeschwindigkeit-Umwandlungseinheit 1129 in die Fahrzeuggeschwindigkeit umgewandelt wird.
In 38 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Geschwindigkeitserfassungseinrichtung gezeigt, die ebenfalls einen Differenzierer enthält, um die Fahrzeugbeschleunigung zu bestimmen. (Siehe die 3 bis 8.) In dieser Ausführungsform bezeichnet 20 eine Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung und 30 einen Differenzierabschnitt, die dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 bzw. dem Differenzierer 13 in der in den 5, 7 und 8 gezeigten Gefällesensoreinheit entsprechen. Wenn die in 38 gezeigte Einrichtung mit anderen Elementen der 5, 7 und 8, d.h. mit dem Beschleunigungssensor 11, der Subtraktionseinrichtung 14, der Divisionseinrichtung 15 und den Tiefpaßfiltern 16 und 17 (oder dem Tiefpaßfilter 18) kombiniert ist, wird der Gefällewert sin θ, der von der Divisionseinrichtung 15 ermittelt wird, auf die gleiche Weise wie in der in jenen Figuren gezeigten Gefällesensoreinheit ausgegeben. Die Ausführungsform von 38 kann auch dazu verwendet werden, mittels des Differenzierabschnittes 30, der dem Differenzierer 1040 entspricht, das Signal DV_SP der 2 und 3 zu erzeugen.
Der Drehzahlsensor 21 vom Impulstyp von 38 umfaßt ein aus magnetischem Material hergestelltes Zahnrad 21a, der an der Antriebswelle oder an den Rädern des Fahrzeuges angebracht ist, sowie einen magnetischen Aufnehmer 21b, der in der Nähe der Umfangsfläche des Zahnrades 21a angeordnet ist. Der Sensor 21 erzeugt einen Impulszug P, der eine Frequenz, die zu der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges proportional ist, sowie eine Periode oder einen Zyklus besitzt, der zur Fahrgeschwindigkeit umgekehrt proportional ist.
Die Zyklusmeßeinheit 22 empfängt den vom Sensor 21 erzeugten Impulszug P und mißt die Dauer oder Periode eines einzigen Zyklus T. Da jeder Impuls theoretisch einen genau bekannten Abschnitt einer einzigen Umdrehung des Fahrzeug-Antriebszuges darstellt, ist es offensichtlich, daß die Länge des gemessenen Zyklus für die Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden kann. Wie jedoch weiter oben erwähnt, ist es in der Praxis unvermeidlich, daß der Abstand zwischen den Zähnen des Zahnrades im Sensor 21 fehlerbehaftet ist, so daß bei der Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit rauschbedingte Fehler entstehen. Um daher solche Ungenauigkeiten zu ermitteln und eine genauere Geschwindigkeitsmessung zu erhalten, ist es wünschenswert, die Dauer T einer Anzahl von Zyklen des Impulszuges P insbesondere bei hohen Fahrgeschwindigkeiten zu messen. Wenn andererseits jedoch die Anzahl der Zyklen zu groß ist, kann der gemessene Wert bei niedrigen Geschwindigkeiten die Kapazität der Komponenten des Systems übersteigen. Daher ist es auch wünschenswert, die Anzahl der Zyklen M, über die die Zyklusmessung akkumuliert wird, auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu verändern (wobei M bei hohen Geschwindigkeiten größer als bei niedrigen Geschwindigkeiten ist). Die Einrichtung von 38 enthält Vorrichtungen, um eine solche Veränderung auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit auszuführen. Die Zykluszählsteuereinheit 23 empfängt von der Zyklusmeßeinheit 22 den gemessenen Wert eines einzigen Impulszyklus P (der wie oben erwähnt die Fahrzeuggeschwindigkeit angibt) und bestimmt (wie später beschrieben wird) eine Anzahl von Zyklen M des Impulszuges P, über die der gemessene Wert akkumuliert werden sollte. M ist daher eine ganze Zahl, deren Maximalwert gleich der Anzahl der Zähne des Zahnrades 21a ist.
Die Zykluszählsteuereinheit 23 gibt den Wert von M an den Akkumulator 24 aus, der seinerseits die von der Zyklusmeßeinheit 22 empfangenen gemessenen Zykluswerte über M Zyklen von P akkumuliert. Die Abtast-/Halteeinheit 25 tastet den im Akkumulator 24 akkumulierten Meßwert synchron zu dem vom Taktsignalgenerator 27 gelieferten Taktsignal T_clock ab und hält den Wert bis zum nächsten Abtastzeit punkt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit-Umwandlungseinrichtung 26 dividiert den in der Abtast-/Halteinheit 25 gehaltenen gemessenen Zykluswert durch den Zählstand M, um die Fahrzeuggeschwindigkeit V_sp auf die im folgenden beschriebene Weise zu berechnen.
Das Verzögerungselement 31 verzögert den Fahrzeuggeschwindigkeitswert V_sp synchron zum Taktsignal T_clock und gibt die verzögerte Fahrzeuggeschwindigkeit V_spold aus. Die Subtraktionseinheit 32 subtrahiert die um den Abtastzyklus verzögerte Fahrzeuggeschwindigkeit V_spold von der Fahrzeuggeschwindigkeit V_sp, während die Divisionseinheit 32 das von der Subtraktionseinheit 32 ausgegebene Signal durch die Länge des Taktzyklus T_clock dividiert, um die Beschleunigung DV_SP zu erzeugen (d.h. die Beschleunigung = Δv/Δt).
Nun wird die Zykluszählsteuereinheit 23 genauer erläutert. In 39 ist die Beziehung zwischen der gemessenen Anzahl von Zyklen M und der Auflösung bei der Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit V_sp gezeigt. Aus der Figur ist ersichtlich, daß die Auflösung der Fahrzeuggeschwindigkeit V_sp um so mehr verbessert wird, je größer der Datenintegrationszählstand M ist. D.h., daß der Quantifizierungsfehler verringert wird.
In 40 wird ein durch einen Schrittweitenfehler (unregelmäßiger Abstand zwischen den Zähnen des Zahnrades) im Zahnrad 21a verursachter Zyklusmeßfehler erläutert. Mit anderen Worten, es ist wegen der Herstellungstoleranzen und der Kosten unvermeidlich, daß im Zahnrad 21a wenigstens einige Schrittweitenfehler erzeugt werden. Wie in 40 gezeigt, treten daher bei der Zyklusmessung während eines Zyklus des Impulszuges P unvermeidlich erhebliche Zyklusmeßfehler auf.
Um den Zyklusmeßfehler zu ermitteln und die Meßgenauigkeit zu verbessern, wird der Wert des gemessenen Zyklus T über eine Anzahl von Zyklen M akkumuliert. Der Maximalwert des integrierten Zählstandes M ist, wie in 30C gezeigt ist, gleich der Anzahl der Zähne bei einer Umdrehung des Zahnrades 21a. In der Ausführungsform von 38 sind schematisch sechs Zähne gezeigt; in der Praxis haben sich 21 Zähne als vorteilhaft erwiesen.
In 41 ist ein Flußdiagramm gezeigt, das den Betrieb einer Gefälleschätzeinrichtung gemäß der Erfindung zeigt, welche die Einrichtungen zur Messung der Geschwindkeit und der Beschleunigung von 38 enthält. Die Verarbeitung beginnt beim Schritt 81, in dem der zuletzt abgetastete Wert T₁ eines einzigen Zyklus T gelesen wird, woraufhin er mit einem vorgegebenen Schwellenwert T_x verglichen wird (Schritt 82). Wenn T₁ > T_x (d.h. wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V_sp kleiner als ein entsprechender Wert V_x ist), wird M auf M₁ gesetzt (Schritt 83); falls andererseits T₁ ≤ T_x (V_sp ≥ V_x), wird M auf M₂ gesetzt (Schritt 84), wobei M₂ eine ganze Zahl größer als M₁ ist. Dann wird im Schritt 85 festgestellt, ob der momentane Wert M gleich M₁ oder M₂ ist. Wenn M = M₁ ist, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit im Schritt 86 zu K₁/T₁ berechnet, wobei K₁ eine Proportionalitätskonstante ist (V_sp ist umgekehrt proportional zu T). Wenn im Schritt 85 M = M₂ ist, wird im Schritt 87 der Wert T₂ (die Gesamtlänge von M₂ Zyklen von T gelesen, woraufhin im Schritt 88 V_sp auf die gleiche Weise wie im Schritt 86 unter Verwendung einer Proportionalitätskonstante K₂ berechnet wird, die zu K₁ im selben Verhältnis steht wie M₂ zu M. Es wird darauf hingewiesen, daß auf analoge Weise für die Erstellung zusätzlicher Schwellwerte T_x mehr als zwei Werte von M verwendet werden können.
Dann wird die Differenz zwischen der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit V_sp und der im vorhergehenden Abtastzyklus bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit V_spold durch den Abtastzyklus T dividiert, um den differenzierten Wert DV_sp der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln (Schritt 89). Im Schritt 810A wird G_sen (vom Beschleunigungssensor) gelesen, wobei die beiden Signale DV_SP und G_sen durch ein Tiefpaßfilter geleitet werden (Schritte 810, 811), um ein eventuelles Rauschen zu beseitigen; anschließend wird die im vorhergehenden Zyklus bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit V_spold durch den neuen Wert aktualisiert (Schritt 812).
Dann wird im Schritt 813 geprüft, ob der Gefällewert sin θ wie weiter unten erläutert aktualisiert werden kann oder nicht. Wenn er aktualisiert werden kann, wird von den Daten G_sen der Wert DV_SP subtrahiert, anschließend wird das Ergebnis durch die Gravitationsbeschleunigung g dividiert, um den Gefällewert sin θ zu berechnen (Schritt 814).
Wie in den 7 und 8 gezeigt, können mit der erfindungsgemäßen Gefälleschätzeinrichtung genauere Ergebnisse unter Verwendung der Tiefpaßfilter erhalten werden, wie sie 42 gezeigt sind. Die in 42 gezeigte Einheit enthält zwei Addierer 90 und 95, vier Verzögerungselemente 91, 92, 98 und 99 und fünf Verstärker 93, 94, 96, 97 und 910.
Der Fachmann erkennt, daß die Übertragungsfunktion F(z) des in 42 gezeigten Tiefpaßfilters durch den folgenden Ausdruck 18 gegeben ist. Daher können die Filterungseigenschaften durch die Einstellung der Verstär kungsfaktoren der Verstärker 93, 94, 96 und 97 geändert werden.
wobei b₁ = b_1'·b₀; b₂ = b_2'·b₀.
