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DE19626990A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Schaltsteuerung in Kraftfahrzeug-Automatikgetrieben - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Schaltsteuerung in Kraftfahrzeug-Automatikgetrieben

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Publication number
DE19626990A1
DE19626990A1 DE19626990A DE19626990A DE19626990A1 DE 19626990 A1 DE19626990 A1 DE 19626990A1 DE 19626990 A DE19626990 A DE 19626990A DE 19626990 A DE19626990 A DE 19626990A DE 19626990 A1 DE19626990 A1 DE 19626990A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
driving force
resistance
shift
driving
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19626990A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanobu Horiguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unisia Jecs Corp filed Critical Unisia Jecs Corp
Publication of DE19626990A1 publication Critical patent/DE19626990A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Schalt­ steuerung in Kraftfahrzeug-Automatikgetrieben und insbe­ sondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Schalt­ steuerung von Automatikgetrieben in Kraftfahrzeugen, die mit einer Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung versehen sind.
Die Schaltsteuerung von Automatikgetrieben von Kraftfahr­ zeugen wird im allgemeinen in der Weise ausgeführt, daß eine Schaltposition in Übereinstimmung mit einem Schalt­ ablaufplan gewählt wird, der im voraus in Abhängigkeit von einer Beziehung zwischen einem Drosselklappenöff­ nungsgrad (Niederdrückungsgrad des Gaspedals) und der Fahrzeuggeschwindigkeit gesetzt wird.
In dem obigen Verfahren zum Wählen einer Schaltposition wird jedoch die Änderung des Fahrwiderstandes, der durch eine Veränderung der Fahrbahnneigung hervorgerufen wird, nicht berücksichtigt, so daß beispielsweise das Problem entsteht, daß dann, wenn auf einer ansteigenden Straße vor einer Kurve das Gaspedal losgelassen wird, ein unnö­ tiges Hochschalten erfolgt, während bei einer abfallenden Straße die höchste Schaltposition gewählt wird, so daß die Motorbremswirkung unerwünscht außer Kraft gesetzt wird.
Um diese Probleme zu lösen, ist eine Schaltsteuervorrich­ tung vorgeschlagen worden, in der die Antriebskraft, die bei einem Schaltvorgang erhalten wird, im voraus berech­ net wird und, falls der berechnete Wert gleich oder kleiner als ein Fahrwiderstand ist, das Schalten verhin­ dert wird, so daß ein unnötiges Hochschalten vermieden wird (JP 1-55346-A).
Hierbei wird der Fahrwiderstand W, der mit der obenge­ nannten Antriebskraft verglichen werden soll, als Wert gesetzt, der durch Addieren eines vorgegebenen Werts ΔW zu einem tatsächlichen Fahrwiderstand Wist wie in der folgenden Gleichung angegeben erhalten wird, um nach dem Schalten eine überschüssige Antriebskraft sicherzustel­ len:
W = Wist + ΔW.
In einem Fahrzeug mit einer Geschwindigkeitsregelungsvor­ richtung, mit der der Drosselklappenöffnungsgrad (Motorausgangsleistung) automatisch in der Weise gesteu­ ert wird, daß die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer Sollgeschwindigkeit übereinstimmt, ist die Forderung nach einer überschüssigen Antriebskraft dann, wenn die Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung arbeitet, um das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit anzutreiben, im Vergleich zu dem Fall, in dem diese Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung nicht arbeitet, im allgemeinen relativ gering.
Das heißt, daß in dem Fall, in dem häufige Schaltvorgänge vermieden werden sollen, wenn das Fahrzeug mit Hilfe der Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben wird, die überschüssige An­ triebskraft ausreichend klein sein kann, weil kein Bedarf an einer schnellen Beschleunigung oder dergleichen be­ steht, und die überschüssige Antriebskraft soweit wie möglich abgesenkt wird, so daß die höchste Schaltposition im Hinblick auf eine Verbesserung des Kraftstoffver­ brauchs und die Reduzierung von Geräuschen und Schwingun­ gen absichtlich gewählt wird.
Bei der auf dem Fahrwiderstand basierenden Schaltsteue­ rung des Standes der Technik ist jedoch der Wert ΔW, der zum tatsächlichen Fahrwiderstand Wist addiert wird, um eine überschüssige Antriebskraft zu gewährleisten, nicht in Abhängigkeit davon, ob die Geschwindigkeitsregelungs­ vorrichtung arbeitet oder nicht, veränderlich, sondern auf einen Wert gesetzt, der demjenigen bei nicht arbei­ tender Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung entspricht.
