DE10242567A1

DE10242567A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und Regelung von Getriebeschaltvorgängen

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Publication number: DE10242567A1
Application number: DE10242567A
Authority: DE
Inventors: Christoph Dr.-Ing. Rüchardt; Otto Dipl.-Ing. Ebner; Klaus Dipl.-Ing. Schweiger; Matthias Dipl.-Ing. Winkel; Andreas Dipl.-Ing. Schenger; Marcus Dipl.-Ing. Gansohr
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-03-25
Also published as: WO2004026613A1

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgestellt, mit denen Gangschaltvorgänge eines automatischen oder automatisierten Schaltgetriebes hinsichtlich einer besseren Akzeptanz durch den Fahrzeugführer optimiert werden. Dazu ist vorgesehen, dass der Getriebeschaltvorgang derart gesteuert und geregelt wird, dass die Charakteristik der Gangschaltung in Abhängigkeit von schalt- oder betriebssituationsabhängigen Größen eines Kraftfahrzeuges und der Fahrzeugumgebung zwischen einer schnellstmöglichen Schaltung und einer komfortabelsten Schaltung liegt, wobei diese Grenzwerte mit eingeschlossen sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur fahrsituationsabhängigen Steuerung und Regelung von Getriebeschaltvorgängen automatischer Schaltgetriebe in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Bei automatischen oder automatisierten Schaltgetrieben sind an der Getriebeschaltwelle Stellmittel angeordnet, die elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbar sind. Mit diesen Stellmitteln wird zur Anwahl und zum Einlegen von Getriebegängen die Getriebeschaltwelle axial verschoben bzw. um ihre Längsachse verdreht. Zudem ist bei vollautomatisch schaltenden Getrieben dieser Art an der Anfahr- und Schaltkupplung eine Stellvorrichtung angeordnet, mit der diese Kupplung automatisch betätigt werden kann. Die genannten Stellvorrichtungen und Stellmittel werden von einer Steuerungs- und Regelungsvorrichtung gesteuert, wobei entweder ein elektromotorisch arbeitendes Stellmittel direkt ein- oder ausgeschaltet wird, oder ein elektromagnetisches Schaltventil in einem hydraulischen oder pneumatischen Leitungssystem betätigt wird.
Zudem wirkt die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung auf ein Leistungsstellglied an der mit dem Getriebe antriebstechnisch verbundenen Brennkraftmaschine des Fahrzeuges ein, damit diese zur Unterstützung von Getriebeschaltvorgängen hinsichtlich ihrer Kurbelwellendrehzahl und des von ihr abgegebenen Drehmoments geregelt wird. Die dazu notwendigen Steuerungs- und Regelungssignale können dabei notwendigen Steuerungs- und Regelungssignale können dabei von einer Getriebesteuerungsvorrichtung direkt an das Leistungsstellglied der Brennkraftmaschine abgegeben werden, es ist aber auch möglich, dass die Getriebesteuerungsvorrichtung entsprechende Steuerungs- und Regelungssignale an eine Motorsteuerungsvorrichtung abgibt, die dann ihrerseits auf das Leistungsstellglied der Brennkraftmaschine einwirkt.
Bei der beschriebenen Steuerung- und Regelung der Brennkraftmaschine geht es darum, beispielsweise bei einem Getriebehochschaltvorgang die Drehzahl der Brennkraftmaschine soweit abzusenken, dass bei der aktuellen Fahrgeschwindigkeit die Kurbelwellen- oder Getriebeeingangswellendrehzahl der Zieldrehzahl des zuzuschaltenden Getriebeganges entspricht. Bei einem Rückschaltvorgang muss dagegen die Motordrehzahl soweit angehoben werden, dass die Zieldrehzahl des niedrigeren Ganges bei der aktuellen Fahrgeschwindigkeit erreicht wird.
Wenngleich Fahrzeuge mit derartigen automatischen oder automatisierten Schaltgetrieben von Kunden immer mehr angenommen werden, wird es von diesen gelegentlich bemängelt, dass Getriebeschaltvorgänge situationsbedingt gelegentlich zu langsam oder gelegentlich zu ruppig ausfallen. So neigt eine auf möglichst schnelle Gangschaltvorgänge optimierte Getriebesteuerungs- und Regelungsvorrichtung nicht selten zu weniger komfortablen Schaltvorgängen. Dies wird durch einen möglichst schnellen Lastabbau vor der Schaltung und durch einen möglichst schnellen Lastaufbau nach der getriebeinternen Schaltung verursacht. Derartige schnelle Laständerungen werden als Schaltruck wahrgenommen und bergen zudem das Risiko, dass hierdurch Antriebsstrangschwingungen ausgelöst werden können, die von den Fahrzeuginsassen zu sätzlich als störend empfunden werden. Als komfortabel sollen in diesem Zusammenhang solche Schaltvorgänge gelten, bei denen die Gangschaltung hinsichtlich der dabei auftretenden Längsbeschleunigungskräfte für einen Fahrzeuginsassen kaum wahrnehmbar sind.
Eine weitere Quelle von möglichen Komforteinbußen stellt der Synchronisiervorgang bei synchronisierten Getrieben dar. Ein mit einer hohen Betätigungskraft ausgeführter Synchronisiervorgang hat zur Folge, dass sich dadurch die Synchronisierelemente stark gegen den Antriebsstrang und damit gegen das Kraftfahrzeug abstützen, deren mechanischen Reaktionen von den Fahrzeuginsassen ebenfalls als unangenehm empfunden werden können.
Es ist allerdings bekannt, dass Fahrer von solchen Kraftfahrzeugen bei unterschiedlichen Fahrsituationen an sich identische Gangschaltungen als mehr oder weniger situationsgerecht empfinden. So wird bei einer starken Fahrbahnsteigung eine schnelle, aber hinsichtlich des Komforts eher mäßige Hochschaltung akzeptiert, wohingegen in der Ebene bei Teillast vom Fahrer komfortablere Hochschaltungen erwartet werden und die Schaltgeschwindigkeit eher an Bedeutung verliert. Der Fahrer unterscheidet intuitiv zwischen Fahrsituationen, in denen die Schnelligkeit einer Schaltung im Vordergrund stehen muss und solchen, in denen ohne Nachteile der Schaltkomfort im Vordergrund stehen kann.
Schließlich verursachen schnell ausgeführte Schaltungen aufgrund der höheren Betätigungskräfte einen größeren Verschleiß an den inneren Schaltvorrichtungen und den Syn chronisationsvorrichtungen im Getriebe als solche, die eher komfortabel ausgeführt werden.

