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Dokumentenidentifikation DE69417813T2 12.08.1999
EP-Veröffentlichungsnummer 0634592
Titel Gangschalt-Anzeiger
Anmelder Saturn Corp., Troy, Mich., US
Erfinder Milunas, Rimas Stasys, Rochester Hills, Michigan 48309, US;
Bolander, William Joseph, Clarkston, Michigan 48346, US
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69417813
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 28.06.1994
EP-Aktenzeichen 942018417
EP-Offenlegungsdatum 18.01.1995
EP date of grant 14.04.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.08.1999
IPC-Hauptklasse F16H 63/42

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung einer Anzeige eines erforderlichen Gangwechsels in einem Kraftfahrzeug, und eine Gangwechselanzeigevorrichtung.

Gangwechsel- oder Schaltanzeigen werden gewöhnlich in Fahrzeugen mit Handschaltgetriebe verwendet, um unerfahrene Fahrer bei der Bestimmung zu unterstützen, wann es geeignet ist, das Getriebe in einen höheren Gang zu schalten, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit beim Fahren zu maximieren. Ein System, das derart kalibriert ist, daß eine absolute maximale Kraftstoffwirtschaftlichkeit erhalten werden würde, wenn ein Schalten an dem angezeigten Punkt einträte, kann ein merkliches Absacken des Achsdrehmoments beim Schalten zeigen und deshalb dazu führen, daß der Fahrer kein gutes Schaltgefühl hat. In derartigen Situationen lernen die Fahrer schnell, die Schaltanzeige zu ignorieren, wodurch sie für ihren beabsichtigten Zweck einer Maximierung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit unwirksam gemacht wird. Figuren der Kraftstoffwirtschaftlichkeit, die an neuen Fahrzeugen für den Verkauf in den Vereinigten Staaten angezeigt werden müssen, werden durch eine Kundenbenutzungsgewichtung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit, die bei Fahrzeugen erhalten wird, die unter Verwendung der Hochschaltanzeigelampe getestet werden, und der Kraftstoffwirtschaftlichkeit erzielt, die erhalten wird, ohne daß die Hochschaltanzeigelampe verwendet wird.

Die herkömmliche Kalibrierung einer Schaltanzeige umfaßt typischerweise das Einstellen von Schwellen des Krümmerabsolutdrucks (MAP) bei einer Vielzahl von Drehzahlen. Ein derartiges Verfahren kann zeitraubend sein und zu nicht optimalen Schaltpunkten führen. Aufgrund von tatsächlichen Motordrehmomentänderungen wegen einer Zündungsverzögerung zur Steuerung des Motorklopfens, wie es bei der Motorsteuerung praktiziert werden kann, können zusätzlich die kalibrierten Schaltpunkte, die auf MAP-Schwellen beruhen, nicht länger geeignet sein, wodurch das vorstehend erwähnte Absacken des Achsdrehmoments verschlimmert wird und zu Mißachtung der Schaltanzeige durch den Fahrer und zu verringerter Kraftstoffwirtschaftlichkeit führt.

Die EP-A-0 512 596 offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die vorliegende Erfindung strebt an, eine verbesserte Gangschaltanzeige zu schaffen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bereitstellung eines Signals eines erforderlichen Gangwechsels ist gegenüber der EP-A-0 512 596 durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 beschriebenen Merkmale gekennzeichnet.

Es ist bei bevorzugten Ausführungsformen möglich, den Schaltkomfort an dem Punkt, der durch die Schaltanzeige angezeigt ist, mit den Kraftstoffwirtschaftlichkeitsvorteilen an dem Schaltpunkt auszugleichen, weil dies leicht zu einer stärkeren Benutzung durch den Fahrer, höherer tatsächli cher Kraftstoffwirtschaftlichkeit und höheren Kraftstoffwirkungsgradbewertungen für ein besonderes Fahrzeug führen wird.

Es ist auch möglich, die Schaltanzeige an tatsächliche Motordrehmomentbedingungen anzupassen, um die Kalibrierung einer Schaltanzeige zu vereinfachen und ein flexibles Weiterschalten der Anzeige gemäß der gewünschten Kraftstoffwirtschaftlichkeit gegenüber Leistungsfähigkeitsprofilen zu gestatten.

Eine bevorzugte Ausführungsform berechnet einen Term, der als Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR) bezeichnet wird, der das Verhältnis des vorhergesagten Raddrehmoments im nächsthöchsten Gang zum gegenwärtigen Raddrehmoment im gegenwärtigen Gang darstellt. Dieses Verhältnis wird mit einem vorbestimmten Kalibrierungsschwellenwert verglichen, um zu bestimmen, ob eine Hochschaltanzeige geeignet ist. Die Kalibrierungsschwelle bestimmt vorzugsweise die Eigenschaften und Balance des Schaltens hinsichtlich der Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit. Ein Schwellenwert nahe bei eins liefert einen Schaltpunkt, der eine maximale Kraftstoffwirtschaftlichkeit erreichen wird, während ein Schwellenwert höher als eins für ein Schalten mit erhöhter Leistungsfähigkeit sorgen wird.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist unten lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

Fig. 1 einen Antriebsstrang eines Handschaltgetriebes eines Kraftfahrzeuges, einen Verbrennungsmotor mit Funkenzündung und eine Motorsteuereinheit auf Mikroprozessorbasis zeigt,

Fig. 2 bis 4, 5A und 5B Flußdiagramme sind, die eine Ausführungsform von Programmanweisungen darstellen, die von der Motorsteuereinheit von Fig. 1 ausgeführt werden.