Selbst wenn es daher in ausreichendem Maß möglich ist, das Fahrzeug nach dem Hochschalten mit konstanter Ge­ schwindigkeit anzutreiben, wenn die Geschwindigkeitsrege­ lungsvorrichtung arbeitet, könnte es vorkommen, daß das Hochschalten gesperrt wird, falls eine verhältnismäßig große überschüssige Antriebskraft, die bei nicht arbei­ tender Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung erforderlich wäre, nicht sichergestellt ist. Daher wird eine niedrige Schaltposition gewählt, wenn die Geschwindigkeitsrege­ lungsvorrichtung arbeitet, so daß die Gefahr besteht, daß der Motor mit einer unnötig hohen Drehzahl läuft, wodurch der Kraftstoffverbrauch verschlechtert wird und die Fahrzeuggeräusche und -schwingungen erhöht werden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obigen Probleme des Standes der Technik zu lösen und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Schaltsteuerung in Kraftfahrzeug-Automatikgetrieben zu schaffen, mit denen die Schaltsteuerung entsprechend der Veränderung des Fahrwiderstandes in Abhängigkeit davon, ob die Geschwin­ digkeitsregelungsvorrichtung arbeitet oder nicht, geeig­ net ausgeführt wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Schaltsteuerung in Kraftfahrzeug-Automatikgetrieben zu schaffen, in denen eine hohe Schaltposition absichtlich gewählt wird, wenn die Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung arbeitet, wäh­ rend eine notwendige überschüssige Antriebskraft sicher­ gestellt wird, wenn die Geschwindigkeitsregelungsvorrich­ tung nicht arbeitet.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Schaltsteuerung in Kraftfahrzeug-Automatikgetrieben, die die in den entspre­ chenden unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale be­ sitzen. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Aus­ führungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Schaltsteuerung in Kraftfahrzeug-Automatik­ getrieben sind so beschaffen, daß sie einen Korrekturwert entsprechend einer überschüssigen Antriebskraft in bezug auf den Fahrwiderstand eines Fahrzeuges berechnen, wobei dieser Wert zum Fahrwiderstandswert addiert wird, um den letzteren zu korrigieren, und daß sie eine Schaltposition durch Vergleichen des korrigierten Fahrwiderstandes mit einer Fahrzeugantriebskraft bestimmen, wobei einer von mehreren verschiedenen Korrekturwerten in Abhängigkeit davon gewählt wird, ob die Geschwindigkeitsregelungsvor­ richtung arbeitet oder nicht.
Da mit anderen Worten, die Anforderung der überschüssigen Antriebskraft in Abhängigkeit davon, ob die Geschwindig­ keitsregelungsvorrichtung, die das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit antreibt, arbeitet oder nicht, unterschiedlich ist, ist es erfindungsgemäß möglich, die überschüssigen Antriebskräfte sicherzustellen, die für den Arbeitszustand bzw. den Ruhezustand der Geschwindig­ keitsregelungsvorrichtung notwendig und hinreichend sind, indem der Korrekturwert in Übereinstimmung mit diesen unterschiedlichen Anforderungen der überschüssigen An­ triebskraft gewählt wird.
Hierbei wird dann, wenn die Geschwindigkeitsregelungsvor­ richtung arbeitet, vorzugsweise ein Korrekturwert ge­ wählt, der kleiner als derjenige ist, der gewählt wird, wenn die Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung nicht ar­ beitet.
Im allgemeinen ist dann, wenn das Fahrzeug aufgrund des Betriebs der Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben wird, die Anforderung der überschüssigen Antriebskraft niedriger als dann, wenn die Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung nicht arbeitet, wobei es möglich ist, einen Schaltvorgang auszuführen, der eine solche Anforderung erfüllt, indem im Arbeitszustand ein kleinerer Korrekturwert als im Ruhezustand gewählt wird.
Vorzugsweise wird die Schaltposition auf der Grundlage des korrigierten Fahrwiderstandes und der Antriebskraft so gewählt, daß die Antriebskraft größer als der korri­ gierte Fahrwiderstand wird.
In der obigen Struktur ist es möglich, die Schaltposi­ tion, bei der eine überschüssige Antriebskraft sicherge­ stellt und folglich ein unnötiges Hochschalten oder dergleichen vermieden wird, zu steuern. Falls ein kleine­ rer Korrekturwert gewählt wird, wenn die Geschwindig­ keitsregelungsvorrichtung arbeitet, ist es möglich, eine höhere Schaltposition zu wählen als in dem Fall, in dem die Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung nicht arbeitet.
Die vorliegende Erfindung ist vorzugsweise so beschaffen, daß dann, wenn in Übereinstimmung mit einem regulären Schaltablaufplan, der im voraus in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Drosselklappenöffnungs­ grad gesetzt worden ist, ein Hochschalten erfolgt, eine Antriebskraft berechnet wird, die erhalten wird, wenn der Schaltvorgang in Übereinstimmung mit der Hochschaltanfor­ derung ausgeführt wird. Falls die in dieser Weise berech­ nete Antriebskraft kleiner als der Fahrwiderstand ist, der um den Korrekturwert korrigiert ist, der in Abhängig­ keit davon, ob die Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung arbeitet oder nicht, gewählt wird, wird der die Hoch­ schaltanforderung erfüllende Schaltvorgang verhindert.
Bei einer solchen Struktur wird selbst dann, wenn vom regulären Schaltablaufplan die Bedingung für die Hoch­ schaltanforderung erreicht wird, indem das Gaspedal losgelassen wird, wenn beispielsweise auf einer anstei­ genden Straße eine Annäherung an eine Kurve erfolgt, das Hochschalten verhindert, falls die in der hochgeschalte­ ten Position erhaltene Antriebskraft kleiner als der um den Wert der überschüssigen Antriebskraft erhöhte Fahrwi­ derstand ist, so daß die momentane Schaltposition beibe­ halten wird und ein unnötiges Hochschalten verhindert wird.
Hierbei wird die Antriebskraft, die bei einem möglichen maximalen Drosselklappenöffnungsgrad erhalten wird, bei dem im obigen Schaltablaufplan eine Schaltposition ge­ wählt wird, vorzugsweise als Antriebskraft berechnet, die verfügbar ist, wenn bei der momentanen Fahrzeuggeschwin­ digkeit in Übereinstimmung mit der obenerwähnten Hoch­ schaltanforderung geschaltet wird.
