DE69615797T2 - Verfahren zur Steuerung eines automatischen Getriebes als Funktion der Fahrweise des Fahrers - Google Patents

Verfahren zur Steuerung eines automatischen Getriebes als Funktion der Fahrweise des Fahrers

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung automatischer oder automatisierter Getriebe mit abgestuften Gängen vom Kastentyp mit einem Umlaufgetriebezug, der an mehrere Bremsen und Kupplungen angeschlossen ist, die von einem elektronischen Rechner gesteuert werden, oder vom Typ, der einen Satz von Schubgabeln und Synchronisatoren mit Robotersteuerung ist.
  • Der Fahrstil eines Fahrzeugfahrers kann mehr oder weniger energiegeladen oder 'sportlich' sein. Um auf die Erwartungen des Fahrers zu reagieren, verfügen zahlreiche automatische Getriebe heutzutage über einen ersten Funktionsmodus, der einem verminderten Verbrauch ('Öko'-Modus) den Vorrang gibt, und einen zweiten Funktionsmodus, der die Reizbarkeit des Fahrzeugs ('sportlicher' Modus) bevorzugt, zwischen denen der Fahrer mit Hilfe eines auf seinem Armaturenbrett befindlichen Steuerorgans umschalten kann.
  • Eine stärker ausgearbeitete Behandlung dieser Probleme des Verhaltens besteht darin, den Fahrstil eines Fahrers zu ermitteln, um automatisch die Regeln für den Gangwechsel eines automatischen Getriebes an die Erwartungen des Fahrers anzupassen.
  • Die Veröffentlichung EP 0.638.742 beschreibt in dieser Angelegenheit eine Vorgehensweise, die darin besteht, einen mittleren Wert für das Öffnen der Ventilklappe für das Gas und die Ableitung dieses Öffnens zu berechnen und die Bedingungen für die Anwendung der unterschiedlichen verfügbaren Regeln des Gangwechsels in Abhängigkeit von diesen Werten nach den Rechenregeln vom logischen unbestimmten Typ festzulegen. Außer der hohen Anzahl der Messungen und der erforderlichen Rechenoperationen weist das in jener Veröffentlichung vorgeschlagene Vorgehen den doppelten Nachteil auf, dass es auf einer unvollständigen Schätzung des Verhaltens des Fahrers beruht und die Fahrbedingungen nicht berücksichtigt.
  • Aus der Veröffentlichung EP 0.347.261 kennt man ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Getriebes entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit mehreren Regeln für den Gangwechsel, nach welchem man die Reserve an Motorkraft des Fahrzeugs in einem Verhältnis berücksichtigt, das dem Verhältnis der Momentanleistung zur verfügbaren Leistung entspricht, ohne die Bedingungen der Fahrroute des Fahrzeugs in Betracht zu ziehen..
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die tatsächliche Aktivität des Fahrers mit den Fahrbedingungen seines Fahrzeugs zu verbinden, um unterschiedliche Regeln für den Gangwechsel an den Rechner eines automatischen Getriebes zu geben.
  • Sie betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Getriebes mit abgestuften Gängen in Abhängigkeit vom Fahrstil des Fahrers. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, das s der Rechner des Getriebes verschiedene Regeln für das Wechseln der Gänge nach dem Wert eines Aktivitätskoeffizienten Kakt anwendet, der von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (v), des eingelegten Ganges (n), der Motordrehzahl (ω) und der Betätigung der Bremse (f) abhängt.
  • Nach einer besonderen Ausführungsform, wenn der Fahrer seinen Fuß auf dem Gaspedal hat, ist Kakt gleich dem Verhältnis γ/γm der augenblicklichen Beschleunigung γ des Fahrzeugs zu seiner möglichen Maximalbeschleunigung bei durchgetretenem Gaspedal im selben Gang.
