DE69216011T2

DE69216011T2 - Steuersystem für automatisches Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE69216011T2
Application number: DE69216011T
Authority: DE
Inventors: Yusuke Hasegawa; Toshihisa Iwaki; Ichiro Sakai
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-09-04
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2012-09-05
Also published as: DE69216011D1; US5323318A; CA2077096C; CA2077096A1; EP0531154A3; EP0531154A2; EP0531154B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein System zum Steuern/Regeln eines automatischen Fahrzeuggetriebes.
Sowohl bei mehrstufigen Getrieben, die das Übersetzungsverhältnis stufenweise steuern, als auch bei stufenlos verstellbaren Getrieben, die das Übersetzungsverhältnis stufenlos steuern, war es allgemeine herkömmliche Praxis, das Übersetzungsverhältnis durch Abfrage aus einem vorermittelten Schaltdiagramm zu ermitteln, das in einem Mikrocomputerspeicher als Kennfeld, nachfolgend als "Schaltdiagrammkennfeld" bezeichnet, gespeichert ist, und zwar unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselöffnung als Adreßdaten.
Somit ermitteln die herkömmlichen Steuersysteme automatischer Getriebe das Übersetzungsverhältnis lediglich auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselöffnung und berücksichtigen andere Betriebsparameter nicht, die in gebührender Weise in Betracht gezogen werden sollten. Die Folge ist, daß anders als beim Gangwechsel durch einen geübten Fahrer, der ein Fahrzeug mit einem manuellen Getriebe betätigt, die von den herkömmlichen Steuersystemen automatischer Getriebe durchgeführten Gangwechsel nicht sehr gut mit dem vom Fahrer erwünschten Schaltprogramm zusammenpassen.
Insbesondere, weil die herkömmlichen Systeme das Übersetzungsverhältnis lediglich auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselöffnung ermitteln, sind sie nicht in der Lage, andere wichtige Betriebsparameter bei der Ermittlung des Übersetzungsverhältnisses in Betracht zu ziehen, etwa ob das Fahrzeug bergauf oder bergab fährt. Aufgrund dessen wird bei Fahrt in bergigen Gegenden oder dgl. das Übersetzungsverhältnis häufig geändert, was den Fahrer irritiert, weil dies von dem Schaltprogramm abweicht, das er oder sie wünscht und erwartet. Einfach gesagt, ist es außerordentlich schwierig, mittels der auf dem Schaltdiagrammkennfeld beruhenden herkömmlichen Steuerung die Absichten des Fahrers bei der Ermittlung des Übersetzungsverhältnisses wiederzuspiegeln.
Die letzten Jahre zeigten in verschiedenen Gebieten eine zunehmende Verwendung von Fuzzy-Steuerung. Weil Fuzzy-Steuerung gut zur Verwendung in Expertensystemen geeignet ist, die zum Erzielen einer Steuerung ausgebildet sind, welche die Bedienungsweise und die Erfahrung eines Experten im betreffenden Gebiet wiederspiegelt, wurde sie auch bei Steuersystemen für automatische Fahrzeuggetriebe angewendet, wobei eine Anzahl solcher Systeme vom vorliegenden Anmelder vorgeschlagen wurde (siehe EP-A-347263, EP-A-347761, EP-A-375155, EP-A-377953 und EP-A-454504).
Ungeachtet der oben herausgestellten Nachteile hat andererseits die eher herkömmliche Technologie zur Ermittlung des Übersetzungsverhältnisses aus dem Schaltdiagrammkennfeld unter Verwendung der Fahrgeschwindigkeit und der Drosselöffnung als Adreßdaten den Vorzug, sehr gut eingeführt zu sein.
Die JP-A-3084254 (die der US-A-512496 entspricht, die nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde) beschreibt ein Steuersystem für ein automatisches Fahrzeuggetriebe, das ein Schaltdiagrammkennfeld und Fuzzy- Logik verwendet. Der Oberbegriff des Anspruchs 1 beruht auf dieser Schrift.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Steuern/Regeln eines mehrstufigen oder eines stufenlos verstellbaren Automatikgetriebes eines Fahrzeugs mit einem vorbestimmten. Schaltdiagramm angegeben, aus dem ein Wert des einzustellenden Übersetzungsverhältnisses entsprechend ermittelter Parameter abgefragt wird, die wenigstens eine Motorlast und eine Fahrzeuggeschwindigkeit beinhaltende Betriebszustände des Fahrzeugs bezeichnen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß: eine Fuzzy-Folgerung durchgeführt wird, um wenigstens einen der ermittelten Parameter zu korrigieren, und der korrigierte Parameter zum Abfragen des einzustellenden Übersetzungsverhältnisses verwendet wird.
Aspekte der vorliegenden Erfindung und bevorzugte Ausführungen sind in den Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung ermöglicht ein Steuer/Regelsystem für ein automatische Fahrzeuggetriebe, das die vorgenannten Nachteile der herkömmlichen Technik überwindet, indem es herkömmliche Gangschaltsteuerung durch Abfrage aus dem Schaltdiagrammkennfeld mit Fuzzy-Logiksteuerung kombiniert, um die Vorteile beider Steuerungstypen optimal zu nutzen, und es hierdurch ermöglicht, den Steuerwert nicht nur auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselöffnung zu ermitteln, sondern auch verschiedene andere Betriebsparameter in Betracht zu ziehen, die bei der Ermittlung des Übersetzungsverhältnisses zu Recht berücksichtigt werden sollten.
Bevorzugt nennt die Erfindung ein Steuer/Regelsystem für ein automatisches Fahrzeuggetriebe, das den erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeitswert und/oder Drosselöffnungswert nach Maßgabe der Ergebnisse von Fuzzy-Folgerung korrigiert, die auf Basis wenigstens den Fahrwiderstand beinhaltender Betriebsparameter durchgeführt wird, und dann den korrigierten oder die korrigierten Werte zum Abfragen des Übersetzungsverhältnisses aus dem herkömmlichen Schaltdiagrammkennfeld verwendet, um hierdurch auch bei Fahrt in bergigen Gebieten ein häufiges Ändern des Übersetzungsverhältisses zu verhindern.
Bevorzugt nennt die Erfindung ein Steuer/Regelsystem für ein automatisches Fahrzeuggetriebe, das das Übersetzungsverhältnis durch Abfragen aus dem herkömmlichen Schaltdiagrammkennfeld ermittelt und dann das ermittelte Übersetzungsverhältnis entsprechend den Ergebnissen von Fuzzy-Folgerung korrigiert, die auf Basis wenigstens den Fahrwiderstand beinhaltender Betriebsparameter durchgeführt wird, um hierdurch auch bei Fahrt in bergigen Gebieten ein häufiges Ändern des Übersetzungsverhältnisses zu verhindern.
Bevorzugt nennt die Erfindung ein Steuer/Regelsystem für ein automatisches Fahrzeuggetriebe, das die Absicht des Fahrers herleitet, den erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeitswert und/oder den Drosselöffnungswert entsprechend den Ergebnissen von Fuzzy- Folgerung korrigiert, die auf Basis von wenigstens den hergeleiteten Wert oder die hergeleiteten Werte beinhaltender Betriebsparameter durchgeführt ist, und dann die korrigierten Werte zum Abfragen des Übersetzungsverhältnisses aus dem herkömmlichen Schaltdiagrammkennfeld verwendet, um hierdurch bei der Steuerung die Absicht des Fahrers hochgradig wiederzuspiegeln.
Bevorzugt nennt die Erfindung ein Steuersystem fur ein automatisches Fahrzeuggetriebe, das das Übersetzungsverhältnis durch Abfrage aus einem herkömmlichen Schaltdiagrammkennfeld ermittelt, die Absicht des Fahrers herleitet und dann das ermittelte Übersetzungsverhältnis entsprechend den Ergebnissen von Fuzzy-Folgerung korrigiert, die auf Basis von wenigstens die hergeleiteten Werte beinhaltenden Betriebsparametern durchgeführt ist, um hierdurch bei der Steuerung die Absicht des Fahrers hochgradig wiederzuspiegeln.