Bei dieser Struktur wird in einem Fall, in dem ein Hoch­ schalten zugelassen wird, bestimmt, ob die geforderte überschüssige Antriebskraft sichergestellt ist, falls ein Fahrer die Drosselklappe in Öffnungsrichtung betätigt, nachdem ein Hochschalten erfolgt ist, so daß ein unnöti­ ges Unterdrücken des Hochschaltens verhindert wird, wenn die überschüssige Antriebskraft sichergestellt ist.
Eine Fahrzeugantriebskraft kann auch auf der Grundlage eines Übersetzungsverhältnisses und eines Turbinenrad­ drehmomentes berechnet werden, wobei das Turbinenrad­ drehmoment seinerseits auf der Grundlage eines Drossel­ klappenöffnungsgrades und der Drehzahl des Turbinenrades berechnet wird.
Die Drehzahl des Turbinenrades kann direkt durch einen Turbinenraddrehzahl-Sensor erfaßt oder auf der Grundlage eines Drehzahlverhältnisses zwischen der Motordrehzahl und der Drehzahl des Drehmomentwandlers geschätzt werden.
Andererseits kann der Fahrwiderstand des Fahrzeuges auf der Grundlage einer bei der momentanen Schaltposition erhaltenen Antriebskraft, eines Beschleunigungswiderstan­ des und eines Roll- und Luftwiderstandes des Fahrzeuges berechnet werden.
Das heißt, daß der Fahrwiderstand des Fahrzeuges den Roll- und Luftwiderstand, den Beschleunigungswiderstand, den Gefällewiderstand und dergleichen umfaßt, weshalb beispielsweise der Gefällewiderstand durch Subtrahieren des Roll- und Luftwiderstandes sowie des Beschleunigungs­ widerstandes von der Fahrzeugantriebskraft geschätzt werden kann. Somit kann die Schaltposition in der Weise gesteuert werden, daß eine diesem Gefällewiderstand entsprechende Antriebskraft gewährleistet ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut­ lich beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevor­ zugten Ausführungsform, die auf die beigefügten Zeichnun­ gen Bezug nimmt; es zeigen:
Fig. 1 ein funktionales Blockschaltbild, das die Grund­ struktur einer Schaltsteuervorrichtung nach An­ spruch 1 veranschaulicht;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines ersten Teils einer Schaltsteuerungsroutine gemäß dieser Ausführungsform;
Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines zweiten Teils einer Schaltsteuerungsroutine gemäß dieser Ausführungsform;
Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung von Schaltmustern (regulärer Schaltablaufplan);
Fig. 6 ein Kennfeld für die Berechnung eines Turbinen­ raddrehmomentes;
Fig. 7 ein Kennfeld für die Berechnung der Summe aus dem Roll- und dem Luftwiderstand; und
Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung der Berechnung eines Drosselklappenöffnungsgrades, mit dem nach Abschluß eines Schaltvorganges eine Antriebskraft erhalten wird.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das die Grundstruktur einer Schaltsteuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug-Auto­ matikgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
In Fig. 1 berechnet eine Antriebskraft-Berechnungsein­ richtung A eine Fahrzeugantriebskraft, während eine Fahr­ widerstand-Berechnungseinrichtung B einen Fahrzeugfahr­ widerstand berechnet.
Der von der Fahrwiderstand-Berechnungseinrichtung B berechnete Fahrwiderstand wird an eine Fahrwiderstand- Korrektureinrichtung C geschickt, in der ein Korrektur­ wert hinzuaddiert wird. Der Korrekturwert wird durch eine Korrekturwert-Wähleinrichtung D entsprechend der Tat­ sache, ob eine Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung E ar­ beitet oder nicht, aus einer Gruppe verschiedener Werte gewählt.
Der durch die Fahrwiderstand-Korrektureinrichtung C korrigierte Fahrwiderstand und die durch die Antriebs­ kraft-Berechnungseinrichtung A berechnete Antriebskraft werden an eine Schaltposition-Bestimmungseinrichtung F geschickt, in der der Fahrwiderstand mit der Antriebs­ kraft verglichen wird, um eine Schaltposition in einem Automatikgetriebe G zu bestimmen.
Im folgenden wird eine Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens zur Schaltsteuerung in einem Kraft­ fahrzeug-Automatikgetriebe, die auf der obenbeschriebenen Grundstruktur basieren, beschrieben.
In Fig. 2, die ein System der vorliegenden Ausführungs­ form der Erfindung schematisch veranschaulicht, ist ein Automatikgetriebe 2 mit der Abtriebswelle eines Motors 1 verbunden.
Das Automatikgetriebe 2 umfaßt einen Drehmomentwandler 3, der mit der Abtriebswelle des Motors 1 verbunden ist, einen Zahnradkraftübertragungsmechanismus 4, der mit dem Drehmomentwandler 3 kraftschlüssig verbunden ist, sowie eine Hydraulikbetätigungseinrichtung 5, die den Kopp­ lungs-/Entkopplungsbetrieb für die verschiedenen Dreh­ zahlwechselelemente im Zahnradkraftübertragungsmechanis­ mus 4 ausführt. Der an die Hydraulikbetätigungseinrich­ tung 5 gelieferte Hydraulikdruck wird über verschiedene elektromagnetische Ventile durch eine EIN/AUS-Steuerung gesteuert. Hierbei sind in der Zeichnung nur zwei elek­ tromagnetische Ventile 6A, 6B für einen automatischen Schaltvorgang dargestellt.