Nach Fig. 1 umfaßt ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges 10 einen Verbrennungsmotor mit Funkenzündung 12, eine Motorausgangswelle 18 und eine Kombination aus einer herkömmlichen manuellen Kupplung, einem Getriebekasten und einer abschließenden Antriebsanordnung (einem manuellen Antriebsstrang) 16. Eine Ausgangs welle 22 treibt die Fahrzeugräder (nicht gezeigt) an, um das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, die direkt proportional zu deren Rotation ist.

Eine Drossel 24 steuert das Ansaugen von Verbrennungsluft durch den Motoreinlaßkrümmer 26. Die Drossel 24 wird auf herkömmliche Weise durch ein Gaspedal 28 positioniert. Ein Abgasrrückführungsaktuator (EGR-Aktuator) 30 führt zusätzlich eine gesteuerte Menge Abgase gemäß einem EGR-Steuersignal auf Leitung 32 in den Krümmer 26 zurück. Die Kraftstoffbeaufschlagung des Motors wird von einer herkömmlichen Kraftstoffeinspritzvorrichtung 34 gemäß einem Kraftstoffpulsbreitesignal auf Leitung 36 gesteuert.

Die Motorzündungsfunktion wird mit einem herkömmlichen Funkenzündsystem (nicht gezeigt) durchgeführt, das mit einer herkömmlichen elektronischen Zündzeitpunkteinheit (EST-Einheit) 38 zusammenwirkt, um eine Verbrennung in den verschiedenen Motorzylindern gemäß einem Zündzeitpunktsignal auf Leitung 40 einzuleiten. Von einer Motorsteuereinheit auf Mikroprozessorbasis 42 werden auf eine vorbestimmte Weise gemäß verschiedenen Betriebsparametern (welche das erfaßte Motorklopfen umfassen) des Antriebsstrangs 10 auf eine Fachleuten bekannte Art und Weise Zündzeitpunktsignale erzeugt. Die Steuereinheit 42 empfängt Eingänge, die von der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden und den Krümmerabsolutdruck (MAP) auf Leitung 46, die Motordrehzahl (Ne) auf Leitung 50 und die Ausgangsdrehzahl (No) auf Leitung 54 umfassen. Es ist auch ein Klopfsensor Kn gezeigt, der über Leitung 56 einer Steuereinheit 42 einen Signaleingang liefert. Die Steuereinheit 42 zeigt über Leitung 60 den Status einer Hochschaltanzeigelampe oder einer äquivalenten sichtbaren Anzeigevorrichtung an, wie sie bei einer herkömmlichen Instrumentenanordnung in einem Kraftfahrzeug zu finden ist. Leitung 60 kann einer Instrumentengruppe ein logisches Signal zur Weiterverarbeitung liefern oder kann eine Lampe direkt über einen Leistungstreiber in der Steuereinheit 42 treiben. Die Steuereinheit 42 kann ein herkömmliche Mikroprozessor-Controller sein, der eine zentrale Verarbeitungseinheit, Speicher- und Eingabe-Ausgabe-Einrichtungen umfaßt.

Die Fig. 2 bis 4, 5A und 5B zeigen Flußdiagramme, die Programmanweisungen darstellen, die von der Motorsteuereinheit 42 von Fig. 1 beim Durchführen einer Ausführungsform einer Hochschaltanzeigefunktion ausgeführt werden. Das Flußdiagramm von Fig. 2 stellt ein Hauptschleifenprogramm dar, das den Betrieb einer Anzahl von Unterroutinen zur Durchführung verschiedener mit der Motorsteuerung in Beziehung stehender Aufgaben einleitet. Die Flußdiagramme der Fig. 3, 4, 5A und 5B stellen die Unterroutinen dar, die für die Hochschaltanzeigefunktion zweckdienlich sind.

Gemäß dem Flußdiagramm der Hauptschleife von Fig. 2 bezeichnet Bezugszeichen 210 einen Satz Programmanweisungen, die zu Beginn jeder Fahrzeugbetriebsperiode ausgeführt werden. Die Anweisungen initialisieren verschiedene Register, Zeitglieder, Marken und Variablen, die in der Steuereinheit 42 gespeichert sind. Nach der Initialisierung schreitet die Routine zu Schritt 220 fort, um alle Software-Zeitglied- und Hardware- Unterbrechungen zur Ausführung von Unterroutinen freizugeben und somit verschiedene Motorsteuerfunktionen auszuführen. Schritt 230 stellt eine Unterbrechungswarteschleife zusammen mit einer Rückleitung 231 bereit, während der die Steuereinheit 41 verschiedene herkömmliche Hintergrundfunktionen durchführt, wie Motordiagnoseroutinen und das Auslesen und Aufbereiten von Eingängen eines Sauerstoffssensors, während auf eine Zeitglied- oder Hardware-Unterbrechung gewartet wird, um Unterroutinen zur Durchführung verschiedener spezifischer Motorsteuerfunktionen gemäß vorbestimmten Plänen oder Auslöseereignissen aufzurufen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform tritt eine Zeitgliedunterbrechung (6,25 INT) in 6,25-Millisekunden-Intervallen auf und bewirkt die Ausführung der in Fig. 3 gezeigten Programmschritte. Zuerst wird Schritt 310 ausgeführt, um verschiedene vorbestimmte Motorsteuerfunktionen durchzuführen, die für die Frequenz des 6,25-ms-Intervalls geeignet sind. Als nächstes wird ein Entscheidungsschritt 320 ausgeführt, um zu bestimmen, ob ein Satz von weniger häufig ausgeführten Anweisungen 321 ausgeführt werden soll. Es kann beispielsweise durch bekannte und prakti zierte Techniken, wie das Ablaufen eines Zeitgliedes, notwendige mehrfache Durchläufe durch die 6,25-ms-INT-Routine oder eine separate Zeitgliedunterbrechung mit einer Priorität zur Ausführung und eine Rückführung der Steuerung zu der gegenwärtigen 6,25-ms-INT-Routine, bewirkt werden, daß dies eintritt. Der Entscheidungsschritt 320 zeigt eine beispielhafte Frequenz zur Ausführung des Anweisungssatzes 321 von alle 12,5 ms an, wobei es bei der vorliegenden Ausführungsform bewirkt wird, daß dies bei jedem zweiten Durchgang durch die 6,25-ms-Unterbrechung auftritt.