Diese und andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und Zeichnungen bevorzugter Ausführungen der Erfindung näher ersichtlich, worin:
Figur 1 ist ein schematisches Diagramm mit Darstellung der Gesamtanordnung eines Steuer/Regelsystems für ein automatisches Fahrzeuggetriebe nach der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 ist ein Blockdiagramm mit Darstellung der Details der in Figur 1 gezeigten Steuereinheit;
Figur 3 ist ein Flußdiagramm einer Hauptroutine mit Darstellung des Betriebs der in Figur 2 gezeigten Steuereinheit;
Figur 4 ist ein erläuterndes Blockdiagramm mit Darstellung von Merkmalen des Steuersystems der vorliegenden Erfindung;
Figur 5 ist ein Diagramm mit Darstellung von Fuzzy- Erzeugungsregeln zur Verwendung bei einer zweiten Fuzzy- Folgerung unter Bezug auf das Flußdiagramm in Figur 3 zur Ermittlung einer Übersetzungsverhältnis-Korrektureinheit;
Figur 6 ist ein Diagramm mit Darstellung von Fuzzy- Erzeugungsregeln zur Verwendung bei einer ersten Fuzzy-Folgerung unter Bezug auf das Flußdiagramm in Figur 3 zur Ermittlung der Verzögerungsabsicht des Fahrers;
Figur 7 ist ein Flußdiagramm einer Unterroutine mit Darstellung der Fahrwiderstandsberechnung unter Bezug auf das Flußdiagramm von Figur 3;
Figur 8 ist ein Graph zur Erläuterung der Charakteristiken eines bezüglich eines Drehzahlverhältnisses definierten Drehmomentverhältnisses unter Bezug auf das Flußdiagramm in Figur 7;
Figur 9 ist ein Graph zur Erläuterung der Berechnung des mittleren Drehmoments unter Bezug auf das Flußdiagramm in Figur 7;
Figur 10 ist ein Graph zur Erläuterung einer Fahrzeuggeschwindigkeit während Bremsung unter Bezug auf das Flußdiagramm in Figur 3;
Figur 11 ist ein Diagramm mit Darstellung der Charakteristiken des herkömmlichen Schaltdiagrammkennfelds unter Bezug auf das Flußdiagramm in Figur 3;
Figur 12 ist ein Flußdiagramm einer Unterroutine mit Darstellung der Rundung (Hystereseberechnung) und Grenzprüfung unter Bezug auf das Flußdiagramm in Figur 3;
Figur 13 ist ein Flußdiagramm mit Darstellung der Ermittlung des Ist-Übersetzungsverhältnisses unter Bezug auf das Flußdiagramm in Figur 12;
Figur 14 ist ein Graph mit Darstellung von Schwellenwerten zur Verwendung im Flußdiagramm in Figur 12;
Figur 15 ist ein Graph mit Darstellung der Charakteristiken der Hysterese unter Bezug auf Figur 12;
Figur 16 ist ein Figur 3 ähnliches Flußdiagramm, jedoch mit Darstellung eines Flußdiagramms einer Hauptroutine nach der vorliegenden Erfindung;
Figur 17 ist ein Figur 4 ähnliches Blockdiagramm, jedoch mit Darstellung des charakteristischen Merkmals der Erfindung;
Figur 18 ist ein Figur 5 ähnliches Diagramm, jedoch mit Darstellung von Fuzzy-Erzeugungsregeln zur Verwendung bei einer zweiten Fuzzy-Folgerung der Erfindung zur Ermittlung eines Fahrgeschwindigkeits-Korrekturwerts; und
Figur 19 ist ein Diagramm mit Darstellung ähnlicher Regeln, wie sie bei der ersten Fuzzy-Folgerung der Erfindung verwendet sind.
Figur 1 ist ein schematisches Diagramm mit Darstellung der Gesamtanordnung des Steuer/Regelsystems für ein automatisches Getriebe nach der vorliegenden Erfindung, worin das Bezugszeichen 10 die Haupteinheit eines Verbrennungsmotors bezeichnet. Die Hauptmotoreinheit 10 ist mit einer Lufteinlaßpassage 12 verbunden, an deren fernem Ende ein Luftfilter 14 angebracht ist. Die Flußrate der zu der Hauptmotoreinheit 10 über den Luftfilter 14 und die Lufteinlaßpassage 12 zugeführte Einlaßluft wird durch ein Drosselventil 16 gesteuert, das mit einem Gaspedal (nicht gezeigt) gekoppelt und mittels diesem betätigt wird, welches am Fahrzeugboden in der Nähe des Fahrersitzes angeordnet ist. Ein Kraftstoffeinspritzventil (nicht gezeigt) zum Zuführen von Kraftstoff zu dem Motor ist an einem geeigneten Abschnitt der Lufteinlaßpassage 12 in der Nähe der Brennkammer (nicht gezeigt) vorgesehen. Die mit dem Kraftstoff vermischte Einlaßluft tritt in die Brennkammer ein und wird nach Kompression durch einen Kolben (nicht gezeigt) durch eine Zündkerze (nicht gezeigt) gezündet. Das Luft/Kraftstoffgemisch verbrennt explosionsartig und treibt den Kolben an. Die Vortriebskraft des Kolbens wird in Drehbewegung gewandelt, die an einer Ausgangswelle 18 zur Verfügung steht.
Die der Hauptmotoreinheit 10 folgende Stufe ist ein Getriebe 20. Die Ausgangswelle 18 ist mit einem Drehmomentwandler 22 des Getriebes 20 verbunden und mit einem Pumpenimpeller 22a von diesem gekoppelt. Ein Turbinenläufter 22b des Drehmomentwandlers 22 ist mit einer Hauptwelle 24 (der Getriebeeingangswelle) verbunden. Eine Gegenwelle 26 (die Getriebeausgangswelle) ist parallel zu der Hauptwelle 24 vorgesehen, und zwischen den zwei Wellen sind vorgesehen ein Zahnradsatz G1 des ersten Gangs, ein Zahnradsatz G2 des zweiten Gangs, ein Zahnradsatz G3 des dritten Gangs, ein Zahnradsatz G4 des vierten Gangs und ein Rückwärtszahnsatz GR, und diese Zahnradsätze sind jeweils mit Mehrscheibenhydraulikkupplungen CL1, CL2, CL3 und CL4 versehen (die Kupplung für den Rückwärtsgang ist im Interesse der Einfachheit in dieser Zeichnung weggelassen). Der Zahnradsatz G1 des ersten Gangs ist ferner mit hydraulischen Einwegkupplungen 28 versehen. Diese Hydraulikkupplungen sind mit einer Hydraulikdruckquelle (nicht gezeigt) durch eine Hydraulikleitung 30 verbunden, und ein Schaltventil A32 und ein Schaltventil B34 sind in der Hydraulikleitung 30 vorgesehen. Die Stellungen der zwei Schaltventile werden durch Erregen/Entregen jeweiliger Solenoide 36 und 38 geändert, wodurch das Zuführen/Ablassen von Hydraulikdruck zu/von den vorgenannten Kupplungen gesteuert wird. Das Bezugszeichen 40 bezeichnet einen Überbrückungsmechanismus des Drehmomentwandlers 22. Die Gegenwelle 26 ist mit einem Differential 44 durch eine Vortriebswelle 42 verbunden, und das Differential 44 ist mit Rädem 48 durch Antriebswellen 46 verbunden. Die in der Drehzahl eingestellte Motorausgangsleistung wird durch diesen Kraftübertragungsweg zu den Rädern übertragen.