Signale von verschiedenen Sensoren werden an eine Steuer­ einheit 7 geschickt.
Die Sensoren umfassen einen Fahrzeuggeschwindigkeitssen­ sor 9, der die Fahrzeuggeschwindigkeit (Drehzahl der Abtriebswelle) VSP erfaßt, indem er ein Rotationssignal von einer Abtriebswelle 8 des Automatikgetriebes 2 er­ hält.
Ein Drosselklappensensor 11 des Potentiometertyps ist im Ansaugsystem des Motors 1 vorgesehen, um einen Öffnungs­ grad TVO einer Drosselklappe 10, die in Abhängigkeit von der Betätigung eines Gaspedals geöffnet und geschlossen wird, zu erfassen.
Ein Kurbelwinkelsensor 12 ist an der Kurbelwelle des Motors 1 oder an einer anderen Welle, die sich mit der Kurbelwelle synchron dreht (z. B. einer Nockenwelle) vorgesehen. Das Signal vom Kurbelwinkelsensor 12 ist ein Referenzimpulssignal für jeden Referenzkurbelwinkel oder ein Einheitsimpulssignal, das bei jedem Einheitswinkel ausgegeben wird, wobei auf der Grundlage dieser Impuls­ signale die Motordrehzahl Ne (min-1) berechnet wird.
Die Steuereinheit 7 enthält einen Mikrocomputer und führt die Schaltsteuerung in Übereinstimmung mit den von den obenerwähnten verschiedenen Sensoren aus gegebenen Signa­ len aus.
Das in der vorliegenden Ausführungsform betrachtete Kraftfahrzeug besitzt eine Geschwindigkeitsregelungsvor­ richtung, die die Motorausgangsleistung in der Weise regelt, daß die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer vom Fahrer innerhalb eines vorgegebenen Bereiches optional eingestellten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit übereinstimmt; an die Steuereinheit 7 werden außerdem EIN/AUS-Signale geschickt, die die Zustände eines Haupt­ schalters der Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung reprä­ sentieren.
Die Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung ist so beschaf­ fen, daß sie eine Beschleunigungswalze mittels eines Seilzuges für die automatische Geschwindigkeitsregelung, der getrennt von einem Gaspedal-Seilzug vorgesehen ist, dreht, wobei der Seilzug für die automatische Geschwin­ digkeitsregelung über ein Betätigungselement betätigt wird, so daß der Drosselklappenöffnungsgrad durch Rück­ kopplung in der Weise geregelt wird, daß die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Soll-Fahrzeuggeschwindig­ keit übereinstimmt.
Die Steuereinheit 7 führt die Schaltsteueroperation aus, in der eine der Schaltpositionen, die eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Position umfassen, automatisch in Übereinstimmung mit einer später beschrie­ benen Schaltsteuerroutine gewählt wird, wobei der Zahn­ radkraftübertragungsmechanismus 4 in die gesetzte Schalt­ position über die Hydraulikbetätigungseinrichtung 5 geschaltet wird, indem eine entsprechende Kombination von EIN/AUS-Positionen der elektromagnetischen Ventile 6A, 6B für einen automatischen Schaltvorgang gesteuert wird.
Als nächstes wird die im Flußdiagramm der Fig. 3 und 4 gezeigte Schaltsteuerroutine erläutert. Die Routine wird in jeweils vorgegebenen Zeitpunkten ausgeführt.
Im Schritt 1 (in der Zeichnung mit S1 bezeichnet; im folgenden werden ähnliche Ausdrücke verwendet) wird ein EIN- oder AUS-Zustand des Hauptschalters der Geschwindig­ keitsregelungsvorrichtung gelesen.
Im Schritt 2 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP auf der Grundlage eines Signals vom Fahrzeuggeschwindigkeitssen­ sor 9 erfaßt.
Im Schritt 3 wird der Drosselklappenöffnungsgrad TVO (Gaspedal-Niederdrückungsgrad) auf der Grundlage eines Signals erfaßt, das seinerseits auf einem Signal vom Drosselklappensensor 11 basiert.
Im Schritt 4 wird die Schaltposition mit Bezug auf ein Schaltpositions-Kennfeld (regulärer Schaltablaufplan), in dem die Schaltpositionen im voraus entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und dem Drosselklappenöff­ nungsgrad TVO wie in Fig. 5 gezeigt gesetzt sind (Einrichtung für reguläre Schaltsteuerung), gewählt. In Fig. 5 stellt eine durchgezogene Linie eine Hochschaltli­ nie dar, die eine Hochschaltkennlinie ist, während eine gestrichelte Linie eine Herunterschaltlinie darstellt, die eine Herunterschaltkennlinie ist.
Im Schritt 5 wird auf der Grundlage des Vergleichs zwi­ schen der gewählten Schaltposition und der momentanen Schaltposition festgestellt, ob eine Hochschaltanforde­ rung, eine Herunterschaltanforderung oder keine Schaltan­ forderung vorliegt.