In 43 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform für die Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit gezeigt, wenn die Schrittweite der Zähne des Zahnrades nicht immer konstant ist. Wie weiter oben bereits erwähnt, kann der resultierende Fehler dadurch minimiert werden, daß der Zyklus für eine gesamte Umdrehung des Zahnrades gemessen wird. Die Zyklusmeßeinheit 1127 verwendet ein Taktsignal 1125, um den Zyklus T zu ermitteln. Hierzu werden die Signalimpulse 1123 in einen Frequenzteiler 1130 eingegeben, der deren Frequenz um einen Faktor N reduziert. Die Integrationseinheit 1131 akkumuliert die Gesamtzahl der Taktimpulse 1125, bis sie vom Frequenzteiler 1130 einen Ausgangsimpuls empfängt. Der resultierende integrierte Wert wird in festen Intervallen T_t in der Abtasteinheit 1128 abgetastet, woraufhin das Ergebnis in der Fahrzeuggeschwindigkeit-Umwandlungseinheit 1129 in die Fahrzeuggeschwindigkeit umgewandelt wird.
In 44 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Einrichtung zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit gezeigt. Wie in 43 gezeigt, kann der Meßfehler durch Erhöhung des Divisionsverhältnisses minimiert werden; in einer solchen Anordnung kann jedoch der Wert des gemessenen Zyklus bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten überlaufen. (D.h., daß die Anzahl der Taktimpulse während der gemessenen Periode die Kapazität des Zählers 1127 übersteigen kann.) Außerdem bleiben in einigen Bereichen aufgrund der Ungenauigkeiten bei der zeitlichen Abstimmung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Takt und der Fahrzeuggeschwindigkeit-Umwandlung rauschbedingte Fehler übrig. Um dieses Rauschen zu beseitigen und um die Fahrzeuggeschwindigkeit genauer zu messen, kann das Teilungsverhältnis entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert werden. Wie in den 37 und 43 wird auch in der in 44 gezeigten Einrichtung das Impulssignal 1123 durch Zähltaktimpulse 1125 in der Zyklusmeßeinheit 1127 gemessen, um den Zyklus T zu ermitteln. Dieser Zyklus T wird in der Integrationseinrichtung 1131 solange integriert, bis vom Frequenzteiler 1132 ein Impuls empfangen wird, woraufhin dieser die Frequenz der Impulse 1123 durch den Faktor M dividiert, der in diesem Fall entsprechend der Länge des Zyklus T gesteuert wird, welcher von der Zyklusmeßeinheit 1127 gemessen wird. (Die Weise, in der der Faktor M durch den Zyklus T gesteuert wird, ist in 41, insbesondere in den Schritten 82 und 85 gezeigt.) Dieser integrierte Wert wird in festen Intervallen T_t der Abtasteinheit 1128 abgetastet. Das Ergebnis wird anschließend in der Fahrzeuggeschwindigkeit-Umwandlungseinheit 1129 entsprechend dem Teilungsverhältnis M in die Fahrzeugeschwindigkeit umgewandelt.
In 45 ist eine weitere alternative Ausführungsform gezeigt, in der das vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1121 ausgegebene Impulsausgangssignal durch einen der zwei Faktoren N₁ und N₂ dividiert wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit V_sp zu bestimmen, wobei die Wahl zwischen N₁ und N₂ durch eine Hystereseeinheit 1133 gesteuert wird. Die auf diese Weise vorgesehene Hysteresefunktion kann die Veränderungen minimieren, die durch die Änderung des Teilungsverhältnisses verursacht werden, selbst wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit fährt, bei der das Teilungsverhältnis geändert wird. Diese Hysterese ist auch nützlich, um häufige Änderungen des Teilungsverhältnisses zu vermeiden.
In 46 ist eine graphische Darstellung der auf einer Hysteresefunktion gestützten variablen Teilungsoperation dargestellt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, wird das Teilungsverhältnis N₁ für Fahrzeuggeschwindigkeiten bis zu dem Wert V₁ verwendet, während das Teilungsverhältnis N₂ für Geschwindigkeiten oberhalb von V₁ verwendet wird. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit absinkt, wird das Teilungsverhältnis N₂ für Geschwindigkeiten von V₁' oder größer verwendet, während das Teilungsverhältnis N₁ verwendet wird, wenn die Geschwindigkeit kleiner als V₁' ist. Die der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Werte der gemessenen Zyklusperiode T sind in dem unteren Graphen gezeigt, wobei die Werte T_x1' und T_x1, die den Geschwindigkeiten V₁' und V₁ entsprechen, angegeben sind. (Es wird darauf hingewiesen, daß in 46 die Werte von T nach links zunehmen und nach rechts abnehmen, weil sich die Fahrzeuggeschwindigkeit entgegengesetzt zu T ändert.) In 47 ist ein Flußdiagramm gezeigt, das den Betrieb der Hystereseinheit 1133 erläutert. Im Schritt 472 wird der zuletzt abgetastete Wert von T eingelesen und gespeichert, woraufhin im Schritt 473 festgestellt wird, ob der momentane Wert von N gleich N₁ oder N₂ ist (mit anderen Worten, ob die Hystereseschleife des Fahrzeuges momentan arbeitet). Wenn N = N₁, wird der Übergangswert T_th (von N₁ nach N₂) auf T_th = T_x1 gesetzt (Schritt 474), woraufhin festgestellt wird, ob T < T_th (Schritt 475). Wenn dies der Fall ist, wird N auf N₂ gesetzt (Schritt 476), woraufhin die Verarbeitung beendet ist. Wenn im Schritt 473 N = N₂ ist, wird T_th auf einen höheren Wert T_x1' (geringere Fahrzeuggesschwindigkeit) gesetzt (Schritt 477), anschließend wird bestimmt, ob T > T_th (Schritt 478). Wenn dies der Fall ist, wird N auf N₁ gesetzt (Schritt 479), woraufhin die Verarbeitung beendet ist.
Nun wird wieder auf 9 Bezug genommen. In dieser Figur ist ein Übersichtsblockschaltbild einer Einrichtung zur Berechnung des Fahrzeugantriebsdrehmoments T₀ (d.h. des Abtriebswellendrehmoments) auf der Grundlage mechanischer Eigenschaften des Drehmomentwandlers gezeigt. In dieser Einrichtung wird T₀ durch die Abtriebswellendrehmoment-Schätzeinheit 1010 auf der Grundlage der Eingänge der Getriebestellung G_P, des Motordrehzahlwertes N_t und der Turbinenraddrehzahl N_t sowie der Drehmomentwandler-Betriebskennlinie, die in dem Speicher 1015 gespeichert ist, auf den die Schätzeinheit 1010 zugreift, geschätzt.
In 10 ist ein genaueres Blockschaltbild der Abtriebswellendrehmoment-Schätzeinrichtung von 9 gezeigt, in dem die Verarbeitung mehrerer Eingangssignale zur Bestimmung des Ausgangsdrehmoments auf der Grundlage des weiter oben angegebenen Ausdrucks 16 dargestellt ist. Diese Einrichtung verwendet gespeicherte Drehmomentwandlerkennlinien, wie oben in Verbindung mit 9 erwähnt worden ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß zu diesem Zweck ebenso die Motordrehmomentkennlinien verwendet werden können, wobei in diesem Fall nach der Abfrage der Nachschlagtabelle entsprechend dem Drosselklappenöffnungswinkel und der Motordrehzahl die Nebenlast vom Ergebnis subtrahiert wird. Weiterhin können sowohl die Drehmomentwandlerkennlinien als auch die Motordrehmomentkennlinien zusammen verwendet werden. In keinem dieser Verfahren ist ein zusätzlicher Sensor notwendig, um das Antriebsdrehmoment T₀ zu berechnen. Ein zusätzlicher Sensor wird, wenn er benötigt wird, für die Längsbeschleuni gung des Fahrzeuges verwendet. Wenn das Fahrzeug auf einem Gefälle fährt, kann dieser Sensor sowohl den Gefällewiderstand als auch die Fahrzeugbeschleunigung erfassen. Dieses Merkmal des zusätzlichen Sensors kann dazu verwendet werden, den Gefällezustand durch Subtraktion der differenzierten Fahrzeuggeschwindigkeit DV_SP vom Sensorausgang zu ermitteln, wie oben beschrieben worden ist. In diesem Fall können die Kennlinien des Motors und dergleichen selbst dann verwendet werden, wenn dieser den stationären Zustand noch nicht erreicht hat, z.B. direkt nach dem Anlassen des Motors.
In der in 10 gezeigten Ausführungsform werden die Turbinendrehzahl N_t und die Motordrehzahl N_e in den Drehzahlverhältnisrechner eingegeben, um das Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnis e zu ermitteln (Ausdruck 13). Dann wird aus der Nachschlagtabelle 1016 der Koeffizient τ(e) für die Pumpenradkapazität des Drehmomentwandlers aus der Nachschlagtabelle 1016 ermittelt, während das Drehmomentverhältnis t(e) aus der Nachschlagtabelle 1017 ausgelesen wird. Der Koeffizient τ(e) für die Pumpenradkapazität des Drehmomentwandlers wird mit dem Quadrat der Motordrehzahl N_e und mit dem Drehmomentverhältnis t(e) multipliziert. Anschließend wird das Ergebnis mit dem Übersetzungsverhältnis, das aus der Übersetzungsverhältnis-Nachschlagtabelle 1012 entsprechend der momentanen Getriebestellung ermittelt wird, sowie mit dem Übersetzungsverhältnis 1013 des Differentials multipliziert, um das Ausgangswellendrehmoment T₀ zu berechnen (siehe Ausdruck 16).
In der in 10 gezeigten Ausführungsform wird das Abtriebswellendrehmoment aus den Kennlinien des Drehmomentwandlers ermittelt; wie jedoch bereits weiter oben erwähnt worden ist, können auch das aus dem Drosselklappen öffnungswinkel und der Motordrehzahl berechnete Ausgangsdrehmoment dazu verwendet werden, das Abtriebswellendrehmoment zu berechnen, wobei in diesem Fall die zusätzlich erzeugten Lasten wie etwa diejenige einer Klimaanlage berücksichtigt werden müssen. Wie im folgenden in Verbindung mit 52 genauer erläutert, können die Drehmomentkennlinien und das Motorausgangsdrehmoment auch zusammen dazu verwendet werden, das Abtriebswellendrehmoment zu ermitteln.
