DE19752168A1

DE19752168A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern von Automatikgetrieben

Info

Publication number: DE19752168A1
Application number: DE19752168A
Authority: DE
Inventors: Masahiko Ibamoto; Kazuhiko Sato; Hiroshi Kuroiwa; Makoto Shioya
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 1996-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2017-11-26
Also published as: US6811515B2; JPH10159957A; US20010053731A1; US20040014558A1; DE19752168B4; JP3457488B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern von Automatikgetrieben für Kraftfahrzeuge und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines stufenlosen Getriebes (CVT, Abkürzung für den englischen Ausdruck Continously Varia ble Transmission) die in einem Fahrzeug, das mit einem stufenlosen Getriebe ausgerüstet ist, entsprechend der Absicht des Fahrers oder des Fahrzustandes für eine komfortable Beschleunigung und bei nicht erforderlicher Beschleunigung für einen sparsamem Kraftstoffverbrauch sorgen können.

In einem Fahrzeug mit stufenlosem Getriebe wird die Drehzahl im allgemeinen unter Verwendung eines Steuer kennfeldes verändert, in dem die Werte des Getriebeüber setzungsverhältnisses, das durch die Fahrgeschwindigkeit und die Drosselklappenöffnung vorgegeben ist, in Form einer Tabelle vorliegen.

Für ein solches Steuerverfahren ist es jedoch notwendig, beim Entwurf oder bei der Entwicklung jedes Fahrzeugtyps wegen dessen unterschiedlicher Fahreigenschaften jeweils eine eigene Steuerkonstante vorzugeben. Dieser sogenannte Abstimm- oder Anpassungsprozeß ist sehr arbeitsintensiv und daher zeitaufwendig.

Zur Lösung dieses Problems ist daran gedacht worden, die für die Abstimmung erforderliche Zeit durch Verwendung eines Steuerverfahrens zu beseitigen, bei dem das opti male Getriebeübersetzungsverhältnis während der Fahrt des Fahrzeugs berechnet wird. Beispielsweise ist aus der JP 7-174219-A (1995) ein Verfahren hierzu bekannt, in dem jedoch das Ist-Antriebsdrehmoment dem vorgegebenen Soll wert oder dem Soll-Antriebsdrehmoment folgt. Daher be steht das Problem, daß dann, wenn aufgrund einer geänder ten Situation ein neues Soll-Antriebsdrehmoment bevorzugt würde, das Getriebeübersetzungsverhältnis nicht in der Weise gesteuert werden kann, daß das neue Soll-Antriebs drehmoment als Sollwert gesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung und ein Verfahren zum Steuern eines stufenlosen Automatikgetriebes für Kraftfahrzeuge zu schaffen, durch die die für die Abstimmung erforderliche Zeit erheblich reduziert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern von Automatik getrieben, die die in den entsprechenden unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale besitzen. Die abhängigen Ansprüche sind auf zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern eines stufenlosen Automatikgetriebes kann unabhängig vom Fahr zustand ein konstantes Antriebsempfinden geschaffen werden, kann das Fahrzeug entsprechend der Absicht des Fahrers durch Betätigen des Fahrpedals beschleunigt werden und wird eine beschleunigungsfreie Fahrt mit reduziertem Kraftstoffverbrauch ausgeführt.

Durch Berechnen des jeweils richtigen Antriebsdrehmoments wird das Getriebeübersetzungsverhältnis berechnet, um das Soll-Antriebsdrehmoment zu erhalten, das auf der Grund lage des Betätigungsgrades des Fahrpedals gesetzt wird, wobei das erhaltene Soll-Antriebsdrehmoment durch das Gefälle einer Fahrbahn korrigiert wird, das anhand des berechneten Antriebsdrehmoments erhalten wird. Ferner werden das Getriebeübersetzungsverhältnis, das auf eine Verbesserung der Beschleunigung zielt, und das Getriebe übersetzungsverhältnis, das auf einen sparsameren Kraft stoffverbrauch zielt, geeignet gewichtet und miteinander kombiniert, so daß unter Verwendung einer unscharfen Schlußfolgerung das optimale Getriebeübersetzungsverhält nis erhalten wird.

Da das Soll-Antriebsdrehmoment während der Fahrt des Fahrzeugs entsprechend einem Zustand zu diesem Zeitpunkt gesetzt wird und das Getriebeübersetzungsverhältnis unter Verwendung des Soll-Antriebsdrehmoments bestimmt wird, wird das Antriebsempfinden selbst bei sich ändernden Fahrzuständen nicht verändert. Das Fahrzeug kann einer seits entsprechend der Absicht des Fahrers durch Betäti gung des Fahrpedals beschleunigt werden und fährt ande rerseits mit sparsamem Kraftstoffverbrauch, wenn keine Beschleunigung erforderlich ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut lich beim Lesen der folgenden Beschreibung zweckmäßiger Ausführungsformen, die auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht zur Erläuterung des Gesamtaufbaus eines Steuersystems eines mit einem stufenlosen Getriebe versehenen Kraftfahrzeugs, auf das die Erfindung angewendet wird;

Fig. 2 einen Blockschaltplan zur Erläuterung der Hard ware einer Steuervorrichtung, die einen Mikrocom puter verwendet;

Fig. 3 einen Blockschaltplan zur Erläuterung des Aufbaus einer Steuervorrichtung gemäß einer ersten Aus führungsform der Erfindung;

Fig. 4 einen Blockschaltplan zur Erläuterung des Aufbaus der in Fig. 3 gezeigten Ausgangsdrehmoment-Be rechnungseinrichtung;

Fig. 5 einen Blockschaltplan zur Erläuterung des Aufbaus einer Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Aus führungsform der Erfindung;