Wenn im Schritt 5 festgestellt wird, daß weder eine Hochschaltanforderung noch eine Herunterschaltanforderung vorliegt, ist die Routine bei diesem Schritt beendet, wenn jedoch festgestellt wird, daß eine Herunterschaltan­ forderung vorliegt, geht die Routine weiter zum Schritt 6, in dem ein Herunterschalten ausgeführt wird, woraufhin die Routine beendet ist.
Wenn eine Hochschaltanforderung vorliegt, geht die Rou­ tine weiter zum Schritt 7, um festzustellen, ob das Hochschalten günstig ist oder nicht.
Wenn hierbei beispielsweise die momentane Schaltposition dem dritten Gang entspricht und die anhand des Schalt­ kennfeldes gewählte Schaltposition der vierte Gang ist, ist selbstverständlich der vierte Gang eine Schaltposi­ tion nach dem Hochschalten, wobei auf der Grundlage der Korrelation zwischen dem Fahrwiderstand und der Antriebs­ kraft bestimmt wird, ob das Hochschalten in den vierten Gang tatsächlich ausgeführt werden sollte. Wenn jedoch die momentane Schaltposition der zweite Gang ist und die aus dem Schaltkennfeld gewählte Schaltposition der vierte Gang ist, wird vorübergehend der dritte Gang als Hoch­ schaltposition gewählt, wobei zunächst festgestellt wird, ob das Hochschalten in den dritten Gang möglich ist, und dann, wenn die Antwort positiv ist, der vierte Gang als Hochschaltposition gewählt wird und erneut bestimmt wird, ob das Hochschalten in den vierten Gang möglich ist.
Im Schritt 7 wird auf der Grundlage der Beziehung zwi­ schen dem momentanen Drosselklappenöffnungsgrad TVO und der Turbinenraddrehzahl Nt (min-1) mit Bezug auf ein in Fig. 6 gezeigtes Kennfeld (Turbinenraddrehmoment-Berech­ nungseinrichtung) ein Turbinenraddrehmoment TtCGP berech­ net. Obwohl die Turbinenraddrehzahl Nt direkt durch einen Turbinenradsensor erfaßt werden kann, kann sie auch anhand der Motordrehzahl Ne und der Drehmomentwandler- Kennlinie (Übersetzungsverhältnis) berechnet werden.
Im Schritt 8 wird die Antriebskraft F1 in der momentanen Schaltposition anhand des berechneten Turbinenraddrehmo­ mentes TtCGP durch die folgende Gleichung berechnet (Einrichtung zum Berechnen einer aus dem Turbinenrad­ drehmoment abgeleiteten Antriebskraft):
F1 = TtCGP·CGRATIO·k,
wobei CGRATIO ein Übersetzungsverhältnis bei der momenta­ nen Schaltposition (dritter Gang) ist und k eine Kon­ stante ist, die gemäß dem Reifenradius oder dergleichen bestimmt wird.
Die obigen Schritte 7 und 8 entsprechen der Antriebs­ kraft-Berechnungseinrichtung für die Berechnung des Fahr­ widerstandes.
Im Schritt 9 wird durch die folgende Gleichung ein Be­ schleunigungswiderstand RESIa berechnet (Beschleunigungs­ widerstand-Berechnungseinrichtung):
RESIa = ΔVSP·W·K,
wobei ΔVSP die Veränderung der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, W ein Fahrzeuggewicht ist und K eine Konstante ist.
Im Schritt 10 wird die Summe aus dem Rollwiderstand und dem Luftwiderstand, RESIrl, aus der Fahrzeuggeschwindig­ keit VSP und mit Bezug auf ein in Fig. 7 gezeigtes Kenn­ feld berechnet (Roll- und Luftwiderstand-Berechnungsein­ richtung).
Im Schritt 11 wird bestimmt, ob der Hauptschalter der Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung EIN oder AUS ist.
Wenn der Hauptschalter EIN ist, so daß die Geschwindig­ keitsregelungsvorrichtung arbeitet, geht die Routine weiter zum Schritt 12, in dem TRON, der vorher als Kor­ rekturwert bei arbeitender Geschwindigkeitsregelungsvor­ richtung gesetzt worden ist, auf einen Korrekturwert TGTRA gesetzt wird. Wenn hingegen der Hauptschalter AUS ist, so daß die Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung nicht arbeitet, geht die Routine weiter zum Schritt 13, in dem TROFF (< TRON), der vorher als Korrekturwert bei nicht arbeitender Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung gesetzt worden ist, auf TGTRA gesetzt wird.
Obwohl in diesem Zusammenhang TRON im voraus auf einen kleineren Wert als TROFF gesetzt worden ist, können beide Werte jeweils feste Werte sein oder können alternativ in Übereinstimmung mit den Fahrbedingungen wie etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit veränderlich sein, vorausgesetzt, daß die obige Größenbeziehung aufrechterhalten bleibt.
Die Schritte 11 bis 13 entsprechen einer Korrekturwert- Schalteinrichtung.
Im Schritt 14 wird der tatsächliche Fahrwiderstand durch Subtrahieren des Beschleunigungswiderstandes RESIa sowie der Summe aus dem Rollwiderstand und dem Luftwiderstand RESIrl von der momentanen Antriebskraft F1 erhalten (Fahrwiderstand-Berechnungseinrichtung), wobei der Kor­ rekturwert TGTRA (ein Schwellenwert für den Fahrwider­ stand) hinzuaddiert wird (Fahrwiderstand-Korrekturein­ richtung), woraus sich ein Fahrwiderstand RESIALL ergibt, der für die endgültige Bestimmung der Schaltposition verwendet wird, wie durch die folgende Gleichung gezeigt ist:
RESIALL = (F1 - RESIa - RESIrl) + TGTRA.