In 55 ist ein Übersichtsblockschaltbild einer Einrichtung zur Schätzung des Pumpenraddrehmoments anhand der Motordrehmomentkennlinien gezeigt. Die Nachschlagtabelle im Motordrehmomentrechner 1911 wird entsprechend dem Drosselklappenöffnungswinkel TVO und der Motordrehzahl N_e addressiert, woraus das Motorausgangsdrehmoment T_e berechnet wird. Das für eine Klimaanlage und dergleichen genutzte Drehmoment T_acc wird von diesem Motordrehmoment T_e subtrahiert, um das Pumpenraddrehmoment T_p zu berechnen.
In 48 ist ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Ermittlung des Drehzahlverhältnisses e gezeigt. Der Zyklus eines Impulszuges von dem Turbinenradsensor 1710 wird in dem Turbinenraddrehzahlrechner 1711 gemessen, woraufhin das Ergebnis in die Turbinenraddrehzahl N_t umgewandelt wird. Der Zyklus des Impulszuges vom Motordrehzahlsensor 1712 wird im Motordrehzahlrechner 1713 gemessen, woraufhin das Ergebnis in die Motordrehzahl N_e umgewandelt wird. Die berechnete Turbinenraddrehzahl N_t wird im Drehzahlverhältnisrechner 1011 durch die Motordrehzahl N_e dividiert, um das Drehzahlverhältnis e zu ermitteln.
In 49 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform für die Ermittlung des Drehzahlverhältnisses e gezeigt. Der Zyklus des Impulszuges vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1121 wird in der Fahrzeuggeschwindigkeit-Umwandlungseinrichtung 1129 gemessen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln, die anschließend in der Turbinenraddrehzahl-Umwandlungseinrichtung 1810 entsprechend dem aus der Nachschlagtabelle 1012 auf der Grundlage der momentanen Getriebestellung bestimmten Übersetzungsverhältnis und der Fahrzeuggesschwindigkeit in die Turbinenraddrehzahl N_t umgewandelt wird. Der Zyklus des Impulszuges vom Motordrehzahlsensor 1712 wird im Motordrehzahlrechner 1713 gemessen, woraufhin das Ergebnis auf bekannte Weise in die Motordrehzahl N_e umgewandelt wird. Die berechnete Turbinenraddrehzahl N_t und die Motordrehzahl N_e werden in den Drehzahlverhälnisrechner 1011 eingegeben, um das Drehzahlverhältnis e zu ermitteln.
In 50 ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung für die Schätzung des Pumpenraddrehmoments T_p gezeigt, wobei sowohl das Drehmoment des Drehmomentwandlers als auch das Motordrehmoment verwendet werden. Ein wichtiger Aspekt dieser Ausführungsform besteht darin, daß bei hohem Drehzahlverhältnis e oder beim Fahren im Leerlauf, bei der Ausnutzung der Motorbremswirkung oder bei verriegeltem (direkt mechanisch gekoppeltem) Drehmomentwandler ("L/U"-Zustand) das anhand der Motordrehmomentkennlinie ermittelte Drehmoment genauer als das anhand der Drehmomentwandlerkennlinie ermittelte Drehmoment ist. Somit kann die Wahl des genauesten Drehmomentwertes entsprechend dem Drehzahlverhältnis e, dem L/U-Zustand, dem Drosselklappenöffnungswinkel TVO und dergleichen ausgeführt werden, um den Drehmomentschätzfehler zu minimieren. Das Drehmoment T_p1 des Drehmomentwandlers wird in dem Drehmomentwandler-Drehmomentrechner 1910 auf die gleiche Weise wie im Zusammenhang mit 10 beschrieben berechnet. Das Pumpenraddrehmoment T_p2 wird durch Zugriff auf die Nachschlagtabelle im Motordrehmomentrechner 1911 auf der Grundlage des Drosselklappenöffnungswinkels TVO und der Motordrehzahl N_e berechnet, um daraus das Motordrehmoment T_e zu berechnen, anschließend wird die Zusatzlast T_acc1 subtrahiert, die in der Hilfsmotordrehmoment-Lerneinheit 1912 berechnet wird. (Die Zusatzlast T_acc1 wird während des Schaltvorgangs oder dann, wenn das Drehzahlverhältnis e in einem bestimmten Bereich liegt, ignoriert.) Die Einheit 1914 erzeugt ein Signal, das einem Drehmoment T_p3 mit Wert Null entspricht.
Sowohl das Drehmomentverhältnis e als auch die L/U- und TVO-Signale werden in die Schub-Motorbremse-L/U-Beurteilungseinheit 1917 eingegeben, um den Fahrzeugzustand (Fahren im Leerlauf (Schub), Ausnutzen der Motorbremswirkung oder Verriegelung des Drehmomentwandlers) bestimmt. Hierzu wird festgestellt, ob sich der Drehmomentwandler in einem verriegelten Zustand (L/U-Zustand) befindet, sobald das Signal L/U an die Beurteilungseinheit 1917 übertragen wird. Wenn ferner das Drehzahlverhältnis e größer als 1,0 ist, wird festgestellt, daß das Fahrzeug im Leerlauf fährt.
Der Ausgang der Beurteilungseinheit 1917 und das Drehzahlverhältnis e werden in die Drehmomentwähleinheit 1916 eingegeben. Wenn das Drehzahlverhältnis e unterhalb eines in der Drehmomentwähleinheit 1916 gespeicherten Schwellenwertes liegt, wird T_p1 gewählt; wenn e oberhalb des Schwellenwertes liegt oder wenn der Fall eines verriegelten Drehmomentwandlers (L/U-Zustand) vorliegt, wird T_p2 gewählt. Wenn das Fahrzeug im Leerlauf fährt, wird T_p3 (Drehmoment = Null) gewählt. Wenn die Motorbremswirkung genutzt wird, wird T_p2 gewählt. Der gewählte Wert T_p1, T_p2 bzw. T_p3 wird als Wert T_p4 ausgegeben, um den Schätzfehler bezüglich des Pumpenraddrehmomentes T_p zu minimieren.
In 51 ist ein Flußdiagramm gezeigt, das die Funktion der Hilfsmotordrehmoment-Lerneinheit 1912 erläutert. Im Schritt 510 wird festgestellt, ob e kleiner oder gleich einem Schwellenwert e_th ist, wobei im negativen Fall die Verarbeitung beendet ist. Wenn jedoch e < e_th ist, werden die für die Bestimmung von Übergangszuständen erforderlichen Eingänge im Schritt 511 eingelesen, woraufhin im Schritt 512 bestimmt wird, ob Übergangszustände (Schalten; CURG_P ≠ NXTG_P; ΔTVO > ΔTVO_th; DTVO > DTVO_th) vorhanden sind. Wenn nicht, wird im Schritt 513 T_acc1 TE – T_p1 gesetzt. Wenn jedoch Übergangszustände vorhanden sind, ist die Verarbeitung beendet.
In 52 ist ein Blockschaltbild mit einer Einrichtung zur Schätzung des Abtriebswellendrehmoments T₀ gezeigt, in der die in 50 gezeigte Einrichtung eingebaut ist. Wie in der Ausführungsform von 50 wird das Drehmoment T_p1 des Drehmomentwandlers in dem Drehmomentwandler-Drehmomentrechner 1910 berechnet. Der Motordrehmomentrechner 1911 greift auf eine Nachschlagtabelle zu, um das Motordrehmoment T_e entsprechend dem Drosselklappenöffnungswinkel und der Motordrehzahl zu berechnen. Die Zusatzlast T_acc1, die in der Hilfsmotordrehmoment-Lerneinheit 1912 berechnet wird (51), wird vom Motordrehmoment T_e subtrahiert, um das Pumpenraddrehmoment T_p2 zu berechnen. (Die Bestimmung der Zusatzlast T_acc1 wird unterdrückt, wenn von dem Schaltdetektor 1913 anhand der momentanen Getriebestellung CURG_P und der als nächste bestimmten Getriebestellung NXTG_P einen "Schaltvorgang" feststellt oder wenn das Drehzahlverhältnis e, das im Drehzahlverhältnisrechner 1111 bestimmt wird, innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.) Die Einheit 1914 erzeugt auf die gleiche Weise wie in 37 ein Signal, das einem Drehmoment T_p3 mit Wert Null entspricht.
Wie in 50 werden sowohl das Drehzahlverhältnis e als auch die L/U- und TVO-Signale in die Schub-Motorbremse-L/U-Beurteilungseinheit 1917 eingegeben, welche ihrerseits den Fahrzeugzustand wie oben in 50 beschrieben bestimmt. Wenn e < 1 und TVO = 0, wird festgestellt, daß das Fahrzeug um Leerlauf fährt, während bei e > 1 und TVO = 0 festgestellt wird, daß die Motorbremswirkung ausgenutzt wird; wenn das L/U-Signal EIN ist, wird festgestellt, daß der Drehmomentwandler des Fahrzeuges mechanisch verriegelt ist (L/U-Zustand). Das Zustandssignal von der Einheit 1917 und das Drehzahlverhältnis e vom Drehzahlverhältnisrechner 1011 werden in die Drehmomentwähleinheit 1916 eingegeben, die eines der drei zur Verfügung stehenden Drehmomentsignale T_p1, T_p2 und T_p3 wählt. Wenn das Drehzahlverhältnis e unterhalb eines in der Drehmomentwähleinheit 1916 gespeicherten Schwellenwertes liegt, wird T_p1 gewählt; wenn es oberhalb des Schwellenwertes liegt oder wenn der L/U-Zustand vorliegt, wird T_p2 gewählt. Schließlich wird im Falle eines Fahrens im Leerlauf T_p3 (Drehmoment = Null) gewählt. Wenn die Motorbremswirkung ausgenutzt wird, wird wiederum T_p2 gewählt.
Das gewählte Signal T_p1, T_p2 bzw. T_p3 wird als Signal T_p4 ausgegeben, um den Schätzfehler des Pumpenraddrehmoments zu minimieren. Der Wert T_p4 wird mit dem Drehmomentverhältnis t(e) multipliziert, das unter Zugriff auf die Drehmomentnachschlagtabelle 1017 auf der Grundlage des Drehmomentverhältnisses e berechnet wird. Das Ergebnis wird dem mit Übersetzungsverhältnis, das anhand der momentanen Getriebestellung CURG_P in der Übersetzungsverhältnis-Nachschlagtabelle 1012 bestimmt wird, sowie mit dem Übersetzungsverhältnis 1013 des Differentials mutlipliziert, um das Abtriebswellendrehmoment T₀ zu berechnen. (Die Information bezüglich der Getriebestellung wird durch eine nicht gezeigte Automatikgetriebe-Steuereinrichtung erzeugt; siehe 7.) Das zum Ermitteln des Übersetzungsverhältnisses in der Übersetzungsverhältnis-Nachschlagtabelle 1012 verwendete Getriebestellungssignal kann durch das nächste spezifizierte Getriebestellungssignal NXTG_P ersetzt sein. Das momentane Getriebestellungssignal CURG_P und das als nächstes bestimmte Getriebestellungssignal NXTG_P können auch zusammen verwendet werden.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, enthält die Gefälleerfassungseinheit gemäß der Erfindung eine Einrichtung zur Unterdrückung von Änderungen des geschätzten Gefällewertes in Perioden, in denen fehlererzeugende Übergangszustände vorhanden sind. In den 11 bis 24, 53 und 54 sind Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung gezeigt, mit denen Fehler aufgrund verschiedener Rauscherzeugungsbedingungen beseitigt werden können.