Fig. 6 einen Blockschaltplan zur Erläuterung des Aufbaus einer Fahrbahngefälle-Schätz- und -Berechnungs einrichtung;

Fig. 7 einen Blockschaltplan zur Erläuterung des Aufbaus einer Steuervorrichtung gemäß einer dritten Aus führungsform der Erfindung;

Fig. 8 einen Blockschaltplan zur Erläuterung des Aufbaus der in Fig. 7 gezeigten Einrichtung zur Berech nung des Getriebeübersetzungsverhältnisses, mit dem ein optimaler Kraftstoffverbrauch erzielt wird;

Fig. 9 einen Ablaufplan zur Erläuterung der Funktions weise einer Bestimmungseinheit für minimalen Kraftstoffverbrauch in der in Fig. 8 gezeigten Einrichtung zur Berechnung des Getriebeüberset zungsverhältnisses;

Fig. 10 eine für die unscharfe Schlußfolgerung verwendete Tabelle mit unscharfen Regeln, die der in Fig. 7 gezeigten Gewichtungs- und Kombinationseinrich tung zugeordnet ist.

Fig. 1 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Antriebs systems eines Kraftfahrzeugs, das ein Steuersystem für ein stufenloses Getriebe enthält, auf das die Erfindung angewendet wird.

Die Antriebsräder 103 des Fahrzeugs werden durch die Ausgangsleistung des Motors 101 des Fahrzeugs über ein stufenloses Getriebe 102 angetrieben. In der betrachteten Ausführungsform ist das stufenlose Getriebe 102 vom Riementyp. Die Breite einer Rille einer Riemenscheibe wird mittels Öldruck geändert. Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform das stufenlose Getriebe des Riementyps verwendet wird, kann in der gleichen Weise auch ein anderes stufenloses Getriebe, etwa ein stufenloses Ge triebe des Toroidtyps, verwendet werden. Das stufenlose Getriebe 102 enthält einen Drehmomentwandler 104, ein Vorgelege 105 für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt, einen Getriebemechanismus 106 mit einer Riemenscheibe mit veränderlicher Rillenweite und einem Riemen sowie eine Reihe von Übertragungsvorgelegen 107 einschließlich eines Differentialgetriebes. Diese Mechanismen werden durch eine Steuervorrichtung 108 gesteuert.

Die Steuervorrichtung 108 besitzt die in Fig. 2 gezeigte Hardware-Konfiguration und enthält einen Mikrocomputer. Ein Mikroprozessor 201 des Mikrocomputers 108 liest Programme oder Daten von einem Nur-Lese-Speicher (ROM) 202 und führt numerische oder logische Operationen unter Verwendung eines Schreib-Lese-Speichers (RAM) aus. Ferner werden in den Mikroprozessor 201 von verschiedenen Arten von Sensoren 204, 205 über Eingangsschaltungen 206, 207 Eingangssignale eingegeben, an denen der Mikroprozessor 201 arithmetische Operationen ausführt und Betätigungs elemente 210, 211 über Ausgangsschaltungen 208, 209 ansteuert. Eine Software für die in Fig. 1 gezeigte Steuervorrichtung 108 umfaßt eine Motorsteuerlogik 109 zur Steuerung des Motors 101 und eine Getriebesteuerlogik 110 zur Steuerung des stufenlosen Getriebes 102. Die Motorsteuerlogik 109 empfängt ein Ansaugluftmassensignal a, das durch Messen der durch ein Luftfilter 111 sich bewegenden Luftmasse mittels eines Luftmassenmessers 112 gemessen wird, ein Drosselklappenöffnungssignal b, das dem Betätigungswinkel einer Drosselklappe 114 entspricht, die durch ein Fahrpedal 113 betätigt wird, ein Kurbelwin kelsignal c oder ein Ausgangssignal eines Kurbelwinkel sensors 115 sowie ein Signal g, das die im Abgas verblie bene Sauerstoffmenge angibt und von einem O₂-Sensor 116 erhalten wird, als Eingangssignale vom Motor 110. Die Motorsteuerlogik 109 gibt beispielsweise ein Kraftstoff einspritzsignal d zur Erzeugung einer der Kraftstoffmenge entsprechenden Impulsbreite für eine Einspritzeinrichtung 117, ein Zündsignal e zur Steuerung des Betätigungszeit punkts einer Zündkerze 118 sowie ein AGR-Signal f zur Steuerung eines (nicht gezeigten) Abgasrückführungsven tils als Ausgangssignale aus.

Die Getriebesteuerlogik 110 empfängt ein Motordrehzahl signal i, das von einem Drehzahlsensor 119 erhalten wird, der an einer primären Riemenscheibe des stufenlosen Getriebes 102 vorgesehen ist, ein Betriebsöltemperatur signal l einer Öldruckschaltung 120 und ein Abtriebswel lendrehzahlsignal m, das von einem Drehzahlsensor 121 erhalten wird, der an einer sekundären Riemenscheibe vorgesehen ist. Ferner gibt die Getriebesteuerlogik 110 ein Überbrückungskupplungssteuersignal h aus, das eine starre Verbindung der Antriebswelle und der Abtriebswelle des Drehmomentwandlers hervorruft, ein Leitungsdrucksteu ersignal j zur Steuerung des gesamten Öldrucks sowie ein Drehzahländerungssteuersignal k zur Steuerung des Getrie beübersetzungsverhältnisses des Getriebemechanismus 106 aus.

Obwohl der Motor und das Getriebe durch eine Steuervor richtung wie in Fig. 1 gezeigt gesteuert werden, können diese Steuerungen selbstverständlich auch von anderen Steuervorrichtungen ausgeführt werden.

Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform des Aufbaus der Getriebeübersetzungsverhältnis-Steuervorrichtung, die in der Erfindung verwendet wird, und stellt den Inhalt der Getriebesteuerlogik 110 von Fig. 1 dar. Wenn das Fahrpe dal 113 niedergedrückt wird, wird die Drosselklappe betätigt, so daß der an der Drosselklappe vorgesehene Drosselklappensensor 114 ein die Änderung der Drossel klappenöffnung TVO angebendes Drosselklappenöffnungs signal b ausgibt. Eine Solldrehmoment-Erzeugungseinrich tung 301 gewinnt daraus das Drehmoment, das die Beschleu nigung ergibt, mit der bei der Fahrgeschwindigkeit, die der im Abtriebswellendrehzahlsignal m enthaltenen Ab triebswellendrehzahl No und der Drosselklappenöffnung TVO entspricht, der gewünschte Fahrgastkomfort geschaffen wird, und gibt das Drehmoment als Sollausgangsdrehmoment tTo aus. Wenn der Betätigungsgrad des Fahrpedals groß ist, wird das Sollausgangsdrehmoment erhöht. Selbst bei gleichem Betätigungsgrad kann die Solldrehmoment-Erzeu gungseinrichtung 301 verschiedene Sollausgangsdrehmomente tTo erzeugen, mit denen jeweils eine komfortable Be schleunigung erhalten wird, indem bei niedrigen Geschwin digkeiten ein höheres Solldrehmoment angesetzt wird, um eine höhere Beschleunigung zu erzielen, und indem bei hohen Geschwindigkeiten ein niedrigeres Solldrehmoment angesetzt wird, um eine geringere Beschleunigung zu erzielen.

Eine Ausgangsdrehmoment-Berechnungseinrichtung 302 be rechnet das Ausgangsdrehmoment To unter Verwendung der vom Kurbelwinkelsignal c erhaltenen Motordrehzahl Ne und der Drosselklappenöffnung TVO sowie der Turbinenraddreh zahl Nt, die vom Antriebswellendrehzahlsignal i erhalten wird, wie später beschrieben wird. Eine Getriebeüberset zungsverhältnis-Steuereinrichtung 304 vergleicht das Sollausgangsdrehmoment tTo mit dem Ausgangsdrehmoment To, erzeugt ein Getriebeübersetzungsverhältnis-Veränderungs signal ΔR durch Einstellen der Verstärkung der erhaltenen Differenz mittels einer Steuerkorrektureinheit 303, addiert es zum momentanen Getriebeübersetzungsverhältnis R, das von einem Getriebeübersetzungsverhältnis-Berech nungsblock 305 berechnet wird, und steuert das Getriebe übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 102. Um nämlich das Ausgangsdrehmoment To dem Sollausgangsdrehmo ment tTo anzunähern, wird das Getriebeübersetzungsver hältnis abgesenkt, falls das Ausgangsdrehmoment größer ist, und angehoben, falls das Ausgangsdrehmoment kleiner ist. Die Veränderung wird solange fortgesetzt, bis sich das Ausgangsdrehmoment sehr nahe an das Sollausgangs drehmoment angenähert hat. Diese Einrichtung bildet daher einen Rückkopplungsregelkreis.

Fig. 4 zeigt genauer den Aufbau der in Fig. 3 gezeigten Ausgangsdrehmoment-Berechnungseinrichtung 302. Ein Block 401 berechnet das Drehzahlverhältnis e des Drehmoment wandlers mit einer Divisionseinheit 405 unter Verwendung der vom Kurbelwinkelsensor 115 erhaltenen Motordrehzahl Ne und der vom Drehzahlsensor 119 erhaltenen Turbinenrad drehzahl Nt. Durch Einsetzen des Drehzahlverhältnisses e in eine Eingangskapazitätskoeffizienten-Kennlinie 406 des Drehmomentwandlers wird ein Eingangskapazitätskoeffizient Cp erhalten. Ferner wird durch Multiplizieren von Cp mit dem Quadrat der Motordrehzahl Ne an einer Multiplizierer einheit 407 das Eingangsdrehmoment des Drehmomentwandlers oder das Pumpenraddrehmoment Tp erhalten.

In Fig. 4 wird das Pumpenraddrehmoment Tp außerdem in anderer Weise berechnet. Zwischen den zwei berechneten Pumpenraddrehmomenten wird je nach Zustand umgeschaltet. Daher wird die Berechnung des Drehmoments mit hoher Genauigkeit ausgeführt. Ein Block 402, der ein Motor drehmoment-Kennfeld 413 enthält, gewinnt das Motordrehmo ment Te auf der Grundlage der Drosselklappenöffnung TVO und der Motordrehzahl Ne, addiert die Korrektur der Trägheitskomponenten der Blöcke 414 und 415 hinzu und berechnet das Pumpenraddrehmoment Tp. Auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses e wird durch eine Um schalt-Bestimmungslogik 411 entweder der Ausgang des Blocks 401 oder der Ausgang des Blocks 402 gewählt.

Da das Drehmomentverhältnis t erhalten wird, indem die Drehmomentverhältniskennlinie 408 des Drehmomentwandlers anhand des Drehzahlverhältnisses e abgelesen wird, wird das Ausgangsdrehmoment des Drehmomentwandlers oder das Turbinenraddrehmoment Tt durch Multiplizieren des Drehmo mentverhältnisses t mit dem ausgewählten Pumpenraddrehmo ment Tp mittels der Multiplizierereinheit 409 erhalten. Da ferner das Übersetzungsverhältnis R einer Riemen scheibe dadurch berechnet werden kann, daß das Verhältnis der vom Drehzahlsensor 121 erhaltenen Abtriebswellendreh zahl No zu der Turbinenraddrehzahl Nt mittels der Divi sionseinheit 411 erhalten wird, wird das Abtriebswellen drehmoment To durch Multiplizieren des Übersetzungsver hältnisses R mit dem Turbinenraddrehmoment Tt mittels einer Multiplizierereinheit 412 berechnet.