Wie später beschrieben wird, entspricht der Korrekturwert TGTRA einer überschüssigen Antriebskraft, da das Hoch­ schalten in eine Schaltposition, in der die Antriebskraft kleiner als der Fahrwiderstand RESIALL wäre, verhindert wird.
Da der Korrekturwert TGTRA im Vergleich zu dem Fall, in dem die Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung nicht arbei­ tet, auf einen kleineren Wert gesetzt wird, wenn diese Vorrichtung arbeitet, wird im Arbeitszustand (Antriebs­ zustand mit automatischer Geschwindigkeitsregelung) ein Zustand geschaffen, in dem ein Hochschalten leicht zugelassen werden kann; d. h., daß ein Bestreben zur Wahl einer höheren Schaltposition vorhanden ist. Im Gegensatz dazu wird im Ruhezustand der Geschwindigkeitsregel­ ungsvorrichtung eine Bedingung geschaffen, unter der das Hochschalten mit großer Wahrscheinlichkeit verhindert wird. Dies entspricht der Tatsache, daß die Anforderung einer überschüssigen Antriebskraft im Vergleich zu dem Fall, in dem die Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung nicht arbeitet, bei arbeitender Vorrichtung weniger wahrscheinlich ist.
Im Schritt 15 wird der Drosselklappenöffnungsgrad TVO bei der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt und auf TVODWN gesetzt, wobei bei diesem Öffnungsgrad selbst bei einem Hochschalten in die nächsthöhere Position entspre­ chend der Hochschaltanforderung von dieser Hochschaltpo­ sition sofort in die momentane Schaltposition herunterge­ schaltet wird, indem auf ein Schaltmusterdiagramm zwi­ schen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Drosselklappen­ öffnungsgrad Bezug genommen wird (siehe Fig. 5).
Wenn beispielsweise, wie in Fig. 8 gezeigt ist, die momentane Schaltposition der dritte Gang ist, wird der Drosselklappenöffnungsgrad TVODWN am Punkt D der Herun­ terschaltlinie vom vierten Gang zum dritten Gang bei der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP₁, die gleich der Geschwindig­ keit am Punkt C ist, bei dem die Hochschaltanforderung vom dritten Gang zum vierten Gang erfolgt, bestimmt. Unter der Annahme, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit kon­ stant ist, findet das Herunterschalten selbst dann, wenn die Drosselklappe nach einem Hochschalten der Schaltposi­ tion in den vierten Gang geöffnet wird, nicht statt, so daß der vierte Gang so lange beibehalten wird, bis der Drosselklappenöffnungsgrad den Wert TVODWN erreicht. Somit wird bei maximalem Öffnungsgrad TVODWN eine maxi­ male Antriebskraft erhalten, wenn das Hochschalten ausge­ führt wird.
Im Schritt 16 wird ein Turbinenraddrehmoment TtNGP auf der Grundlage des Drosselklappenöffnungsgrades TVODWN bei dem die maximale Antriebskraft in der Hochschaltposition erhalten werden kann, und auf der momentanen Turbinenrad­ drehzahl Nt mit Bezug auf ein in Fig. 6 gezeigtes Kenn­ feld berechnet (Turbinenraddrehmoment-Berechnungseinrich­ tung).
Im Schritt 17 wird eine maximale Antriebskraft F2 in der Hochschaltposition auf der Grundlage des berechneten Turbinenraddrehmoments TtNGP durch die folgende Gleichung berechnet (Einrichtung zur Berechnung der aus dem Turbi­ nenraddrehmoment abgeleiteten Antriebskraft):
F2 = TtNGP·NGRATIO·k,
wobei NGRADIO ein Übersetzungsverhältnis nach dem Hoch­ schalten ist, k eine durch den Reifenradius oder derglei­ chen bestimmte Konstante ist und die Antriebskraft F2 ein im voraus angenommener Wert bei der Hochschaltposition ist, der in Übereinstimmung mit einem Schaltkennfeld bei konstantgehaltener Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird.
Die obigen Schritte 16 und 17 entsprechen einer Antriebs­ kraft-Berechnungseinrichtung für die Schätzung der An­ triebskraft, wenn das Schalten in Übereinstimmung mit der Hochschaltanforderung ausgeführt wird.
Im Schritt 18 wird die maximale Antriebskraft F2 in der Hochschaltposition mit dem Fahrwiderstand RESIALL vergli­ chen.
Falls das Vergleichsergebnis lautet: F2 RESIALL, was bedeutet, daß die in Übereinstimmung mit dem Arbeits- oder Ruhezustand der Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung bestimmte Antriebskraft gewährleistet ist, wenn das Hochschalten ausgeführt wird, geht die Routine weiter zum Schritt 19, in dem das Hochschalten ausgeführt wird.
Falls dagegen das Vergleichsergebnis lautet: F2 < RESIALL, was bedeutet, daß die in Übereinstimmung mit dem Arbeits- oder Ruhezustand der Geschwindigkeitsregelungs­ vorrichtung bestimmte überschüssige Antriebskraft nicht gewährleistet ist, wenn das Hochschalten ausgeführt wird, geht die Routine weiter zum Schritt 20, in dem das Hoch­ schalten verhindert wird und die momentane Schaltposition (dritter Gang) beibehalten wird.
