DE4101902C2 - Steuereinrichtung zur Steuerung einer Fahrzeugkomponente - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Steue­ rung einer Fahrzeugkomponente. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Steuersystem für das Fahrzeugantriebsverhalten, welches planmäßig eine Fahrzeugantriebssteuerung, die in Abhängigkeit von den Fahrzeugantriebszustand repräsentierenden Parametern erfolgt, mit einer adaptiven Steuerung verknüpft, die sich aus dem Fahrverhalten des Fahrers in Bezug auf die Antriebssteuerung des Fahrzeuges ergibt. Das heißt, die vorlie­ gende Erfindung betrifft ein Fahrzeugantriebs-Steuersystem, welches planvoll eine nicht unmittelbar vom Fahrerverhalten abhängige, aufgrund von Antriebszustand und/oder die Fahrzeugumgebungsbedingungen repräsentierenden Fahrzeugparametern erfolgende Antriebssteuerung des Fahrzeuges mit einer fahrerseitigen Steuerung verbindet, die un­ ter Berücksichtigung von Bestrebungen des Fahrers (z. B. in Bezug auf eine Beschleuni­ gung des Fahrzeuges), dem Fahrgefühl oder Wünschen des Fahrers etc. erfolgt.

In der modernen Kraftfahrzeugtechnologie sind verschiedene Steuersysteme für die An­ triebssteuerung des Fahrzeuges vorgeschlagen und entwickelt worden, um die Fahr­ zeugantriebsleistung und das Antriebs- und sonstige Verhalten des Fahrzeuges zu opti­ mieren. Viele solcher Steuersysteme überwachen den Fahrzeugantriebszustand und die Umgebungsbedingungen für den Fahrzeugantrieb, um in Abhängigkeit hiervon zu arbei­ ten. Bei solchen Arten von Steuervorrichtungen hängen die Steuersignale lediglich und ausschließlich von dem überwachten Fahrzeugantriebszustand und der Umgebungsbe­ dingung ab und entsprechend einem vorprogrammierten und starr festgelegten Steue­ rungsprogramm, unabhängig von den Antriebs"kennwerten" des Fahrers, seinem Fahr­ gefühl, seiner Neigung und anderer menschlicher Gefühlsfaktoren, etc. Daher wird die vorgenannte Art von Steuerung hier als "nicht-menschliche Steuerung" bezeichnet. An­ dererseits sind mit den Fortschritten in der Computertechnologie Fuzzy-Computer, Neu­ ro-Computer, künstliche Intelligenz-Computer (AI) etc. entwickelt worden. Solche fortge­ schrittenen Computertechnologien gestatten es Kraftfahrzeug-Steuersystemen, Steuer­ vorgänge nicht nur in Abhängigkeit von dem Fahrzeugantriebszustand und dem Zustand der Fahrzeugumgebung auszuführen, sondern auch in Abhängigkeit von den Antriebs­ charakteristika des Fahrers, seiner Neigung, seinem Gefühl etc. vorzunehmen. Solch eine Art von Steuerung wird hier nachfolgend als "menschliche Steuerung" bezeichnet.

Zum Beispiel zeigt die japanische Offenlegungsschrift JP 1-167434 A ein Drossel- Steuersystem für eine Brennkraftmaschine, bei der die Winkelstellung eines Drosselven­ tils in Abhängigkeit vom Niederdrücken eines Beschleunigungs- bzw. Gaspedals ge­ steuert wird. Das gezeigte Steuersystem erkennt die Umgebungsbedingung des Fahr­ zeugantriebszustandes, wie z. B. Bergauffahrt, Straße mit hohem Verkehrsaufkommen etc. und wählt ein aus einer Mehrzahl von Steuerkennliniendiagrammen in Abhängig­ keit von dem Umgebungszustand für die Fahrzeugantriebssteuerung aus. Das Auslesen des vorgespeicherten Kennliniendiagramms bzw. der Tabellenwerte wird in Bezug auf das ausgewählte Diagramm bzw. die ausgewählte Tabelle in Abhängigkeit von der Be­ triebsgröße des Niederdrückens des Gaspedals ausgeführt. Das gezeigte System sieht außerdem den Wunsch des Fahrers voraus bzw. schätzt den Willen des Fahrers in Be­ zug auf das Fahrzeugverhalten, in Bezug auf die Beschleunigungs- und Abbremskenn­ werte ab, z. B. rasche Beschleunigung oder moderate Beschleunigung, je nach dem Steuerverhalten des Fahrers in Bezug auf das Gaspedal.