Da das Abtriebswellendrehmoment dem Sollantriebsdrehmo ment folgt, das durch die Operation des Rückkopplungsre gelkreises gemäß der Erfindung geeignet gesetzt wird, kann ein komfortables Beschleunigungsgefühl, das dem Betätigungswinkel des Fahrpedals entspricht, erhalten werden. Da ferner das komfortable Beschleunigungsgefühl unabhängig von der Fahrzeugart bestimmt wird, ist eine Anpassung der Eigenschaften der Antriebskräfte für jeden Fahrzeugtyp, d. h. eine arbeitsintensive und daher zeit aufwendige Abstimmung, unnötig, so daß die Anzahl der Entwicklungsschritte erheblich reduziert werden kann.

Da das Abtriebswellendrehmoment durch die Abtriebswellen drehmoment-Berechnungseinrichtung 302 der Erfindung erhalten wird, ist es nicht erforderlich, einen sehr teueren Drehmomentsensor vorzusehen. Selbstverständlich kann die Steuerung auch durch Vorsehen des Drehmomentsen sors an einer Abtriebswelle verwirklicht werden.

Es wird angemerkt, daß das stufenlose Getriebe 102 nicht auf einen allgemeinen Getriebemechanismus, der einen Öldruck verwendet, eingeschränkt ist. Es können andere Getriebemechanismen verwendet werden, bei denen das Getriebeübersetzungsverhältnis durch Ändern der Weite der Rille einer Riemenscheibe mittels eines Elektromotors geändert wird. Ferner braucht nicht unbedingt ein Riemen-Getriebemechanismus verwendet werden, statt dessen kann auch ein Getriebemechanismus des Toroidtyps verwendet werden, bei dem ein Reibrad eingesetzt wird.

Fig. 5 zeigt den Aufbau einer Getriebeübersetzungsver hältnis-Steuerlogik gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 3 bezeichnen gleiche Komponenten. Der Unterschied zwischen den Fig. 3 und 5 besteht darin, daß in dem Blockschalt plan von Fig. 5 eine Fahrbahngefälle-Schätz- und -Berechnungseinheit 502 vorgesehen ist, so daß die Konfi guration der Sollabtriebswellendrehmoment-Erzeugungsein richtung 501 etwas unterschiedlich ist.

Die Sollabtriebswellendrehmoment-Erzeugungseinrichtung 501 gewinnt das Drehmoment, das die Beschleunigung be wirkt, die beim Fahrer bei der momentanen Fahrgeschwin digkeit ein komfortables Beschleunigungsempfinden hervor ruft, und gibt es als Sollabtriebswellendrehmoment tTo aus. Da jedoch die Beschleunigung, bei der der Fahrer ein komfortables Beschleunigungsempfinden hat, auf einer Fahrbahn mit Gefälle anders als auf einer ebenen Fahrbahn ist, wird ein dreidimensionales Nachschlagkennfeld ver wendet, wobei das Sollabtriebswellendrehmoment-Muster auf der Grundlage eines Gefällesignals geändert wird.

Fig. 6 zeigt einen Algorithmus für die Erhaltung des Gefällesignals in der in Fig. 5 gezeigten Fahrbahnge fälle-Schätz- und -Berechnungseinrichtung 502. Das in der Abtriebswellendrehmoment-Berechnungseinrichtung 302 be rechnete Abtriebswellendrehmoment To wird in eine End stufen-Getriebeeinheit 601 eingegeben, in der das Ab triebswellendrehmoment To mit einem Endstufen-Überset zungsverhältnis Gf multipliziert wird, so daß das Drehmo ment Td einer Antriebswelle erhalten wird. Da sich der Fahrzeugfahrwiderstand TR1 mit der Fahrgeschwindigkeit verändert, wird der für das Fahrzeug geeignete Fahrzeug fahrwiderstand im voraus in einem Kennfeld 602 für den Fahrzeugfahrwiderstand gespeichert. Der Fahrzeugfahrwi derstand TR1 wird unter Verwendung der Fahrgeschwindig keit Vsp gewonnen, die durch Multiplizieren der Abtriebs wellendrehzahl No mit einem Umwandlungskoeffizienten in einer Einheit 603 erhalten wird. In einer Einheit 604 wird die Beschleunigung durch Differenzieren der Fahrge schwindigkeit Vsp erhalten. Die Beschleunigung wird mit dem Fahrzeuggewicht M in einer Einheit 605 multipliziert und anschließend in einer Einheit 606 mit dem Reifenra dius r multipliziert. Im Ergebnis wird als Ausgang einer Einheit 606 das Beschleunigungswiderstandsdrehmoment Ta erhalten. Durch Subtraktion dieser Widerstandsdrehmomente TR1 und Ta von dem erhaltenen Abtriebswellendrehmoment To wird das Gefällewiderstandsdrehmoment Tgr erhalten. Ein Gefälle Grd kann durch Multiplizieren des Drehmoments Tgr mit dem Umwandlungskoeffizienten erhalten werden.

Da in dem Verfahren der Erfindung das Antriebsdrehmoment, das einem unterschiedlichen Beschleunigungsempfinden entspricht, selbst dann erhalten wird, wenn sich das Gefälle einer Fahrbahn verändert, wird selbst auf einer Fahrbahn mit unterschiedlichem Gefälle stets ein komfor tables Beschleunigungsempfinden erhalten. Da ferner das Fahrbahngefälle während der Fahrt des Fahrzeugs berechnet wird, wird die obige Funktion verwirklicht, ohne daß ein sehr teurer Gefällesensor oder Beschleunigungssensor verwendet werden muß.