Vor diesem Hintergrund ist es aus der DE 199 07 141 A1 bekannt, zur Verschleißreduzierung die von einer entsprechenden Stellvorrichtung erzeugte und auf die Getriebesynchronisationsvorrichtung wirkende Betätigungskraft in Abhängigkeit von der Motoröltemperatur einzustellen, oder gemäß der US 4,543,856 die Schaltkraft an die jeweils zu schaltenden individuellen Getriebegänge anzupassen.

Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren ist, dass mit diesen nicht auf die fahrsituationsabhängigen Wünsche eines Fahrzeugführers eingegangen wird, sondern das mit diesen die Schaltkraft allein zur Optimierung getriebeinterner Abläufe verbessert werden soll.

Die Aufgabe an die Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzustellen, mit denen Getriebeschaltvorgänge derart optimiert gesteuert und geregelt werden können, dass diese hinsichtlich Schaltgeschwindigkeit und Schaltkomfort so erfolgen wie sie der Fahrer mit einem manuellen Schaltgetriebe fahrsituationsbedingt selbst durchführen würde.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich für das Verfahren aus den Merkmalen des Hauptanspruchs und für die Vorrichtung aus den Merkmalen des Anspruchs 11, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.

Demnach ist hinsichtlich des Steuerungs- und Regelungsverfahrens vorgesehen, dass eine Steuerungs- und Rege lungsvorrichtung mittels geeigneter Geräte und Sensoren physikalische Messwerte und Daten erfasst, die die aktuelle reale Betriebssituation des Kraftfahrzeuges kennzeichnen. Diese Messwerte und Daten werden dann durch die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung hinsichtlich einer Übereinstimmung mit dort abgespeicherten und bestimmten Betriebssituationen kennzeichnende Werte verglichen.