Obwohl solche fortgeschrittene Fahrzeugsteuersysteme einen bestimmten Gewinn er­ bracht haben, um das Fahrzeugantriebsverhalten näher an das ideale oder optimale Verhalten heranzubringen, sind andererseits diese im Stand der Technik bereits vorge­ schlagenen Steuersysteme noch nicht vollständig zufriedenstellend. Da insbesondere das früher vorgeschlagene System eine Vermischung von "nicht-menschlicher Steue­ rung" und "menschlicher Steuerung" vorsieht, ist eine andere bzw. weitere Logik zur Re­ gelung der Wechselbeziehung zwischen der "nicht-menschlichen Steuerung" und der "menschlichen Steuerung" erforderlich und das herkömmliche Steuersystem impliziert beträchtliche Kosten bei der Entwicklung der Steuerprogramme. Genauer gesagt, sind die herkömmlich entwickelten Steuersysteme grundsätzlich auf der Grundlage der tradi­ tionellen "nicht-menschlichen" Steuerlogik entwickelt worden und es wurden die mensch­ lichen Faktoren als Korrekturparameter verwendet, um die Steuercharakteristik stärker dem Fahrergefühl anzunähern. Um dies zu erreichen, mußte eine Steuerlogik eingerich­ tet werden, welche sämtliche Parameter sowohl für die "nicht-menschliche Steuerung" als auch für die "menschliche Steuerung" aufnimmt. Um ein Korrekturmuster für die "menschliche" Steuerung zu etablieren, müssen Versuche in großer Anzahl durchgeführt werden und die Ergebnisse dieser Versuche mußten wiedergegeben bzw. wiederge­ spiegelt werden. Daher kann trotz der ausgedehnten Bemühungen für das Aufstellen eines Korrekturmusters das aufgestellte Korrekturmuster nicht ausreichend an alle Fah­ rercharakteristiken bzw. deren Antriebsverhalten in Bezug auf alle Fahrer angepasst wer­ den.

Daher haben die früher vorgeschlagenen Systeme die Neigung, dass eine Diskrepanz bzw. fehlende Übereinstimmung zwischen der "nicht-menschlichen Steuerung" und der "menschlichen Steuerung" auftritt. Um eine solche Fehlabstimmung oder Widersprüch­ lichkeit zu beherrschen und das Steuersystem zu betreiben, wird eine weitere Logik zur Auswahl entweder der "nicht-menschlichen" oder der "menschlichen" Steuerung erfor­ derlich. Dies erhöht deutlich die Kosten für die Gestaltung und die Entwicklung des Steu­ ersystems.

Aus der US 4,829,434 ist eine Steuereinrichtung bekannt, mit deren Hilfe die Schaltpunkte eines Automatikgetriebes in Abhängigkeit verschiedener Parameter verändert werden. Hierbei werden neben den die Fahrzeugfahrbedingungen reprä­ sentierenden Steuerparametern, wie beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit o­ der Motordrehzahl, auch Umweltfahrbedingungen repräsentierende Parameter, wie beispielsweise Niederschlag, und Fahrerparameter berücksichtigt, die das Fahrverhalten eines Fahrzeugführers widerspiegeln. So wird der Abstand, der zum Vordermann gehalten wird, erfasst und in Abhängigkeit von der Fahrzeugge­ schwindigkeit als Indikator für das Fahrverhalten des Fahrzeuglenkers verwendet. Ein Durchschnittswert der das Fahrverhalten des Fahrers repräsentierenden Pa­ rametern wird periodisch aktualisiert und zur Festlegung der Getriebeschaltpunkte verwendet.

Diese bekannte Steuereinrichtung weist jedoch zum einen den Nachteil auf, dass die Anpassung der Fahrzeugkomponente an das Fahrverhalten des Fahrzeuglen­ kers nur relativ träge erfolgen kann. Zum anderen ist die Erfassung des Fahrver­ haltens eines Fahrzeuglenkers gemäß US 4,829,434 sehr aufwendig, da beispiels­ weise für die Erfassung des Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug eine entsprechende Radareinrichtung notwendig ist. Darüber hinaus kann der Fahrzeuglenker keinen direkten Einfluss auf die Betriebsart der Fahrzeugkomponente nehmen, um diese einer veränderten Verkehrssituation, die ein entsprechend ver­ ändertes Fahrverhalten erfordert, rasch anzupassen.