Wenn es nicht Zeit zur Ausführung des Anweisungssatzes 321 ist, geht die Steuerung zu einem Entscheidungsschritt 330. Unter der Annahme, daß es Zeit zur Ausführung des Anweisungssatzes 321 ist, liest die Steuereinheit 42 bei Schritt 325 die verschiedenen Eingangssignale, die an Leitungen 46-56 angelegt werden und bereitet diese auf, und sie berechnet verschiedene Terme, die bei anschließenden Schritten verwendet werden, welche eine Zündungsverzögerung, einen barometrischen Druck (BARO) und eine prozentuale Abgasrückführung (%EGR) umfassen. Als nächstes führt Schritt 327 verschiedene vorbestimmte Motorsteuerfunktionen durch, die für die Frequenz des 12,5-ms-Intervalls geeignet sind. Schritt 329 führt die Berechnung des Hochschaltdrehmomentverhältnisses (UTR) durch, die ausführlich in dem Flußdiagramm von Fig. 4 beschrieben ist.

Als nächstes wird der Entscheidungsschritt 330 ausgeführt, um zu bestimmen, ob ein Satz noch weniger häufig ausgeführter Anweisungen 331 ausgeführt werden soll. Es kann bewirkt werden, daß dies auf eine Art und Weise eintritt, die derjenigen ähnlich ist, die für den Entscheidungsschritt 320 diskutiert wurde.

Der Entscheidungsschritt 330 zeigt eine Frequenz für die Ausführung des Anweisungssatzes 331 von allen 100 ms an. Wenn es nicht Zeit zur Ausführung des Anweisungssatzes 331 ist, ist die 6,25-ms-Unterbrechung- Routine vollständig und die Steuerung kehrt zur Hintergrundroutine von Fig. 2 zurück. Unter der Annahme, daß es Zeit zur Ausführung des Anweisungssatzes 331 ist, führt die Steuereinheit 42 bei Schritt 335 verschiedene vorbestimmte Motorsteuerfunktionen durch, die für die Frequenz des 100 ms Intervalls geeignet sind. Schritt 337 bezieht sich auf die Ausführung der Schaltlampenlogikroutine, die ausführlich in dem Flußdiagramm von Fig. 5 beschrieben ist. Schließlich gibt die Steuereinheit 42 bei Schritt 339 ein Signal auf Leitung 60 aus, um den Status der Hochschaltanzeigelampe anzuzeigen, sowie verschiedene andere Ausgangssignale für Anzeigevorrichtungen einer Instrumentengruppe, wie ein Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser, der Öldruck und die Kühlmitteltemperatur.

Fig. 4 veranschaulicht eine bevorzugte Routine zum Berechnen des Hochschaltdrehmomentverhältnisses (UTR-BERECHNUNG) zur Verwendung bei der Hochschaltanzeige. Die Bezeichnungen (g) und (g + 1) bezeichnen gegenwärtige Gang- bzw. nächsthöchste Gangwerte. Wenn keine Bezeichnungen verwendet werden, ist der gegenwärtige Gang gemeint. Zuerst wird ein Satz Schritte 410 ausgeführt, um einen gegenwärtigen Wert des Motordrehmoments zu bestimmen. Beim Beginn von UTR-BERECHNUNG berechnet Schritt 411 das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis "GR(g)" aus der gegenwärtigen Motordrehzahl "Ne(g)" und der Ausgangsdrehzahl "No" gemäß dem folgenden Ausdruck:

GR(g) = Ne(g)/No

Es wird bei einem Entscheidungsschritt 412 eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob das berechnete Übersetzungsverhältnis zu einem bekannten Übersetzungsverhältnis paßt, und wenn kein Passen erkannt wird, wird die Verarbeitung zu Schritt 421 übergeben, der das Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR) auf einen Voreinstellungswert von zwei, bei diesem Beispiel, einstellt und dann die UTR-BERECHNUNG-Routine verläßt. Der Voreinstellungswert ist im wesentlichen ein "don't care"-Wert, der zur weiteren Verarbeitung verwendet wird, wie es in Verbindung mit Fig. 5a zu sehen ist.

Das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis GR(g) wird zu einem gegebenen Gang passen, vorausgesetzt, daß die manuelle Kupplung in Eingriff steht und Schlupf über diese hinweg minimal ist. Wenn die Kupplung außer Eingriff steht, wie es der Fall sein kann, wenn der Fahrer ein Schalten eingeleitet hat, kann keine Ganganpassung auftreten.

