DE4112577A1

DE4112577A1 - Steuerungsvorrichtung fuer automatische getriebe

Info

Publication number: DE4112577A1
Application number: DE4112577A
Authority: DE
Inventors: Shigeki Morita
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-04-17
Filing date: 1991-04-17
Publication date: 1991-10-24
Anticipated expiration: 2011-04-18
Also published as: DE4112577C2; KR940009849B1; US5231897A; KR910018222A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe eines Fahrzeuges. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Steuerungsvorrichtung, welche den Betrieb eines automatischen Getriebes verbessern kann, wenn das Fahrzeug bergauf oder bergab fährt, wodurch die Sicherheit und der Komfort des Fahrzeugs vergrößert werden.

Die Gangwahl eines herkömmlichen automatischen Getriebes für ein Fahrzeug wird in Übereinstimmung mit der Motorlast, angezeigt durch den Grad der Öffnung der Drosselklappen, und mit der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert. Obwohl diese Weise der Steuerung für viele Antriebsumstände ausreichend ist, kann sie Schwierigkeiten verursachen, wenn das Fahrzeug bergauf fährt.

Zum Beispiel, wenn ein Fahrzeug in eine Kurve auf einer bergauf führenden Straße fährt, kann der Fahrer des Fahrzeuges entscheiden, Gas wegzunehmen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu vermindern. Als Ergebnis davon verringert sich die Öffnung des Luftansaugventils, und diese Verringerung kann eine herkömmliche Steuerungsvorrichtung des Getriebes veranlassen, das Getriebe so zu steuern, daß es in einen Gang hochschaltet, welcher für das Bergauffahren ungeeignet ist, und das Fahrzeug wird Schwierigkeiten haben, die Steigung hinaufzufahren. Zusätzlich empfindet es der Fahrer als unangenehm, wenn das Getriebe entgegen der Erwartung hochschaltet. Wenn das Fahrzeug aus derselben bergauf verlaufenden Kurve der Straße herausfährt, und der Fahrer das Gaspedal stärker niederdrückt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit wieder zu erhöhen, kann das Fahrzeug nicht so schnell beschleunigt werden, wie gewünscht, weil sich das Getriebe in einem zu hohen Gang befindet. In diesem Fall kann die Vergrößerung der Drosselklappenöffnung, wenn der Fahrer beim Herausfahren aus der Kurve das Gaspedal niederdrückt, das Getriebe veranlassen, zur Beschleunigung in einen niedrigeren Gang herunterzuschalten. Das Herunterschalten des Getriebes verursacht eine plötzliche Änderung des auf die Antriebsräder gegebenen Drehmomentes, und diese plötzliche Änderung reduziert die Stabilität des Fahrzeugs beträchtlich.

Eine herkömmliche Getriebesteuerungsvorrichtung verursacht auch Probleme, wenn ein Fahrzeug bergab fährt. Das Getriebe eines Fahrzeugs kann sich in einem hohen Gang befinden, wenn dieses die Bergabfahrt beginnt. Wenn der Fahrer nicht manuell das Getriebe herunterschaltet, wird es in einem hohen Gang verbleiben, und der Motor wird dazu neigen, das Fahrzeug zu beschleunigen. Auf einer langen Gefällestrecke wird es bevorzugt, das Getriebe in einen Gang herunterzuschalten, in welchem der Motor Motorbremsung durchführt, was einen Zustand bedeutet, in welchem der Motor das Fahrzeug bremst, anstatt dieses anzutreiben. Jedoch haben viele Fahrer von Fahrzeugen, welche mit einem automatischen Getriebe ausgestattet sind, die Neigung, keinerlei manuelles Schalten vorzunehmen, und das Getriebe unter allen Umständen der Vorwärtsbewegung in der Fahrstellung zu belassen. Solche Fahrer verlassen sich vollständig auf die Bremsen, um das Fahrzeug bergab zu verlangsamen, jedoch kann auf sehr langen Gefällestrecken die andauernde und ununterbrochene Verwendung der Bremsen bewirken, daß die Bremsen überhitzen und ausfallen.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe eines Fahrzeugs vorzusehen, welche verhindern kann, daß das Getriebe in einen ungeeigneten Gang hochschaltet, wenn das Fahrzeug bergauf fährt.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe vorzusehen, welche automatisch Motorbremsung eines Fahrzeugs durchführen kann, welches bergab fährt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe für ein Fahrzeug vorzusehen, das die Sicherheit und den Fahrkomfort des Fahrzeugs vergrößern kann.

Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe vorzusehen, welche für vorhandene automatische Getriebe verwendet werden kann.