  • Wenn der Fahrer bremst, ist Kakt vorzugsweise gleich dem Verhältnis γ/γm der augenblicklichen Geschwindigkeitsabnahme γ zu seiner maximal möglichen Geschwindigkeitsabmanme γm.
  • Weitere Wesenszüge und Vorzüge der Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung einer besonderen Ausführungsform mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen deutlich. Dabei stellten die Abbildungen folgendes dar:
  • - Die Fig. 1 stellt zusammengefasst das Verfahren der Erfindung dar.
  • - Die Fig. 2 gruppiert um ein Funktionsschema die Hauptetappen der vorgeschlagenen Vorgehensweise.
  • Die unterschiedlichen Informationen 1 bis 6, die in Fig. 1 erwähnt sind, werden entsprechend der Erfindung durch eine spezifische Einheit 111 für das Erkennen des Fahrstils genutzt, um dem Rechner oder der TCU (Getriebesteuereinheit) 112 des Getriebes, die in herkömmlicher Weise für die Wahl des Ganges n verantwortlich ist, einen Funktionsmodus zu vermitteln, der dem erkannten Fahrstil entspricht. Entsprechend der Erfindung wird daher der Gang n, der an das Getriebe über die TCU 112 vermittelt wird, in Abhängigkeit des von der Einheit 111 erkannt en Fahrstils auf der Grundlage der folgenden Informationen bestimmt.
  • - 1. Öffnen des Klappenventils für die Gaszuführung, αKla,
  • - 2. Geschwindigkeit v des Fahrzeugs,
  • - 3. eingelegter Gang n,
  • - 4. Drehzahl des Motors n
  • - 5. Benutzung der Bremse f,
  • - 6. Benutzung des Bremskontaktes k ('Kick-down') am Ende des Gaspedalwegs (wenn dieser am Fahrzeug vorhanden ist.
  • Da die Informationen f und k Informationen vom Typ 'Kontakt' sind, handelt es sich um Binärzeichen (0 oder 1), während die anderen Informationen, da sie kontinuierlich ablaufende Änderungen übertragen, Signale sind, die sich innerhalb der Wertebereiche in progressiver Weise entwickeln.
  • Die dem Rechner 112 von der Einheit 111 in. Abhängigkeit vom Fahrstil des Fahrers zugeführten Funktionsmodi können beispielsweise drei an der Zahl sein, die als sparsam 'ÖKO'), 'NORMAL' bzw. sportlich 'SPORT' gekennzeichnet werden können und die Erwartungen des Fahrers hinsichtlich der Verringerung des Verbrauchs oder der Reizbarkeit seitens seines Fahrzeugs übersetzen. Man kann jedoch auch eine andere Zahl von Funktionsmodi ins Auge fassen oder gar die Berücksichtigung anderer Kriterien durch die Einheit 111, ohne über den Rahmen der Erfindung hinaus zu gehen.
  • Mit Bezug auf die Fig. 2 sieht man, dass das Signal für das Öffnen des Klappenventils für das Gas und das Signal für die Fahrzeuggeschwindigkeit in Wirklichkeit gefilterte Signale αKlaFil und vFil in den Funktionblöcken 21a und 21b beispielsweise über Tiefpassfilter sind. Die Signale αKlaFil und vFil sind dann Ableitungen (vergl. Funktionsblöcke 25a und 25b), bevor sie gleichzeitig mit der Information k, wenn diese verfügbar ist, und einem Signal der maximalen Beschleunigung γm für die Berechnung eines Aktivitätskoeffizienten Kakt (vergl. Funktionsblock 26), benutzt werden.