In der Nähe des Drosselventils 16 der Lufteinlaßpassage 12 befindet sich ein Drosselstellungssensor 50, wie etwa ein Potentiometer oder dgl., zum Erfassen des Öffnungsgrads des Drosselventils 16. In der Nähe eines drehenden Elements (z.B. eines nicht gezeigten Verteilers) der Hauptmotoreinheit 10 ist ein Kurbelwellenwinkelsensor 52, wie etwa ein elektromagnetischer Aufnehmer oder dgl., vorgesehen. Der Kurbelwellenwinkelsensor 52 erfaßt die Stellung des Kolbens in Form des Kurbelwellenwinkels und erzeugt einmal jede vorermittelte Anzahl von Graden der Kurbelwellendrehung ein Signal. An einer geeigneten Stelle stromab des Drosselventils 16 der Lufteinlaßpassage 12 befindet sich ein Einlaßluftdrucksensor 54 zum Erfassen des Absolutdrucks der Einlaßluft. In der Nähe des Bremspedals (nicht gezeigt), der sich am Fahrzeugboden in der Nähe des Fahrersitzes befindet, ist ein Bremsschalter 56 vorgesehen, um das Niederdrücken des Bremspedals zu erfassen. An einer geeigneten Stelle nahe einer der Antriebswellen 46 ist fener ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58, wie etwa ein Reedschalter oder dgl., vorgesehen, der einmal jede vorermittelte Anzahl von Graden der Antriebswellendrehung ein Signal erzeugt. Die Ausgänge dieser Sensoren werden zu einer Getriebesteuereinheit 60 geschickt. Die Getriebesteuereinheit 60 empfängt ferner den Ausgang von einem Bereichswählschalter 62 zum Erfassen der gewählten Stellung eines Bereichswählelements.
Figur 2 ist ein Blockdiagramm mit Darstellung der Getriebesteuereinheit 60 im Detail. Wie in dieser Figur gezeigt, werden Analogausgänge von dem Drosselstellungssensor 50 und dgl. zur Verstärkung in eine Pegelwandlerschaltung 68 in der Getriebesteuereinheit 60 eingegeben, und die verstärkten Signale werden zu einem Mikrocomputer 70 weitergeleitet. Der Microcomputer 70 hat einen Eingangsport 70a, einen A/D (Analog/Digital) Wandler 70b, eine CPU (zentrale prozessoreinheit) 70c, ein ROM (Nur- Lese-Speicher) 70d, ein RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) 70e, einen Ausgangsport 70c und eine Gruppe von Registern (nicht gezeigt) und Zählern (nicht gezeigt). Der Ausgang von der Pegelwandlerschaltung 68 wird in den A/D-Wandler 70b eingegeben, durch den er in Digitalwerte gewandelt wird, und die Digitalwerte werden in dem RAM 70e gespeichert. Die Ausgänge von dem Kurbelwellenwinkelsensor 52 und dgl. werden zuerst in einer Wellenformschaltung 72 wellengeformt und dann zur Speicherung in dem RAM 70e durch den Eingangsport 70a in den Microcomputer eingegeben. Auf Basis der Eingangswerte und der davon abgeleiteten berechneten Werte ermittelt die CPU 70c eine Gangstellung (Übersetzungsverhältnis) in einer später zu erläuternden Weise. In Antwort auf das Ergebnis der Ermittlung wird ein Steuerwert durch den Ausgangsport 70c zu einer ersten Ausgabeschaltung 74 und einer zweiten Ausgabeschaltung 76 geschickt, die die Solenoide 36 und 38 erregen/entregen, um entsprechend der Ermittlung Gänge zu schalten oder die gegenwärtige Gangstellung zu halten.
Der Betrieb eines beispielhaften Steuer/Regelsystems, das nicht den breitesten Aspekten der vorliegenden Erfindung entspricht, wird nun bezüglich der Flußdiagramme von Figur 3 und den späteren Figuren erläutert.
Vor Beginn einer detaillierten Beschreibung werden jedoch zunächst die allgemeinen Merkmale des Steuer/Regelsystems anhand Figur 4 erläutert. Das hier erläuterte System ermittelt die Gangstellung (Übersetzungsverhältnis) in herkömmlicher Weise durch Abfrage aus dem vorgenannten Schaltdiagrammkennfeld unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drosselöffnung θTH als Adreßdaten und korrigiert ferner die abgefragte Gangstellung entsprechend den Ergebnissen von Fuzzy-Folgerung, die durch eine Fuzzy-Folgerungseinheit durchgeführt wird. Die Fuzzy-Folgerungseinheit ist aus Fuzzy-Folgerungsabschnitten einer ersten und einer zweiten Stufe zusammengesetzt. In dem ersten Stufenabschnitt wird die Absicht (Verzögerungsabsicht) des Fahrers hergeleitet und in dem zweiten Stufenabschnitt wird auf Basis des in dem ersten Stufenabschnitt hergeleiteten Werts und anderer Betriebsparameter Fuzzy-Folgerung durchgeführt, um einen Korrekturbetrag (delta SMAP) der Gangstellung (der Übersetzung) zu ermitteln, der dazu dient, die von dem Kennfeld abgefragte Gangstellung (Übersetzung) (SMAP) zu korrigieren (zu addieren). Weil der gefolgerte Wert einen Bruchanteil enthalten kann, wird der Wert, der zum Erhalt des Endsteuerwerts in dem zweiten Stufenabschnitt zu addieren ist, auf eine ganze Zahl abgerundet (Hystereseberechnung) und einer Grenzprüfung unterzogen. Figur 5 zeigt den in dem Fuzzy-Folgerungsabschnitt der zweiten Stufe verwendeten Satz von Fuzzy-Erzeugungsregeln. Weil die Basissteuercharakteristiken im Kennfeld definiert sind, betreffen die in Figur 5 gezeigten Regeln nur einen begrenzten Bereich von Fahrzuständen, wie etwa der Bergauffahrt. Figur 6 zeigt den Satz von Fuzzy-Erzeugungsregeln zum Herleiten der Verzögerungsabsicht des Fahrers in dem Fuzzy- Folgerungsabschnitt der ersten Stufe. Bei der Fuzzy-Folgerung (Herleitung) erhält man verschiedene in den Regelgruppen verwendete Betriebsparameter, und der auszugebende Wert wird durch Folgerung unter Verwendung von Zugehörigkeitsfunktionen ermittelt, die den durch die Regeln definierten Betriebsparametern entsprechen.
Wie in Figur 3 gezeigt, beginnt somit der Prozeß mit der Berechnung der Eingänge in Schritt S10. Insbesondere werden in diesem Schritt die bei der Kennfeldabfrage und der Fuzzy- Folgerung verwendeten Parameter berechnet. Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, sind die Kennfeldabfrageparameter die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Drosselöffnung θTH. Die Fuzzy-Folgerungsparameter sind, wie in Figur 5 gezeigt, der Fahrwiderstand (kg), die Drosselöffnung θTH [0 - 84º (WOT = Drossel weit offen)], die Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h), die gegenwärtige Gangstellung (Übersetzung) und, als Beispiel der Absicht des Fahrers, die "Verzögerungsabsicht des Fahrers" (wird später erläutert. Dies ist in den Figuren als "DEC" ausgedrückt). Die Parameter zum Herleiten des Verzögerungswunsches des Fahrers, in Figur 6 gezeigt, sind die Drosselöffnung θTH, die Fahrbeschleunigung α (m/s²) und die Fahrzeuggeschwindigkeit beim Bremsen VBRK (km/h). Die Drosselöffnung θTH erhält man aus dem von dem Drosselstellungsensor ausgegebenen Wert, und die Fahrzeuggeschwindigkeit V wird aus dem von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ausgegebenen Wert berechnet. Die aktuelle Gangstellung wird durch eine Berechnung ermittelt, die später erläutert wird. Die erste Ableitung des Fahrzeuggeschwindigkeitswerts wird als die Beschleunigung α verwendet.