Eine Steuerungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet den Fahrwiderstand eines Fahrzeugs auf der Grundlage der Fahrzeugbeschleunigung und des von dem Motor erzeugten Drehmomentes. In einer Form der vorliegenden Erfindung bestimmt die Steuerungsvorrichtung, daß das Fahrzeug bergauf fährt, wobei Hochschalten nicht stattfinden sollte, wenn der Fahrwiderstand einen ersten vorgeschriebenen wert überschreitet, und das Getriebe wird so gehindert, hochzuschalten. In einer anderen Form der vorliegenden Erfindung bestimmt die Steuerungsvorrichtung, daß das Fahrzeug bergab fährt, wenn der Fahrwiderstand unter einen zweiten vorgeschriebenen Wert fällt, und das Getriebe wird so veranlaßt, in einen Gang herunterzuschalten, in welchem der Motor Motorbremsung durchführt. Wenn der Fahrwiderstand zwischen dem ersten und zweiten vorgeschriebenen Wert liegt, steuert die Steuerungsvorrichtung das Getriebe auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung in herkömmlicher Weise.

Weil die Steuerungsvorrichtung ein Getriebe daran hindert, bergauf in einen ungeeigneten Gang hochzuschalten, wird die Bergauffahrfähigkeit des Fahrzeugs verbessert, und weil das Getriebe nicht unerwartet hochschaltet, wird der Komfort bei der Fahrt verbessert. Ferner wird eine plötzliche Änderung der Antriebskraft aufgrund plötzlichen Hinaufschaltens oder Hinunterschaltens bei einer Kurve verhindert, und so die Stabilität und Sicherheit des Fahrzeuges erhöht. Bergab kann die Steuerungsvorrichtung automatisch das Getriebe so steuern, daß Motorbremsung durchgeführt wird, somit muß der Fahrer des Fahrzeugs die Bremsen nicht verwenden und die Gefahr eines Bremsenausfalles aufgrund von Überhitzung durch langandauernden Gebrauch auf einer Gefällestrecke kann eliminiert werden.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Getriebesteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches konzeptmäßig die Struktur der elektronischen Getriebe steuerungseinheit (ECU) der Fig. 1 erläutert;

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, welches eine Betriebsart des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 illustriert;

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, welches eine andere Betriebsart des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 illustriert;

Fig. 5 ist ein Graph eines Beispiels der Beziehung zwischen der Gangposition des Getriebes, der Fahrzeuggeschwindigkeit, und des Fahrwiderstandes für das Ausführungsbespiel der Fig. 1, für die in Fig. 4 erläuterte Betriebsart; und

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, welches eine andere Betriebsart des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 illustriert.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Getriebesteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, von denen Fig. 1 ein Blockdiagramm des Ausführungsbeispiels ist, wie es für ein herkömmliches automatisches Getriebe 1 verwendet wird. Das Getriebe 1 ist von dem Typ mit einem Drehmomentwandler, welcher antriebsmäßig mit einem Getriebekasten verbunden ist, von denen beide von einem hydraulischen Fluid betätigt werden, das durch Magnetventile 2 gesteuert wird. Das Getriebe 1 wird von einem Motor 3 angetrieben, der mit einer herkömmlichen elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 15 ausgestattet sein kann, zum Steuern des Zündzeitpunktes und der Brennstoffzufuhr des Motors 3. Ein Motordrehzahlsensor 6, der auf dem Getriebe 1 montiert ist, ermittelt die Umdrehung der Eingangswelle des Getriebes 1 und erzeugt ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal, welches die Motordrehzahl anzeigt. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 ermittelt die Drehung der Ausgangswelle des Getriebes 1 und erzeugt ein entsprechendes Ausgangssignal, welches der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. Die Ausgangssignale der Sensoren 6 und 7 werden einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 10 für das Getriebe zugeführt.

Ein Sperrschalter 8, welcher am Getriebe 1 angebracht ist, tastet ab, wenn das Getriebe 1 sich in der Neutral- oder Parkstellung befindet, und sendet ein entsprechendes Ausgangssignal an die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10.

Ein Drosselklappenventil 5, welches geöffnet und geschlossen wird auf die Bewegung eines nicht dargestellten Gaspedales hin, ist schwenkbar in einem Ansaugrohr 4 für den Motor 3 montiert. Ein Drosselklappenöffnungssensor 9, der auf dem Ansaugrohr 4 montiert ist, fühlt den Grad der Öffnung des Drosselklappenventils 5 ab und liefert an die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 ein entsprechendes Eingangssignal.

Die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 empfängt ein Geschwindigkeitsbereichssignal 11 von einem Selektormechanismus, welcher die Position (1, 2, Drive, etc.) anzeigt, in welche der Fahrer des Fahrzeugs einen nicht dargestellten Getriebeschalthebel des Fahrzeuges eingestellt hat. Die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 empfängt auch ein Zündsignal 12 von einem nicht dargestellten Zundschalter.