  • Genauer gesagt, der Block 22 entspricht einem logischen Test, der auf der Grundlage der Informationen αKla und f in folgender Weise durchgeführt wird: Wenn αKla > 0 (Klappenventil offen) und f = 0 (Bremse nicht betätigt), dann wird ein Signal mit dem Wert 1 abgegeben, welches bei der Berechnung von Kakt (vergl. Block 2C) die Berücksichtigung einer maximalen Beschleunigung γm nach sich zieht, die derjenigen entspricht, die man erhalten würde, wenn der Fahrer mit durchgetretenem Gaspedal fährt, und die in 23 auf der Grundlage des Beschleunigungswertes γ berechnet wird, der sich aus der Ableitung von vFil in 25b ergibt. Dagegen ist, wenn αKla = 0 oder f = 1 ist (Klappenventil offen oder Bremse betätigt), die maximale Beschleunigung (Geschwindigkeitsabnahme) γm, die für die Berechnung des Koeffizienten Kakt berücksichtigt wird, diejenige, die das Fahrzeug im Zustand der maximalen Bremsung hätte. Der Block 22 erzeugt in diesem Fall ein Signal auf dem Niveau 1, das in 24 die Eichung von γm durch ein der möglichen maximalen Bremsung entsprechendes -Sγ nach sich zieht, das auf der Grundlage der Kenndaten des Fahrzeugs bestimmt wird. Die Eichung 24 wird daher durch des Abschicken des Signals -Sγ an den Funktionsblock 26 übertragen.
  • Kakt wird in 26 auf der Grundlage der Informationen γ, dαKla/dt, k, berechnet, wobei γ bzw. dαKla/dt die Ableitungen von αKlaFil und von v sind, deren Berechnung in 25a und 25b durchgeführt wird. Diese Berechnung kann insbesondere auf die folgende Weise durchgeführt werden:
  • - wenn dαKla/dt > δ&sub1;, dann nimmt Kakt einen ersten eingegebenen Wert an, beispielsweise 0,6;
  • - wenn dαKla/dt > δ&sub2; > δ&sub1;, oder wenn k = 1, dann nimmt Kaktt einen zweiten eingegebenen Wert an, beispielsweise 0,9 und
  • - in allen anderen Fällen ist Kakt = γ/γm,
  • wobeiδ&sub1; und δ&sub2; Schwellwerte sind, die durch einen Bediener in der Weise festgelegt werden, dass auf die Einheit 111 die gewünschte Empfindlichkeit für eine schnelle Verstärkung des Gaspedals gegeben wird und gegebenenfalls auf die Betätigung des Kick-down durch den Fahrer, nämlich Kakt.
  • Kakt liegt vorzugsweise zwischen 0 und 1. Der Wert 0 entspricht der Untätigkeit des Fahrers, während der Wert 1 eine maximale Tätigkeit überträgt. Kakt wird in der Weise gefiltert (Funktionsblock 27), dass beispielsweise ein gefilterter Wert von Kakt, KaktFil, wie beispielsweise ein gleitender Mittelwert von Kakt über eine Dauer zur Verfügung steht, die gegebenenfalls vom Zustand der Bremsbetätigung abhängt.
  • Die Auswahl des Funktionsmodus des Getriebes erfolgt in 28 in Abhängigkeit von den Werten, die durch KaktFil angenommen werden. Diese Auswahl erfolgt in Abhängigkeit von den Werten und der Zahl der verfügbaren Modi. Sie kann in binärer Logik oder in analoger Logik realisiert werden. In dem besonderen Fall, wo man über die drei oben erwähnten Funktionsmodi 'ÖKO', 'NORMAL' und 'SPORT' verfügt, kann die Auswahl des Funktionsmodus beispielsweise in der folgenden Weise kurzgefasst ausgedrückt werden:
  • Kakt schwach (beispielsweise Kakt < 0,4) Modus ÖKO Kakt mittel (beispielsweise 0,4 < Kakt < 0,7) Modus NORMAL
  • Kakt hoch (beispielsweise 0,7 < Kakt) Modus SPORT, wobei die entsprechenden Wertebereiche von Kakt unterschiedlich sein können, je nachdem der Fahrer bremst oder nicht.