Die obigen Schritte 18 bis 20 entsprechen einer Schaltpo­ sition-Bestimmungseinrichtung.
Hierbei kann das Hochschalten durch andere Verfahren als oben beschrieben verhindert werden; beispielsweise durch ein Verfahren, in dem die Schaltposition auf der momenta­ nen Schaltposition und nicht auf der gemäß einem Schalt­ musterdiagramm (regelmäßiger Schaltablaufplan) gewählten Position gehalten wird, oder aber durch ein Verfahren, in dem die Hochschaltlinie im Schaltmusterdiagramm zu einer höheren Schaltposition versetzt ist.
Wie oben angegeben, ist es gemäß der vorliegenden Erfin­ dung möglich, als Antwort auf eine Veränderung des Fahr­ widerstandes ein unnötiges Hochschalten, bei dem die überschüssige Antriebskraft nicht gewährleistet werden kann, zu vermeiden, um so die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs vor einem unnötigen Hochschalten zu schützen.
Da für den zum Fahrwiderstand hinzuzufügenden Korrektur­ wert TGTRA, der der überschüssigen Antriebskraft ent­ spricht, in Übereinstimmung mit der Tatsache, ob die Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung arbeitet oder nicht arbeitet, einer von zwei Werten gewählt werden kann, so daß dann, wenn die Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung arbeitet, ein Korrekturwert gewählt wird, der kleiner als derjenige ist, der gewählt wird, wenn die Geschwindig­ keitsregelungsvorrichtung nicht arbeitet, ist es möglich, ein unnötiges Sperren des Hochschaltens zu vermeiden, wenn das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt und deswegen die Anforderung einer überschüssigen An­ triebskraft verhältnismäßig wenig wahrscheinlich ist, so daß durch ein geeignetes Hochschalten verhindert wird, daß der Motor mit hoher Drehzahl dreht, mit dem Ergebnis, daß der Kraftstoffverbrauch sowie Schwingungen und Geräu­ sche vermindert werden. Da andererseits das Hochschalten stärker eingeschränkt wird, wenn die Geschwindigkeits­ regelungsvorrichtung nicht arbeitet, so daß eine verhält­ nismäßig höhere überschüssige Antriebskraft sicherge­ stellt ist, wird die notwendige und ausreichende An­ triebsleistung des Fahrzeuges in vollem Umfang sicherge­ stellt.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur Schaltsteuerung in Kraftfahrzeug- Automatikgetrieben, wobei das Kraftfahrzeug mit einer Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung (E) versehen ist, die die Motorausgangsleistung in der Weise steuert, daß die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) im wesent­ lichen mit einer Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit überein­ stimmt, mit
einer Antriebskraft-Berechnungseinrichtung (A) zum Berechnen einer Fahrzeug-Antriebskraft (F1, F2),
einer Fahrwiderstand-Berechnungseinrichtung (B) zum Berechnen eines Fahrzeug-Fahrwiderstandes,
einer Fahrwiderstand-Korrektureinrichtung (C) zum Addieren eines einer überschüssigen Antriebskraft ent­ sprechenden Korrekturwerts (TGTRA) zum berechneten Fahr­ zeug-Fahrwiderstand, und
einer Schaltposition-Bestimmungseinrichtung (F) zum Bestimmen einer Schaltposition auf der Grundlage des durch die Fahrwiderstand-Korrektureinrichtung (C) korri­ gierten Fahrwiderstandes und der Antriebskraft (F1, F2),
gekennzeichnet durch
eine Korrekturwert-Wähleinrichtung (D) zum Wählen des Korrekturwertes (TGTRA) aus einem von mehreren ver­ schiedenen Werten in Abhängigkeit davon, ob die Geschwin­ digkeitsregelungsvorrichtung arbeitet oder nicht arbei­ tet.
2. Schaltsteuervorrichtung für Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturwert-Wähleinrichtung (D) dann, wenn die Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung arbeitet, für den Korrekturwert einen Wert wählt, der kleiner als der Wert ist, zu dem bei nicht arbeitender Geschwindigkeits­ regelungsvorrichtung geschaltet wird.
3. Schaltsteuervorrichtung für Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltposition-Bestimmungseinrichtung (F) eine Schaltposition wählt, bei der die Antriebskraft größer als der durch die Fahrwiderstand-Korrektureinrich­ tung (C) korrigierte Fahrwiderstand wird.
4. Schaltsteuervorrichtung für Automatikgetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum regulären Schalten, die eine Schaltposition in Übereinstimmung mit einem im voraus auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) und des Drosselklappenöffnungsgrades (TVO) gesetzten Schaltab­ laufplans bestimmt,
wobei die Antriebskraft-Berechnungseinrichtung (A) dann, wenn die Hochschaltanforderung in Übereinstim­ mung mit dem Schaltablaufplan eintritt, eine Antriebs­ kraft bei einer Schaltposition berechnet, die die Hoch­ schaltanforderung erfüllt, und
wobei die Schaltposition-Bestimmungseinrichtung (F) dann, wenn die berechnete Antriebskraft kleiner als der durch die Fahrwiderstand-Korrektureinrichtung (C) korrigierte Fahrwiderstand ist, die Ausführung des Schal­ tens als Antwort auf die Hochschaltanforderung sperrt.