DE 37 15 423 A1 offenbart eine Vorrichtung zur zustandsadaptiven Steuerung von Brennkraftmaschinen, mittels derer Steuermethoden nach bestimmten Kategorien klassifiziert werden, die von Fahrzuständen des Fahrzeuges und von den Absich­ ten des Fahrers abhängen. Diese klassifizierten Steuermethoden werden mittels erfasster Steuergrößen, wie den Fahrkommandos des Fahrers, in Übereinstim­ mung mit einem Eingreifen oder Nicht-Eingreifen eines Drehmomentgetriebes ei­ nes Bremspedalwinkels und eines Gaspedalwinkels sowie einem aus der Kraft­ fahrzeuggeschwindigkeit abgeleiteten Fahrzustand ausgewählt. Zusätzlich sieht diese Vorrichtung drei Wahlschalter vor, mit denen drei verschiedene Betriebsar­ ten mit unterschiedlichen Fahrschwerpunkten gewählt werden können. Diese un­ terschiedlichen Schwerpunkte betreffen die Fahrleistung, den Fahrkomfort oder den Verbrauch.

Nachteilhafterweise sind zur Durchführung dieser Steuerung sehr leistungsstarke Computer erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für ein Kraft­ fahrzeug anzugeben, das in zufriedenstellender Weise eine Harmonisierung zwischen "nicht-menschlicher" Steuerung und "menschlicher" Steuerung herbeiführen kann, mit geringerem Aufwand für die Entwicklung und Gestaltung der Steuereinrichtung.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbil­ dungen des Anspruchs 1 sind den Unteransprüchen 2 und 3 zu entnehmen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteran­ sprüchen dargelegt.

Die vorliegende Erfindung wird noch deutlicher aus der nachfolgenden, detaillierten Be­ schreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich, die jedoch nicht die Erfindung auf das spezielle Ausführungsbeispiel beschränken sollen, sondern lediglich dem besseren Verständnis und der Erläuterung dienen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm des bevorzugten Ausführungsbeispieles ei­ ner Steuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung, wobei die Grundüberle­ gung der vorliegenden Erfindung auf eine Schaltsteuerung für ein elektronisch gesteuertes automatisches Getriebe angewandt ist,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zur Auswahl eines Schaltmusters zeigt, das in der Schaltsteuerung verwendet werden soll, und das durch die Schalt­ steuereinrichtung nach Fig. 1 abgearbeitet wird,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zur Ausführung einer Schaltsteuerung auf der Grundlage des ausgewählten Schaltmusters zeigt, und

Fig. 4 ein Diagramm, das ein Beispiel eines Schaltmusters zeigt, das in Abarbeitung des Programms nach Fig. 3 ausgewählt werden soll.

Bezug nehmend nunmehr auf die Zeichnungen wird nachfolgend ein bevorzugtes Aus­ führungsbeispiel einer Schaltsteuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung erläu­ tert, und zwar anhand einer Schaltsteuerung für ein automatisches Kraftfahrzeuggetrie­ be. Die Steuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist nicht nur auf eine Schalt­ steuerung für ein automatisches Getriebe anwendbar, sondern ebenso zur Steuerung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, eines Aufhängungssystems, eines Bremssystems, eines Lenksystems eines Kraftfahrzeuges etc.. Es wird auch darauf hin­ gewiesen, daß der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung auch auf eine automati­ sche Klimaanlagensteuerung, Tonsteuerung usw. anwendbar ist. Daher bildet das be­ vorzugte Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung, das nachfolgend erläutert wird, lediglich eine unter einer Mehrzahl von Anwendungen der Grundgedanken der vorliegenden Erfindung.

Bezug nehmend nunmehr auf Fig. 1 ist darin das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung auf ein Kraftfahrzeug angewandt, welches eine Brennkraftmaschine 1 mit elektronisch gesteuerter Kraftstoffeinspritzung sowie ein automatisches Getriebe 2 mit einem Drehmomentwandler 10 aufweist. Das automatische Getriebe 2 bildet zusam­ men mit einer Differentialgetriebeeinheit 3 einen Antriebsstrang zum Einstellen eines An­ triebsdrehmomentes, das auf die Antriebsräder 4 verteilt werden soll.