Die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 wählt den Gang, in welchem das Getriebe 1 arbeiten soll, auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung, wie von den Eingangssignalen von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 bzw. dem Drosselklappenöffnungssensor 9 angezeigt, und steuert den Betrieb der Magnetventile 2, so daß das Getriebe 1 in dem gewählten Gang läuft. Ferner berechnet die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 den Fahrwiderstand des Fahrzeugs auf der Grundlage des von dem Motor erzeugten Drehmomentes und der Fahrzeugbeschleunigung. In einer ersten Betriebsart, wenn der Fahrwiderstand größer als ein erster vorgeschriebener Wert ist, hält die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 das Getriebe in seinem gegenwärtigen Gang und verhindert, daß es hinaufschaltet. In einer zweiten Betriebsart, wenn der Fahrwiderstand kleiner als ein zweiter vorgeschriebener Wert ist, steuert die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 das Getriebe 1 so, daß es in einen Gang hinunterschaltet, in welchem Motorbremsung durchgeführt wird.

Fig. 2 erläutert konzeptmäßig die Struktur der elektronischen Getriebesteuerungseinheit 10. Sie schließt einen Gangwechselmuster-Selektor 10a ein, welcher die Eingangssignale von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 und dem Drosselklappenöffnungssensor 9 empfängt, und wählt ein geeignetes Gangwechselmuster auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung. Der Gangwechselmuster-Selektor 10a kann einen Speicher einschließen, welcher eine Speichertabelle enthält, in der eine Vielzahl von Gangwechselmuster entsprechend verschiedener Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit und Drosselklappenöffnung gespeichert sind, und der Gangwechselmuster-Selektor 10a kann das geeignete Gangwechselmuster mittels eines Nachschauvorganges in einer Tabelle unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung als Eingangsvariablen bestimmen. Ein Beschleunigungs- und Drehmomentberechner 10b empfängt die Eingangssignale von dem Motordrehzahlsensor 6, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 und dem Drosselklappenöffnungssensor 9 und berechnet die Beschleunigung des Fahrzeugs und das von dem Motor 3 erzeugte Drehmoment. Die Fahrzeugbeschleunigung kann von der zeitlichen Änderungsrate der Fahrzeuggeschwindigkeit, wie von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 angezeigt, berechnet werden. Das Motordrehmoment wird experimentell von der durch den Motorumdrehungssensor 6 angezeigten Motorumdrehungsgeschwindigkeit und der von dem Drosselklappenöffnungssensor 9 angezeigten Drosselklappenöffnung bestimmt. Das Motordrehmoment kann durch Verwendung einer Speichertabelle in einem nicht dargestellten Speicher der elektronischen Getriebesteuerungseinheit 10 bestimmt werden, in welcher die Beziehung des Motordrehmomentes zur Motorumdrehungsgeschwindigkeit und zur Drosselklappenöffnung gespeichert ist. Auf der Grundlage der Fahrzeugbeschleunigung und des durch den Rechner 10b berechneten Motordrehmomentes berechnet ein Fahrwiderstandberechner 10c den Fahrwiderstand des Fahrzeuges. Fahrwiderstand bezeichnet hier den Gesamtwiderstand gegen die Bewegung des Fahrzeugs. Der berechnete Fahrwiderstand wird dann einer Gangwechselbefehlseinheit 10d zur Verfügung gestellt, welche Hilfsbefehle erzeugt, die dem von dem Gangwechselmuster-Selektor 10a gewählten Gangwechselmuster vorrangig sind. Wenn der Fahrwiderstand größer als ein erster vorgeschriebener wert ist, bestimmt die Gangwechselbefehlseinheit 10d, daß das Fahrzeug bergauf fährt, und erzeugt so einen Befehl an den Gangwechselmuster-Selektor 10a, das Getriebe 1 in seinem gegenwärtigen Gang zu halten, und das Getriebe 1 zu hindern, in einen höheren Gang als den gegenwärtigen zu schalten. Wenn die Gangwechselbefehlseinheit 10d andererseits bestimmt, daß der Fahrwiderstand kleiner als ein zweiter vorgeschriebener Wert ist, bestimmt sie, daß das Fahrzeug bergab fährt, und erzeugt so einen Befehl an den Gangwechselmuster-Selektor 10a, um das Getriebe 1 zu veranlassen, in einen niedrigeren Gang hinunterzuschalten, in welchem Motorbremsung durchgeführt wird.

Elektronische Steuerungseinheiten, die mit Gangwechselmuster-Selektoren ausgestattet sind, die automatisch ein Gangwechselmuster für ein automatisches Getriebe auf der Grundlage der Drosselklappenöffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit auswählen, sind dem Fachmann wohl bekannt. Die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 der Fig. 2 unterscheidet sich von einer herkömmlichen elektronischen Getriebesteuerungseinheit dadurch, daß zusätzlich zu dem Gangwechselmuster-Selektor 10a Elemente 10b bis 10d vorgesehen sind. Die Elemente 10a bis 10d der elektronischen Getriebesteuerungseinheit 10 können separate elektrische Bestandteile sein, oder sie können einen Mikrocomputer oder ähnliches umfassen, welcher die oben beschriebenen Funktionen dieser Elemente durch Ausführen eines Programmes durchführt. Es ist auch möglich, die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 in die elektronische Motorsteuerungseinheit 15 einzugliedern.