Nach dem Erkennen einer zu der gemessenen realen Betriebssituation des Fahrzeugs passenden, vorzugsweise modellhaft abgespeicherten Betriebssituation, werden zu dieser Betriebssituation gehörende Kupplungsbetätigungs-, Getriebeschalt- und/oder Motorbeeinflussungsfunktionen aufgesucht und aktiviert, mit denen die Stell- oder Betätigungsvorrichtungen an der Anfahr- oder Schaltkupplung, im oder am Getriebe und/oder an der Brennkraftmaschine derart ansteuert werden, dass der Getriebeschaltvorgang betriebssituationsgerecht mit einer Charakteristik erfolgt, die zwischen einer schnellstmöglichen Schaltung und einer komfortabelsten Schaltung liegt.

Zur Ermittlung solcher situationsgerechter Steuerungs- und Regelungsfunktionen für den Getriebeschaltvorgang kann in einer Ausgestaltung der Erfindung durch eine Klassifikation der gemessenen Betriebssituation ein Lastfaktor LF als Kenngröße für eine situationsgerechte Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine sowie ein Synchronfaktor SF als Kenngröße für eine situationsgerechte Steuerung und Regelung der Kupplungsbetätigung, der Getriebeschaltwellenbetätigung und/oder der Betätigung der Synchronisationsvorrichtung des Getriebes ermittelt werden. Dabei geben der Lastfaktor LF und der Synchronfaktor SF an, ob für die aktuelle Betriebssituation des Fahrzeuges eine eher schnelle oder eine eher komfortable Getriebeschaltung benötigt wird.

Mit Hilfe dieser beiden Faktoren LS, SF werden dann wie bei der vorgenanten Variante in der Steuerungs- und Regelungsvorrichtung abgespeicherte synchronfaktor- oder lastfaktorspezifische Steuerungs- und Regelungsanweisungen zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine, der Anfahr- bzw. Schaltkupplung und/oder des Getriebes aufgesucht und zur Steuerung und Regelung verwendet. Dazu weist der Lastfaktor LF und der Synchronfaktor SF vorzugsweise Werte zwischen Null und Eins auf, wobei der Wert Eins die Notwenigkeit einer möglichst schnellen Schaltung, und der Wert Null die Notwenigkeit einer möglichst komfortablen Getriebeschaltung anzeigt.

Bei dem erfindungsgemäßen Steuerungs- und Regelungsverfahren kann vorgesehen sein, dass der Lastfaktor LF und der Synchronfaktor SF ebenso wie die Steuerungs- und Regelungsanweisungen für die Brennkraftmaschine, für die Anfahr- oder Schaltkupplung und/oder für das Getriebe durch Interpolation der Werte aus zwei benachbarten abgespeicherten Kennfedern oder Kennlinien ermittelt werden.

Die Fahrsituationsklassifizierung mit dem Lastfaktor LF und dem Synchronfaktor SF kann in der Steuerungsund Regelungsvorrichtung auch mit Hilfe von dort abgespeicherter mathematischen Fuzzy-Funktionen erfolgen, wenn dies aufgrund von unscharf ermittelten physikalischen Werten notwendig ist.

In einer anderen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch vorgesehen sein, dass der Lastfaktor LF und der Synchronfaktor SF in der Steuerungs- und Regelungsvorrichtung mit Hilfe von dort abgespeicherten mathematischen Funktionen neuronaler Datenverarbeitungsstrukturen bestimmt werden, die vor und/oder während des ersten Betriebes des Kraftfahrzeuges auf situationsgerecht schnelle oder komfortable Getriebeschaltabläufe trainiert worden sind oder trainiert werden.