Wenn das Übersetzungsverhältnis zu einem bekannten Gang paßt, berechnet Schritt 413 den prozentualen Drehmomentabfall "%TQLOSS" bei dem gegenwärtigen Gang aufgrund der gegenwärtigen Größe der Zündungsverzögerung. Die vorliegende Ausführungsform nimmt an, daß die Zündungsverzögerung ein gesteuerter Motorparameter ist, der beispielsweise verwendet wird, um das Motorklopfen auf eine in der Technik bekannte Weise zu steuern. Bei dieser Ausführungsform wird vorzugsweise die Zündungsverzögerung berücksichtigt, weil sie eine bedeutende Auswirkung auf das Motordrehmoment, insbesondere bei niedrigeren und mäßigen Motordrehzahlen hat, bei denen sowohl das Auftreten eines Motorklopfens am wahrscheinlichsten ist als auch typischerweise ein kraft stoffeffektiveres Hochschalten eintreten wird. Der prozentuale Drehmomentabfall wird auf der Grundlage des Ausdrucks bestimmt:

%TQLOSS(g) = SPKRET(g)/SPKRET (100% tqloss),

wobei SPKRET(g) die gegenwärtige Größe der Zündungsverzögerung ist und SPKRET(100% tqloss) die Größe der Zündungsverzögerung ist, die für 100% Drehmomentabfall notwendig ist. Die Zündungsverzögerung kann aus empirisch bestimmten Kalibrierungstabellen bestimmt werden. Die Zündungsverzögerung kann ein adaptiv abgeleiteter Wert sein, wie es beispielsweise in der US-A-5 090 382 gezeigt ist.

Der volumetrische Wirkungsgrad des Motors "VE(g)" wird als nächstes bei Schritt 415 aus einer Kalibrierungstabelle als eine Funktion der Motordrehzahl Ne(g) und MAP erhalten. Dann wird bei Schritt 417 das gegenwärtige Motordrehmoment "TQ(g)" gemäß dem Ausdruck bestimmt:

TQ(g) = [(MAP(g) * VE(g) * K) * (EGR(g)) - Tf] * (TQLOSS)

wobei K eine Kalibrierungskonstante ist, die während der Kraftstoffdosierung vorherbestimmt wird und mit der tatsächlichen Motorverdrängung, der Betriebstemperatur, dem Verbrennungswirkungsgrad, dem Kraftstoff/ Luft-Energiegehalt und der universellen Gaskonstante in Beziehung steht; EGR(g) ein Verstärkungswert ist, der im wesentlichen dem Komplement der gegenwärtigen prozentualen Abgasrückführung entspricht (1-%EGR); Tf ein Drehmoment-Offset ist, der mit mechanischer Motorreibung bei der gegenwärtigen Motordrehzahl in Beziehung steht, der Term TQLOSS eine Verstärkung darstellt, die im wesentlichen dem Komplement des prozentualen Drehmomentabfalls entspricht, der auf die gegenwärtige Zündungsverzögerung zurückzuführen ist (1-%TQLOSS(g)).

Als nächstes wird ein Satz Schritte 430 zwecks eines Berechnens eines vorhergesagten Wertes eines Motordrehmoments ausgeführt, das bei dem nächsthöheren Gang bei der gegenwärtigen Ausgangsdrehzahl verfügbar ist. Der vorhergesagte Drehmomentwert entspricht vorzugsweise einem maximal verfügbaren Drehmoment (weit offene Drossel) bei dem nächsthöheren Gang, was die Berechnung des zugehörigen vorhergesagten Drehmoments vereinfacht. Die vorliegende Ausführungsform veranschaulicht beispielhaft eine Berechnung eines vorhergesagten maximalen Motordrehmoments.

Schritt 431 berechnet zuerst eine vorhergesagte Motordrehzahl bei dem nächsthöheren Gang Ne(g + 1) auf der Grundlage der gegenwärtigen Motordrehzahl Ne(g), dem gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis GR(g) und dem Übersetzungsverhältnis bei dem nächsthöheren Gang GR(g + 1). Es ist bei diesem Schritt eine Annahme, daß die Ausgangsdrehzahlen bei gegenwärtigen und nächsthöheren Gängen No(g), No(g + 1) im wesentlichen äquivalent sind und deshalb die vorhergesagte Motordrehzahl eine einfache Funktion der gegenwärtigen Motordrehzahl, des gegenwärtigen Übersetzungsverhältnisses und des nächsthöheren Übersetzungsverhältnisses gemäß dem folgenden Zusammenhang ist:

Ne(g + 1) = Ne(g) * GR(g + 1)/GR(g)

Bei Schritt 433 wird die vorhergesagte Zündungsverzögerung bei dem nächsthöheren Gang SPKRET(g + 1) aus der vorhergesagten Motordrehzahl Ne(g + 1), BARO und irgendeiner Größe einer adaptiven Zündungsverzögerung (ASR) berechnet, wie sie beispielsweise gemäß US-A-5 090 382 geeignet angewandt werden kann. Weil das maximale Motordrehmoment bestimmt wird, das bei dem nächsthöheren Gang verfügbar ist, wird vor zugsweise BARG statt eines vorhergesagten Wertes von MAP verwendet, weil BARO im wesentlichen eine Bedingung eines maximalen Drehmoments darstellt. Alternativ könnte ein vorhergesagter Wert für MAP verwendet werden.