Wenn die elektronische Motorsteuerungseinheit 15 von dem Typ ist, welcher als Bestandteil seines normalen Betriebes das Motordrehmoment auf der Grundlage der Motorbetriebsbedingungen wie etwa der Lufteinlaßrate in den Motor 3 berechnet, ist es für die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 nicht nötig, separat das Motordrehmoment zu berechnen. In diesem Fall kann das von der elektronischen Motorsteuerungseinheit 15 berechnete Drehmoment an die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 als ein Eingangssignal gegeben werden, was in einer Vereinfachung der elektronischen Getriebesteuerungseinheit 10 resultiert.

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, welches die erste Betriebsart des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 illustriert. Der Prozeß beginnt, wenn der Zündschalter eingeschaltet wird. In Schritt S1 wird die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 initialisiert, wonach eine Schleife, die die Schritte S2 bis S11 umfaßt, begonnen wird.

In Schritt S2 liest die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 Information von den verschiedenen Sensoren 6 bis 9 und empfängt Eingangssignale 11 und 12. In Schritt S3 berechnet der Beschleunigungs- und Drehmomentberechner 10b das Motordrehmoment auf der Grundlage der Drosselklappenöffnung, die von dem Drosselklappenöffnungssensor abgefühlt wird, und der durch das Ausgangssignal von dem Motorumdrehungssensor 6 angezeigten Motorumdrehungsgeschwindigkeit, wie es im Stand der Technik wohl bekannt ist.

In Schritt S4 bestimmt die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit, wie von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 angezeigt, größer ist als 0. Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich 0 ist, wird in Schritt S5 der Fahrwiderstand auf einen Fahrbedingungen auf einer ebenen Straße entsprechenden Wert zurückgesetzt, welcher dem Fahrzeug eigen ist, und zu Schritt S8 vorangeschritten. Wenn andernfalls die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als 0, berechnet in Schritt S6 der Beschleunigungs- und Drehmomentberechner 10b die Fahrzeugbeschleunigung auf der Grundlage des Signals von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7. Als nächstes berechnet in Schritt S7 der Fahrwiderstandberechner 10c den Fahrwiderstand des Fahrzeugs. Ein Beispiel einer Gleichung, die verwendet werden kann, um den Fahrwiderstand R zu berechnen, ist

R = (T × G × 1/r)-α × m . . . (1),

worin T das in Schritt S3 berechnete Motordrehmoment ist, G das Getriebeverhältnis des Getriebes 1, r der Radius der Reifen auf den Antriebsrädern des Fahrzeugs, α die in Schritt S6 berechnete Fahrzeugbeschleunigung, und m die Fahrzeugmasse.

In Schritt S8 vergleicht die Gangwechselbefehlseinheit 10d den berechneten Fahrwiderstand R mit einem ersten vorgeschriebenen Wert K1, welcher durch die gegenwärtige Gangeinstellung des Getriebes 1 bestimmt wird. Falls der Fahrwiderstand R kleiner als der erste vorgeschriebene Wert K1 ist, bestimmt die Gangwechselbefehlseinheit 10d, daß es nicht nötig ist, ein Heraufschalten durch das Getriebe 1 zu unterbinden, und so steuert in Schritt S10 der Gangwechselmuster-Selektor 10a die Magnetventile 2 des Getriebes in der üblichen Weise auf der Grundlage der Drosselklappenöffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit.

Wenn andererseits in Schritt S8 der Fahrwiderstand R größer als der erste vorgeschriebene Wert K1 ist, bestimmt die Gangwechselbefehlseinheit 10d, daß das Fahrzeug bergauf fährt, und so erzeugt in Schritt S9 die Gangwechselbefehlseinheit 10d einen Befehl an den Gangwechselmuster-Selektor 10a, das Getriebe 1 in seinem gegenwärtigen Gang zu halten, und verhindert dadurch, daß das Getriebe 1 in einen Gang hochschaltet, in welchem Bergauffahren unmöglich ist.

In Schritt S11 werden die Magnetventile 2 durch den Gangwechselmuster-Selektor 10a gesteuert, um das Getriebe 1 entsprechend dem von dem Gangwechselmuster-Selektor 10a gewählten Gangwechselmuster zu bedienen, wonach zum Schritt S2 zurückgekehrt wird.