Fig. 7 zeigt den Aufbau einer Getriebeübersetzungsver hältnis-Steuerlogik gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Es sind im Unterschied zu dem Aufbau nach Fig. 5 eine Einrichtung 701 zur Berechnung des Überset zungsverhältnisses, das einen optimalen Kraftstoffver brauch ergibt, eine Einrichtung 702 zur Erkennung der Absicht des Fahrers und der Umgebung sowie eine Gewich tungs- und Kombinationseinrichtung 703 vorgesehen.

Die Einrichtung 701 zur Berechnung des Getriebeüberset zungsverhältnisses, das einen optimalen Kraftstoffver brauch ergibt, enthält ein Kennfeld, das die vom Motor verbrauchte Kraftstoffmenge angibt. Die Einrichtung 701 berechnet die momentan verbrauchte Kraftstoffmenge unter Verwendung der Drosselklappenöffnung TVO, der Abtriebs wellendrehzahl No, der Motordrehzahl Ne, der Turbinenrad drehzahl Nt und des Abtriebswellendrehmoments To, das von der Abtriebswellendrehmoment-Berechnungseinrichtung 302 berechnet wird, berechnet die verbrauchte Kraftstoffmenge unter der Annahme, daß sich das Getriebeübersetzungsver hältnis geringfügig verändert, bestimmt die Änderungs richtung des Getriebeübersetzungsverhältnisses, in der der Kraftstoffverbrauch verbessert wird, und erzeugt ein erstes Getriebeübersetzungsverhältnis-Veränderungssignal ΔR1.

Ferner wird das Abtriebswellendrehmoment To mit dem Sollabtriebswellendrehmoment tTo wie im Fall der Ausfüh rungsform von Fig. 2 verglichen, wobei die erhaltene Differenz als zweites Getriebeübersetzungs verhältnis-Veränderungssignal ΔR2 gesetzt wird.

Diese Signale ΔR1 und ΔR2 werden in die Gewichtungs- und Kombinationseinrichtung 703 eingegeben. In der Einrich tung 703 wird die Gewichtungsrate entsprechend einem Ausgangssignal Dw der Einrichtung 702 zur Erkennung der Absicht des Fahrers und der Umgebung bestimmt und an schließend kombiniert.

Ein Ausgangssignal der Gewichtungs- und Kombinationsein richtung 703 wird in bezug auf seine Verstärkung durch die Steuerkorrektureinheit 303 eingestellt, wodurch ein drittes Getriebeübersetzungsverhältnis-Veränderungssignal ΔR3 erzeugt wird. Das Signal ΔR3 wird zum momentanen Getriebeübersetzungsverhältnis R, das vom Getriebeüber setzungsverhältnis-Berechnungsblock 305 berechnet wird, addiert. Das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 102 wird durch das Summensignal gesteuert.

Falls die Absicht Dw des Fahrers auf die Verbesserung der Beschleunigungsleistung zielt, nähert sich der Ausgang der Gewichtungs- und Kombinationseinrichtung 703 an das zweite Getriebeübersetzungsverhältnis-Veränderungssignal ΔR2 an. Im Ergebnis wird das Getriebeübersetzungsverhält nis in der Weise gesteuert, daß das Drehmoment erzeugt wird, mit dem eine komfortable Beschleunigung erhalten wird. Wenn hingegen der Fahrer das Fahrpedal nahezu nicht bewegt, erkennt die Einrichtung 702 zur Erkennung der Absicht des Fahrers und der Umgebung, daß keine Beschleu nigungsanforderung vorliegt. Im Ergebnis nähert sich der Ausgang der Gewichtungs- und Kombinationseinrichtung 703 an das erste Getriebeübersetzungsverhältnis-Veränderungs signal ΔR1 an, so daß das Getriebeübersetzungsverhältnis in der Weise geändert wird, daß die verbrauchte Kraft stoffmenge verringert wird. Im allgemeinen wird die Gewichtung zwischen ΔR1 und ΔR2 ausgeführt, so daß das Getriebeübersetzungsverhältnis entsprechend dem Ausgang Dw der Einrichtung 702 zur Erkennung der Absicht des Fahrers und der Umgebung unter Beibehaltung eines Gleich gewichts zwischen dem Beschleunigungsempfinden und dem Kraftstoffverbrauch gesteuert wird.

Fig. 8 zeigt den Aufbau der in Fig. 7 gezeigten Einrich tung 701 zur Berechnung des Getriebeübersetzungsverhält nisses, mit dem ein optimaler Kraftstoffverbrauch erzielt wird.

In Fig. 8 kann das Motordrehmoment Te durch Eingeben der Drosselklappenöffnung TVO und der Motordrehzahl Ne in ein Motordrehmoment-Kennfeld 801 gewonnen werden. Weiterhin wird durch Eingeben des erhaltenen Motordrehmoments Te und der Motordrehzahl Ne in ein Kraftstoffverbrauchskenn feld 802 die Menge Qf des verbrauchten Kraftstoffs erhal ten. Das momentane Getriebeübersetzungsverhältnis R kann aus der Abtriebswellendrehzahl No und der Turbinenrad drehzahl Nt erhalten werden. Die durch Addieren und Subtrahieren der vorgegebenen Veränderungskomponente ΔR des Getriebeübersetzungsverhältnisses zum bzw. vom Ge triebeübersetzungsverhältnis R erhaltenen Ergebnisse werden in eine Drehmomentwandlerdrehzahl-Korrektureinheit 803 eingegeben. Das Ergebnis (R-ΔR), das durch Sub traktion der Veränderungskomponente des Getriebeüberset zungsverhältnisses erhalten wird, wird mit der Abtriebs wellendrehzahl No multipliziert. Im Ergebnis wird die vorübergehende Turbinenraddrehzahl Nt' erhalten, worauf hin das Quadrat von Nt' berechnet wird.