Nun wird das besondere Verfahren erläutert, das zum Erhalt des Fahrwiderstands verwendet wird.
Das Flußdiagramm einer Unterroutine zur Berechnung des Fahrwiderstands ist in Figur 7 gezeigt. Das in Rede stehende Systembeispiel verwendet keinen Drehmomentsensor oder dgl. zum Erfassen des Fahrwiderstands, sondern ermittelt diesen durch Berechnung. Der Prozeß hierfür beginnt mit Schritt S100, in dem das gegenwärtige Drehmoment TE berechnet wird als:
gegenwärtiges Drehmoment = (716,2 x aktuelle Pferdestärke )/Motordrehzahl [N m]
Die aktuelle Pferdestärke erhält man beispielsweise durch Abfrage aus einem in dem ROM zuvor gespeicherten Kennfeld unter Verwendung der Motordrehzahl und des Einlaßluftdrucks als Adreßdaten. In der Gleichung ist 716,2 die herkömmlich verwendete Konstante zum Wandeln von Pferdestärke in Drehmoment. Nach der Berechnung des gegenwärtigen Drehmoments TE in Schritt S100 geht die Steuerung zu Schritt S102, in dem ein Drehmomentverhältnis, das die Drehmomentzunahme durch den Drehmomentwandler 22 bezeichnet, aus einem Kennfeld abgefragt wird, dessen Kennlinie in Figur 8 gezeigt ist, zu Schritt S104, in dem das in Schritt S100 berechnete Drehmoment mit dem in Schritt S102 abgefragten Wert multipliziert wird, und zu Schritt S106, in dem der Mittelwert des eingestellten Drehmoments berechnet wird. Diese Einstellung wird zur Kompensation im Hinblick auf die Tatsache durchgeführt, daß es eine gewisse Zeitverzögerung zwischen einer Änderung der Drosselöffnung und der Zeit gibt, zu der sich die Änderung in der Motorausgangsleistung wiederspiegelt. Figur 9 zeigt, wie der Mittelwert berechnet wird. Nach Bestätigung in Schritt S108, daß keine Bremsung durchgeführt wird, geht die Steuerung zu Schritt S110, in dem der Fahrwiderstand R/L wie folgt berechnet wird:
Fahrwiderstand R/L = [(mittleres Drehmoment TRQ x Getriebewirkungsgrad eta x Gesamtübersetzungsverhältnis G/R)/(wirksamer Reifenradius r)] - [(1 + Ersatzmasse) x Fahrzeugmasse M x Beschleunigung α] [N]
Der Getriebewirkungsgrad eta, das Gesamtübersetzungsverhältnis G/R, der wirksame Reifenradius r, die Ersatzmasse (Ersatzmassenkoeffizient) und die Fahrzeugmasse M (Idealwert) werden vorab ermittelt und in dem ROM gespeichert.
Nun wird diese Überlegung zur Berechnung des Fahrwiderstands in der vorstehenden Weise erläutert.
Die dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs lassen sich aus dem Bewegungsgesetz ermitteln, wonach
Vortriebskraft F - Fahrwiderstand R = (1 + Ersatzmasse) x (Fahrzeuggewicht W/Erdbeschleunigung G) x Beschleunigung α [N] .... (1)
wobei
F = ((mittleres) Drehmoment TRQ x Gesamtübersetzungsverhältnis G/R x Getriebewirkungsgrad eta)/wirksamer Reifenradius r [N]
R = (Rollwiderstand µ0 + Steigung sin θ) x Fahrzeuggesamtgewicht Wr + Luftwiderstand (µA x V²) [N]
Die Variablen in den vorstehenden Gleichungen sind das Fahrzeuggesamtgewicht Wr, das sich mit der Anzahl von Passagieren und der Ladungsmenge ändert, und die Steigung sin θ, die in Abhängigkeit von der Neigung der Straßenf läche unterschiedlich ist, und all diese Faktoren sind in dem Fahrwiderstand enthalten. (V stellt die Fahrzeuggeschwindigkeit dar.) Durch Umschreiben der vorgenannten Gleichung (1) erhält man daher:
Fahrwiderstand R = (Vortriebskraft F) - {(1 + Ersatzmasse) x Fahrzeugmasse M x Beschleunigung α} [N] (wobei Fahrzeugmasse M = Fahrzeuggewicht W/Erdbeschleunigung G).
Wenn sich in Schritt S108 herausstellt, daß eine Bremsung durchgeführt wird, geht die Steuerung zu Schritt S112, in dem der berechnete Wert in dem vorhergehenden Zyklus verwendet wird, weil es die Bremskraft schwierig macht, den Fahrwiderstand genau zu berechnen.
Die vorgenannten Parameter werden in Schritt S10 von Fig. 3 berechnet und erfaßt. Wie in Figur 10 gezeigt, ist die Fahrzeuggeschwindigkeit während Bremsung VBRK der Minderungsbetrag der Fahrzeuggeschwindigkeit, der dem Niederdrücken des Bremspedals zum Zeitpunkt to folgt, und man erhält ihn aus der Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion des gemessenen Zeitablaufs, der der Erfassung der Bremsbetätigung folgt.
Die Steuerung geht dann zu Schritt S12 im Flußdiagramm von Figur 3, in dem die Gangstellung (Übersetzung) SMAP (Basissteuerwert) aus dem Schaltdiagrammkennfeld abgefragt wird. Die Charakteristiken des Schaltdiagrammkennfelds sind in Figur 11 gezeigt. Das Schaltdiagrammkennfeld selbst ist wie das Verfahren zum Abfragen von Gangstellungen aus diesem unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drosselöffnung θTH als Adreßdaten an sich bekannt.
Die Steuerung geht dann zu Schritt S14, in dem eine erste Fuzzy-Folgerung durchgeführt wird, um die Verzögerungabsicht DEC des Fahrers abzuleiten, und dann zu Schritt S16, in dem eine zweite Fuzzy-Folgerung auf Basis der vorgenannten Betriebsparameter einschließlich der Verzögerungsabsicht des Fahrers durchgeführt wird, um den Gangstellungskorrekturbetrag delta SMAP zu ermitteln. Diese Fuzzy-Folgerung ist im Detail in der EP-A-454504 des Anmelders beschrieben. Weil das Folgerungsverfahren selbst bekannt ist, wird es nur kurz erläutert.
Zuerst werden die erfaßten (berechneten) Parameter bezüglich des Ausgangsglieds (Wenn-Anteil) jeder Regel an die entsprechenden Zugehörigkeitsfunktionen angelegt, die Werte auf den Vertikalachsen (Zugehörigkeitswerte) werden gelesen und der kleinste der Werte wird als Erfüllungsgrad der Regel genommen. Dann wird der Ausgangswert (Lage des Schwerpunkts und des Gewichts) des Folgeglieds (Dann-Anteil) jeder Regel durch den Erfüllungsgrad des Ausgangsglieds gewichtet und der Durchschnitt wird berechnet:
Fuzzy-Berechnungsausgang = Σ {(Erfüllungsgrad einzelner Regeln) x (Lage des Schwerpunkts vom Ausgang) x (Gewicht) }/Σ {(Erfüllungsgrad einzelner Regeln) x (Gewicht)}
Wenn beispielsweise in Figur 6 alle Gewichte 1,0 sind, erhalten wir
Fuzzy-Berechnungsausgabe = {(0,7 x 0,03 x 1,0) + (0,3 x -0,03 x 1,0)}/{(0,7 x 1,0) + (0,3 x 1,0)} = 0,012
Eine ähnlich gewichtete Berechnung (beschrieben in der EP-A- 454504) wird bei den Regeln von Figur 5 durchgeführt, um zu einem Ausgangswert ΔSMAP zu gelangen.