Es ist ersichtlich, daß in der in Fig. 3 illustrierten Betriebsart das Getriebe 1 automatisch daran gehindert wird, in einen höheren Gang als den gegenwärtigen zu schalten, wenn das Fahrzeug bergauf fährt mit einer Steigung, die größer als ein bestimmter Wert ist. Daraus ergibt sich, daß selbst, wenn der Fahrer bergauf Gas wegnimmt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren, wenn er zum Beispiel in eine Kurve einfährt, das Getriebe 1 daran gehindert wird, in einen Gang zu schalten, in welchem Bergauffahren unmöglich wird, und daß, wenn der Fahrer das Gaspedal wieder stärker niederdrückt, das Fahrzeug sofort beschleunigt. Deshalb ist nicht nur die Bergauffahrfähigkeit des Fahrzeugs verbessert, sondern auch die Sicherheit desselben, weil die Räder nicht einer plötzlichen Änderung der Antriebskraft in einer Kurve aufgrund plötzlichen Schaltens oder Herunterschaltens durch das Getriebe unterliegen. Ferner erhöht sich der von den Passagieren des Fahrzeugs empfundene Fahrkomfort, weil das Getriebe 1 daran gehindert wird, an einem Berg unerwartet hinaufzuschalten.

In Schritt S9 der Fig. 3 gibt die Gangwechselbefehlseinheit 10d einen Befehl an den Gangwechselmuster-Selektor 10a, um das Getriebe 1 in seinem gegenwärtigen Gang festzuhalten. Alternativ kann die Gangwechselbefehlseinheit 10d ausgelegt sein, einen Befehl auszugeben, welcher Herunterschalten erlaubt, jedoch Hinaufschalten des Getriebes verhindert.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, welches eine andere Betriebsart des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 erläutert, in welchem die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 das Getriebe 1 steuert, um herunterzuschalten, und dadurch Motorbremsung durchzuführen, wenn das Fahrzeug bergab fährt. Die insgesamte Abfolge von Vorgängen ist ähnlich der in der in Fig. 3 erläuterten Betriebsart, und die Schritte S21 bis S27 der Fig. 4 sind jeweils identisch den Schritten S1 bis S7 der Fig. 3. Deshalb wird die in Fig. 4 erläuterte Betriebsart beginnend mit Schritt S28 erklärt. In diesem Schritt wird der von dem Fahrwiderstandberechner 10c im Schritt S27 berechnete Fahrwiderstand mit einem zweiten vorgeschriebenen Wert K2 auf der Grundlage des Ganges, in welchem das Getriebe 1 gegenwärtig läuft, verglichen. Wenn das Fahrzeug bergab fährt, ist der aus Gleichung (1) erhaltene Fahrwiderstand negativ, somit ist der zweite vorgeschriebene Wert K2 gewöhnlich eine negative Zahl. Falls der Fahrwiderstand größer ist als der zweite vorgeschriebene Wert K2, wird bestimmt, daß es nicht nötig ist, Motorbremsung durchzuführen, und so wählt in Schritt S30 der Gangwechselmuster-Selektor 10a ein Gangwechselmuster für das Getriebe 1 in der gewöhnlichen Weise, auf der Grundlage der Drosselklappenöffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit.

Wenn andererseits in Schritt S28 bestimmt wird, daß der Fahrwiderstand kleiner ist als der zweite vorgeschriebene Wert K2, bestimmt die Gangwechselbefehlseinheit 10d, daß es nötig ist, Motorbremsung durchzuführen, und sendet in Schritt S29 einen Befehl an den Gangwechselmuster-Selektor 10a, um einen Gang zu wählen, der geeignet ist für Motorbremsung, wobei der Gang mittels der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Fahrwiderstandes bestimmt wird. Fig. 5 erläutert ein Beispiel der Beziehung des von dem Gangwechselmuster-Selektor 10a gewählten Ganges, wenn Motorbremsung durchgeführt werden soll, zum Fahrwiderstand und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Je negativer der Fahrwiderstand R ist, desto niedriger ist der Gang, der für Motorbremsung gewählt wird. Andererseits, je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, desto höher ist der Gang, der für Motorbremsung gewählt wird, und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen bestimmten Wert überschreitet, wählt der Gangwechselmuster-Selektor 10a ein Gangwechselmuster in der gewöhnlichen Weise auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung, unabhängig davon, wie negativ der Fahrwiderstand ist. Eine Beziehung wie die in Fig. 5 gezeigte kann in einer Speichertabelle in einem Speicher der elektronischen Getriebesteuerungseinheit 10 gespeichert sein, und der Gangwechselmuster-Selektor 10a kann eine Nachschauoperation in der Tabelle durchführen, um den geeigneten Gang unter Verwendung des Fahrwiderstandes und der Fahrzeuggeschwindigkeit als Eingangsvariablen zu bestimmen.

In Schritt S21 werden die Magnetventile 2 vom Gangwechselmuster-Selektor 10a gesteuert, um das Getriebe 1 entsprechend dem in Schritt S30 oder S31 gewählten Gangwechselmuster zu betreiben, und dann wird zu Schritt S22 zurückgekehrt.