Bei Schritt 435 wird ein vorhergesagte prozentualer Drehmomentabfall bei dem nächsthöheren Gang "%TQLOSS(g + 1)" aufgrund einer vorhergesagten Zündungsverzögerung gemäß dem folgenden Zusammenhang auf eine ähnliche Weise wie diejenige berechnet, die bei Schritt 413 vorgesehen wurde:

%TQLOSS(g + 1) = SPKRET(g + 1)/SPKRET(100% tqloss)

wobei SPKRET(g + 1) die vorhergesagte Größe der Zündungsverzögerung ist (einschließlich irgendeiner Größe einer adaptiven Zündungsverzögerung), wie sie bei Schritt 433 berechnet wird, und SPKRET(100% tqloss) die Größe der Zündungsverzögerung ist, die für 100% Drehmomentabfall notwendig ist.

Schritt 437 bestimmt als nächstes einen vorhergesagten volumetrischen Wirkungsgrad "VE(g + 1)" bei dem nächsthöheren Gang als eine Funktion der vorhergesagten Motordrehzahl Ne(g + 1) und BARO. Wieder wird BARG statt eines vorhergesagten MAP-Wertes verwendet, weil Bedingungen eines maximalen Motordrehmoments angenommen werden. Der abschließende Schritt bei dem Satz 430 zum Berechnen eines vorhergesagten Motordrehmoments im nächsthöheren Gang ist Schritt 439, der ein vorhergesagtes Motordrehmoment "TQ(g + 1)" gemäß dem Ausdruck berechnet:

TQ(g + 1) = [BARG * VE(g + 1) * K) - Tf] * (TQLOSS)

wobei K die Kalibrierungskonstante von Schritt 417 ist; Tf der Drehmoment-Offset ist, der mit mechanischer Motorreibung bei der vorhergesag ten Motordrehzahl Ne(g + 1) in Beziehung steht, und der Term TQLOSS eine Verstärkung darstellt, die im wesentlichen dem Komplement des prozentualen Drehmomentabfalls entspricht, der auf die vorhergesagte Zündungsverzögerung zurückzuführen ist (1-%TQLOSS(g + 1)). Es ist hier anzumerken, daß bei dem vorhergehenden Ausdruck wieder BARO statt MAP verwendet wird. In Übereinstimmung mit der Annahme eines maximalen Motordrehmoments (weit offene Drossel), wird die prozentuale Abgasrückführung bei diesem Beispiel null. Die Verstärkung, die auf null %EGR zurückzuführen ist, ist deshalb bei diesem Beispiel eins, wodurch die Abwesenheit eines expliziten EGR-Verstärkungsterms in dem Ausdruck des vorhergesagten Motordrehmoments berücksichtigt wird.

Schließlich legt Schritt 450 die gegenwärtigen und vorhergesagten Raddrehmomente als das Produkt der jeweiligen Motordrehmomente und der entsprechenden Übersetzungsverhältnisse fest, und legt das Verhältnis des vorhergesagten Raddrehmoments zu dem gegenwärtigen Raddrehmoment fest, um das Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR) gemäß dem Ausdruck festzulegen:

UTR = (TQ(g + 1) * GR(g + 1))/(TQ(g) * GR(g))

Bei diesem Beispiel stellt das Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR) das Verhältnis des maximalen vorhergesagten Raddrehmoments zu dem gegenwärtigen Raddrehmoment dar. Danach kehrt die Programmsteuerung zu dem Entscheidungsschritt 330 von Fig. 3 zurück.

Das berechnete Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR) liefert einen einzigen dynamischen Parameter, der aus kontinuierlich aktualisierten Eingängen, die einen meßbaren Einfluß auf das Raddrehmoment haben, das bei dem gegenwärtigen Gang verfügbar ist, und aus dem vorhergesagten Raddrehmoment, das bei dem nächsthöheren Gang verfügbar ist, abgeleitet wird. Vorzugsweise werden, wie es bei dem obigen Beispiel veranschaulicht ist, dynamische, das Drehmoment verringernde Einflüsse, wie eine Steuerung der Abgasrückführung und eine Zündungsverzögerung für eine Steuerung des Motorklopfens in die Drehmomentberechnungen faktorisiert, um für fein abgestimmte Drehmomentabschätzungen zu sorgen, die auf dynamische Fahrbedingungen ansprechen. Es ist zu berücksichtigen, das andere Faktoren, die das Motordrehmoment beeinflussen, beispielsweise die Kraftstoffzusammensetzung bei Fahrzeugen mit variablem Kraftstoff, ebenso in die Ausdrücke faktorisiert werden können, wo dies geeignet ist.