Ferner möglich ist die Verwendung eines alternativen bekannten Verfahrens, in dem der Erfüllungsgrad des Ausgangsglieds jeder Regel verwendet wird, um den Ausgangswert zuzuspitzen, wobei dann die zugespitzten Wellenformen synthetisiert werden und der Schwerpunkt der sich ergebenden synthetisierten Wellenform hergeleitet und als die Fuzzy-Berechnungsausgabe verwendet wird.
Eine zusätzliche Erläuterung bezüglich der Ableitung der Verzögerungsabsicht des Fahrers DEC nach Figur 6 könnte hilfreich sein, insbesondere dahingehend, warum eine Folgerung zum Feststellen der Absicht des Fahrers auf diese Weise durchgeführt wird. Die Regeln in der vorhergehenden Figur (Figur 5) betreffen spezielle, begrenzte Fahrzustände (Bergauffahrt, Bergabfahrt und Verzögerung). Abweichend von der Bergauffahrt und dgl., die die Fahrumgebung betreffen, in der sich das Fahrzeug befindet, ist Verzögerung häufig ein beabsichtigter Fahrzustand, der aus dem Wunsch des Fahrers selbst entsteht. Statt diesen lediglich aus physikalischen Größen festzustellen, ist es daher vom Standpunkt der Realisierung einer an menschliche Gefühle angepaßten Steuerung besser, das herzuleiten, was des Fahrers Absicht ist, und das Ergebnis zusammen mit anderen Parametern zu verwenden, um eine umfassende Folgerung durchzuführen. Obwohl in dieser Ausführung dieser Ansatz nur bezüglich der Verzögerungsabsicht verwendet wird, ist es ebenso möglich, die Beschleunigungsabsicht des Fahrers festzustellen oder durch ähnliche Folgerung Kraftstoff zu sparen. Wie vorher erwähnt, sind die zum Ableiten der Verzögerungsabsicht verwendeten Parameter die Drosselöffnung θTH, die Beschleunigung α und die Fahrzeuggeschwindigkeit während Bremsung VBRK. Jedoch ist die "Absicht" des Fahrers nur dem Fahrer bekannt und kann nur aus Betriebsparametern hergeleitet werden, die sich infolge der Bedienung des Gaspedals durch den Fahrer und andere Betriebsparameter des Fahrzeugs ändern. Auf Basis verschiedener Betrachtungen wurde gefolgert, daß der Fahrer eine Verzögerungsabsicht in dem Fall hat, in dem das Gaspedal nicht niedergedrückt wird, das Bremspedal niedergedrückt wird und die Beschleunigung negativ ist, und daß die Verzögerungsabsicht des Fahrers geringer ist, wenn er oder sie das Gaspedal niederdrückt. Die in der Figur herausgestellten Regeln wurden aufgrund dieser Annahmen aufgestellt.
In dem Flußdiagramm von Figur 3 geht die Steuerung zu Schritt S18, in dem der vom Kennfeld abgefragte Wert und der durch Fuzzy-Folgerung erhaltene Wert zusammenaddiert werden, um einen Schaltbefehlswert DLTSFT zu erhalten.
Der Wert SMAP (der normalerweise zum Spezifizieren eines Soll- Gangs verwendet wird), ist eine positive ganze Zahl, wie etwa 1, 2, 3, 4, während ΔSMAP einen Bruchanteil enthalten kann. Die zwei Werte werden lediglich zusammenaddiert, um zu einem Schaltwert DLTSPT zu gelangen, der bei der Berechnung zur Ermittlung eines Soll-Gangs verwendet wird.
Anschließend geht die Steuerung zu Schritt S20, in dem der Schaltbefehlswert DLTSFT auf eine ganze Zahl gerundet wird (Hystereseberechnung) und einer Grenzprüfung unterzogen wird, um ein Überdrehen zu verhindern. Die Hystereseberechnung wird durchgeführt, weil der durch die Fuzzy-Folgerung erhaltene Wert ein gewichteter Mittelwert ist und als solcher häufig einen Bruchanteil enthält, so daß der Schaltbefehlswert DLTSFT auch oft ein Wert wie etwa 0,8 ist, der einen Bruchanteil enthält. Das Runden wird daher durchgeführt, um die einzulegende Gangstellung zu spezifizieren.
Das Flußdiagramm einer Unterroutine für diesen Zweck ist in Figur 12 gezeigt. In dem ersten Schritt der Unterroutine, Schritt S200, wird die Ist-Gangstellung S&sub0; ermittelt. Das vorliegende Systembeispiel ist nicht mit einem Gangstellungsschalter versehen, und die Gangstellung wird, wie später erläutert, durch einen Logikprozeß ermittelt.
Das Flußdiagramm einer Unterroutine für diese Ermittlung ist in Figur 13 gezeigt. Die Unterroutine beginnt mit Schritt S300, in dem ermittelt wird, ob SWATP2, was die Stellung des zweiten Gangs des Bereichswählelements bezeichnet, 1 (an) ist oder nicht, und wenn dies so ist, geht die Steuerung zu Schritt S302, in dem die Ist-Gangstellung als der zweite Gang ermittelt wird, und dann zu Schritt S304, in dem Timer TSOLMOVE und TSFTMOVE (werden später erläutert) rückgesetzt werden, wonach die Unterroutine endet. Wenn SWATP2 nicht 1 (an) ist, geht die Steuerung zu Schritt S306, in dem ermittelt wird, ob eine von SWATNP und PR 1 (an) ist, d.h. ob der Bereichsschalter in dem N-, P- oder R-Bereich ist, und wenn das Ergebnis zustimmend ist, geht die Steuerung zu Schritt S308, in dem die gegenwärtige Gangstellung als der vierte Gang ermittelt wird. Die Unterroutine wird dann nach Durchführung des Schritts S304 beendet.
Wenn das Ergebnis negativ ist und ermittelt ist, daß der D- Berech gewählt ist, geht die Steuerung zu Schritt S310, in dem unterschieden wird, ob die durch das AN/AUS-Muster der Solenoide 36, 38 bezeichnete Gangstellung SA mit der Ist- Gangstellung S&sub0; übereinstimmt oder nicht. Normalerweise stellt sich heraus, daß sie übereinstimmen, so daß die Steuerung zu Schritt S312 weitergeht, in dem sich herausstellt, daß das Bit eines Schalten-im-Gange-Flags SFSTING 0 (aus) ist (Schalten nicht im Gange), zu Schritt S314, in dem der Timer TSOLMOVE auf 0 rückgesetzt wird, zu Schritt S316, in dem sich herausstellt, ob TSOLMOVE < TOUT (TOUT wird später erläutert), und zu Schritt S318, in dem der Timer TSFTMOVE auf 0 rückgesetzt wird, wonach die Unterroutine endet. In diesem Fall wird die durch das AN/AUS-Muster des Solenoids bezeichnete Gangstellung als die Ist-Gangstellung ermittelt.