Somit wird in der in Fig. 4 erläuterten Betriebsart Motorbremsung automatisch durchgeführt, wenn das Fahrzeug bergab fährt und der Fahrwiderstand negativer als ein bestimmter Betrag wird, so daß das Fahrzeug mittels des Motors 3 begrenzt ist auf eine sichere Geschwindigkeit, ohne daß der Fahrer die Bremsen benutzen muß. Als Ergebnis wird die Abnutzung der Bremsen verringert, und die Gefahr des Bremsenausfalles aufgrund Überhitzung auf langen Gefällestrecken wird eliminiert. Eine Getriebesteuerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist deshalb besonders vorteilhaft, wenn das Fahrzeug auf Gebirgsstraßen fährt.

Um eine viel stärkere Motorbremsung zu erhalten, ist es möglich, zur gleichen Zeit, zu der das Getriebe 1 veranlaßt wird, hinunterzuschalten, die Brennstoffversorgung an den Motor zu unterbrechen. Ferner kann, wenn das Getriebe 1 mit einer Verriegelungskupplung versehen ist, die Wirksamkeit der Motorbremsung dadurch erhöht werden, daß die Verriegelungskupplung eingreift, wenn Hinunterschalten durchgeführt wird, um so den Getriebekasten des Getriebes 1 direkt mit dem Motor 3 zu verbinden.

In der in Fig. 4 erläuterten Betriebsart wird das Getriebe 1 automatisch veranlaßt, herunterzuschalten, wenn der Fahrwiderstand um einen bestimmten Betrag negativ wird. Jedoch könnte der Fahrer des Fahrzeuges an diesem Punkt nicht wünschen, daß das Fahrzeug langsamer wird, und sich beim Bergabfahren, ohne die Bremsen zu verwenden, wohl fühlen. Somit ist es nicht nötig, Motorbremsung durchzuführen, bis der Fahrer des Fahrzeugs wirklich wünscht, das Fahrzeug abzubremsen. Um Motorbremsung, bevor der Fahrer wünscht, die Geschwindigkeit zu reduzieren, zu verhindern, kann die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 auf die Bremsen des Fahrzeugs reagierend ausgelegt werden, um Hinunterschalten zu verzögern, bis der Fahrer die Bremsen betätigt, wodurch eine Verzögerung des Fahrzeugs durch Hinunterschalten zusammenfällt mit dem Wunsch des Fahrers, langsamer zu werden. Ein Verfahren, die Betätigung der Bremsen zu ermitteln, ist in Fig. 1 gezeigt, in welcher ein Schalter 14 mit dem Bremspedal 13 des Fahrzeugs verbunden ist, und der Schalter 14 die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 mit einem Ausgangssignal versieht, wenn der Schalter 14 durch Niederdrücken des Bremspedals 13 betätigt wird. Andere Verfahren können verwendet werden, um die Betätigung der Bremsen zu ermitteln, wie etwa Abfühlen, wenn Strom durch die Bremslichter des Fahrzeugs fließt.

Als ein alternatives Steuerungsverfahren kann die elektronische Getriebesteuerungseinheit 10 das Getriebe 1 daran hindern, bergab hinaufzuschalten, anstelle das Getriebe 1 zu veranlassen, hinunterzuschalten, wenn der Fahrwiderstand unter den zweiten vorgeschriebenen Wert K2 fällt.

Eine Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann konstruiert werden, in einer der in Fig. 3 und Fig. 4 erläuterten Betriebsarten zu arbeiten, oder sie kann konstruiert sein, in beiden Betriebsarten zu arbeiten. Fig. 6 ist ein Flußdiagramm einer Betriebsart, welche die Betriebsarten der Fig. 3 und 4 kombiniert. In Fig. 6 sind die Schritte S41 bis S47 jeweils identisch zu den Schritten S1 bis S7 der Fig. 3, und so wird die in Fig. 4 erläuterte Betriebsart beginnend mit Schritt S48 erklärt. In diesem Schritt wird der von dem Fahrwiderstandberechner 10c in Schritt S47 berechnete Fahrwiderstand R mit dem ersten vorgeschriebenen Wert K1 verglichen. Falls der Fahrwiderstand R größer oder gleich K1 ist, bestimmt die Gangwechselbefehlseinheit 10d, daß das Fahrzeug bergauf fährt, und so erzeugt in Schritt S49 die Gangwechselbefehlseinheit 10d einen Befehl an den Gangwechselmuster-Selektor 10a, um das Getriebe 1 in seinem gegenwärtigen Gang zu halten, um Hinaufschalten zu verhindern.