In 11 ist ein Zeitablaufdiagamm einer erfindungsgemäßen Einrichtung gezeigt, mit der ein Rauschen auf der Grundlage der Getriebestellung wie oben in Verbindung mit 12 erläutert beseitigt werden kann. Derartige rauschbedingte Fehler, die während des Schaltvorgangs und für eine bestimmte Dauer nach Abschluß des Schaltvorgangs erzeugt werden, müssen beseitigt werden. Wie in 11 gezeigt, werden Änderungen des geschätzten Gefälles unterdrückt ("gehaltenes geschätztes Gefälle"), wenn sich ein momentanes Getriebestellungssignal CURG_P von einem nächsten Getriebestellungssignal NXTG_P unterscheidet; zusätzlich wird die Änderung des geschätzten Gefälles während einer bestimmten Dauer (T₁ Sekunden) ab der Übereinstimmung des momentanen Getriebestellungssignals mit dem nächsten Getriebestellungssignal unterdrückt. Auf diese Weise wird ein Rauschen beseitigt.
In 12 ist eine Ausführungsform dieser Erfindung gezeigt, mit der ein Rauschen aufgrund der Getriebestellung beseitigt werden kann. Da das geschätzte Gefälle vom Motor-/Getriebemechanismus abhängt und da die Getriebestellung und das Übersetzungsverhältnis während eines Schaltvorgangs unbestimmt sind, können im geschätzten Gefälle Fehler auftreten, die somit beseitigt werden müssen. Da darüber hinaus die Daten durch ein Tiefpaßfilter LPF geleitet werden, können während einer Dauer nach Abschluß des Schaltvorgangs auch zackenförmige Fehler auftreten. Um derartige Fehler zu beseitigen, wird die Stellung des Getriebes in der "Schaltvorgang"-Erfassungseinheit 3010 auf der Grundlage eines Vergleichs der Signale bezüglich der momentanen Getriebestellung und der nächsten Getriebestellung CURG_P bzw. NXTG_P, die von dem (nicht gezeigten) Automatikgetriebe des Fahrzeuges empfangen werden, bestimmt; ein "Schaltvorgang"-Zustandsbit wird jedesmal ausgegeben, wenn sich das von der Getriebe-Steuereinrichtung 60 ausgegebene momentane Getriebestellungssignal vom nächsten Getriebestellungssignal unterscheidet, wie in 11 gezeigt ist. Wenn das "Schaltvorgang"-Zustandsbit gesetzt ist und während einer festen Dauer (T₁ Sekunden) im Anschluß an das Zurücksetzen des Zustandsbits durch die "Schaltvorgang"-Erfassungseinheit 3010 wird von der HALTE-Verzögerungseinheit 3020 ein HALTE-Signal gesetzt. Wenn in der Gefällehalteeinheit 3030 das HALTE-Signal gesetzt ist, wird der von der Gefälleschätzeinheit 1 unmittelbar vor dem Setzen des HRLTE-Signals geschätzte Gefällewert konstant beibehalten, um ein Rauschen solange zu beseitigen, bis das HALTE-Signal endet.
In 13 ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, mit der ein Rauschen beseitigt werden kann, das Änderungen des Drosselklappenöffnungswinkels des Motors zuzuschreiben ist. Wenn die Drosselklappe plötzlich ge öffnet oder geschlossen wird, ändert sich das Motorausgangsdrehmoment ebenfalls plötzlich und erzeugt im geschätzten Gefällewert ein Rauschen, das beseitigt werden muß. Da darüber hinaus das Gefällesignal durch ein Tiefpaßfilter geschickt wird (3, 4), können Fehler auch während einer bestimmten Dauer nach dem plötzlichen Öffnen oder Schließen der Drosselklappe fortdauern. Um diese Fehler zu beseitigen, wird das differenzierte Drosselklappenöffnungswinkelsignal DTVO in der Drosselklappenöffnungswinkel-Differenziereinheit 70 ermittelt, ferner gibt die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Sensoreinheit 2011 ein Drosselklappenbeschleunigungs-/-verzögerungs-Zustandsbit nur dann aus, wenn DTVO einen vorgegebenen Schwellenwert +th übersteigt. Wenn das Drosselklappenbeschleunigungs-/-verzögerungs-Zustandsbit gesetzt ist und während einer im voraus gesetzten Dauer (T₂ Sekunden) im Anschluß an das Löschen dieses Zustandsbits wird in der Verzögerungseinheit 2020 das HALTE-Signal gesetzt. Wenn das HALTE-Signal in der Gefällehalteeinheit 3030 gesetzt ist, wird der Gefällewert, der von der Gefälleschätzeinheit 1 direkt vor dem Setzen des HALTE-Signals bestimmt worden ist, gehalten, um das Rauschen zu beseitigen.
In 14 ist ein Flußdiagramm gezeigt, das die Funktion einer Einrichtung zur Beurteilung des Drosselklappenöffnungswinkels (Beschleunigung/Verzögerung) erläutert, welche für die Verwendung als Beschleunigungs-/Verzögerungs-Sensoreinheit 3011 in 8 geeignet ist. Das differenzierte Drosselklappenöffnungswinkelsignal DTVO wird mit einem Drosselklappenbeschleunigungs-Schwellenwert dTVO_th+ verglichen (Schritt 3040). Wenn DTVO > dTVO_th+ ist, wird festgestellt, daß der Drosselklappenöffnungswinkel zugenommen hat, so daß das Drosselklappenbeschleunigungs-/-verzögerungs-Zustandsbit gesetzt wird (Schritt 3041). Wenn dies nicht der Fall ist, wird das Zustandsbit ge löscht (Schritt 3042). Dann wird DTVO mit einem Drosselklappenverzögerungs-Schwellenwert dTVO_th- verglichen (Schritt 3043). Wenn DTVO < dTVO_th- ist, wird bestimmt, daß der Drosselklappenöffnungswinkel geringer ist, so daß das Drosselklappenbeschleunigungs-/-verzögerungs-Zustandsbit gesetzt wird (Schritt 3044). Andernfalls wird das Zustandsbit gelöscht (Schritt 3045).
In 15 ist ein Zeitablaufdiagramm einer Einrichtung die Beseitigung von Rauschen aufgrund der obenerwähnten Veränderungen des Drosselklappenöffnungswinkels gezeigt. DV_sp ist die differenzierte Fahrzeuggeschwindigkeit (Beschleunigung), während TVO der Drosselklappenöffnungswinkel und DTVO deren erste Ableitung ist. Zum Zeitpunkt t₁ wird das Gaspedal niedergedrückt; aufgrunddessen wird TVO plötzlich erhöht, so daß DTVO eine Spitze nach oben besitzt und folglich die Fahrzeugbeschleunigung DV_sp ansteigt. (Zu einem späteren Zeitpunkt t₂ werden diese Prozesse umgekehrt.) Wenn DTVO eine Spitze nach oben besitzt, was ein schnelles Niederdrücken des Gaspedals anzeigt, wird ein entsprechendes Drosselklappen-Beschleunigungs-/-verzögerungs-Zustandsbit (Impuls) erzeugt, das seinerseits das Setzen eines HALTE-Zustandsbits während einer Periode von T₂ Sekunden bewirkt, während der sämtliche Übergangsänderungen im geschätzten Gefälle unterdrückt werden, wie durch den Funktionsverlauf des gehaltenen geschätzten Gefälles angegeben ist.
In 16 ist eine Einrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, mit der ein Rauschen aufgrund der Bremsbetätigung beseitigt wird. Wenn das Bremspedal niedergedrückt wird, treten in dem die Fahrzeugreifen beeinflussenden Fahrwiderstand sowie im geschätzten Gefälle Fehler auf. Daher muß dieses Rauschen beseitigt werden, während die Bremse betätigt wird und (da das geschätzte Gefällesignal durch ein Tiefpaßfilter LPF geschickt wird) während einer bestimmten Dauer im Anschluß an das Loslassen des Bremspedals. Hierzu wird das Niederdrücken des Bremspedals in der Bremserfassungseinheit 3012 erfaßt, woraufhin ein Bremssignal ausgegeben wird. Sowohl wenn das Bremssignal EIN ist als auch während einer festen Dauer ab dem Ende des Bremssignals wird in der Verzögerungseinheit 1020 das HALTE-Signal gesetzt. Wenn das HALTE-Signal gesetzt ist, wird der unmittelbar vorhergehende Gefällewert, der von der Gefälleschätzeinheit 1 bestimmt worden ist, in der Halteeinheit 3030 gehalten, um das Rauschen zu beseitigen.
In 17 ist ein Zeitablaufdiagramm für eine Einrichtung zur Beseitigung des Rauschens aufgrund der Bremsbetätigung von 16 gezeigt. Aus der 17 geht hervor, daß ein Bremszustandsbitsignal erzeugt wird, wenn das Bremspedal niedergedrückt wird, welches ein Setzen des Bremshalte-Zustandsbits und dessen Halten während einer Periode von T₃ Sekunden nach dem Loslassen des Pedals bewirkt. Während das Bremshaltezustandsbit gesetzt ist, werden Übergangsänderungen des geschätzten Gefälles unterdrückt (siehe gehaltenes gesetztes Gefälle).
In 18 ist eine Einrichtung zur Beseitigung eines Rauschens aufgrund einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit gezeigt. Da die Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Messung der Länge der Umdrehungszyklen der Abtriebswelle bestimmt wird, können Geschwindigkeiten, die niedriger als einige wenige km/h sind, nicht genau gemessen werden, wodurch im geschätzten Gefälle Fehler auftreten. Ob die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als ein im voraus gesetzter Schwellenwert von einigen wenigen (z.B. 5,0) km/h ist, wird in der Fahrzeuggeschwindigkeithalte-Beurteilungseinheit 1013 bestimmt. In jeder Zeitperiode, in der sie niedriger als der Schwellenwert ist, gibt die Beurteilungseinheit 3013 an die Gefällehalteeinheit 3030 ein Fahrzeuggeschwindigkeithalte-Zustandsbit aus, das bewirkt, daß das unmittelbar vorhergeschätzte Gefälle gehalten wird, um das Rauschen zu beseitigen.