Wenn sich das Solenoidmuster aufgrund der Ausgabe eines Gangschaltbefehls geändert hat, wird das Ergebnis in Schritt S310 negativ, und die Steuerung geht zu Schritt S316, in dem der Timerwert TSOLMOVE mit einem vorermittelten Wert TOUT verglichen wird. Der Timerwert TSOLMOVE bezeichnet hier den Zeitbetrag, der seit der letzten Änderung des Solenoid AN/AUS- Musters abgelaufen ist, und TOUT ist die Zeit, die ablaufen muß, bevor ein neuer Gangschaltbefehl akzeptiert werden kann. Wenn sich in Schritt S316 herausstellt, daß TSOLMOVE ≥ TOUT, was bedeutet, daß das Ablassen des Hydraulikdrucks nahezu abgeschlossen ist, geht die Steuerung zu Schritt S320, in dem der Timerwert TSFTMOVE mit einem vorermittelten Wert TIN verglichen wird. Der Timerwert TSFTMOVE bezeichnet den Zeitbetrag, der seit dem Beginn des Gangschaltens abgelaufen ist, und TIN ist die Zeitperiode zwischen dem Setzen des Bits des Schalten-im-Gange-Flags auf 1 und dem Rücksetzen dieses Flags. Insbesondere ist es die Zeitperiode bis zu dem Punkt, an dem der Hydraulikeingriff des nächsten Gangs abgeschlossen ist. In dem ersten Zyklus stellt sich heraus, daß TSFTMOVE < TIN, und die Steuerung geht zu Schritt S322, in dem das Schalten-im- Gange-Flag SFSTING auf 1 gesetzt wird. Weil das Einrücken der nächsten Gangstufe während dieser Zeit im Gange ist, wäre es bedeutungslos, einen Schaltbefehlswert zu ermitteln, und die Ermittlung eines Gangschaltbefehls wird nicht durchgeführt. Die Gangstellung wird als der nächste Gang definiert, der durch die AN/AUS-Muster der Solenoide angezeigt ist. Wenn sich in Schritt S320 herausstellt, daß TSFTMOVE ≥ TIN, geht die Steuerung zu Schritt S324, in dem das Schalten-im-Gange-Flag rückgesetzt wird, und die Ist-Gangstellung S&sub0; wird als die Soll-Gangstellung OBJSFT definiert. Die Soll-Gangstellung OBJSFT wird später erläutert.
Zurück zu Figur 12. Die Steuerung geht zu Schritt S202, in dem eine Unterscheidung getroffen wird zur Ermittlung, ob der Schaltbefehlswert DLTSFT positiv oder negativ ist. Wenn er Null oder positiv ist, wird entweder der gegenwartige Gang gehalten oder es wird ein Hochschaltvorgang durchgeführt. Die Steuerung geht somit im Flußdiagramm abwärts zu Schritt S204, in dem OBJSFT - S&sub0; und ISFT verglichen werden, und wenn ISFT gleich oder größer als diese Differenz ist, geht die Steuerung zu Schritt S206, in dem der durch Addieren von 0,5 zu der Hysterese HIST erhaltene Wert als der Schwellenwert TH ermittelt wird. OBJSFT ist hier die Soll-Gangstellung nach Berechnung der Hysterese (wird später erläutert), S&sub0; ist, wie zuvor definiert, die Ist-Gangstellung, und der Wert ISFT ist der ganzteilige Teil des Schaltbefehlswerts DLTSFT. Dies wird anhand der Figuren 14 und 15 erläutert. Zuerst zu Figur 14, in der der gegenwärtige Zeitpunkt als tp bezeichnet ist. Weil in Schritt S324 von Figur 13 zum gegenwärtigen Zeitpuntk tp OBJSFT und S&sub0; gleich sind, ist die Differenz zwischen diesen null. Wenn der Schaltbefehlswert DLTSFT 0,8 sein soll, dann erhalten wir 0 = 0, weil der ganzzahlige Teil ISFT dieses Werts 0 ist, und die Steuerung geht zu Schritt S206. Um während der Gangschaltvorgänge Drehzahlpendeln zu vermeiden, wird normalerweise an beiden Hochschalt- und Herunterschaltseiten eine Hysterese eingerichtet. In dem vorliegenden System ist die Hysterese so eingerichtet, wie in Figur 15 gezeigt. In Figur 15 ist diese Hysterese für den Fall des Hochschaltens um eine Gangstellung definiert als 0,5 + einen vorermittelten Wert HIST. Für 0,2 wird sie beispielsweise 0,5 + 0,2 = 0,7, und das Ergebnis wird in Schritt S206 als der zum Hochschalten erforderliche Schwellenwert TH verwendet.
In dem nächsten Schritt S210 wird daher dieser Schwellenwert TH mit RSFT verglichen (dem Absolutwert des Bruchanteils von DLTSFT). In diesem Beispiel erhalten wir 0,8 > 0,7, und die Steuerung geht zu Schritt S212, in dem 1 zu dem ganzzahligen Teil ISFT von DLTSFT addiert wird, zum Erhalt von 0 + 1 = 1. Somit wird in Schritt S214 die Soll-Gangstellung OBJSFT (nach Hystereseberechnung) in die Ist-Gangstellung S&sub0; + 1 geändert.
Die Steuerung geht dann zu Schritt S216, in dem unterschieden wird, ob die Soll-Gangstellung OBJSFT (nach Hystereseberechnung) höher als der vierte Gang ist oder nicht, und wenn dies so ist, geht die Steuerung zu Schritt S218, in dem der Endbefehlswert SFTCOM (der Soll-Gang nach Hystereseberechnung und nach Grenzprüfung) auf den vierten Gang begrenzt wird. Wenn das Ergebnis in Schritt S216 ist, daß die Sollgangstellung OBJSFT nicht höher als der vierte Gang ist, geht die Steuerung zu Schritt S220, in dem gewertet wird, ob die Sollgangstellung OBJSFT niedriger als der erste Gang ist, und wenn dies so ist, wird der Endbefehlswert SFTCOM in Schritt S222 als erster Gang definiert. Falls nicht, geht die Steuerung zu Schritt S224, in dem die Soll-Gangstellung OBJSFT durch den Endbefehlswert SFTCOM ersetzt wird und die Unterroutine beendet wird.
Wenn in den folgenden Aktivierungen der Unterroutine die Aktivierung beispielsweise zum Zeitpunkt tq in Figur 14 stattfinden soll, und der Schaltbefehlswert zu diesem Zeitpunkt abnehmen und beispielsweise 0,3 erreicht haben sollte, bleibt die Bewertung in Schritt S202 0,3 > 0, und die Steuerung geht zu Schritt S204, in dem die rechte Seite 0 wird und die linke Seite 1, so daß die Steuerung zu Schritt S208 geht, in dem der Schwellenwert auf TH = 0,5 - 0,2 = 0,3 geändert wird. Infolgedessen wird die Situation in Schritt S210 0,3 = 0,3, und die Steuerung geht durch die Schritte S214 bis S224 und aus dieser Unterroutine heraus. Die Bedeutung hiervon liegt in der Tatsache, daß, wie in Figur 14 gezeigt, der Schaltbefehlswert DLTSFT in Antwort auf die Fahrbedingungen zu häufiger Änderung neigt, so daß es möglich ist, daß nach Ausgabe eines Befehlswerts von 0,8 für ein Hochschalten um eine Gangstellung, der Wert danach beispielsweise auf 0,3 sinken kann. Wenn in diesem Fall der Schwellenwert konstant gehalten würde, könnte eine Entscheidung, die gerade für einen Hochschaltvorgang getroffen wurde, in eine Entscheidung zum Halten des gegenwärtigen Gangs geändert werden (oder in eine für einen Herunterschaltvorgang). Somit würde ein unerwünschtes Drehzahlpendeln auftreten. In dieser Ausführung wird daher der Schwellenwert auf 0,5 + HIST gesetzt und wird dann auf 0,5 - HIST geändert, wodurch am Befehl zum Hochschalten insofern nichts geändert würde, als der Schaltbefehlswert DLTSFT in Figur 14 nicht unter 0,5 - HIST fällt.
Das gleiche Prinzip gilt, wenn der Schaltbefehlswert DLTSFT in der Subroutine von Figur 12 in die Herunterschaltrichtung weist (negativ ist). Insbesondere wird die Änderung des Schwellenwerts in Schritt S230 während derjenigen Zeit durchgeführt, in der die Schritt S226 bis S234 durchgeführt werden, wird die Soll-Gangstellung OBJSFT in Schritt S214 geändert, wird die Grenzprüfung abgeschlossen und wird der Endbefehlswert SFTCOM ermittelt. Sobald in diesem Fall ein Schaltvorgang zu einem niedrigeren Gang ermittelt wird, wird der Schwellenwert erhöht.