Ein Maß des Verhältnisses des vorhergesagten Raddrehmoments bei dem nächsthöheren Gang zu dem gegenwärtigen Raddrehmoment bei dem gegenwärtigen Gang (UTR) liefert Informationen für die Steuerung einer Hochschaltanzeige auf eine weniger komplizierte Weise und repräsentiert genauere dynamische Fahrbedingungen, als herkömmliche MAP-Schwellentechniken. Zusätzlich ist die Verwendung des Hochschaltdrehmomentverhältnisses zur Anpassung der Schaltpunktanzeige an Kundenwünsche gemäß irgendeinem gewünschten Kraftstoffwirtschaftlichkeits/Leistungsfähigkeits-Profil geeignet. Wenn das Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR) kleiner als eins ist, wird das Fahrzeug verzögern und möglicherweise eine unerwünschte Fahrlinienstörung zeigen, wenn ein Hochschalten abgeschlossen ist. Mit einem Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR), das im wesentlichen gleich eins ist, kann es sein, daß der Bediener die Drosselstellung in dem nächsthöheren Gang vergrößern wird, um die Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Außerdem zeigt ein Hochschaltdreh momentverhältnis (UTR) nahe bei eins einen Schaltpunkt an, der eine maximale Kraftstoffwirtschaftlichkeit ergeben wird. Wenn das Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR) über eins hinaus zunimmt, sind leistungsorientiertere Schaltvorgänge in den nächsthöheren Gang möglich. Deshalb wird eine Kalibrierungsschwelle, mit der das Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR) verglichen wird, die Arbeitsweise einer Hochschaltanzeige und entsprechend das Schaltgefühl und die Wirtschaftlichkeit an diesem angezeigten Schaltpunkt bestimmen. Die Kalibrierungsschwelle kann leicht derart gewählt werden, daß sie zu dem gewünschten Kraftstoffwirtschaftlichkeits/Leistungsfähigkeits-Profil des Fahrzeuges paßt. Die Kalibrierung kann so derart gewählt werden, daß sie die tatsächliche Kraftstoffwirtschaftlichkeit maximiert, indem angezeigt wird, daß ein Hochschalten an einem Punkt geeignet ist, bei dem der Komfort während des Schaltens eine starke Benutzung durch Fahrer bei relativ hohen Niveaus der Kraftstoffwirtschaftlichkeit ergibt.

Nach den Fig. 5A und 5B benutzt die veranschaulichte Ausführungsform der Routine das zuvor berechnete Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR), um eine Hochschaltanzeige zu erzeugen. Die SCHALTLAMPENLOGIK-Routine von Fig. 5 wird bei Schritt 337 von der 6,25-ms-Unterbrechung-Routine von Fig. 3 ausgeführt und umfaßt einen Satz von Eintrittsbedingungsschritten 511 bis 525, die allgemein durch die Zahl 510 bezeichnet sind, und einen Satz von Schaltschwellenschritten 531 bis 533, die allgemein durch die Zahl 530 bezeichnet sind. Der Zweck der SCHALTLAMPENLOGIK-Routine ist es, den Status der Schaltlampenmarke "SL FLAG" festzulegen, der wiederum den Status der Schaltlampe steuert. Zuerst wird die Motordrehzahl Ne bei Schritt 511 geprüft, um zu bestimmen, ob sie eine vorbestimmte maximal zulässige Motordrehzahlschwelle K1 überschreitet. Wenn die Schwelle überschritten ist, ist dann ein Hochschalten erforderlich, ungeachtet des Wertes des Hochschaltdrehmomentverhältnisses (UTR), und die Steuerung wird deshalb zu Schritt 542 übergeben, bei dem die Schaltlampenmarke auf eins gesetzt wird (SL FLAG = 1). Wenn die Schwelle bei Schritt 511 nicht überschritten ist, geht die Routine zu Schritt 512.

Der Entscheidungsschritt 512 führt eine Prüfung der Kühlmitteltemperatur auf eine vorbestimmte Schwelle K2 durch. Wenn die Schwelle nicht überschritten ist, hat der Motor nicht die vorbestimmte Betriebsstemperatur erreicht, und die Routine umgeht die Schaltschwellenschritte 530. Wenn die Kühlmitteltemperaturschwelle erfüllt ist, wird als nächstes ein Entscheidungsschritt 513 ausgeführt.

Der Entscheidungsschritt 513 bestimmt, ob der Ausgangsdrehzahlsensor betriebsbereit ist. Wenn der Drehzahlsensor nicht betriebsbereit ist, umgeht die Routine die Schaltschwellenschritte 530. Ein betriebsbereiter Ausgangsdrehzahlsensor gestattet es, daß die Steuerung zu dem Entscheidungsschritt 514 übergeht, bei dem eine Prüfung durchgeführt wird, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug still steht (No = 0). Wenn das Fahrzeug ruht, setzt der Schritt 516 GEAR und OLDGEAR auf den niedrigsten Gangwert von 1, der den ersten oder Startgang darstellt; danach werden die Schaltschwellenschritte 530 umgangen. Wenn das Fahrzeug nicht ruht, geht die Routine zu Schritt 515.

Die Drosselstellung "%T" wird bei Schritt 515 auf eine Schwelle einer geschlossenen Stellung K3 geprüft. Eine geschlossene Drossel zeigt an, ob das Fahrzeug leerläuft, ein Betriebszustand, bei dem der Motor den An triebsrädern kein Drehmoment verleiht und somit kein Hochschalten benötigt. Eine geschlossene Drossel kann auch anzeigen, daß der Fahrer absichtlich den Antriebsstrang verwendet, um das Fahrzeug zu verzögern. Wenn eine geschlossene Drossel detektiert wird, umgeht die Steuerung deshalb die Hochschaltschwellenschritte 530 und schreitet mit der Ausführung des Schrittes 552 fort. Eine nicht geschlossene Drosselstellung zeigt an, daß der Motor den Antriebsrädern Drehmoment verleiht - ein Betrieb, der von einem Hochschalten des Ganges profitieren kann - und deshalb bleibt die Steuerung in den Eintrittsbedingungsschritten 510, indem Schritt 522 ausgeführt wird.