  • Um eine relative Stabilität der Steuerung zu bewahren, schlägt die Erfindung außerdem vor, in die Berechnung des Aktivitätskoeffizienten Kakt einen Korrekturterm Kv einzuführen, der die Rückführung oder die Beibehaltung der Übersetzung auf einen weniger reaktiven Modus erleichtert. Kv reflektiert insbesondere die Aktivität des Fahrers bezüglich seines Gaspedals in der folgenden Weise:
  • Kv = 0 in allen anderen Fällen,
  • wobei SdK ein Normierungsparameter in der Größenordnung von 30 bis 40%/s ist, der das Einsetzen der zeitlichen Ableitung des Öffnens der Ventilklappe d&alpha;Kla/dt in der Berechnung von Kv festlegt. Kv wird dann in einem Filter mit gleitendem Mittelwert (vergl. Funktionsblock 27b) gefiltert, was einen gefilterten Stabilitätsterm Kv-Fil dergestalt liefert, dass der im Funktionsblock 28 zur Berechnung und Bestimmung des Funktionsmodus des Getriebes benutzte Koeffizient wird:
  • KAktFil + Kv-Fil.
  • Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können auch andere Situationen berücksichtigt werden, wenn es um die oben dargelegten allgemeinen Prinzipien der Bestimmung des Fahrstils geht. Insbesondere kann unter bestimmten Umständen wie denen des Fahrens auf einer ansteigenden Strecke der Fahrer mit Vollgas beschleunigen, um seine Geschwindigkeit beizubehalten, ohne dass diese Aktion den Sachverhalt eines sportlichen Fahrens widerspiegelt. In diesem Fall kann es wünschenswert sein, der Größe KAktFil den Wert zu geben, den sie vor der Inangriffnahme des Anstiegs hatte, um die Auswahl des sportlichsten Funktionsmodus zu unterbinden. Diese Situation kann man verwirklichen durch den Vergleich einer Variablen F, die für die Summe der auf das Fahrzeug wirkenden Fahrwiderstände repräsentativ ist und die gleich einer Differenz &gamma; - &gamma;nom zwischen der tatsächlichen Beschleunigung des Fahrzeugs und der Nennbeschleunigung sein kann, der es unterworfen wäre, wenn es auf ebener Strecke ohne Wind und unbeladen fahren würde, und die mit Hilfe der Parameter &alpha;, v, n &omega; mit einem Schwellwiderstand SF (n), der vom Anstieg und/oder der Last des Fahrzeugs abhängt, berechnet wird, mit dem Gang n des Getriebes.
  • Der gefilterte Aktivitätskoeffizient KAktFil kann daher in der Weise begrenzt werden, dass zumindest die Übernahme des sportlichsten Funktionsmodus unterbunden wird, wenn das Öffnen des Klappenventils für das Gase &alpha;Kla größer als ein vorher eingestellter Öffnungsschwellwert &alpha;&sub1; ist und F größer als SF ist.
  • Schließlich muss angemerkt werden, dass, wenn der Fahrer das Gaspedal vol durchgetreten hat, der Korrekturterm Kv zu Null wird auf Grund der Tatsache des Nichtbetätigens des Gaspedals. In diesem Fall kann der Wert Kv-Fil vorteilhafterweise auf dem Wert gehalten werden, den er hatte, bevor der Fahrer durchgetreten hat, um diese vergangene Tätigkeit im 'Gedächtnis' zu behalten.
  • Die Vorteile des von der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens sind zahlreich. Zu ihnen zählt auch der, dass das Verhältnis zwischen der augenblicklichen Beschleunigung des Fahrzeugs und seiner maximalen theoretischen Beschleunigung unter denselben Bedingungen mit hoher Genauigkeit die wirkungsvolle Ausnutzung der Möglichkeiten des Fahrzeugs durch seinen Fahrer widerspiegelt. Außerdem berücksichtigt dieses Kriterium, das einheitlich ist, da es ja dasselbe bei der Beschleunigung wie auch beim Bremsen ist, die Beladungsbedingungen und die Neigung des Fahrzeugs bei der Berechnung der augenblicklichen Beschleunigung. Außerdem sind die dargelegten Berechnungen zur Einstufung des Fahrstils einfach, denn sie sind auf die Anwendung einer einzigen Formel begrenzt und bedürfen nicht der Benutzung der Regeln der Unbestimmtheitsrechnung.