Wie bekannt, wird bei einer elektronisch gesteuerten Brennkraftmaschine 1 mit Kraft­ stoffeinspritzung die Menge der Kraftstoffeinspritzung sowie der jeweilige Zündzeitpunkt durch eine Motorsteuereinheit 5 gesteuert, die einen Mikrocomputer enthält. Um Mo­ torsteuerparameter bereitzustellen, sind verschiedene Sensoren für die Motorantriebspa­ rameter vorgesehen, wie z. B. ein Ansaugluft-Strömungssensor 9, ein Drosselwinkelsen­ sor 8, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7, ein Motordrehzahlsensor 6 etc. und diese sind jeweils mit der Motorsteuereinheit 5 verbunden. Obwohl Fig. 1 beispielhaft nur die elementaren Sensoren für die Motorantriebsparameter der vorgenannten Art zeigt, kön­ nen zusätzliche Sensoren vorgesehen sein, um zusätzliche Motorsteuerparameter zu liefern, um die Motorsteuercharakteristika an die jeweiligen Antriebszustände anzupas­ sen. Wie bekannt, kann der Ansaugluft-Strömungssensor ein Luftströmungsmesser vom Klappentyp sein, ein Heißdraht-Luftströmungsmesser, ein Karman'scher Wirbelluftströ­ mungsmesser etc., um die Luftströmungsgeschwindigkeit bzw. -rate durch einen An­ saugkanal des Motors 1 zu messen und ein die Luftströmungsgeschwindigkeit bzw. - menge repräsentierendes Signal Q der Ansaugluft zu erzeugen. Dieser Luftströmungs­ sensor 9 stellt somit einen den Motorlastzustand repräsentierenden Parameter bereit. In diesem Sinn kann der Luftströmungsmesser auch durch einen Ansaugunterdrucksensor ersetzt werden. Der Drosselwinkelsensor 8 ist mit einem Drosselventil im Ansaugsystem verbunden, um eine Winkelstellung des Drosselventiles zu überwachen, um ein den Drosselwinkel repräsentierendes Signal TH zu erzeugen. Der Fahrzeuggeschwindig­ keitssensor 7 ist zur Überwachung einer Fahrzeugfahrgeschwindigkeit gestaltet, um ein die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierendes Signal V zu erzeugen. Der Motordreh­ zahlsensor 6 kann einen Kurbelwinkelsensor beinhalten, der die Winkellage der Kurbel­ welle überwacht, um ein Kurbelwellenvergleichssignal bei jeder vorgegebenen Winkellage der Kurbelwelle zu erzeugen und um ein Kurbelwellenpositionssignal bei jedem vorgegebenen Winkel der Winkelverlagerung der Kurbelwelle zu erzeugen. Die Motordrehzahl wird entweder auf der Grundlage des Kurbelwellenreferenzsignals oder des Kurbelwellenpositionssignals abgeleitet. Der Motordrehzahlsensor 6 gibt somit ein die Motordrehzahl repräsentieren­ des Signal N_E an.

Die Motorsteuereinheit 5 verarbeitet die Eingangssignale der Motorantriebsparameter von den Sensoren, um eine Kraftstoffeinspritzmenge, einen Zündzeitpunkt etc. abzulei­ ten. Wie bekannt, wird eine Kraftstoffeinspritzimpuls-Grundbreite T_p auf der Grundlage der Motorbelastung Q und der Motordrehzahl N_E abgeleitet. Die Impulsbreite T_p für die Grund-Kraftstoffeinspritzung kann auf der Grundlage verschiedener Korrekturkoeffizien­ ten korrigiert werden. Andererseits wird eine grundsätzliche Zündvorverstellung auf der Grundlage des T_p-Wertes und der Motorbelastung Q abgeleitet und mit verschiedenen bekannten Korrekturfaktoren korrigiert. Die Motorsteuereinheit 5 gibt somit zu vorgege­ benen Zeitpunkten ein Steuersignal für die Kraftstoffeinspritzung sowie ein Steuersignal für die Zündung ab, wobei die Zeitpunkte in Bezug auf den Motorumdrehungszyklus be­ stimmt werden.