Bei Schritt 522 wird eine Prüfung durchgeführt, um zu bestimmen, ob das gegenwärtige berechnete Übersetzungsverhältnis GR(g) zu einem bekannten Übersetzungsverhältnis paßt, das zu einem GEAR-Wert (d. h. 1-5) gehört. Wie es in Verbindung mit Schritt 412 in Fig. 4 erwähnt wurde, kann ein bereits eingeleiteter Schaltvorgang eine Bedingung keiner Ganganpassung berücksichtigen. Wenn kein Passen auftritt, geht die Routine zu dem Entscheidungsschritt 526, wodurch die restlichen Eintrittsbedingungsschritte 510 und irgendwelche Schaltschwellenschritte 530 umgangen werden. Schritt 526 entscheidet, ob die Schaltlampe aktiv ist, indem SL FLAG geprüft wird, und wenn dies der Fall ist, geht die Routine direkt zu Schritt 542 und hält den gegenwärtigen SL FLAG-Status als eins. Wenn Schritt 526 entscheidet, das die Schaltlampe nicht aktiv ist, geht die Routine direkt zu Schritt 551, um gleichermaßen den gegenwärtigen SL FLAG- Status als null zu halten. Deshalb hält eine Bedingung keiner Ganganpassung den gegenwärtigen Status von SL FLAG aufrecht und umgeht die Verarbeitung der Schaltschwellenschritte 530. Eine Ganganpassung bei Schritt 522 übergibt die Steuerung an den Entscheidungsschritt 523.

Der gegenwärtig angepaßte Gang wird bei 523 geprüft, um zu bestimmen, ob dies der höchste erhältliche Gang ist, in welchem Fall kein Hochschalten möglich ist. Wenn GEAR gleich dem höchsten erhältlichen Gang ist, werden dann die Hochschaltschwellenschritte 530 umgangen. Wenn höhere Gänge erhältlich sind, schreitet die Verarbeitung bei Schritt 524 mit einer Prüfung fort, ob die Motordrehzahl Ne eine vorbestimmte Schwellendrehzahl K4 (GEAR) überschreitet, die eine Funktion des gegenwärtigen Ganges ist und eine minimale Motordrehzahl darstellt, die für ein Hochschalten in den nächsten Gang geeignet ist. Wenn die Schwellenmotordrehzahl nicht überschritten ist, werden die Hochschaltschwellenschritte 530 umgangen. Wenn die Schwellenmotordrehzahl erfüllt ist, wird ein abschließender Eintrittsbedingungsschritt 525 durchgeführt, um zu bestimmen, ob der gegenwärtige Gangzustand ein stetiger Zustand ist. Wenn der gegenwärtige Gang nicht der letzte Gang ist (GEAR≠OLDGEAR), ist dann keine Bedingung eines stetigen Zustandes vorhanden, und die Hochschaltschwellenschritte 530 werden umgangen. Ein stetiger Zustand, bei dem der letzte bekannte Gang gleich dem gegenwärtigen Gang ist, gestattet es, daß die Verarbeitung zu den Hochschaltschwellenschritten 530 geht.

Mit der Ausnahme der Drosseleintrittsbedingung bei Schritt 515 übergibt jeder gescheiterte Entscheidungsschritt bei den Eintrittsbedingungsschritten 510 die Verarbeitung zu Schritt 551, der einen Schaltlampe-Ein- Zähler "SLONTIM" initialisiert. Dann wird Schritt 552 ausgeführt, der einen Schaltlampenverzögerungszähler "SLDLY" mit einem vorbestimmten Schwellenwert K7 initialisiert. Alternativ wird in einen Schritt 552 als ein erster Schritt nach einer gescheiterten Drosseleintrittsbedingung einge treten, die bei Schritt 515 detektiert wird, wodurch Schritt 551 umgangen und entsprechend SLONTIM zurückgesetzt wird. Dies wird für den Zweck vorgenommen, daß ein kontinuierliches Zurücksetzen des Zeitgliedes und ein zyklisches Ein- und Ausschalten der Schaltlampe während eines Motorbremsens mit geschlossener Drossel während das Fahrzeug bergabfährt verhindert wird, und auch, daß ein Zurücksetzen des Zeitgliedes verhindert wird, wenn die Drossel momentan geschlossen ist. Der genaue Zweck und die genaue Verwendung von SLONTIM und SLDLY sind unten erläutert. Schließlich folgt, daß, weil bei den Schritten 510 keine Eintrittsbedingung erfüllt war, die Schaltlampenmarke auf null gesetzt wird (SL FLAG = 0), um somit die Schaltlampe auf AUS zu setzen.

Auf die Hochschaltschwellenschritte 530 wird bei dem Entscheidungsschritt 531 zugegriffen, bei welchem eine Bestimmung, hinsichtlich des Schaltlampenstatus gemäß dem Status von SL FLAG vorgenommen wird. Wenn die Schaltlampe aus ist (SL FLAG = 0), verzweigt die Routine dann, um Schritt 533 auszuführen. Schritt 533 vergleicht das Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR) mit einer ersten vorbestimmten Drehmomentverhältnisschwelle K5, die, wenn sie nicht überschritten ist, eine Ausführung von Schritt 553 bewirkt, um die Schaltlampenmarke auf null zu halten. Wenn das Ergebnis des Entscheidungsschritts 533 ist, daß das Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR) die Schwelle K5 überschreitet, geht dann die Verarbeitung zu Schritt 541.