In 19 ist ein Zeitablaufdiagramm für die Beseitigung von Rauschen aufgrund einer geringen Fahrzeuggeschwindigkeit von 18 gezeigt. In dem geschätzten Gefälle treten Fehler auf, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V_sp niedriger als ein im voraus gesetzter Schwellenwert V_sp-TH von einigen wenigen km/h ist. Daher muß in diesem Fall das Rauschen beseitigt werden. Um das Rauschen zu beseitigen, wird ein Haltezustandsbitsignal erzeugt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb des Schwellenwertes liegt, wodurch Änderungen des geschätzten Gefälles unterdrückt werden, solange das Zustandsbit gesetzt ist. Somit ist das gehaltene geschätzte Gefälle frei von solchem Rauschen.
In den 20 und 21 ist eine erfindungsgemäße Anordnung für die Beseitigung von Rauschen aufgrund von Fehlern gezeigt, die im gesetzten Gefälle (wegen des Tiefpaßfilters und anderer Faktoren) auftreten, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit plötzlich geändert wird. (In einigen Fällen treten im geschätzten Gefälle Fehler auch aufgrund eines Rechnerüberlaufs auf, ferner muß für die Eingänge ein Begrenzer gesetzt sein, um Speicherplatz zu sparen.) In der Einrichtung von 20 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit in der Fahrzeuggeschwindikeit-Differenziereinheit 1040 differenziert, um ein die Fahrzeugbeschleunigung angebendes Signal DV_sp zu erzeugen, das durch ein Tiefpaßfilter LPF geschickt wird. In der Haltebeurteilungseinheit 3014 für die differenzierte Fahrzeuggeschwindigkeit wird festgestellt, ob DV_sp größer als ein im voraus gesetzter Schwellenwert DV_sp – TH ist; wenn dies der Fall ist, wird ein Fahrzeuggeschwindigkeithalte-Zustandsbit ausgegeben. Wenn an die Gefällehalteinheit 1030 ein HALTE-Zustandsbit übertragen wird, wird der direkt vor dem HALTE-Zustandsbit vorhandene Wert gehalten, um das Rauschen zu beseitigen.
In 53 ist eine Ausführungsform der Erfindung für die Beseitigung eines Rauschens erläutert, das einer schlechten Fahrbahn zugeschrieben werden kann. Auf schlechten Fahrbahnen bewegt sich die Fahrzeugkarosserie häufig schnell nach oben oder nach unten, wodurch im geschätzten Gefälle Fehler auftreten. In der in 53 gezeigten Einrichtung werden zunächst das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V_sp und das Drosselklappenöffnungswinkelsignal TVO in Differenziereinheiten 1040 bzw. 70 differenziert und dann in eine Beurteilungseinheit 3015 für eine schlechte Fahrbahn eingegeben. In der Beurteilungseinheit 3015 für eine schlechte Fahrbahn wird festgestellt, ob diese Werte in vorgegebenen Grenzen liegen, wobei ein Haltezustandbit durch schlechte Fahrbahn ausgegeben wird, wenn diese Grenzen überschritten werden. Während das Haltezustandsbit für schlechte Fahrbahn gesetzt ist und (wegen der Verzögerungseinheit 3020) für eine bestimmte Dauer danach, wird das HALTE-Signal an die Gefällehalteeinheit 3030 übertragen, wobei der unmittelbar vorher vorhandene geschätzte Gefällewert gehalten wird, um das Rauschen zu beseitigen.
In 54 ist ein Blockschaltbild einer Einrichtung für die Beseitigung von Rauschen gezeigt, die sämtliche der obenbeschriebenen Einrichtungen enthält. Die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Drosselklappenöffnungswinkel, das Bremssignal und das Getriebestellungssignal werden in die jeweiligen Beurteilungseinheiten 3010 bis 3015 eingege ben. Wenn aufgrund irgendeines dieser Signale das HALTE-Signal erzeugt wird, wird das geschätzte Gefälle konstantgehalten. D.h., daß dann, wenn in der Gefällehalteeinheit 3030 ein HALTE-Signal erzeugt wird, der unmittelbar vorher vorhandene Wert gehalten wird, um das Rauschen zu beseitigen.
In 22 ist ein Zeitablaufdiagramm gezeigt, das erläutert, wie das geschätzte Gefälle gehalten wird, wenn zwei oder mehr der obenerwähnten Faktoren festgestellt werden. 22 zeigt beispielsweise sowohl das Drosselklappenöffnungswinkelsignal TVO und das Signal CURG_P für die momentane Getriebestellung als auch die entsprechenden resultierenden Haltezustandbitsignale. Das Haltezustandsbit für das Gesamtsystem wird solange ausgegeben wie das Haltezustandsbit für jeden dieser beiden Faktoren gesetzt ist. (Siehe "Gesamthalte-Zustandsbit".)
In 23 wird erläutert, wie das Haltesignal für die Summe sämtlicher der obenerwähnten Faktoren erzeugt wird. Dieses Haltezustandsbit für die Summe der Faktoren wird als Summe des Schaltvorganghalte-Zustandsbits, des Drosselklappendifferenzhalte-Zustandsbits, des Bremshalte-Zustandsbits, des Fahrzeuggeschwindigkeitshalte-Zustandsbits und des Haltezustandsbits für die differenzierte Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt.
In 24 wird eine Ausführungsform der Erfindung für die Beseitigung des Rauschens unter Verwendung eines Maskierungszustandsbits erläutert. In dieser Einrichtung wird der Schaltvorgangsstatus des Fahrzeuges in der Schaltvorgang-Sensoreinheit 3010 bestimmt, wobei das Schaltvorgang-Zustandsbit in Abhängigkeit davon ausgegeben wird, ob das derzeitige von der Getriebesteuereinrichtung 60 ausgegebene Getriebestellungssignal mit dem als nächstes bestimmten Getriebestellungssignal übereinstimmt. (Siehe 12.) Wenn das Schaltvorgang-Zustandsbit von der Sensoreinheit 2010 an die Verzögerungseinheit 2022 ausgegeben wird sowie für eine im voraus festgelegte Zeitdauer danach (T₆ Sekunden), wird an die Steuereinheit 5 das Maskierungszustandsbit zusammen mit der Gefälleinformation 2 ausgegeben. Dann wird der Wert des Maskierungszustandsbits geprüft, um festzustellen, ob das Gefälle 2 verwendet werden soll und ob ein Rauschen zu beseitigen ist.
Der auf die hier offenbarte Weise erfaßte Gefällewert kann dazu verwendet werden, das Getriebe von Fahrzeugen zu steuern, wie in 25 gezeigt ist. In dieser Anwendung bezeichnet 200 die Getriebesteuereinrichtung, wobei 210 eine Gefällesensoreinheit und 220 eine darin enthaltene Schaltmuster-Wähleinrichtung bezeichnen. Der Beschleunigungssensor 11 und die Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 12 sind dieselben wie oben beschrieben (siehe z.B. 38), während die Gefällesensoreinheit 210 beispielsweise die gleiche wie die in Verbindung mit den 5 bis 8 erläuterten Gefällesensoreinheiten sein kann. Die Einheit 210 erfaßt das Gefälle sin θ aus dem vom Beschleunigungssensor 11 gelieferten Signal G_sen und dem von der Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 12 gelieferten Signal V_sp. Die Einheit 210 liefert dann das erfaßte Gefälle sin θ an die Schaltmuster-Wähleinrichtung 220, die mit drei Typen von Schaltmustern ausgerüstet ist, nämlich den Typen (a), (b) und (c). Die Wähleinrichtung 220 wählt eines der Schaltmuster entsprechend dem von der Gefällesensoreinheit 210 gelieferten Gefälle sin θ und fragt das gewählte Muster auf der Grundlage des von der Fahrzeuggesschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 12 gelieferten Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V_sp und dem vom Drosselklappenöffnungswin kel-Sensor (in dieser Figur nicht gezeigt) gelieferten Drosselklappenöffnungswinkelsignals TVO ab, um die gewünschte Getriebestellung zu bestimmen. Die Getriebesteuereinrichtung 200 gibt dann das Signal S aus, das die gewünschte Stellung des Getriebes angibt. Das in der Figur nicht gezeigte Getriebe wählt die Getriebestellung entsprechend dem Signal S.
In 26 ist ein Beispiel für drei Typen von Schaltmustern gezeigt: ein Bergabfahrt-Muster (a), ein Muster (b) für die Fahrt auf einer ebenen Fläche und ein Bergauffahrt-Muster (c). Das Bergabfahrt-Schaltmuster (a) ist so beschaffen, daß das Getriebe bei einer geringeren Geschwindigkeit als auf einer ebenen Straße hochgeschaltet werden kann, um übermäßige Drehmomente zu vermeiden. Das Bergauffahrt-Schaltmuster (c) ist so beschaffen, daß das Getriebe bei höheren Geschwindigkeiten als auf einer ebenen Straße hochgeschaltet werden kann, um das Getriebe in einer niedrigeren Schaltstufe mit großem Drehmoment zu halten, um so die Bergauffahrt zu erleichtern. Im Ergebnis wird der Schaltvorgangsplan entsprechend dem Gefälle sin θ geändert, wodurch der Gang entsprechend dem Sollgefälle geeignet geschaltet werden kann, ohne daß Fehlanpassungen auftreten.
Mit anderen Worten, in der vorliegenden Ausführungsform kann der Schaltvorgangsplan, wie er deutlich in 26 gezeigt ist, als Schaltmuster beschrieben werden, dessen Drosselklappenöffnungswinkel TVO auf der vertikalen Achse aufgetragen ist und dessen Fahrzeuggeschwindigkeit V_sp auf der horizontalen Achse aufgetragen ist. Ein solches Schaltmuster ist für jedes Gefälle vorgesehen und wird entsprechend dem Gefälle sin θ gewählt. Daher wird das optimierte Schaltverhältnis stets automatisch und unabhängig vom Gefällestatus eingestellt. Daher ist ein Schaltvorgang in einem weiten Bereich von Fahrbedingungen möglich. Die Schalthäufigkeit kann ebenso wie die Bremshäufigkeit verringert werden, wodurch ein guter Fahrzustand aufrechterhalten wird.