Der Drehmomentwandler 10 ist mit der Ausgangswelle des Motors 1 verbunden, um durch das Motorausgangsdrehmoment angetrieben zu werden. Der Drehmomentwand­ ler 10 ist mit einer Eingangswelle 12 einer Zahnradgetriebeanordnung 11 verbunden, die eine Mehrzahl von Reibungselementen, d. h. Kupplungen und Bremsen enthält, um wahlweise verschiedene Getriebeübersetzungsverhältnisse einzurichten. Die Zahnrad­ getriebeanordnung 11 ist mit einer Differentialgetriebeeinheit 18 über eine Ausgangswel­ le 13 verbunden.

Um den Eingriffszustand bzw. Nichteingriffszustand der Reibungselemente in der Ge­ triebeanordnung 11 zu steuern, ist eine Steuerventileinheit 15 vorgesehen. Die Steuer­ ventileinheit 15 enthält eine den Leitungsdruck steuernde getastete Magnetspule 16 so­ wie Schaltsteuermagnetspulen 15a und 15b. Die Steuerventileinheit 15 moduliert den Leitungsdruck P_L, der an die jeweiligen Reibungselemente angelegt werden soll und steuert die Verteilung des Leitungsdruckes, um wahlweise den Leitungsdruck an die je­ weiligen Reibelemente anzulegen, um wahlweise den Eingriffszustand oder den Freiga­ bezustand herbeizuführen, um das gewünschte Getriebeübersetzungsverhältnis einzu­ richten. Die Arbeitsweise der Steuerventileinheit 15 wird durch Steuersignale gesteuert, die von einer Getriebesteuereinheit 14 zugeführt werden, welche ein Mikrocom­ puter erteilt.

Allgemein steuert die Getriebesteuereinheit 14 die Anregung bzw. Entregung der Mag­ netspulen 15a und 15b, um den Eingriffszustand der Reibungselemente in der Zahnrad­ getriebeanordnung 11 herbeizuführen bzw. den Nichteingriffszustand unter Kombination von angeregten und nicht angeregten Magnetspulen herbeizuführen, wobei die Kombi­ nation der mit Energie versorgten und der von der Energieversorgung abgeschalteten Magnetspulen gegenseitig unterschiedliche Arbeitsfluidwege definiert, um den jeweiligen Leitungsdruck zuzuführen. Außerdem steuert die Getriebesteuereinheit 14 die Energie­ zufuhr bzw. die Abschaltung der Tastmagnetspule 16 von der Energiezufuhr mit einem bestimmten, gegebenen Tastverhältnis, um eine vorgegebene Größe des Leitungsdru­ ckes P_L zu modulieren. Um eine Steuerung der Arbeitsweise des Getriebes auszuführen, ist die Getriebesteuereinheit 14 mit dem Drosselwinkelsensor 8, dem Fahrzeugge­ schwindigkeitssensor 7, dem Motordrehzahlsensor 6 verbunden, um von diesen das den Drosselwinkel repräsentierende Signal TH, das die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsen­ tierende Signal V und das die Motordrehzahl repräsentierende Signal N_E zu erhalten. Außerdem ist die Getriebesteuereinheit 14 mit einem Eingangsdrehzahlsensor 17 ver­ bunden, der der Eingangswelle 12 zugeordnet ist, um die Drehzahl der Eingangswelle 12 zu überwachen und ein Ausgangsdrehzahlsensor 18 ist der Ausgangswelle 13 zuge­ ordnet, um die Drehzahl der Ausgangswelle 18 zu überwachen. Der Eingangsdrehzahl­ sensor 17 erzeugt ein die Eingangsdrehzahl repräsentierendes Signal N_T auf der Grund­ lage der überwachten Eingangsdrehzahl. Andererseits erzeugt der Ausgangsdrehzahl­ sensor 18 ein die Ausgangsdrehzahl repräsentierendes Signal N₀, das die überwachte Drehzahl der Ausgangswelle 13 repräsentiert. Außerdem ist die Getriebesteuereinheit 14 mit einem Bremsschalter 19 verbunden, der das Anlegen des Bremszustandes erfasst und ein den Bremszustand repräsentierendes Signal erzeugt, wenn ein Niederdrücken des Bremspedals erfasst wird. Die Getriebesteuereinheit 14 ist außerdem mit einem Wahlschalter 20 für eine wirtschaftliche Fahrweise verbunden, der manuell betätigbar ist, um ein Getriebeschaltmuster auszuwählen, das für eine bessere Kraftstoffökonomie ausgelegt ist. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann es auch möglich sein, weitere manuell betätigbare Betriebswahlschalter zur Auswahl einer Betriebsart mit erhöhter Antriebskraft oder -leistung zu verbinden, um ein Schaltmuster für besondere Antriebsleistung bzw. z. B. Antriebskraftverteilung auszuwählen, um bessere Fahrzeugbeschleunigungskenn­ werte zu erhalten.