Durch die Nutzung des erfindungsgemäßen Steuerungsund Regelungsverfahren ist es möglich, dass das Leistungsstellglied der Brennkraftmaschine hinsichtlich Motordrehzahl- und/oder Drehmomentänderungen in Abhängigkeit von der aktuellen Betriebssituation eher geschwindigkeits- oder eher komfortorientiert angesteuert wird. Der gleiche Effekt wird durch die erfindungsgemäße Ansteuerung der Stellvorrichtung der Anfahr- oder Schaltkupplung dadurch erreicht oder unterstützt, dass diese im Hinblick auf den Betätigungszeitpunkt, die Betätigungskraft und/oder die Betätigungsgeschwindigkeit eher geschwindigkeits- oder eher komfortbezogen betätigt wird. Schließlich können auch die Stellvorrichtungen zur Betätigung der Getriebeschaltwelle und der Synchronisationsvorrichtungen des Getriebes eher geschwindigkeits- oder eher komfortorientiert im Hinblick auf den Betätigungszeitpunkt, die Betätigungskraft und/oder die Betätigungsgeschwindigkeit angesteuert werden.

Zur Durchführung eines fahrsituationsgerecht optimalen Getriebeschaltvorgangs wird von wenigstens einer Art der nun folgenden fahrzeug- oder fahrzeugumgebungsbezogenen Daten und Messwerte Gebrauch gemacht, die über Sensoren oder gesonderte Geräte, wie beispielsweise ein satellitengestütztes Navigationssystem oder ein erdgebundene Verkehrsinformationssysteme, erfasst werden: Fahrpedalstel lung, Bremspedalstellung, Motorbremsstufe, Bremsstufe einer verschleißfreien Dauerbremse (Retarder), Motordrehmoment, Motorbremsmoment, Ausgangsdrehmoment des Retarders, Fahrzeuggewicht, Fahrwiderstand, Fahrbahnsteigung, vorausschauende Fahrstreckeninformationen (Kurven-, Baustellen-, Verkehrsinformationen), Schalttyp (Hoch- oder Rückschaltung), Ist-Gang, Ziel-Gang, Gangübersetzung, Fahrzeuggeschwindigkeit, aktuelle Fahrzeugverzögerung, Getriebeöltemperatur, Motoröltemperatur, Getriebeeingangsdrehzahl, Getriebeausgangsdrehzahl, Querbeschleunigung des Fahrzeugs, Längsbeschleunigung des Fahrzeugs, Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs, Beschleunigung des vorausfahrenden Fahrzeugs, Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug, Abstand zum nachfolgenden Fahrzeug, Abstand zu einem rückwärtigen Gegenstand, Umgebungstemperatur, Fahrbahnbenetzung (Eis, Schnee, Regen), Fahrbahntemperatur, Fahrzeugtraktion. Dabei wird verständlicherweise die Realität um so genauer abgebildet, desto mehr Informationen darüber der Steuerungsund Regelungsvorrichtung vorliegen.

Die Erfindung lässt sich am besten anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutern. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung mit einer einzigen Figur beigefügt, in der schematisch ein Fahrzeugantriebsstrang sowie eine Steuerungs- und Regelungsvorrichtung dargestellt ist.