In 27 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung zur Steuerung eines Fahrzeuggetriebes gezeigt. Das geschätzte Gefällesignal θ, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V_sp und das Drosselklappenöffnungswinkelsignal TVO werden in die Getriebesteuereinrichtung 5010 eingegeben. Aufgrund von Änderungen des Gefälles wird eine im Speicher 5015 gespeicherte Schaltvorgang-Nachschlagtabelle wie im folgenden beschrieben modifiziert, ferner wird die Getriebestellung entsprechend dem Drosselklappenöffnungswinkel bestimmt. Auf diese Weise können häufige Schaltvorgänge, die beim Fahren auf einem nach oben führenden Gefälle mit hohen Geschwindigkeiten häufig auftreten, vermieden werden, außerdem können ein Hochschalten am Beginn einer Bergauffahrt und eine übermäßige Beschleunigung bei Bergabfahrten verhindert werden.
In 28 wird in dem Schaltmustergenerator 5021 durch Interpolation zwischen dem im voraus gesetzten Muster Muster A 5022 (in dem der Schaltbereich näher bei den niedrigen Geschwindigkeiten liegt und somit ein Hochschalten bei niedrigeren Geschwindigkeiten stattfindet) und dem im voraus gesetzten Muster B 5023 (in dem ein Hochschalten erst bei einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit erforderlich ist und der Schaltbereich näher bei hohen Geschwindigkeiten liegt) ein für den momentanen Betriebszustand des Fahrzeuges optimiertes Schaltmuster erzeugt. Die Werte TVO, V_sp, DTVO und θ werden dazu verwendet, auf die im folgenden beschriebene Weise das optimierte Muster zu erzeugen. Das auf diese Weise erzeugte Schaltmuster wird von der Getriebesteuereinrichtung 5020 dazu verwendet, die nächste bestimmte Getriebestellung NXTG_PNEW aus den Werten CURG_P, TVO und V_sp zu bestimmen und auszugeben. Im Muster B (5023) ist der Schaltbereich in bezug auf das Muster A (5022) zu höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten verschoben; es kann jedoch auch in Richtung kleinerer Drosselklappenöffnungswinkel TVO verschoben sein. D.h., daß die Kurven sowohl nach unten als auch nach rechts verschoben sein können. Wenn der Schaltbereich nach oben verschoben ist, tritt häufiger ein Hochschaltvorgang auf. Wenn das Muster nach unten verschoben ist (niedrigere Werte von TVO), ist ein Hochschaltvorgang weniger wahrscheinlich.
In 29 ist ein Blockschaltbild einer Einrichtung gezeigt, die ein Schaltmuster erzeugt, wie es in 28 dargestellt ist. Die Variable X wird in dem X-Variablen-Rechner 5024 (30) unter Verwendung des Drosselklappenöffungswinkels TVO und seiner ersten Ableitung DTVO, der Fahrzeuggeschwindigkeit V_sp und des geschätzten Gefälles θ berechnet. Die Differenz zwischen dem Muster A 5022 und dem Muster B 5023 wird in dem Schaltmusterrechner 5025 entsprechend der Variablen X interpoliert, um ein Schaltmuster zu erzeugen.
Wie in 30 gezeigt, umfaßt der X-Variablen-Rechner 5024 einen Gefällevariablenrechner 5026, der dazu verwendet wird, eine Variable X₁ des Schaltmusters auf der Grundlage des Gefälles der Fläche, auf der das Fahrzeug fährt, zu berechnen, sowie einen Rechner 5027 für die Variable der beabsichtigten Beschleunigung, die dazu verwendet wird, die Variable X₂ des Schaltmusters entsprechend der Beschleunigungsabsicht des Fahrers zu berechnen, wie weiter unten erläutert wird. In 30 werden diese Ausgänge X₁ und X₂ summiert, um die Variable X zu erzeugen.
Der Gefällevariablenrechner 5026 behandelt das Fahrzeuggefälle θ als Argument einer Funktion für die Berechnung von X₁. Z.B. ist X₁ zwischen θ₁ und θ₂ fest. Wenn θ kleiner als θ₁ oder als θ₂ ist, verändert sich jedoch der Wert von X₁ direkt mit dem Absolutwert von θ, wie die durch die graphische Darstellung im Gefällevariablenrechner 5026 gezeigt ist. Somit bleibt das Schaltmuster im Bereich von θ₁ bis θ₂ unverändert. Wenn jedoch das Fahrzeug eine Bergauffahrt oder eine Bergabfahrt ausführt, die den Bereich θ₁ bis θ₂ übersteigt, wird der Schaltbereich in Abhängigkeit von dem Gefälle zur Seite hoher Geschwindigkeit verschoben.
In dem Rechner 5027 für die Variable der beabsichtigten Beschleunigung bestimmt der DTVO-Schwellenwertrechner 5028 auf der Grundlage von TVO und V_sp einen DTVO-Schwellenwert Wn. Dann wird DTVO durch den DTVO-Schwellenwert Wn dividiert, woraufhin das Ergebnis mit einer Konstante k multipliziert wird, um X₂ zu berechnen. Dann berechnet der Rechner 5024 die Variable X als Summe von X₁ und X₂. Somit ist die Variable X eine Funktion sowohl des Neigungswinkels der Fläche, auf der das Fahrzeug fährt, als auch der beabsichtigten Fahrzeugbeschleunigung.
In 31 sind eine Anzahl von Gefällevariablenfunktionen (A) bis (D) gezeigt, die alternativ zu den in 30 im Gefällevariablenrechner 5026 gezeigten Funktionen verwendet werden können. (A) ist eine Funktion derart, daß für sämtliche Werte von θ gilt: X₁ = k|θ|, wobei k eine Proportionalitätskonstante ist. Wenn diese Funktion verwendet wird, wird das Schaltmuster proportional zum Gefälle geändert. (B) ist eine Funktion ähnlich zur Funktion (A), mit der Ausnahme, daß für X₁ ein oberer Grenzwert vorhanden ist. Im Bereich von θ₁ bis θ₂ ist diese Funkti on gleich der Funktion (A); in anderen Fällen ist X₁ = X_A, fest. (C) ist eine Funktion, die dazu verwendet wird, das Schaltmuster im Bereich des jeweiligen Gefälles stufenweise zu verändern, wobei für Werte von θ, die kleiner als θ₁ sind, der Wert X_A, für θ im Bereich von θ₁ bis θ₂ der Wert X_B, für θ im Bereich von θ₂ bis θ₃ der Wert X_C, für θ im Bereich von θ₃ bis θ₄ der Wert X₀ (= Null), für θ im Bereich von θ₄ bis θ₅ der Wert X_C, für θ im Bereich von θ₅ bis θ₆ der Wert X_B und für θ im Bereich größer als θ₆ der Wert X_A gesetzt werden. Die Anzahl der Stufen kann wie gewünscht geändert werden. (D) ist eine Funktion, in der X für Werte von θ zwischen θ₁ und θ₂ fest ist. Wenn jedoch θ kleiner als θ₁ oder größer als θ₂ ist, verändert sich X₁ mit dem Absolutwert von θ entsprechend einer im voraus festgelegten Funktion, in der das Gefälle der X₁-Kurve abnimmt, wenn |θ| zunimmt. Diese oben erwähnten Funktionen können anstelle der Funktion des in 30 gezeigten Gefällevariablenrechners 5026 verwendet werden.
In 32A ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung zur Steuerung des Getriebes gezeigt. Ein Soll-Schaltmuster wird von der Schaltmuster-Wähleinheit 5031 aus den in einer Speichereinheit 5032 gespeicherten Schaltmustern auf der Grundlage von TVO, V_sp, DTVO und θ gewählt. Hierzu wird ein Parameter S entsprechend der folgenden Gleichung berechnet: S = ξ(θ)·K1 + ϕ(DTVO)·K2 + N (Ausdruck 19)wobei N eine ganze Zahl ist, die das normale Schaltmuster bezeichnet, das auf einer ebenen Fahrbahn bei konstanter Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet wird. Dann wird aus den in 33 gezeigten Schaltmustern auf der Grundlage des Wertes von S ein bestimmtes Schaltmuster ausgewählt.
(Wenn z.B. S = 2,3 ist, wird das Muster 2 gewählt; wenn S = 4,0, wird das Muster 4 gewählt, usw.) Die Funktionen ξ und ϕ im Ausdruck 19 sind in den 32B und 32C gezeigt. In der Praxis werden bei der Berechnung des Parameters S wie in 32A gezeigt, auf eine analoge Weise wie oben auch die Größen TVO und V_sp berücksichtigt.
Das auf diese Weise gewählte Schaltmuster wird dann dazu verwendet, die nächste bestimmte Getriebestellung NXTG_P in der Getriebestellung-Sucheinheit 5020 entsprechend den Werten von CURG_P, TVO und V_sp zu bestimmen. Dadurch können ein häufiges Schalten, das bei einer Bergauffahrt mit hohen Geschwindigkeiten oftmals auftritt, ein Hochschalten bei Beginn einer Bergauffahrt und eine übermäßige Beschleunigung bei einer Bergabfahrt vermieden werden.
In 33 werden die Schaltmuster erläutert, die in der in 32 gezeigten Schaltmustereinheit 5032 verwendet werden. Das Muster (A), in dem unabhängig von den Werten des Drosselklappenöffnungswinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit der erste Gang gewählt ist, ist für eine steile Bergauffahrt ausgebildet, die das Fahrzeug nur im ersten Gang bewältigen kann, oder für eine steile Bergabfahrt, bei der die Motorbremswirkung im ersten Gang ausgenutzt werden muß. Das Muster (B) ist bei steilen Bergauffahrten, die die Verwendung des ersten oder des zweiten Gangs erfordern, sowie bei steilen Bergabfahrten nützlich, die die Motorbremswirkung im zweiten Gang erfordern. Das Muster (C) dient Bergauffahrten, die den ersten bis dritten Gang erfordern, oder Bergabfahrten, die die Motorbremswirkung im dritten Gang erfordern. (D) wird bei einer Bergauffahrt mit hohen Geschwindigkeiten ohne häufiges Schalten gewählt. (E) dient dem normalen Fahren auf einer ebenen Straße, während (F) verwendet wird, wenn eine starke Beschleunigung oder eine hohe Leistung erfor derlich sind. Das Muster (G) ermöglicht nur eine geringe Beschleunigung und einen niedrigen Kraftstoffverbrauch. Das Muster (H) ist für eine kurvenreiche Bergauffahrt bei niedrigen Geschwindigkeiten optimiert, um ein Hochschalten zu verhindern. (I) ist für eine geringe Beschleunigung bei hoher Geschwindigkeit geeignet, um ein unerwartetes Herunterschalten zu verhindern. (J) wird gewählt, wenn im zweiten Gang auf einer Fahrbahn mit geringer Traktionswirkung oder auf einer abschüssigen Straße angefahren wird. Schließlich wird (K) gewählt, wenn im dritten Gang auf einer Straße mit geringer Traktion oder auf einer abschüssigen Fahrbahn angefahren wird.