Auf der Grundlage der vorerwähnten Eingangsparameter führt die Getriebesteuereinheit 14 den Getriebeschaltsteuervorgang aus. Die Arbeitsweise, die durch die Getriebesteu­ ereinheit 14 ausgeführt wird, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 erläutert. Die Ablaufdiagramme nach den Fig. 2 und 3 zeigen die jeweiligen Programme zur Auswahl des Getriebeschaltmusters und zur Ausführung der Schaltsteuerung. Diese Programme werden als zeitgetriggerte Unterbrecherprogramme abgearbeitet, die jeweils in bestimmten Zeitabständen ausgelöst werden.

In dem Verfahren nach Fig. 2 werden die Eingangsparameter, d. h. das Drosselwinkel­ signal TH von dem Drosselwinkelsensor 8, das die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsen­ tierende Signal V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7, das die Motordrehzahl repräsentierende Signal N_E von dem Motordrehzahlsensor 6, das die Eingangsdrehzahl repräsentierende Signal N_T von dem Eingangsdrehzahlsensor 17, das die Ausgangs­ drehzahl repräsentierende Signal N₀ von dem Ausgangsdrehzahlsensor 18, das den Bremszustand angebende Signal von dem Bremsschalter 19 und das Auswahlsignal für die Betriebsart "wirtschaftlicher Kraftstoffverbrauch" von dem Verbrauchswahlschalter 20 im Schritt 31 eingelesen. Anschließend wird in Bezug auf einen Fahrzeugantriebszu­ stand im Schritt 32 unterschieden, ob sich das Fahrzeug auf einer Autobahn bewegt o­ der nicht. Auf einer Autobahn kann die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit verhältnismäßig hoch sein und relativ konstant beibehalten werden und eine Bremsbetätigung ist weniger häufig als im städtischen Straßenverkehr. Daher kann eine Unterscheidung, ob ein Au­ tobahnbetrieb des Fahrzeuges vorliegt, dadurch getroffen werden, dass die Fahrzeug­ geschwindigkeit und die Frequenz der Bremsbetätigung geprüft werden. Im Schritt 32 wird eine mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit abgeleitet und geprüft, ob die Durchschnitts­ geschwindigkeit hoch oder niedrig ist. Auch wird die Verteilung der momentanen Fahr­ zeuggeschwindigkeit untersucht, dergestalt, ob die Schwankung der Fahrzeuggeschwin­ digkeit verhältnismäßig groß oder klein ist. Außerdem wird die Frequenz der Bremsbetä­ tigung geprüft. Wenn die mittlere Geschwindigkeit verhältnismäßig hoch ist, die Schwankung der Fahrzeuggeschwindigkeit sich in einem verhältnismäßig engen Bereich hält und die Frequenz der Bremsbetätigung klein ist, kann hieraus die Entscheidung getrof­ fen werden, dass sich das Fahrzeug auf einer Autobahn bewegt. Wenn die Entschei­ dung, dass sich das Fahrzeug auf einer Autobahn bewegt, im Schritt 32 getroffen wor­ den ist, wird im Schritt 33 untersucht, ob ein gelernter Datenwert in Einheiten derselben oder einer ähnlichen Kombination von Parametern bereits gespeichert ist. In dem ge­ zeigten Ausführungsbeispiel wird eine Prüfung durchgeführt, ob die manuelle Eingabe durch den Schalter 20 für den wirtschaftlichen Betrieb für denselben oder einen ähnli­ chen Fahrzeugantriebszustand eingegeben ist, wie er durch die Kombination der Fahr­ zeugantriebsparameter repräsentiert wird. Wenn ein gelernter Datenwert im Schritt 33 nicht gefunden werden kann, geht der Programmablauf zum Schritt 34 über, indem eine 3-4 Schaltlinie für den Autobahnbetrieb im Schritt 34 ausgewählt wird, eine derartige Schaltlinie ist in unterbrochener Linie in Fig. 4 gezeigt. Anschließend wird in einem Schritt 35 eine Prüfung durchgeführt, ob eine bestimmte Zeitspanne nach einem 4-3 Herunter­ schalten vergangen ist. Diese vorgegebene Zeitspanne wird auf mehrere Sekunden festgelegt. Die Prüfung der vergangenen Zeitspanne nach einem 4-3 Herunterschalten wird über eine bestimmte Zeitdauer beibehalten, z. B. einige Sekunden. Nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer und deren Prüfung im Schritt 35 wird untersucht, ob eine Eingabe für ein Schaltmuster des Betriebszustandes "wirtschaftlicher Kraftstoff­ verbrauch" durch den Schalter 20 eingegeben worden ist, wobei diese Prüfung im Schritt 36 erfolgt. Wenn die Prüfung im Schritt 36 ergibt, dass die den wirtschaftlichen Betriebs­ zustand in Bezug auf den Kraftstoffverbrauch herbeiführende Eingabe nicht eingegeben worden ist, geht der Programmablauf zu Ende über und fährt zu einem Hintergrund­ programm zurück, welches eine Vielzahl von Steuerprogrammen beherrscht und abar­ beitet. Wenn daher die Antwort im Schritt 36 nicht positiv ist, wird das 3-4 Schaltmuster auf demjenigen beibehalten, wie es für den Autobahnbetrieb angepasst und im Schritt 34 festgelegt worden ist.