Als nächstes wird eine Grenzprüfung durchgeführt, um ein Überdrehen zu vermeiden. Weil diese Prüfung im Detail in der früheren Veröffentlichung des Anmelders erläutert wurde, wird sie hier nur kurz erläutert. Die einmal ermittelte Schaltstellung wird nachgeprüft, und, falls erforderlich, entsprechend folgendem modifiziert:
1. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit so hoch ist, daß beim Herunterschalten zu der Soll-Gangstellung der Motor offensichtlich überdrehen würde, dann erhöhe den Soll-Gang um eine Gangstellung.
2. Wenn der Soll-Gang und der Ist-Gang gleich sind und, falls zu einer späteren Zeit ein Hochschalten durchgeführt wird, der Motor aufgrund des Anstiegs der Motordrehzahl überdrehen würde, dann erhöhe den Soll-Gang zum gegenwartigen Zeitpunkt um eine Stellung.
Zurück zu Figur 3. Die Steuerung geht zu dem letzten Schritt S22, in dem in Antwort auf den somit ermittelten Endbefehlswert SFTCOM ein Steuerwert an die Solenoide 36, 38 ausgegeben wird, so daß die letztlich ermittelte Gangstellung realisiert wird, und das Programm wird beendet.
Eine erste Ausführung der Erfindung wird nun anhand der Figuren 16 bis 19 erläutert, wobei hauptsächlich auf diejenigen Punkte hingewiesen wird, die sich relativ zu dem oben beschriebenen Systembeispiel unterscheiden.
Wie in Figur 17 gezeigt, ist die Erfindung mit einer Fuzzy- Folgerungseinheit versehen, und das Ergebnis der Fuzzy-Folgerung durch diese Einheit wird zur Korrektur entweder der Fahrzeuggeschwindigkeit V oder der Drosselöffnung θTH (der Fahrzeuggeschwindigkeit V im dargestellten Beispiel) vor der Verwendung dieser Werte als Adreßdaten zum Abfragen der Gangstellung (Übersetzungsverhältnis) aus dem Schaltdiagrammkennfeld verwendet. Wie in dem Systembeispiel besteht die Fuzzy-Folgerungseinheit aus zwei Abschnitten. Der Fuzzy- Folgerungsabschnitt der ersten Stufe führt eine Folgerung durch, um die Verzögerungsabsicht des Fahrers herzuleiten, und der zweite Stufenabschnitt führt Fuzzy-Folgerung auf Basis des in dem ersten Stufenabschnitt hergeleiteten Werts und anderer Betriebsparameter durch, um einen Fahrzeuggschwindigkeitskorrekturbetrag (delta V) zu ermitteln. Die korrigierte Fahrzeuggeschwindigkeit (Pseudofahrzeuggeschwindigkeit V, ausgedrückt als V mit Hut) und die nicht korrigierte Drosselöffnung θTH werden als Adreßdaten zum Abfragen einer Gangstellung (Übersetzungsverhältnis) verwendet. Figur 18 zeigt einen Satz von Fuzzy-Erzeugungsregeln zur Verwendung durch den Fuzzyfolgerungsabschnitt der zweiten Stufe zur Korrektur der Fahrzeuggeschwindigkeit. Abgesehen von der Tatsache, daß die Folgerungen der Regel anstelle der Gangstellung die Fahrzeuggeschwindigkeit betreffen, sind die Regeln von Figur 18 die gleichen wie die in Figur 5 gezeigten. Figur 19 zeigt einen Satz von Fuzzy-Erzeugungsregeln zum Herleiten der Verzögerungsabsicht in dem Fuzzy-Folgerungsabschnitt der ersten Stufe. Diese Regeln sind die gleichen wie die in Figur 6 gezeigten.
Das Programm nach dem Flußdiagramm nach Figur 16 beginnt mit Schritt S400, in dem wie im Fall des Systembeispiels eine Eingabeberechnung durchgeführt wird. Es werden nämlich die zur Fuzzy-Folgerung und Kennfeldabfrage verwendeten Parameter erfaßt und berechnet. Während die Typen von Parametern und die Verfahren zum Erhalt dieser die gleichen wie in dem Systembeispiel sind, ist anzumerken, daß die Ist-Gangstellung erhalten werden kann entweder durch Logikvorgänge wie in dem Systembeispiel oder durch Erfassen des AN/AUS-Musters der Solenoide oder aus den Ausgängen eines separat vorgesehenen Gangstellungsschalters.
Die Steuerung geht dann zu Schritt S402, in dem eine erste Fuzzy-Folgerung durchgeführt wird, um die Verzögerungsabsicht des Fahrers abzuleiten, und dann zu Schritt S404, in dem eine zweite Fuzzy-Folgerung auf Basis der zuvor genannten Betriebsparameter einschließlich der Verzögerungsabsicht durchgeführt wird, um den Fahrzeuggeschwindigkeitskorrekturbetrag delta V zu ermitteln. Als Ergebnis wird beispielsweise im Fall der Bergauffahrt die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen niedrigeren Wert als den tatsächlich erfaßten korrigiert, typischerweise von 40 km/h (erfaßte Geschwindigkeit) - 18 km/h (Geschwindigkeitskorrekturbetrag) = 22 km/h (Pseudofahrzeuggeschwindigkeit), so daß die Abfrage des Kennfelds die Verwendung einer niedrigeren Gangstellung (Übersetzung) zur Folge hat. Die Steuerung geht dann zu Schritt S406, in dem die durch Korrektur erhaltene Pseudofahrzeuggeschwindigkeit V und die nicht korrigierte Drosselöffnung θTH als Adreßdaten zum Abfragen einer Gangstellung aus dem Schaltdiagrammkennfeld verwendet werden. Die Steuerung geht dann zu dem letzten Schritt S408, in dem in Antwort auf den abgefragten Wert ein Steuerwert an die Solenoide 36, 38 ausgegeben wird, und das Programm wird beendet.
Aufgrund der vorgenannten Ausbildung ist die Ausführung dieser Erfindung in der Lage, das Schaltprogramm in Antwort auf ermittelte Fahrzustände, wie etwa Bergauffahrt, Bergabfahrt und dgl., stufenlos zu modifizieren, während sie gleichzeitig den vollen Vorteil der gut eingeführten Technologie der Abfrage eines Schaltdiagrammkennfelds nutzt, und als solche in der Lage ist, jederzeit die Verwendung der optimalen Gangstellung sicherzustellen. Wenn beispielsweise der Fuzzy-Korrekturbetrag während Bergauffahrt negativ wird, wird die erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit nach unten korrigiert, so daß der von dem Kennfeld abgefragte Wert ebenfalls nach unten korrigiert wird, um hierdurch sicherzustellen, daß der Fahrer nicht durch häufige Schaltvorgänge belästigt wird.
Obwohl diese Ausführung hinsichtlich des Falls erläutert wurde, in dem Fuzzy-Folgerung zum Korrigieren der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet wird, schränkt dies nicht ein, und es ist, wie in Figur 17 gezeigt, alternativ möglich, die Drosselöffnung zu korrigieren oder sowohl die Fahrzeuggeschwindigkeit als auch die Drosselöffnung zu korrigieren.