Das vorübergehende Turbinenraddrehmoment Tt' wird anhand des Abtriebswellendrehmoments To und anhand von (R-ΔR) berechnet, anschließend wird der vorübergehende Kapazi tätskoeffizient Cp' aus Tt' und dem Quadrat der Turbinen raddrehzahl Nt erhalten. Ferner wird das vorübergehende Drehzahlverhältnis e' durch Abtasten des Kapazitätskoef fizienten-Kennfeldes 804 berechnet, während die vorüber gehende Motordrehzahl Ne' durch Dividieren der vorüberge henden Turbinenraddrehzahl Nt' durch das vorübergehende Drehzahlverhältnis e' erhalten wird. Daher kann die vorübergehende Menge Qf' des Kraftstoffverbrauchs in der gleichen Weise wie oben erwähnt erhalten werden.

Auch dann, wenn das vorübergehende Turbinenraddrehmoment Tt' aus dem Abtriebswellendrehmoment To und aus (R + ΔR) erhalten wird, kann die vorübergehende Menge Qf'' des Kraftstoffverbrauchs in genau der gleichen Weise wie oben erwähnt erhalten werden.

Die beiden Werte Qf' und Qf'' werden von der Minimalkraft stoffverbrauch-Bestimmungseinheit 805 mit der momentanen Menge Qf des Kraftstoffverbrauchs verglichen. Dann wird die Richtung der Veränderung des Getriebeübersetzungsver hältnisses, in der der Kraftstoffverbrauch verbessert wird, bestimmt, woraufhin das erste Getriebeübersetzungs verhältnis-Veränderungssignal ΔR1 ausgegeben wird.

Fig. 9 ist ein Ablaufplan zur Erläuterung der Funktion der Minimalkraftstoffverbrauch-Bestimmungseinheit 805 von Fig. 8.

In Fig. 9 werden im Schritt 1 drei Kraftstoffverbrauchs mengen Qf, Qf' und Qf'' gelesen, wobei Qf im Schritt 2 mit Qf' verglichen wird. Falls Qf' kleiner als Qf ist, geht die Verarbeitung zum Schritt 3 weiter, da der Kraftstoff verbrauch verbessert wird, wenn das Getriebeübersetzungs verhältnis kleiner wird, wobei im Schritt 3 die Getriebeübersetzungsverhältnis-Veränderungskomponente auf ΔR1 = -ΔR gesetzt wird.

Falls Qf' größer als Qf ist, wird Qf im Schritt 4 mit Qf'' verglichen. Falls Qf'' kleiner als Qf ist, geht die Verar beitung weiter zum Schritt 5, da der Kraftstoffverbrauch verbessert wird, wenn das Getriebeübersetzungsverhältnis kleiner wird, wobei im Schritt 5 die Getriebeüberset zungsverhältnis-Veränderungskomponente auf ΔR1 = +ΔR ge setzt wird.

Falls Qf'' größer als Qf ist, geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 6, da sowohl Qf' als auch Qf'' größer als Qf sind, wobei im Schritt 6 das Getriebeübersetzungsverhält nis auf ΔR1 = 0 gesetzt wird, d. h. unverändert bleibt.

Die Einzelheiten der Einrichtung 702 zur Erkennung der Absicht des Fahrers und der Umgebung werden im folgenden kurz wiedergegeben.

Es ist günstig, in der Gewichtungs- und Kombinationsein richtung 703 eine unscharfe Schlußfolgerung zu verwenden. Ein Beispiel der Regel der unscharfen Schlußfolgerung ist in Fig. 10 gezeigt. Die Regel nach Fig. 10 ist in der Weise definiert, daß das dritte Getriebeübersetzungsver hältnis-Veränderungssignal ΔR3 entsprechend der Kombina tion der jeweiligen Zustände ausgegeben werden kann, indem das erste Getriebeübersetzungsverhältnis-Verände rungssignal ΔR1 für die Erlangung des optimalen Kraft stoffverbrauchs, das zweite Getriebeübersetzungsverhält nis-Veränderungssignal ΔR2, das der Drehmomentdifferenz entspricht, sowie die Beschleunigungsabsicht Dw des Fahrers als Eingangsvariablen gesetzt werden. Unter Verwendung dieser Regel wird eine Zugehörigkeitsfunktion gesetzt, ferner wird eine Gewichtungs- und Kombinations verarbeitung ausgeführt. In den teilweisen leeren Käst chen in Fig. 10 ist die Regel abgekürzt dargestellt. Die Kästchen werden entsprechend der Interpolationsfunktion der unscharfen Schlußfolgerung gefüllt.