In 34 ist eine Hardwarekonfiguration für die gefälleabhängige Steuerung des Getriebes gezeigt. Die Signale von dem am Motor 1110 angebrachten Motordrehzahlsensor 2713, von dem am Automatikgetriebe 1120 angebrachten Turbinenraddrehzahlsensor 2714, vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1121, vom Drosselklappenöffnungswinkelsensor 2710, vom Bremsschalter 2711, vom Schaltbereichsschalter 2712 und dergleichen werden in die Steuereinheit 2740 für das Automatikgetriebe eingegeben. Dann werden diese Signale in die Ein-Ausgabeschnittstelle 2755 des Mikrocomputers 2750 über die Eingangsschaltung 2730 und den Wellenformer 2731 für die A/D-Umwandlung und die Zyklusmessung eingegeben. In diesem Zeitpunkt wird die Taktzeit durch die Systemsteuereinrichtung 2752 gesteuert, die mit dem im ROM 2753 gespeicherten Programm betrieben wird, welches in der CPU 2751 abgearbeitet wird. Die aus dem Speicher abgerufenen Daten werden einmal im RAM 2754 gesichert und dann dazu verwendet, das Drehmoment, das Gefälle, die Schaltmusterveränderung usw. unter der Steuerung des Programms im ROM 2753 zu schätzen. Die Signale für die resultierende Getriebestellung und für den L/U-Zustand werden an Treiber 2732 bis 2734 für die Schaltso lenoide A, B bzw. C sowie an den Treiber 2735 für das L/U-Solenoid von der Ein-Ausgabeschnittstelle 2755 ausgegeben, um den Hydraulikmechanismus zu betätigen und das Getriebe zu steuern. Das ROM 2753 enthält außerdem Nachschlagtabellen für das Schaltmuster, das Pumpenraddrehmoment und das Motodrehmoment.
Zusätzlich zu der Steuerung der Schaltvorgänge aufgrund des geschätzten Gefälles kann die erfindungsgemäße Einrichtung auch dazu verwendet werden, eine Fahrzeuggeschwindigkeit-Steuereinheit zu optimieren. Hierzu sind eine Einrichtung für die Aufzeichnung der Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Statuserfassungseinheit vorgesehen, um den Status der Geschwindigkeitssteuereinheit entsprechend dem Gefälle zu bestimmen, so daß unabhängig vom Gefälle eine Sollbeschleunigung erhalten werden kann.
Die von der Erfassungseinrichtung erhaltene Gefälleinformation kann auch dazu verwendet werden, die Genauigkeit eines Fahrzeug-Navigationssystems zu verbessern, das mit einer Einrichtung für die Erfassung des Fahrzeugestandortes ausgerüstet ist. Außerdem kann eine derartige Gefälleinformation auch dazu verwendet werden, die Drosselklappe und eine Drosselklappensteuereinrichtung so zu steuern, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit in genauer Übereinstimmung mit dem Gaspedalniederdrückungsgrad unabhängig vom Gefälle beschleunigt wird. Wie oben erläutert worden ist, kann erfindungsgemäß jedes Fahrzeug mit einer rauschfreien Information bezüglich des geschätzten Gefälles versorgt werden, um eine stabile Fahrzeugesteuerung zu erzielen.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von einem Gefälle (θ) einer Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug bewegt, wobei das Gefälle (θ) in Abhängigkeit von erfassten Betriebsparametern (Ne, Nt, Vsp, Gsen) geschätzt wird, wobei durch eine Unterdrückung jeglicher Veränderung des geschätzten Wertes des Gefälles (θ) ab der Ausgabe eines Haltesignals eine fehlerhafte Schätzung des Gefälles (θ) vermieden wird, wenn (a) ein Schaltvorgang des Automatikgetriebes des Fahrzeugs erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltesignal ausgegeben wird, wenn mindestens eine der nachfolgenden Bedingungen erfüllt wird: (b) eine Änderung eines Drosselklappenwinkels (DTVO) wird festgestellt, die größer oder kleiner als ein jeweiliger zugehöriger Schwellenwert (dTVO + th, dTVO – th) ist, (c) eine Bremsenbetätigung wird erfaßt, (d) eine Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp) wird erfaßt, die kleiner als ein vorgegebener zugehöriger Schwellenwert für eine niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit ist, (e) eine Beschleunigung (DVsp) wird festgestellt, die größer als ein vorgegebener zugehöriger Schwellenwert (DVsp – TH) ist, oder (f) eine schlechte Fahrbahn wird festgestellt, und dass der aufgrund des Haltesignals unmittelbar vor Erfassen einer oder mehrerer der Bedingungen (b) bis (f) geschätzte Wert des Gefälles (θ) gehalten und zur Steuerung des Automatikgetriebes verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefälle (θ) in Abhängigkeit von der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp), einer erfaßten Motordrehzahl (Ne) und einer erfaßten Turbinenraddrehzahl (Nt) oder in Abhängigkeit von der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp) und einer erfaßten Fahrzeugbeschleunigung (Gsen) geschätzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle der Bedingungen (a), (b), (c) oder (f) das Haltesignal nach dem Ende des Vorliegens der Bedingung für eine vorgegebene Zeitdauer (T1, T2, T3) ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle der Bedingungen (d) oder (e) das Haltesignal nicht mehr ausgegeben wird, wenn die Bedingung nicht mehr vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schätzung des Gefälles (θ) folgende Schritte durchgeführt werden: (1) Bestimmen eines Ausgangsdrehmomentes (TO) für das Fahrzeug in Abhängigkeit von einer Getriebestellung (Gp), einer Motordrehzahl (Ne) und einer Turbinendrehzahl (Nt), (2) Auslesen eines Wertes für den Fahrwiderstand (TRL) des Fahrzeuges auf ebener Straße aus einer Nachschlagtabelle in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp), (3) Differenzieren der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp) und multiplizieren des Ergebnisses (DVsp) mit der Masse der Fahrzeuges und dem Reifenradius (R) des Fahrzeugs, (4) Subtrahieren des Fahrwiderstandes (TRL) vom Ausgangsdrehmoment (TO), (5) Subtrahieren des Ergebnisses des dritten Schrittes vom Ergebnis des vierten Schrittes und (6) Dividieren des Ergebnisses des fünften Schrittes durch das Fahrzeuggewicht (W) und den Reifenradius (R).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schritt die folgenden Schritte umfaßt: (7) Dividieren der Motordrehzahl (Ne) durch die Turbinenraddrehzahl (Nt), um ein Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnis (e) zu erzeugen, (8) Auslesen eines Koeffizienten (τ(e)) für die Pumpenradkapazität des Drehmomentwandlers aus einer Nachschlagtabelle in Abhängigkeit des Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnisses, (9) Quadrieren der Motordrehzahl (Ne) und Multiplizieren des Ergebnisses mit dem Koeffizienten (τ(e)) für die Pumpenradkapazität, um einen ersten Wert für das Pumpenraddrehmoment (Tp1) zu erzeugen, (10) Auslesen eines Drehmomentverhältnisses (t(e)) aus einer Nachschlagtabelle in Abhängigkeit von dem Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnis (e), (11) Auslesen eine Übersetzungsverhältnisses (r(Gp)) aus einer Nachschlagtabelle in Abhängigkeit von der Getriebestellung (Gp) und (12) Multiplizieren des Pumpenraddrehmomentes (Tp) mit dem Drehzahlverhältnis (t(e)), dem Übersetzungsverhältnis (r(Gp)) und einem Übersetzungsverhältnis (rf) eines Differentials des Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch folgende Schritte: (13) Erfassen des Drosselklappenwinkels (TVO), (14) Auslesen eines Motordrehmomentwertes (Te) aus einer Nachschlagtabelle in Abhängigkeit von dem Drosselklappenöffnungswinkel (TVO) und der Motordrehzahl (Ne), (15) Bestimmen eines Zusatzlastmomentes (TAcc) des Fahrzeugs in Abhängigkeit von zumindest dem Motordrehmomentwert (Te) und dem ersten Wert für das Pumpenraddrehmoment (Tp1), (16) Subtrahieren des Zusatzlastmomentes (TAcc) von dem Motordrehmoment (Te), um einen ersten alternativen Pumpenraddrehmomentwert (Tp2) zu erzeugen, (17) Bereitstellen eines zweiten alternativen Pumpenraddrehmomentwertes (Tp3), der einem Drehmoment von Null entspricht, (18) Auswählen des ersten Pumpenraddrehmomentwertes (Tp1), wenn das Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnis (e) kleiner als ein Schwellenwert ist, Auswählen des ersten alternativen Pumpenraddrehmomentwertes (Tp2), wenn das Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnis (e) größer als der Schwellenwert ist oder der Drehmomentwandler in einem verriegelten Zustand ist oder das Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnis (e) größer als Eins und der Drosselklappen öffnungswinkel gleich Null ist, und Auswählen des zweiten alternativen Pumpenraddrehmomentwertes (Tp3), wenn das Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnis (e) kleiner als Eins und der Drosselklappenöffnungswinkel gleich Null ist, wobei der im Schritt (18) ausgewählte Pumpenraddrehmomentwert zur Multiplikation im Schritt (12) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Feststellung der Bedingung (b) die folgenden Schritte durchgeführt werden: – Erfassen des Drosselklappenwinkels (TVO) und – Differenzieren des erfaßten Drosselklappenwinkels (TVO).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert für eine niedrige Geschwindigkeit der Bedingung (d) im wesentlichen 10 km/h beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Feststellung der Beschleunigung (DVsp) der Bedingung (e) die erfaßte Geschwindigkeit (Vsp) differenziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Feststellung der Bedingung (f) folgende Schritte durchgeführt werden: – Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp), – Differenzieren der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp), – Erfassen des Drosselklappenöffnungswinkels (TVO) und – Differenzieren des erfaßten Drosselklappenöffnungswinkels (TVO), und eine schlechte Fahrbahn festgestellt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp) und/oder die differenzierte Fahrzeuggeschwindigkeit (DVsp) und/oder der Drosselklappenöffnungswinkel (TVO) und/oder der differenzierte Drosselklappenöffnungswinkel (DTVO) einen jeweiligen Grenzwert überschreiten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis des Schrittes (3) und das Ergebnis des Schrittes (4) oder das Ergebnis des Schrittes (5) durch ein jeweiliges Tiefpaßfilter (1022; 1021; 1020) geleitet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die differenzierte Geschwindigkeit (DVsp) durch ein Tiefpaßfilter (1022) geleitet wird.