Wenn andererseits im Schritt 36 festgestellt wird, daß ein Befehl für den Betrieb "wirt­ schaftlicher Kraftstoffverbrauch" gegeben worden ist, wird in ein neuronales Netzwerk ein gelernter Datenwert eingeschrieben, der das Nicht-Schalten des 3-4 Schaltmusters in das Schaltmuster Autobahnbetrieb beinhaltet, um so zu verhindern, dass das Schaltmuster in das Schaltmuster für den Autobahnbetriebszustand umschaltet. Die Aktualisie­ rung der gelernten Daten wird beispielsweise durch die Backpropagation-Regel ausge­ führt. Anschließend wird das 3-4 Schaltmuster auf ein vorgegebenes Schaltmuster nied­ riger Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Schritt 38 zurückgeführt, wie es durch die Volli­ nie in Fig. 4 gezeigt ist.

Wenn andererseits die Prüfung im Schritt 32 ergibt, daß das Fahrzeug nicht auf der Au­ tobahn fährt, wird das 3-4 Schaltmuster auf ein Schaltmuster für den Betriebszustand "wirtschaftlicher Kraftstoffverbrauch" in einem Schritt 39 zurückgeführt, wie dies durch die Vollinie in Fig. 4 dargestellt ist. Wenn andererseits im Schritt 39 die vorher gespeicherte Kombination der Parameter zur Einrichtung des Schaltmusters der Betriebsart "wirt­ schaftlicher Kraftstoffverbrauch" festgestellt wird, dann wird in einem Schritt 40 eine Erin­ nerung des 3-4 Schaltmusters durchgeführt. Auf der Grundlage des erinnerten 3-4 Schaltmusters im Schritt 40 wird die 3-4 Schaltlinie in Richtung zu der Betriebsart mit niedriger Geschwindigkeit verschoben.

Obwohl in dem gezeigten Programm gemäß Fig. 2 dieses das Schaltmuster zwischen dem Schaltmuster der Betriebsart "Autobahn" und dem Schaltmuster der Betriebsart "wirtschaftlicher Kraftstoffverbrauch" umschaltet, wird darauf hingewiesen, daß es jedoch möglich ist, das Schaltmuster auch kontinuierlich zwischen dem Schaltmuster für die Be­ triebsart "Autobahnbetrieb" und dem Schaltmuster für die Betriebsart "wirtschaftlicher Kraftstoffverbrauch" zu verändern.