Die obige Beschreibung ist anhand zweckmäßiger Ausfüh rungsformen gegeben worden. Selbstverständlich können die Fachleute verschiedene Abwandlungen und Änderungen vor nehmen, ohne vom Erfindungsgedanken und vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Steuervorrichtung für Kraftfahrzeug-Automatikge triebe zur Steuerung des Automatikgetriebes (102) in der Weise, daß dieses die Ausgangsleistung eines Fahrzeugmo tors (101) mit einem bestimmten Getriebeübersetzungsver hältnis an die Antriebsräder (103) überträgt, mit einer Getriebeübersetzungsverhältnis-Berechnungseinheit zur Berechnung des Getriebeübersetzungsverhältnisses und einer Drehzahländerungssteuereinheit zur Steuerung des Getriebeübersetzungsverhältnisses auf der Grundlage des Rechenergebnisses, gekennzeichnet durch
eine Sollantriebsdrehmoment-Erzeugungseinheit (301) zur Erzeugung eines Wertes des Sollantriebsdrehmo ments (tTo) auf der Grundlage eines einen Fahrzustand angebenden Anpassungskoeffizienten (TVO) und der Fahrge schwindigkeit (No),
eine Antriebsdrehmoment-Berechnungseinheit (302) zur Berechnung eines Wertes des Antriebsdrehmoments (To) auf der Grundlage des Anpassungskoeffizienten (TVO), der Fahrgeschwindigkeit (No) und der Motordrehzahl (Ne),
eine Korrektureinheit (303) zur Erlangung eines Korrekturwerts (ΔR) für das Sollantriebsdrehmoment (tTo) auf der Grundlage des von der Antriebsdrehmoment-Berech nungseinheit (302) berechneten Antriebsdrehmoments (To) und zur Korrektur des Sollantriebsdrehmoments (tTo), und
eine Getriebeübersetzungsverhältnisänderungsbe fehl-Erzeugungseinheit (304, 305) zur Erzeugung eines Getriebeübersetzungsverhältnis-Änderungsbefehls auf der Grundlage des von der Korrektureinrichtung (303) erhalte nen Korrekturwerts (ΔR) und zur Steuerung der Veränderung des Getriebeübersetzungsverhältnisses,
wobei die Drehzahländerungssteuereinheit das Ge triebeübersetzungsverhältnis auf der Grundlage des Ge triebeübersetzungsverhältnisänderungsbefehls von der Ge triebeübersetzungsverhältnisänderungsbefehl-Erzeugungs einheit (304, 305) verändert.

2. Steuervorrichtung für Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Sollantriebsdrehmoments (tTo) auf der Grundlage des Anpassungskoeffizienten (TVO) und der Fahrgeschwindigkeit (No) aus vorgegebenen Sollantriebs drehmoment-Kennlinien bestimmt wird.

3. Steuervorrichtung für Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpassungskoeffizient die Drosselklappenöff nung (TVO) einer Drosselklappe zur Steuerung der in den Fahrzeugmotor (101) angesaugten Luftmasse ist.

4. Steuervorrichtung für Kraftfahrzeug-Automatikge triebe zur Steuerung des Automatikgetriebes (102) in der Weise, daß dieses die Ausgangsleistung eines Fahrzeugmo tors (101) mit einem bestimmten Getriebeübersetzungsver hältnis an die Antriebsräder (103) überträgt, mit einer Getriebeübersetzungsverhältnis-Berechnungseinheit zur Berechnung des Getriebeübersetzungsverhältnisses und einer Drehzahländerungssteuereinheit zur Steuerung des Getriebeübersetzungsverhältnisses auf der Grundlage des Rechenergebnisses, gekennzeichnet durch
eine Fahrbahngefälle-Berechnungseinheit (502) zur Berechnung eines Gefälles (Grd) der Fahrbahn,
eine Sollantriebsdrehmoment-Erzeugungseinheit (501) zur Erzeugung eines Sollantriebsdrehmoments (tTo) auf der Grundlage eines einen Fahrzustand angebenden Anpassungskoeffizienten (TVO), einer Fahrgeschwindigkeit (No) und des Fahrbahngefälles (Grd),
eine Antriebsdrehmoment-Berechnungseinheit (302) zum Berechnen des Antriebsdrehmoments (To) auf der Grund lage des Anpassungskoeffizienten (TVO), der Fahrgeschwin digkeit (No) und der Motordrehzahl (Ne),
eine Korrektureinheit (303) zur Erlangung eines Korrekturwerts (ΔR) für das Sollantriebsdrehmoment (tTo) auf der Grundlage des von der Antriebsdrehmoment-Berech nungseinheit (302) berechneten Antriebsdrehmoments (To) und zum Korrigieren des Sollantriebsdrehmoments (tTo), und
eine Getriebeübersetzungsverhältnisänderungsbe fehl-Erzeugungseinheit (305) zur Erzeugung eines Getrie beübersetzungsverhältnisänderungsbefehls auf der Grund lage des von der Korrektureinheit (303) erhaltenen Kor rekturwerts (ΔR) und zum Steuern der Änderung des Getrie beübersetzungsverhältnisses,
wobei die Drehzahländerungssteuereinheit das Getriebeübersetzungsverhältnis auf der Grundlage des Getriebeübersetzungsverhältnisänderungsbefehls von der Getriebeübersetzungsverhältnisänderungsbefehl-Erzeugungs einheit (305) ändert.

5. Steuervorrichtung für Automatikgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Sollantriebsdrehmoments (tTo) auf der Grundlage des Anpassungskoeffizienten (TVO), der Fahrgeschwindigkeit (No) und des Fahrbahngefälles (Grd) anhand eines vorgegebenen Sollantriebsdrehmoment-Kennfel des bestimmt wird.

6. Steuervorrichtung für Automatikgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrbahngefälle (Grd) auf der Grundlage der Fahrgeschwindigkeit (No) und des Antriebsdrehmoments (To) berechnet wird, das von der Antriebsdrehmoment-Berech nungseinheit (302) berechnet wird.