Bei Schritt 531 wird, wenn die Schaltlampe ein ist (SL FLAG = 1), dann Schritt 532 ausgeführt, um das Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR) mit einer zweiten vorbestimmten Drehmomentverhältnisschwelle K6 zu vergleichen. In dem Fall, daß das Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR) kleiner als die Schwelle K6 ist, wird dann Schritt 553 ausgeführt und setzt die Schaltlampenmarke auf null. Wenn das Hochschaltdrehmomentverhältnis (UTR) gleich der Schwelle K6 ist oder diese überschreitet, wird alternativ der Entscheidungsschritt 541 ausgeführt. Die Hochschaltschwellenschritte 530 umfassen getrennte Prüfungen des Hochschaltdrehmomentverhältnisses (UTR) auf eine von zwei Drehmomentverhältnisschwellen K5 oder K6, bei denen K5 > K6 ist, wobei die Schwellenprüfung gemäß dem Status der SL FLAG bestimmt wird. Dadurch wird ein Hysteresegrad eingeführt, um den Status der SL FLAG und entsprechend den Schaltlampenstatus zu stabilisieren.

Der Entscheidungsschritt 541 wird entweder von Schritt 533 oder 532 ausgeführt, wenn es gemäß den vorbestimmten Drehmomentschwellen geeignet ist, daß SL FLAG auf eins gesetzt wird (SL FLAG = 1). Schritt 541 prüft, ob der Schaltlampenverzögerungszähler SLDLY das Ende seines Zählens erreicht hat, wodurch eine Verzögerung in die Routine eingeleitet wird, bevor die SL FLAG bei Schritt 542 gesetzt wird, gemäß einer vorbestimmten Anzahl von Durchgängen durch die Hochschaltschwellenschritte 530 und bis zu Schritt 541, ohne daß sich ein Scheitern an irgendeinem vorhergehenden Eintrittsbedingungsschritt 511 bis 525 ereignet, um eine Betätigung der Schaltlampe zu minimieren. Wenn der Schaltlampenverzögerungszähler das Ende seines Zählens nicht erreicht hat, wird er bei Schritt 543 dekrementiert, und die Routine geht zu Schritt 553, um die Schaltlampenmarke auf null zu setzen (SL FLAG = 0). Ein Ende des Schaltlampenverzögerungszählers, wie es bei Schritt 541 bestimmt wird, bewirkt, daß die Verarbeitung zu Schritt 542 fortschreitet, bei dem die Schaltlampemarke auf eins gesetzt wird (SL FLAG = 1). Danach werden die Schritte 542 und 544 ausgeführt, um zu prüfen, ob der Schaltlampen- Ein-Zähler SLONTIM eine vorbestimmten Schwelle K8 überschreitet. Wenn die Schwelle K8 überschritten ist, wird die Schalflampenmarke bei Schritt 553 auf null gesetzt, wodurch die Ein-Zeit der Anzeigelampe begrenzt wird, um eine Verärgerung der Fahrer durch eine kontinuierliche Beleuchtung zu verhindern, die sich für ein Ignorieren derselben entschieden haben. Wenn die Schwelle K8 nicht überschritten ist, wird der Schaltlampen-Ein-Zähler SLONTIM bei Schritt 545 inkrementiert.

Wenn die in Fig. 5 gezeigte SCHALTLAMPENLOGIK-Routine die Steuerung an Schritt 339 von Fig. 3 zurückgibt, wird der Status von SL FLAG verwendet, um auf Leitung 60 der Steuereinheit 42 ein Ausgangssignal festzulegen und somit eine Beleuchtung der Schaltanzeigelampe zu bewirken.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Bereitstellen eines Signals eines erforderlichen Gangwechsels in einem Kraftfahrzeug mit den Schritten, daß ein Drehmomentverhältnis eines vorhergesagten Raddrehmoments für einen nächsthöheren Gang zu einem gegenwärtigen Raddrehmoment für den in Eingriff stehenden Gang berechnet wird (450), daß das Drehmomentverhältnis mit einer vorbestimmten Schwelle verglichen wird (532, 533), und daß ein Signal ausgegeben wird (339), wenn das Drehmomentverhältnis die vorbestimmte Schwelle überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (339) eine Anzeige eines erforderlichen Gangwechsels liefert, und daß die vorbestimmte Schwelle einem Drehmomentverhältnis entspricht, das dazu bestimmt ist, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit bei dem nächsthöheren Gang zu maximieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das vorhergesagte Raddrehmoment im wesentlichen einem maximalen Raddrehmoment entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Berechnens des Drehmomentverhältnisses die Schritte umfaßt, daß ein gegenwärtiger Motordrehmomentwert für den in Eingriff stehenden Gang aus vorbestimmten Motorparametern berechnet wird (417), daß ein vorhergesagter Motordrehmomentwert für den nächsthöheren Gang aus den vorbestimmten Motorparametern berechnet wird (439), daß ein gegenwärtiger Raddrehmomentwert aus dem gegenwärtigen Motordrehmomentwert für den in Eingriff stehenden Gang und dem diesem entsprechenden Übersetzungsverhältnis festgelegt wird, und daß ein vorhergesagter Raddrehmomentwert aus dem vorhergesagten Motordrehmomentwert bei dem nächsthöheren Gang und dem diesem entsprechenden Übersetzungsverhältnis festgelegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die vorbestimmten Motorparameter eine Zündungsverzögerung umfassen.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die vorbestimmten Motorparameter eine Abgasrückführung umfassen.

6. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, wobei die vorbestimmten Motorparameter eine Kraftstoffzusammensetzung umfassen.







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