Zunächst soll auf die Erkenntnis aufmerksam gemacht werden, dass Fahrer von Fahrzeugen mit automatisierten oder automatischen Schaltgetrieben in aller Regel das Fahren von Fahrzeugen mit manuell schaltbarem Getriebe gewohnt sind. Daher erwarten diese auch bei unterschiedlichen Fahr- oder Betriebssituationen ein Schaltverhalten, dass ihrem eigenen Schaltverhalten mit einem manuell zu schaltenden Getriebe entspricht. Eine solche Betriebssituation kann beispielsweise eine Steigungsstrecke mit engen Serpentinen in einer Hochgebirgslage, eine Beschleunigungsphase auf einer freien Autobahn oder ein sich aufgrund einer voraus liegenden Baustelle nur zähflüssig bewegender Verkehr sein.
Es ist leicht verständlich, dass der Fahrer eines Kraftfahrzeuges mit manuell schaltbarem Getriebe bei Hoch- oder Rückschaltvorgängen in diesen sehr unterschiedlichen Fahrsituationen durchaus unterschiedlich schnell oder möglichst zugkraftunterbrechungsfrei die Getriebegänge schalten würde. Diese Erwartungshaltung wird durch das erfindungsgemäße Steuerungs- und Regelungsverfahren und eine dementsprechend ausgebildete Steuerungs- und Regelungsvorrichtung auch bei einem Fahrzeug mit automatisiertem oder automatischen Schaltgetriebe erfüllt.
Dazu weist die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung 1 eines Fahrzeuges mit automatisiertem oder automatischen Schaltgetriebe folgenden schematisch dargestellten Aufbau auf. Diese Steuerungs- und Regelungsvorrichtung 1 ist zunächst mit einer Eingangsseite zur Aufnahme von physikalischen Messwerten und Daten ausgestattet, die von Sensoren 2 und gesonderten Geräten 3 ermittelt und über Sensor- und Datenleitungen 4, 5 der Steuerungs- und Regelungsvorrichtung zur Verfügung gestellt werden.
Die so erfassten physikalischen Messwerte und Daten werden in einem zu der Steuerungs- und Regelungsvorrichtung 1 gehörenden Schaltsituationserkennungsmodul 6 dahingehend bewertet, welche konkrete Betriebssituation des Fahrzeugs aktuell gerade vorliegt. Dazu sind in dem Schaltsituationserkennungsmodul 6 vorzugsweise Betriebssituati onsmodelle 7, 8, 9, 10 in Form von Kennlinien oder Kennfeldern abgespeichert. Die gerade ermittelten Messwerte und Daten werden dann mit den die Betriebssituationsmodelle 7, 8, 9, 10 kennzeichnenden sowie abgespeicherten Werten verglichen und so die tatsächliche oder wahrscheinlichste Betriebssituation ermittelt. Sofern keine exakte Übereinstimmung der gerade ermittelten Messwerte und Daten mit den abgespeicherten Werten erzielt werden kann oder die ermittelten Messwerte und Daten beispielsweise nur unscharfe Aussagen über die tatsächliche Betriebssituation zulassen, kann mit Hilfe von in der Steuerungs- und Regelungsvorrichtung abgespeicherten Interpolationsfunktionen zumindest eine ausreichend genaue Annäherung an die tatsächlich vorliegenden Verhältnisse erreicht werden.
Zudem verfügt die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung über ein Fuzzymodul 12, in dem mathematische Funktionen zur Bewertung unscharfer Werte abgespeichert sind. Alternativ oder summativ dazu kann vorgesehen sein, dass in der Steuerungs- und Regelungsvorrichtung ein Neuronal-Modul 13 ausgebildet ist, in dem neuronale Datenverarbeitungsstrukturen vorhanden sind, die vor der ersten Inbetriebnahme des Fahrzeugs und/oder während des konkreten Fahrbetriebs auf den Charakter von fahrsituationsoptimal schnellen oder komfortablen Getriebegangschaltungen trainiert wurden oder trainiert werden.