Claims (10)

  1. [1] Verfahren zur Steuerung eines automatischen Getriebes mit abgestuften Gängen in Abhängigkeit vom Fahrstil des Fahrers, nach welchem der Rechner für das Getriebe verschiedene Regeln für den Wechsel der Gänge je nach dem Wert eines Aktivitätskoeffizienten (Kakt) in Anwendung bringt, der von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (v), dem eingelegten Gang (n), der Motordrehzahl (&omega;) und der Betätigung der Bremse abhängt, dadurch gekennzeichnet dass, wenn der Fahrer den Fuß auf dem Gaspedal hat, der Aktivitätskoeffizient (Kakt) gleich dem Verhältnis (&gamma;/&gamma;m) von augenblicklicher Beschleunigung des Fahrzeugs (&gamma;) zu seiner möglichen Maximalbeschleunigung bei durchgedrücktem Gaspedal (&gamma;m) im selben Gang ist.
  2. [2] Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Fahrer bremst, der Aktivitätskoeffizient (Kakt) gleich dem Verhältnis (&gamma;/&gamma;m) der Geschwindigkeitsabnahme des Fahrzeugs (&gamma;) zu seiner maximal möglichen Geschwindigkeitsabnahme (&gamma;m) ist.
  3. [3] Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Fahrer den Fuß auf dem Gaspedal hat, der Aktivitätskoeffizient (Kakt) um einen Korrekturterm (Kv) größer ist, der die Aktivität des Fahrers auf dem Gaspedal widerspiegelt.
  4. [4] Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturterm (Kv) von der zeitlichen Ableitung der Öffnung der Ventilklappe für das Gas (agia) abhängt.
  5. [5] Verfahren zur Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet das der Aktivitätskoeffizient Kakt in der Weise begrenzt wird, dass zumindest die Übernahme des sportlichsten Funktionsmodus unterbunden wird, wenn das Öffnen der Ventilklappe der Gase (&alpha;Kla) größer ist als ein vorher eingestellter Schwellwert für das Öffnen (&alpha;&sub1;) und dass die Summe der Fahrwiderstände (F), die auf das Fahrzeug wirken, größer als ein vorher eingestellter Schwellwert der Widerstände (SF) ist.
  6. [6] Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Widerstände (F) auf Grund des Unterschiedes (&gamma; - &gamma;nom) zwischen der augenblicklichen Beschleunigung des Fahrzeugs und derjenigen Beschleunigung ermittelt wird, die es hätte, wenn es auf einer ebenen Fläche ohne Wind und unbeladen fahren würde.
  7. [7] Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert des Widerstandes (SF) vom Anstieg, vom Gang (n) und/oder der Beladung des Fahrzeugs abhängt.
  8. [8]Verfahren zur Steuerung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ermöglicht, automatisch in den Getrieberechner Gangwechselregeln einzugeben, die einer Herabsetzung des Verbrauchs bzw. der sportlichen Fahrweise den Vorrang geben.
  9. [9] Verfahren zur Steuerung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Fahrer voll beschleunigt, der Korrekturterm (Kv) auf seinem vorherigen Wert gehalten wird.
  10. [10] Verfahren zur Steuerung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der Rechner für das Getriebe ein Betätigungssignal des Bremskontaktes (k) gleich 0 oder 1 berücksichtigt.
DE1996615797 1995-11-30 1996-11-22 Verfahren zur Steuerung eines automatischen Getriebes als Funktion der Fahrweise des Fahrers Expired - Lifetime DE69615797T2 (de)

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