7. Steuervorrichtung für Kraftfahrzeug-Automatikge triebe zur Steuerung des Automatikgetriebes (102) in der Weise, daß dieses die Ausgangsleistung eines Fahrzeugmo tors (101) mit einem bestimmten Getriebeübersetzungsver hältnis an die Antriebsräder (103) überträgt, mit einer Getriebeübersetzungsverhältnis-Berechnungseinheit zur Berechnung des Getriebeübersetzungsverhältnisses und einer Drehzahländerungssteuereinheit zur Steuerung des Getriebeübersetzungsverhältnisses auf der Grundlage des Rechenergebnisses, gekennzeichnet durch
eine Kraftstoffverbrauchsmengen-Berechnungsein heit (701) zum Berechnen der Kraftstoffverbrauchsmenge (Qf),
eine erste Getriebeübersetzungsverhältnisände rungsbefehl-Erzeugungseinheit (701) zum Erzeugen eines ersten Getriebeübersetzungsverhältnisänderungsbefehls (ΔR1) auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsmenge (Qf), die von der Kraftstoffverbrauchsmengen-Berechnungs einheit (701) berechnet wird,
eine Fahrbahngefälle-Berechnungseinheit (502) zum Berechnen des Gefälles (Grd) einer Fahrbahn,
eine Sollantriebsdrehmoment-Erzeugungseinheit (501) zum Erzeugen des Sollantriebsdrehmoments (tTo) auf der Grundlage eines einen Fahrzustand angebenden Anpas sungskoeffizienten (TVO), einer Fahrgeschwindigkeit (No) und des Fahrbahngefälles (Grd),
eine Antriebsdrehmoment-Berechnungseinheit (302) zum Berechnen des Antriebsdrehmoments (To) auf der Grund lage des Anpassungskoeffizienten (TVO), der Fahrgeschwin digkeit (No), der Motordrehzahl (Ne) und einer Turbinen raddrehzahl (Nt),
eine zweite Getriebeübersetzungsverhältnisände rungsbefehl-Erzeugungseinheit zum Erzeugen eines zweiten Getriebeübersetzungsverhältnisänderungsbefehls (ΔR2) und zum Korrigieren des Sollantriebsdrehmoments (tTo) auf der Grundlage des Antriebsdrehmoments (To), das von der Antriebsdrehmoment-Berechnungseinheit (302) berechnet worden ist,
eine Einrichtung (702) zum Erkennen der Absicht des Fahrers und der Fahrumgebung entsprechend dem Anpas sungskoeffizienten (TVO) und der Fahrgeschwindigkeit (No), und
eine Einrichtung (703) für unscharfe Schlußfolge rung zum Erzeugen eines dritten Getriebeübersetzungsver hältnisänderungsbefehls (ΔR3) auf der Grundlage des Ausgangswertes (ΔR1) der ersten Getriebeübersetzungsver hältnisänderungsbefehl-Erzeugungseinrichtung (701), eines Ausgangswertes (ΔR2) der zweiten Getriebeübersetzungsver hältnisänderungsbefehl-Erzeugungseinrichtung, eines Aus gangswertes (Dw) der Einrichtung (702) zum Erkennen der Absicht des Fahrers und der Fahrumgebung und einer vorgegebenen Regel für unscharfe Schlußfolgerung,
wobei die Drehzahländerungssteuereinheit das Getriebeübersetzungsverhältnis auf der Grundlage des von der Einrichtung (703) für unscharfe Schlußfolgerung erzeugten dritten Getriebeübersetzungsverhältnisände rungsbefehls (ΔR3) ändert.

8. Steuervorrichtung für Automatikgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die unscharfe Schlußfolgerung durch Gewichten des ersten Getriebeübersetzungsverhältnisänderungsbefehls (ΔR1) relativ zum zweiten Getriebeübersetzungsverhältnis änderungsbefehl (ΔR2) ausgeführt wird.

9. Verfahren zum Steuern von Fahrzeug-Automatikge trieben (102), bei dem das Übersetzungsverhältnis des Au tomatikgetriebes (102) auf der Grundlage von Drehzahlän derungsbedingungen geändert wird, für die das Sollan triebsdrehmoment (tTo) in Abhängigkeit von der Fahrge schwindigkeit (No) unter Verwendung der Last (TVO) eines Fahrzeugmotors (101) als Parameter gegeben ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Ändern der Drehzahländerungsbedingungen auf der Grundlage einer Betriebsart, die aus wenigstens zwei Betriebsarten gewählt ist, wobei eine Betriebsart auf die Verbesserung der Beschleunigung zielt und eine weitere Betriebsart auf die Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs zielt, und
Korrigieren des Sollantriebsdrehmoments (tTo) unter Verwendung eines Antriebsdrehmoments (To), das auf der Grundlage eines einen Fahrzustand des Fahrzeugs angebenden Wertes (TVO), der Fahrgeschwindigkeit (No), der Motordrehzahl (Ne) und der Turbinenraddrehzahl (Nt) eines Drehmomentwandlers des Automatikgetriebes (102) erhalten wird,
wobei die Größe der Veränderung der Motordrehzahl (Ne) relativ zur Veränderung der Motorlast (TVO) in der Weise gesetzt wird, daß in einem Bereich niedriger Last die Größe in der Betriebsart, die auf die Verbesserung der Beschleunigung zielt, größer ist als in der Betriebs art, die auf die Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs zielt, und in einem Bereich hoher Last die Größe in der Betriebsart, die auf die Verbesserung des Kraftstoffver brauchs zielt, größer ist als in der Betriebsart, die auf die Verbesserung der Beschleunigung zielt.

10. Verfahren zum Steuern von Automatikgetrieben nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Schlußfolgern eines Anpassungskoeffizienten auf der Grundlage einer vorgegebenen Regel für unscharfe Schlußfolgerung und
Ändern der Drehzahländerungsbedingungen unter Verwendung der unscharfen Schlußfolgerung für die Bestim mung des Anpassungskoeffizienten auf der Grundlage des Erhöhungs- oder Erniedrigungsgrades des erschlossenen Anpassungskoeffizienten.

11. Verfahren zum Steuern von Automatikgetrieben nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Drehzahländerungsbedingungen unter Verwendung der unscharfen Schlußfolgerung geändert werden, mit der der Erhöhungs- oder Erniedrigungsgrad eines Anpassungs koeffizienten erschlossen wird, und
der Anpassungskoeffizient auf der Grundlage des Erhöhungs- oder Erniedrigungsgrades bestimmt wird.