Wenn andererseits der Fahrwiderstand kleiner als K1 ist, bestimmt die Gangwechselbefehsleinheit 10d, daß es nicht nötig ist, Hinaufschalten zu unterbinden, und in Schritt S50 wird der Fahrwiderstand R mit dem zweiten vorgeschriebenen Wert K2 verglichen. Falls der Fahrwiderstand größer ist als K2, bestimmt die Gangwechselbefehsleinheit 10d, daß es nicht nötig ist, Motorbremsung durchzuführen, und so wählt in Schritt S52 der Gangwechselmuster-Selektor 10a ein Gangwechselmuster für das Getriebe 1 in der gewöhnlichen Weise auf der Grundlage der Drosselklappenöffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit.

Falls jedoch der Fahrwiderstand R kleiner oder gleich K2 ist, bestimmt die Gangwechselbefehsleinheit 10d, daß es nötig ist, Motorbremsung durchzuführen, und sendet in Schritt S51 einen Befehl an den Gangwechselmuster-Selektor 10a, um einen zur Durchführung von Motorbremsung geeigneten Gang zu wählen, unter Verwendung einer Beziehung wie die in Fig. 5 illustrierte.

Als nächstes werden in Schritt S53 die Magnetventile 2 von dem Gangwechselmuster-Selektor 10a angesteuert, um das Getriebe 1 gemäß dem in Schritt S49, S51 oder S52 gewählten Gangwechselmusters zu betreiben, und dann wird zu Schritt S42 zurückgekehrt.

Die in Fig. 6 erläuterte Betriebsart kombiniert die Vorteile der Betriebsarten der Fig. 3 und 4, ergibt eine gute Steigungsfähigkeit auf bergaufführenden Strecken, und sieht auch Motorbremsung vor auf Gefällestrecken.

Claims

1. Steuerungsvorrichtung für ein automatisches Getriebe (1) eines Fahrzeugs, welche umfaßt:

- Berechnungseinrichtungen (10b, 10c) zum Berechnen des Fahrwiderstandes des Fahrzeugs;
- Auswahleinrichtungen (10a, 10d) zum Auswählen eines Ganges auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Öffnung einer Drosselklappe (5) des Fahrzeugs zu einer Zeit, wenn der Fahrwiderstand des Fahrzeugs geringer ist als ein erster Wert entsprechend einer Steigung; und
- Einstelleinrichtungen (10d) zum Einstellen des Getriebes in den gewahlten Gang, wenn der Fahrwiderstand kleiner ist als der erste Wert, und um das Getriebe (1) daran zu hindern, von dem gewählten Gang hinaufzuschalten, wenn der Fahrwiderstand den ersten Wert überschreitet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtungen (10b, 10c) den Fahrwiderstand als eine Funktion des Drehmomentes und der Fahrzeugbeschleunigung berechnen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungeinrichtung (10b, 10c) den Fahrwiderstand gemäß der Formel
R = (T × G × 1/r)-α × m,
berechnet, worin R der Fahrwiderstand, T das von einem Motor (3) des Fahrzeugs erzeugte Drehmoment, G das Übersetzungsverhältnis des Getriebes, r der Radius der Reifen auf Antriebsrädern des Fahrzeugs, α die Fahrzeugbeschleunigung, und m die Fahrzeugmasse ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner Einrichtungen (10d) zum Hinunterschalten des Getriebes von dem gewählten Gang in einen niedrigeren Gang umfaßt, wenn der Fahrwiderstand kleiner als ein zweiter Wert entsprechend einem Gefälle ist, der kleiner als der erste Wert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der niedrigere Gang einer ist, in welchem ein Motor (3) des Fahrzeugs Motorbremsung durchführt.

6. Steuerungsvorrichtung (10) für ein automatisches Getriebe eines Fahrzeugs, welche umfaßt:

- Berechnungseinrichtungen (10b, 10c) zum Berechnen des Fahrwiderstandes des Fahrzeugs;
- Auswahleinrichtungen (10a) zum Auswählen eines Ganges auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Öffnung einer Drosselklappe (5) des Fahrzeugs zu einer Zeit, wenn der Fahrwiderstand des Fahrzeugs größer ist als ein vorgeschriebener Wert entsprechend einem Gefälle; und
- Einstelleinrichtungen (10d) zum Einstellen des Getriebes in den gewählten Gang, wenn der Fahrwiderstand größer ist als der vorgeschriebene Wert, und zum Herunterschalten des Getriebes (1) von dem gewählten Gang in einen niedrigeren Gang, wenn der Fahrwiderstand kleiner ist als der vorgeschriebene Wert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der niedrigere Gang einer ist, in welchem ein Motor (3) des Fahrzeugs Motorbremsung durchführt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen Bremsensensor (14) zum Abfühlen der Betätigung von Bremsen des Fahrzeugs umfaßt; und Einrichtungen (10), welche auf den Bremsensensor ansprechen, um das Getriebe (1) daran zu hindern, aus dem gewählten Gang hinunterzuschalten, wenn der Fahrwiderstand kleiner ist als der vorgeschriebene Wert, bis der Bremsensensor (14) die Betätigung der Bremsen feststellt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtungen (10b, 10c) den Fahrwiderstand gemäß der Formel
R = (T × G × 1/r)-α × m,
berechnet, worin R der Fahrwiderstand, T das von einem Motor des Fahrzeugs erzeugte Drehmoment, G das Übersetzungsverhältnis des Getriebes, r der Radius der Reifen auf Antriebsrädern des Fahrzeugs, α die Fahrzeugbeschleunigung, und m die Fahrzeugmasse ist.