Einrichtung zur Steuerung eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von einem Gefälle (θ) einer Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug bewegt, mit einer Gefälleschätzeinheit (1), die das Gefälle (θ) in Abhängigkeit von erfassten Betriebsparametern (Ne, Nt, Vsp, Gsen) schätzt, und einer Steuereinheit (5), die in Abhängigkeit von dem geschätzten Gefälle (θ) das Automatikgetriebe steuert, wobei durch eine Unterdrückung jeglicher Veränderung des geschätzten Wertes des Gefälles (θ) ab der Ausgabe eines Haltesignals eine fehlerhafte Schätzung des Gefälles (θ) vermeidbar ist, wenn (a) eine Schaltvorgang-Beurteilungseinheit (3010) das Haltesignal an eine Gefällehalteeinheit (3030) ausgibt, wenn sie einen Schaltvorgang des Automatikgetriebes des Fahrzeugs erfaßt, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltesignal an die Gefällehalteeinheit (3030) ausgegeben wird, wenn mindestens eine der nachfolgenden Bedingungen erfüllt wird: (b) eine Drosselklappenbeschleunigungs-/verzögerungs-Beurteilungseinheit (3011) gibt das Haltesignal an die Gefällehalteeinheit (3030) aus, wenn sie eine Änderung eines Drosselklappenwinkels (DTVO) feststellt, die größer oder kleiner als ein jeweiliger zugehöriger Schwellenwert (dTVO + th, dTVO – th) ist, (c) eine Bremsbetätigung-Beurteilungseinheit (3012) gibt das Haltesignal an die Gefällehalteeinheit (3030) aus, wenn sie eine Bremsenbetätigung erfaßt, (d) eine Fahrzeuggeschwindigkeithalte-Beurteilungseinheit (3013) gibt das Haltesignal an die Gefällehalteeinheit (3030) aus, wenn sie eine Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp) erfaßt, die kleiner als ein vorgegebener zugehöriger Schwellenwert für eine niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit ist, (e) eine DVsp-Halte-Beurteilungseinheit (3014) gibt das Haltesignal an die Gefällehalteeinheit (3030) aus, wenn sie eine Beschleunigung (DVsp) feststellt, die größer als ein vorgegebener zugehöriger Schwellenwert (DVsp – TH) ist, oder (f) eine Einheit (3015) zur Beurteilung einer schlechten Straße, gibt das Haltesignal an die Gefällehalteeinheit (3030) aus, wenn sie eine schlechte Fahrbahn feststellt, und dass die Gefällehalteeinheit (3030) aufgrund des Haltesignals den unmittelbar vor Erfassen einer oder mehrerer der Bedingungen (b) bis (f) geschätzten Wert des Gefälles (θ) hält und diesen an die Steuereinheit (5) ausgibt.
Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefälleschätzeinheit (1) das Gefälle (θ) in Abhängigkeit von der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp), einer erfaßten Motordrehzahl (Ne) und einer erfaßten Turbinenraddrehzahl (Nt) oder in Abhängigkeit von der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp) und einer erfaßten Fahrzeugbeschleunigung (Gsen) schätzt.
Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch eine Halte-Verzögerungseinheit (3020), die zwischen die Schaltvorgang-Beurteilungseinheit (3010) und/oder die Drosselklappenbeschleunigungs-/verzögerungs-Beurteilungseinheit (3011) und/oder die Bremsbetätigung-Beurteilungseinheit (3012) und/oder die Einheit (3015) zur Beurteilung einer schlechten Straße und die Gefällehalteeinheit (3030) geschaltet ist und bei Vorliegen einer der Bedingungen (a), (b), (c) oder (f) das Haltesignal am Ende des Vorliegens der Bedingung für eine vorgegebene jeweilige Zeitdauer (T1, T2, T3) an die Gefällehalteeinheit (3030) ausgibt.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuggeschwindigkeithalte-Beurteilungseinheit (3013) und/oder die DVsp-Halte-Beurteilungseinheit (3014) das jeweilige Haltesignal nicht mehr ausgeben, wenn die entsprechende Bedingung (d), (e) nicht mehr vorliegt.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, gekennzeichnet durch (1) eine Abtriebswellendrehmoment-Schätzeinheit (1010), die ein Ausgangsdrehmoment (TO) für das Fahrzeug in Abhängigkeit von einer Getriebestellung (Gp), einer Motordrehzahl (Ne) und einer Turbinendrehzahl (Nt) bestimmt und ausgibt, (2) eine Einheit (1030) zur Ermittlung des Fahrwiderstandes auf ebener Straße, die einen Wert für den Fahrwiderstand (TRL) des Fahrzeuges auf ebener Straße aus einer Nachschlagtabelle in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp) ausliest und ausgibt, (3) eine Fahrzeuggeschwindigkeit-Differenziereinheit (1040), der die Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp) differenziert und das Ergebnis (DVsp) ausgibt, das daran anschließend mit der Masse des Fahrzeugs und dem Reifenradius (R) des Fahrzeugs multipliziert wird, wobei (4) der Fahrwiderstand (TRL) vom Ausgangsdrehmoment (TO) subtrahiert wird, (5) das Ergebnis der Multiplikation aus (3) vom Ergebnis aus (4) subtrahiert wird, und (6) das Ergebnis von (5) durch das Fahrzeuggewicht (W) und den Reifenradius (R) dividiert wird.
Einrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch (7) eine Einrichtung (1011), die die Motordrehzahl (Ne) durch die Turbinenraddrehzahl (Nt) teilt, um ein Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnis (e) zu erzeugen und auszugeben, (8) eine erste Nachschlagtabelle (1016), aus der ein Koeffizient (τ(e)) für die Pumpenradkapazität des Drehmomentwandlers in Abhängigkeit des Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnisses ausgelesen wird, (9) wobei die Motordrehzahl (Ne) quadriert und das Ergebnis mit dem Koeffizienten (τ(e)) für die Pumpenradkapazität multipliziert wird, um einen ersten Wert für das Pumpenraddrehmoment (Tp1) zu erzeugen, (10) eine zweite Nachschlagtabelle (1017), aus der ein Drehmomentverhältnis (t(e)) in Abhängigkeit von dem Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnis (e) ausgelesen wird, und (11) eine dritte Nachschlagtabelle (1012), aus der ein Übersetzungsverhältnis (r(Gp)) in Abhängigkeit von der Getriebestellung (Gp) ausgelesen wird, (12) wobei das Pumpenraddrehmomentes (Tp) mit dem Drehzahlverhältnis (t(e)), dem Übersetzungsverhältnis (r(Gp)) und einem Übersetzungsverhältnis (rf) eines Differentials des Fahrzeugs multipliziert wird.
Einrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch (13) Erfassen des Drosselklappenwinkels (TVO), (14) einen Motor-Drehmomentrechner (1911), der ein Motordrehmomentwert (Te) aus einer vierten Nachschlagtabelle in Abhängigkeit von dem Drosselklappenöffnungswinkel (TVO) und der Motordrehzahl (Ne) ausliest, (15) eine Hilfsmotordrehmoment-Lerneinheit (1912), die ein Zusatzlastmoment (TAcc) des Fahrzeugs in Abhängigkeit von zumindest dem Motordrehmomentwert (Te) und dem ersten Wert für das Pumpenraddrehmoment (Tp1) bestimmt, (16) wobei das Zusatzlastmoment (TAcc) von dem Motordrehmoment (Te) subtrahiert wird, um einen ersten alternativen Pumpenraddrehmomentwert (Tp2) zu erzeugen, (17) eine Einheit (1914), die einen zweiten alternativen Pumpenraddrehmomentwert (Tp3) bereitstellt, der einem Drehmoment von Null entspricht, und (18) eine Drehmoment-Wähleinrichtung (1916), die das erste Pumpenraddrehmomentwertes (Tp1) auswählt, wenn das Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnis (e) kleiner als ein Schwellenwert ist, das erste alternative Pumpenraddrehmomentwertes (Tp2) auswählt, wenn das Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnis (e) größer als der Schwellenwert ist oder der Drehmomentwandler in einem verriegelten Zustand ist oder das Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnis (e) größer als Eins und der Drosselklappenöffnungswinkel gleich Null ist, und das zweite alternative Pumpenraddrehmomentwertes (Tp3) auswählt, wenn das Eingangs-/Ausgangsdrehzahlverhältnis (e) kleiner als 1 und der Drosselklappenöffnungswinkel gleich Null ist, wobei der von der Drehmoment-Wähleinrichtung (1916) ausgewählte Pumpenraddrehmomentwert (Tp4) zur Multiplikation im Schritt (12) verwendet wird.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselklappenwinkel (TVO) erfaßt wird und eine Drosselklappenöffnungswinkel-Differenziereinheit (70) vorgesehen ist, die den erfaßten Drosselklappenwinkel (TVO) differenziert, wobei die Drosselklappenbeschleunigungs-/-verzögerungs-Beurteilungseinheit (3011) den differenzierten Drosselklappenöffnungswinkel (DTVO) als Eingangssignal erhält.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert für eine niedrige Geschwindigkeit im wesentlichen 10 km/h beträgt.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die erfaßte Geschwindigkeit (Vsp) differenziert wird und das Ergebnis an die DVsp-Halte-Beurteilungseinheit (3014) ausgegeben wird.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, gekennzeichnet durch die Schritte – Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp) und Eingeben des Ergebnisses in die Einheit (3015) zur Beurteilung einer schlechten Straße, – Differenzieren der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp) und Eingeben des Ergebnisses in die Einheit (3015) zur Beurteilung einer schlechten Straße, – Erfassen des Drosselklappenöffnungswinkels (TVO) und Eingeben des Ergebnisses in die Einheit (3015) zur Beurteilung einer schlechten Straße, und – Differenzieren des erfaßten Drosselklappenöffnungswinkels (TVO) und Eingeben des Ergebnisses in die Einheit (3015) zur Beurteilung einer schlechten Straße, wobei die Einheit (3015) zur Beurteilung einer schlechten Straße eine schlechte Fahrbahn feststellt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (Vsp) und/oder die differenzierte Fahrzeuggeschwindigkeit (DVsp) und/oder der Drosselklappenöffnungswinkel (TVO) und/oder der differenzierte Drosselklappenöffnungswinkel (DTVO) einen jeweiligen Grenzwert überschreiten.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis des Schrittes (3) und das Ergebnis des Schrittes (4) oder das Ergebnis des Schrittes (5) durch ein jeweiliges Tiefpaßfilter (1022; 1021; 1020) geleitet wird.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die differenzierte Geschwindigkeit (DVsp) durch ein Tiefpaßfilter (1022) geleitet wird.