Als Ergebnis der Schalt- oder Fahrsituationserkennung wird in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung durch die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung 1 zyklisch oder für jeden konkreten Schaltvorgang jeweils ein Lastfaktor LF und ein Synchronfaktor SF errechnet, die betriebssituationsge rechte Kenngrößen dafür sind, ob auf die Brennkraftmaschine 22, die Anfahr- und Schaltkupplung 24 und die Stellvorrichtungen des Getriebes 25 hinsichtlich einer eher schnellen oder einer eher komfortablen Schaltung eingewirkt werden soll.
Dazu können der Lastfaktor LF und der Synchronfaktor SF vorzugsweise numerische Werte zwischen Null und Eins annehmen, wobei der Wert Eins vorzugsweise die Notwenigkeit zur Durchführung einer schnellen Schaltung und der Wert Null vorzugsweise die Notwenigkeit zur Durchführung einer komfortablen Getriebeschaltung anzeigt.
Mit dem Lastfaktor LF werden dann in einem Motorsteuerungsmodul 14 die Steuerungs- und Regelungsfunktionen aufgesucht, mit denen die Brennkraftmaschine 22 während eines Getriebeschaltvorgangs betriebssituationsoptimal gesteuert oder geregelt werden kann. Der Synchronfaktor SF wird dagegen dazu genutzt, um mit ihm aus einer Vielzahl von in einem Kupplungs- und Getriebesteuerungsmodul 15 abgespeicherten Kupplungs- und Getriebesteuerungsfunktionen diejenigen aufzufinden, mit denen dann die Kupplung 24 und/oder das Getriebe 25 betriebssituationsoptimal gesteuert und/oder geregelt werden.
Das Motor- und das Getriebesteuerungsmodul 14, 15 können dabei Bestandteile der Steuerungs- und Regelungsanordnung 1 sein. Es ist aber auch möglich, dass diese als gesonderte Motor- bzw. Getriebesteuerungsgeräte ausgebildet sind. In jedem Fall verfügen das Motor- und Getriebesteuerungsmodul 14, 15 oder die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung 1 über Ausgangsbereiche 16, 17, 18, von denen aus Steuerungsleitungen 19, 20, 21 beispielsweise zu einem Leistungsstellglied 26 an der Brennkraftmaschine 22, zu einer hier als Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildeten Betätigungsvorrichtung 23 für die Anfahr- und Schaltkupplung 24 sowie für Betätigungsvorrichtungen 27 am Getriebe 25 führen, wobei mit letzteren die hier nicht dargestellte Getriebeschaltwelle axial verschiebbar oder verdrehbar ist.
Der Aufbau und die Funktionsweise der hier beispielhaft geschilderten Steuerungs- und Regelungsvorrichtung machen deutlich, dass mit dieser sehr vorteilhaft genau die Gangschaltabläufe erzielbar sind, die der Fahrer eines automatisierten oder automatische Schaltgetriebes für die gerade vorliegende Schalt- oder Betriebssituation des Fahrzeugs erwartet. Die Qualität, mit der situationsbedingt richtig schnell oder richtig komfortabel geschaltet wird, hängt dabei allein von der Anzahl und der Relevanz der zur Steuerung- und Regelung genutzten Messwerte und Daten ab.