10. Steuerungsverfahren für ein automatisches Getriebe eines Fahrzeuges, mit den Schritten:

- Berechnen des Fahrwiderstandes (S7, S27, S47) des Fahrzeuges; und
- Hindern des Getriebes (1) daran, hinaufzuschalten, wenn der Fahrwiderstand (R) größer ist als ein erster Wert entsprechend einer Steigung.

11. Steuerungsverfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:

- Auswählen (S10, S30, S52) eines Ganges auf der Grundlage des Grades der Öffnung einer Drosselklappe des Fahrzeuges und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges; und
- Betreiben (S11, S31, S53) des Getriebes in dem gewählten Gang, wenn der Fahrwiderstand kleiner ist als der erste Wert.

12. Steuerungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrwiderstand (R) nach der Formel
R = (T × G × 1/r)-α × m
berechnet wird, worin R der Fahrwiderstand, T das von einem Motor des Fahrzeugs erzeugte Drehmoment, G das Übersetzungsverhältnis des Getriebes, r der Radius der Reifen auf Antriebsrädern des Fahrzeugs, α die Fahrzeugbeschleunigung, und m die Fahrzeugmasse ist.

13. Steuerungsverfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Hinunterschalten des Getriebes (1), wenn der Fahrwiderstand (R) kleiner ist als ein zweiter Wert, der kleiner ist als der erste Wert und einem Gefälle entspricht.

14. Steuerungsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Gang hinuntergeschaltet wird, in welchem von einem Motor (3) des Fahrzeugs Motorbremsung durchgeführt wird.

15. Steuerungsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ermittelt wird (S2, S22, S42), ob die Bremsen, mit denen das Fahrzeug ausgestattet ist, betätigt worden sind, wobei Herunterschalten nur durchgeführt wird, nachdem ermittelt wurde, daß die Bremsen betätigt worden sind.

16. Steuerungsverfahren für ein automatisches Getriebe (1) eines Fahrzeugs (3), welches umfaßt:

- Berechnen (S7, S27, S47) des Fahrwiderstandes des Fahrzeugs; und
- Hinunterschalten des Getriebes, wenn der Fahrwiderstand kleiner ist als ein vorgeschriebener Wert entsprechend einem Gefälle.

17. Steuerungsverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Gang hinuntergeschaltet wird, in welchem Motorbremsung durch einen Motor (3) des Fahrzeugs durchgeführt wird.

18. Steuerungsverfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch

- Wählen (S30, S10, S52) eines Ganges auf der Grundlage des Öffnungsgrades einer Drosselklappe (5) des Fahrzeugs und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, und
- Betreiben des Getriebes (1) in dem gewählten Gang, wenn der Fahrwiderstand (R) größer ist als der vorgeschriebene Wert.

19. Steuerungsverfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch Ermitteln, ob die Bremsen, mit denen das Fahrzeug ausgestattet ist, betätigt wurden, wobei Herunterschalten nur durchgeführt wird, nachdem die Betätigung der Bremsen detektiert wurde.

20. Steuerungsverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrwiderstand (R) nach der Formel
R = (T × G × 1/r)-α × m,
berechnet wird, worin R der Fahrwiderstand, T das von einem Motor des Fahrzeugs erzeugte Drehmoment, G das Übersetzungsverhältnis des Getriebes, r der Radius der Reifen auf Antriebsrädern des Fahrzeugs, α die Fahrzeugbeschleunigung, und m die Fahrzeugmasse ist.

21. Steuerungsverfahren für ein automatisches Getriebe (1) eines Fahrzeugs, welches umfaßt:

- Berechnen des Fahrwiderstandes (S7, S27, S47) des Fahrzeugs;
- Wählen eines Ganges für das Getriebe auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Öffnung einer Drosselklappe des Fahrzeugs zu einer Zeit, wenn der Fahrwiderstand zwischen einem ersten Wert entsprechend einer Steigung und einem zweiten wert, der kleiner ist als der erste Wert, und einem Gefälle entspricht, liegt;
- Betreiben des Getriebes in dem gewählten Gang, wenn der Fahrwiderstand zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert liegt;
- Verhindern (S9, S49), daß das Getriebe aus dem gewählten Gang hochschaltet, wenn der Fahrwiderstand (R) den ersten Wert überschreitet; und
- Herunterschalten des Getriebes aus dem gewählten Gang, wenn der Fahrwiderstand unter den zweiten Wert fällt.