Obwohl ferner diese Ausführung und das Systembeispiel hinsichtlich Fällen erläutert wurden, in denen entweder ein vom Kennfeld abgefragter Wert oder ein Sensorerfassungswert korrigiert wird, schränkt dies nicht ein, und es ist die Verwendung einer Anordnung möglich, in der sowohl ein Sensorwert als auch ein vom Kennfeld abgefragter Wert korrigiert werden. Diese kombinierte Anordnung verbessert weiter die Optimierung der Gangstellung. Wenn beispielsweise während Bergauffahrt der Fuzzy-Korrekturbetrag negativ wird, wird der vorn Kennfeld abgefragte Wert in Abwärtsrichtung korrigiert, so daß der Fahrer nicht durch häufige Schaltvorgänge belästigt wird. Das System ergibt ferner einen größeren Freiheitsgrad bei der Ermittlung der Kennfeldcharakteristiken. Unter verschiedenen anderen Möglichkeiten können beispielsweise die Charakteristiken des Schaltdiagrammkennfelds zur Optimierung des Kraftstoffverbrauchs ermittelt werden, und die Fuzzy-Steuerung kann zur Korrektur der abgefragten Werte verwendet werden, um den Kraftstoffeinspareffekt zu verbessern. Die Tatsache, daß das Schaltdiagramm den vollen Bereich von Fahrzuständen zuverlässig abdeckt, ermöglicht zusätzlich das Erzielen einer zuverlässigen Steuerung.
Fuzzy-Folgerung fällt in zwei Kategorien: eine, die auf Fuzzy- Erzeugungsregeln beruht, und eine, die auf Fuzzy-Beziehungen beruht. Die in der folgenden Ausführung verwendete, auf Fuzzy- Erzeugungsregeln beruhende Fuzzy-Folgerung ist für vorwärts gerichtete Folgerung besser geeignet, die, wie im Fall der Ermittlung von Übersetzungsverhältnissen (Gangstellungen), die Ermittlung von Steuerwerten zur Analyse verschiedener gegenwärtiger Phänomene erfordert. Sie erleichtert ferner die Erzeugung einer Wissensbasis und ermöglicht eine Formulierung der Steuerwerte nach Art eines Dialogs, was es leichter macht, die von einem geübten Fahrer bei der Bedienung eines Fahrzeugs mit einem manuellen Getriebe erworbenen Fahrkenntnisse einzubeziehen. Ein anderer Vorteil ist die Leichtigkeit, mit der man die Steuerregeln zur Verbesserung der Steuerung modifizieren kann. Bei Bedarf läßt sich die Erfindung jedoch auch unter Verwendung von auf Fuzzy-Beziehungen beruhender Fuzzy-Folgerung realisieren. Weil in der gerade beschriebenen Ausführung die Fuzzy-Folgerung zur Korrektur von Kennfeld- Abfrage-Werten verwendet wird, ist das Volumen erforderlicher Fuzzy-Vorgänge beträchtlich kleiner als es erforderlich wäre, wenn die Steuerung lediglich mittels Fuzzy-Folgerung durchgeführt würde. Es ist daher möglich, das System mit nur einer kleinen Speicherkapazität zu realisieren.
Die kombinierte Verwendung von Kennfeldabfrage und Fuzzy- Folgerung erleichtert ferner das Anbringen des Systems in dem Fahrzeug. Die Tatsache, daß das System Logikvorgänge zur Ermittlung des Fahrwiderstands benutzt, mindert darüber hinaus die Kosten des erforderlichen Sensorsystems.
Ferner, obwohl die im Vorstehenden beschriebenen Ausführungen Beispiele betreffen, die ein mehrstufiges Getriebe verwenden, schränkt dies nicht ein, und die Erfindung ist auch bei einem Fahrzeug mit einem stufenlos verstellbaren Getriebe anwendbar. Anstelle der Herleitung der Motorlast aus der Drosselöffnung ist es darüber hinaus möglich, diese aus dem Niederdrückbetrag des Gaspedals herzuleiten.

Claims

1. System zum Steuern/Regeln eines mehrstufigen oder stufenlos verstellbaren Automatikgetriebes eines Fahrzeugs mit einem vorbestimmten. Schaltdiagramm, aus dem ein Wert des einzustellenden Übersetzungsverhältnisses entsprechend ermittelter Parameter abgefragt wird, die wenigstens eine Motorlast und eine Fahrzeuggeschwindigkeit beinhaltende Betriebszustände des Fahrzeugs bezeichnen, dadurch gekennzeichnet, daß:

eine Fuzzy-Folgerung durchgeführt wird, um wenigstens einen der ermittelten Parameter zu korrigieren, und der korrigierte Parameter zum Abfragen des einzustellenden Übersetzungsverhältnisses verwendet wird.

2. System nach Anspruch 1, in dem die Fuzzy-Folgerung unter Verwendung eines Fahrwiderstands oder/und eines gegenwärtigen Übersetzungsverhältnisses oder/und der ermittelten oder korrigierten Fahrzeuggeschwindigkeit oder/und der ermittelten oder korrigierten Motorlast durchgeführt wird.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, in dem die Fuzzy-Folgerung unter Verwendung von Parametern durchgeführt wird, die wenigstens denjenigen beinhalten, der einen Fahrwiderstand bezeichnet, um die ermittelte Motorlast oder/und die Fahrzeuggeschwindigkeit zu korrigieren, und das Übersetzungsverhältnis ermittelt wird, indem aus dem vorbestimmten Schaltdiagramm der entsprechende Wert des ermittelten Übersetzungsverhältnisses abgefragt wird, das als das einzustellende Übersetzungsverhältnis verwendet wird.

4. System nach Anspruch 3, in dem eine zweite Fuzzy-Folgerung zum Herleiten der Absicht des Fahrers durchgeführt wird und die erste Fuzzy-Folgerung unter Verwendung wenigstens der hergeleiteten Absicht des Fahrers durchgeführt wird, um die ermittelte Motorlast oder/und die Fahrzeuggeschwindigkeit zu korrigieren.

5. System nach Anspruch 4, in dem die zweite Fuzzy-Folgerung unter Verwendung einer Motorlast oder/und einer Fahrzeugbeschleunigung oder/und einer Fahrzeuggeschwindigkeit bei Bremsung durchgeführt wird.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem eine weitere Fuzzy-Folgerung durchgeführt wird, um den abgefragten Wert des einzustellenden Übersetzungsverhältnisses zu korrigieren.

7. System nach Anspruch 6, in dem die weitere Fuzzy-Folgerung unter Verwendung eines Fahrwiderstands oder/und eines gegenwärtigen Übersetzungsverhältnisses oder/und der ermittelten oder korrigierten Fahrzeuggeschwindigkeit oder/und der ermittelten oder korrigierten Motorlast durchgeführt wird.

8. System nach Anspruch 6 oder 7, in dem ein Korrekturwert aus der Fuzzy-Folgerung zu dem abgefragten Wert des Übersetzungsverhältnisses addiert wird, so daß man zu einem Schaltwert gelangt, wobei der Schaltwert in einer nachfolgenden Berechnung verwendet wird, damit dieser zu einem einzustellenden endgültig ermittelten Übersetzungsverhältnis gelangt.

9. System nach Anspruch 6, 7 oder 8, in dem die weitere Fuzzy-Folgerung wenigstens unter Verwendung eines Fahrwiderstands durchgeführt wird, um den abgefragten Wert des Übersetzungsverhältnisses zu korrigieren.

10. System nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, in dem eine andere Fuzzy-Folgerung zum Herleiten der Absicht des Fahrers durchgeführt wird und die weitere Fuzzy-Folgerung wenigstens unter Verwendung der hergeleiteten Absicht des Fahrers durchgeführt wird, um den abgefragten Wert des Übersetzungsverhältnisses zu korrigieren.

11. System nach Anspruch 10, in dem die andere Fuzzy-Folgerung unter Verwendung einer Motorlast oder/und einer Fahrzeugbeschleunigung oder/und einer Fahrzeuggeschwindigkeit bei Bremsung durchgeführt wird.

12. System nach Anspruch 4, 5, 10 oder 11, in dem die Absicht des Fahrers eine Verzögerungsabsicht des Fahrers ist.