1: Steuerungs- und Regelungsvorrichtung
2: Sensor
3: Gerät
4: Datenleitung
5: Sensorleitung
6: Schaltsituationserkennungsmodul
7: Betriebssituationsmodell
8: Betriebssituationsmodell
9: Betriebssituationsmodell
10: Betriebssituationsmodell
11: Berechungsmodul
12: Fuzzymodul
13: Neuronal-Modul
14: Motorsteuerungsmodul
15: Kupplungs- und Getriebesteuerungsmodul
16: Ausgangsbereich
17: Ausgangsbereich
18: Ausgangsbereich
19: Steuerungs- oder Datenleitung
20: Steuerungs- oder Datenleitung
21: Steuerungs- oder Datenleitung
22: Brennkraftmaschine
23: Betätigungsvorrichtung an der Kupplung
24: Anfahr- oder Schaltkupplung
25: Getriebe
26: Stellvorrichtung an der Brennkraftmaschine
27: Betätigungsvorrichtung am Getriebe
LF: Lastfaktor
SF: Synchronfaktor

Claims

Verfahren zur Steuerung und Regelung von Getriebeschaltvorgängen eines automatischen oder automatisierten Schaltgetriebes, bei dem der Gangschaltvorgang in Abhängigkeit von physikalischen Messwerten gesteuert und geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass physikalische Messwerte und Daten, die eine aktuelle reale Betriebssituation des Kraftfahrzeuges kennzeichnen, von Sensoren und Geräten im Kraftfahrzeug erfasst und einer Steuerungs- und Regelungsvorrichtung zugeleitet werden, dass diese Messwerte und Daten in der Steuerungs- und Regelungsvorrichtung hinsichtlich einer Übereinstimmung mit dort abgespeicherten und Betriebssituationen kennzeichnende Werte verglichen werden, dass nach dem Erkennen einer bestimmten abgespeicherten Betriebssituation zu dieser Betriebssituation gehörende Kupplungsbetätigungs-, Getriebeschalt- und/oder Motorbeeinflussungsfunktionen aufgesucht und aktiviert werden, mit denen Stell- oder Betätigungsvorrichtungen an der Anfahr- oder Schaltkupplung, im oder am Getriebe und/oder an der Brennkraftmaschine derart ansteuert werden, dass der Getriebeschaltvorgang betriebssituationsgerecht mit einer Charakteristik erfolgt, die die Grenzgrößen einschließend zwischen einer schnellstmöglichen Schaltung und einer komfortabelsten Schaltung liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lastfaktor (LF) als Kenngröße für eine situationsgerechte Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine sowie ein Synchronfaktor (SF) als Kenngröße für eine situationsgerechte Steuerung und Regelung der Betätigung der Kupplung, einer Getriebeschaltwelle und/oder der Synchronisationsvorrichtung des Getriebes berechnet werden, wobei der Lastfaktor (LF) und der Synchronfaktor (SF) angeben, ob für die aktuelle Betriebssituation des Fahrzeuges eine eher schnelle oder eine eher komfortable Getriebeschaltung benötigt wird, und dass mit diesen beiden Faktoren (LS, SF) in der Steuerungs- und Regelungsvorrichtung abgespeicherte synchronfaktor- oder lastfaktorspezifische Steuerungs- und Regelungsanweisungen zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine, der Anfahr- bzw. Schaltkupplung und/oder des Getriebes aufgesucht und zur Steuerung und Regelung genutzt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastfaktor (LF) und der Synchronfaktor (SF) einen Wert zwischen Null und Eins einnehmen können, wobei der Wert Eins vorzugsweise die Notwenigkeit der Durchführung einer schnellen Schaltung, und der Wert Null vorzugsweise die Notwenigkeit der Durchführung einer komfortablen Getriebeschaltung anzeigt.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastfaktor (LF) und der Synchronfaktor (SF) ebenso wie die Steuerungs- und Regelungsanweisungen für die Brennkraftmaschine, für die Anfahr- oder Schaltkupplung und/oder für das Getriebe durch Interpolation der Werte von zwei benachbarten abgespeicherten Kennfedern oder Kennlinien ermittelbar sind.
Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastfaktor (LF) und der Synchronfaktor (SF) in der Steue rungs- und Regelungsvorrichtung mit Hilfe von dort abgespeicherten mathematischen Fuzzy-Funktionen zur Verarbeitung von unscharf ermittelten physikalischen Werten errechnet werden.
Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastfaktor (LF) und der Synchronfaktor ((SF) in der Steuerungs- und Regelungsvorrichtung mit Hilfe von dort abgespeicherten mathematischen Funktionen neuronaler Datenverarbeitungsstrukturen bestimmt werden, die vor und/oder während des Betriebes des Kraftfahrzeuges auf situationsgerecht schnelle oder komfortable Getriebeschaltabläufe trainiert worden sind oder trainiert werden.
Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung das Leistungsstellglied der Brennkraftmaschine derart ansteuert, dass Motordrehzahländerungen und/oder Motordrehmomentänderungen eher geschwindigkeits- oder eher komfortorientiert erfolgen.
Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung die Betätigungsvorrichtung der Anfahr- oder Schaltkupplung derart ansteuert, dass diese im Hinblick auf den Betätigungszeitpunkt, die Betätigungskraft und/oder die Betätigungsgeschwindigkeit an der Kupplung eher geschwindigkeits- oder eher komfortorientiert betätigt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung Betätigungsmittel für die Getriebeschaltwelle und für die Synchronisationsvorrichtung des Getriebes derart ansteuert, dass diese im Hinblick auf den Betätigungszeitpunkt, die Betätigungskraft und/oder die Betätigungsgeschwindigkeit eher geschwindigkeits- oder eher komfortorientiert betätigt werden.
Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verarbeitung von wenigstens einem der folgenden physikalischen Messwerte und/oder Daten zur Durchführung eines fahrsituationsgerecht optimalen Getriebeschaltvorgangs: Fahrpedalstellung, Bremspedalstellung, Motorbremsstufe, Bremsstufe einer verschleißfreien Dauerbremse (Retarder), Motordrehmoment, Motorbremsmoment, Ausgangsdrehmoment des Retarders, Fahrzeuggewicht, Fahrwiderstand, Fahrbahnsteigung, vorausschauende Fahrstreckeninformationen (Kurven-, Baustellen-, Verkehrsinformationen), Schalttyp (Hoch- oder Rückschaltung), Ist-Gang, Ziel-Gang, Gangübersetzung, Fahrzeuggeschwindigkeit, aktuelle Fahrzeugverzögerung, Getriebeöltemperatur, Motoröltemperatur, Getriebeeingangsdrehzahl, Getriebeausgangsdrehzahl, Querbeschleunigung des Fahrzeugs, Längsbeschleunigung des Fahrzeugs, Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs, Beschleunigung des vorausfahrenden Fahrzeugs, Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug, Abstand zum nachfolgenden Fahrzeug, Abstand zu einem rückwärtigen Gegenstand, Umgebungstemperatur, Fahrbahnbenetzung (Eis, Schnee, Regen), Fahrbahntemperatur, Fahrzeugtraktion.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- und Reglungsvorrichtung (1) mit Sensoren (2) und/oder Geräten (3) über Sensor- und/oder Datenleitungen (4, 5) verbunden ist, mit denen physikalische Messwerte und/oder Daten des Fahrzeugs und aus der Umgebung des Fahrzeugs erfassbar sind, dass die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung (1) über ein Schaltsituationserkennungsmodul (6) verfügt, in dem die Messwerte und/oder Daten mit dort abgespeicherten Werten (7, 8, 9, 10) von Betriebssituationen vergleichbar sind, dass in einem Berechnungsmodul (11) der Steuerungs- und Regelungsvorrichtung (1) aus den so gewonnenen Vergleichswerten ein Lastfaktor (LS) und ein Synchronfaktor (SF) berechenbar sind, die jeweils ein Maß für die Notwenigkeit eines eher schnellen oder eines eher komfortablen Schaltablaufs darstellen, dass die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung (1) wenigstens ein Steuerungsmodul (14) enthält oder mit einem solchen in Verbindung steht, in dem Steuerungs- und Regelungsfunktionen abgespeichert sind, mit denen die Drehzahl und das Drehmoment der Fahrzeugbrennkraftmaschine (22) steuer- und regelbar sind, dass die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung (1) wenigstens ein Steuerungsmodul (15) enthält oder mit einem solchen in Verbindung steht, in dem Steuerungs- und Regelungsfunktionen abgespeichert sind, mit denen die Stellmittel für die Anfahr- oder Schaltkupplung (24), die Getriebeschaltwelle und/oder die Synchronisationsmittel des Getriebes (25) hinsichtlich des Betätigungszeitpunkts, der Betä tigungskraft und der Betätigungsgeschwindigkeit steuer- und regelbar sind und dass die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung (1) oder die Steuerungsmodule (14, 15) über Ausgangsbereiche (16, 17, 18) verfügen, die mittels Steuerungs- oder Datenleitungen (19, 20, 21) mit Betätigungsvorrichtungen (23, 26, 27) an der Brennkraftmaschine (22), der Anfahr- oder Fahrkupplung (24) sowie am Getriebe (25) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fuzzymodul (12) Fuzzy-Funktionen abgespeichert sind, mit denen aus unscharf ermittelten Messwerten und Daten realitätsabbildende Lastfaktoren (LF) und Synchronfaktoren (SF) berechenbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Neuronalmodul (13) Funktionen elektronischer neuronaler Netze abgespeichert sind, die vor deren ersten Nutzung im Fahrzeug einem Lernprogramm zum Erlernen unterschiedlicher Betriebssituationen ausgesetzt waren und/oder während des realen Fahrzeugsbetriebes ausgesetzt sind, mit denen aus den ermittelten Messwerten und Daten realitätsabbildende Lastfaktoren (LF) und Synchronfaktoren (SF) berechenbar sind.