5. Schaltsteuervorrichtung für Automatikgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskraft-Berechnungseinrichtung (A) als anzunehmende Antriebskraft, die erhalten werden soll, wenn das Schalten ausgeführt wird, um die Hochschaltan­ forderung zu erfüllen, eine Antriebskraft bei der momen­ tanen Fahrzeuggeschwindigkeit und bei einem möglichen maximalen Drosselklappenöffnungsgrad, bei dem eine die Hochschaltanforderung erfüllende Schaltposition in Über­ einstimmung mit dem Schaltablaufplan gewählt wird, be­ rechnet.
6. Schaltsteuervorrichtung für Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebskraft-Berechnungseinrichtung (A) enthält:
eine Turbinenraddrehmoment-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Turbinenraddrehmomentes (TtCGP) auf der Grundlage des Drosselklappenöffnungsgrades (TVO) und der Turbinenraddrehzahl (Nt), und
eine Antriebs kraft-Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Antriebskraft auf der Grundlage des berech­ neten Turbinenraddrehmomentes (TtCGP) und des Überset­ zungsverhältnisses.
7. Schaltsteuervorrichtung für Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrwi­ derstand-Berechnungseinrichtung (B) enthält:
eine Beschleunigungswiderstand-Berechnungs­ einrichtung zum Berechnen eines Beschleunigungs­ widerstandes (RESIa) und
eine Roll- und Luftwiderstand-Berechnungseinrich­ tung zum Berechnen eines Roll- und Luftwiderstandes (RESIrl),
wobei der Fahrwiderstand auf der Grundlage der Antriebskraft bei der momentanen Schaltposition, die durch die Antriebskraft-Berechnungseinrichtung (A) be­ rechnet worden ist, und auf der Grundlage des berechneten Beschleunigungswiderstandes (RESIa) und des Roll- und Luftwiderstandes (RESIrl) berechnet wird.
8. Verfahren zur Schaltsteuerung in Kraftfahrzeug- Automatikgetrieben, wobei das Kraftfahrzeug mit einer Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung (E) versehen ist, die die Motorausgangsleistung in der Weise regelt, daß die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) im wesent­ lichen mit einer Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit überein­ stimmt, mit den Schritten:
Berechnen eines Fahrzeugfahrwiderstandes (S14) und einer Fahrzeug-Antriebskraft (S8, S16, S17),
Korrigieren des berechneten Fahrwiderstandes (S14) durch Hinzuaddieren eines Korrekturwertes (TGTRA), der einer überschüssigen Antriebskraft entspricht, und
Vergleichen (S18) des korrigierten Fahrwiderstan­ des mit der Fahrzeug-Antriebskraft, um eine Schaltposi­ tion zu bestimmen,
dadurch gekennzeichnet, daß
der zum Fahrwiderstand hinzuzuaddierende Korrek­ turwert (TGTRA) in Abhängigkeit von der Tatsache, ob die Vorrichtung (E) zur automatischen Geschwindigkeitsrege­ lung arbeitet oder nicht arbeitet, aus einem von mehreren verschiedenen Werten gewählt werden kann.
9. Schaltsteuerverfahren für Automatikgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für den Korrekturwert bei arbeitender Geschwin­ digkeitsregelungsvorrichtung (E) ein Wert gewählt wird, der kleiner als derjenige Wert ist, der bei nicht arbei­ tender Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung (E) gewählt wird.
10. Schaltsteuervorrichtung für Automatikgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltposition gewählt wird, bei der die Antriebskraft größer als der Fahrwiderstand wird.
11. Schaltsteuerverfahren für Automatikgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn eine Hochschaltanforderung in Überein­ stimmung mit einem regulären Schaltablaufplan auftritt, der vorher auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) und des Drosselklappenöffnungsgrades (TVO) gesetzt worden ist, eine Antriebskraft bei einer Schaltposition, die die Hochschaltanforderung erfüllt, berechnet wird, wobei dann, wenn die berechnete Antriebskraft kleiner als der korrigierte Fahrwiderstand ist, das Schalten, mit dem die Hochschaltanforderung erfüllt wird, gesperrt wird.
12. Schaltsteuerverfahren für Automatikgetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als angenommene Antriebskraft, die erhalten werden soll, falls das Schalten ausgeführt wird, um die Hochschaltanforderung zu erfüllen, eine Antriebskraft bei der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und bei einem möglichen maximalen Drosselklappenöffnungsgrad, bei dem eine die Hochschaltanforderung erfüllende Schaltposition in Übereinstimmung mit dem Schaltablaufplan gewählt wird, berechnet wird.
13. Schaltsteuerverfahren für Automatikgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Turbinenraddrehmoment (TtCGP) auf der Grund­ lage des Drosselklappenöffnungsgrades (TVO) und der Turbinenraddrehzahl (Nt) berechnet wird und die Antriebs­ kraft auf der Grundlage des berechneten Turbinenrad­ drehmoments und eines Übersetzungsverhältnisses berechnet wird.
14. Schaltsteuerverfahren für Automatikgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrwiderstand auf der Grundlage der An­ triebskraft bei der momentanen Schaltposition, eines Beschleunigungswiderstandes (RESIa) und eines Roll- und Luftwiderstandes (RESIrl) des Fahrzeuges berechnet wird.
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