Fig. 3 zeigt das Schaltsteuerprogramm zur Steuerung des Getriebeübersetzungsverhält­ nisses entsprechend dem Schaltmuster, welches durch das Programm nach Fig. 2 aus­ gewählt wurde. In der Anfangsstufe der Abarbeitung des gezeigten Programms wird in einem Schritt 51 das Getriebeübersetzungsverhältnis abgeleitet, das an dem momenta­ nen Fahrzeugantriebszustand angepasst ist. In der Praxis wird die Ableitung des ange­ passten Getriebeübersetzungsverhältnisses in Einheiten der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Winkellage TH des Drosselventils bestimmt. Anschließend wird das Getriebe­ übersetzungsverhältnis, das im Schritt 51 abgeleitet wurde, mit dem momentanen Ge­ triebeübersetzungsverhältnis in einem Schritt 52 verglichen, um eine Entscheidung zu treffen, ob ein Schaltvorgang erforderlich ist oder nicht. Wenn das abgeleitete Getriebe­ übersetzungsverhältnis mit dem momentanen Getriebeübersetzungsverhältnis überein­ stimmt, geht das Verfahren direkt über zu "Ende" und kehrt zu dem Hauptprogramm zurück. Daher wird das momentane Übersetzungsverhältnis des Getriebes beibehalten. Wenn andererseits festgestellt wird, daß das abgeleitete Übersetzungsverhältnis des Getriebes sich von demjenigen des momentanen Übersetzungsverhältnisses unter­ scheidet, kann eine Entscheidung getroffen werden, dass ein Schaltvorgang erforderlich ist. Wenn in einem Schritt 52 die Entscheidung, daß ein Schaltvorgang erforderlich ist, getroffen wird, werden Steuersignale an die Schaltmagnetspulen 15a und 15b geliefert, um eine Kombination von angeregten Magnetspulen und nicht angeregten Magnetspu­ len entsprechend dem abgeleiteten Übersetzungsverhältnis des Getriebes einzurichten.

Wie ersichtlich, ist nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel dann, wenn einmal der Fah­ rer dem Schaltmuster der Betriebsart "wirtschaftlicher Kraftstoffverbrauch" den Vorzug gegeben hat, ein Umschalten des Getriebeschaltmusters auf die Betriebsart "Autobahn" selbst auf der Autobahn verhindert. Andererseits wird, wenn der Fahrer das Schaltmus­ ter der Betriebsart "wirtschaftlicher Kraftstoffverbrauch" befiehlt, dieser durch den Fahrer bevorzugte spezielle Zustand gelernt und in dem neuronalen Netzwerk gespeichert. Daher kann während des normalen Antriebsbetriebes das neuronale Netzwerk aktualisiert wer­ den. Bei einer solchen Gestaltung der Steuerprogramme ist es anfänglich erforderlich, eine Mehrzahl von Schaltmustern zur Auswahl entsprechend dem Fahrzeugantriebszu­ stand ebenso wie entsprechend der Bevorzugung durch den Fahrer festzulegen. Dies kann wesentlich die Arbeitsbelastung bei der Gestaltung der Steuereinrichtung vermin­ dern.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispieles der­ selben erläutert worden ist, wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht nur in Ges­ talt der gezeigten Steuereinrichtung für die Getriebeschaltsteuerung für die Servo­ lenksteuerung, für die Aufhängungssteuerung, für die Motorsteuerung und dgl. verwend­ bar ist. Vielmehr umfasst die vorliegende Erfindung auch sämtliche anderen Anwendun­ gen und Verfahren, die ausgeführt werden können, ohne dass von den Grundlagen der Erfindung abgewichen wird, wie sie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt sind.

Zum Beispiel können im Falle der Aufhängungssteuerung die Aufhängungscharakteristi­ ka sowohl in einer "menschlichen" Steuerung als auch in einer "nicht-menschlichen" Steuerung gesteuert werden. Um z. B. die Aufhängungssteuerung zu bewirken, werden der Fahrwiderstand, das Lenkmuster etc. analysiert, um die Aufhängungscharakteristika an den Fahrzeugantriebszustand anzupassen. Im Falle von Bergstraßen sind generell härtere Aufhängungscharakteristika für die Fahrzeugantriebsstabilität erforderlich. Einige Fahrer können jedoch auch bevorzugen, daß die weicheren Aufhängungscharakteristika beibehalten werden. In solch einem Fall kann der Fahrer manuell die weichere Betriebs­ art der Aufhängung wählen. Das gezeigte System kann dann diese Vorliebe des Fahrers lernen und verhindern, daß die Aufhängungscharakteristik in die härtere Betriebsart der Aufhängung umschaltet, wenn ein vergleichbarer Antriebszustand erfasst wird.

Claims (3)

1. Steuereinrichtung zur Steuerung einer Fahrzeugkomponente, insbesondere eines Fahrzeuggetriebes, eines Kraftfahrzeuges, umfassend:
eine Parametererfassungseinrichtung (31) zur Erfassung mindestens eines Parameters (Q, V, TH, N_E, N_T, N_O, Bremsschaltersignal (19), Kraftstoffsparmo­ dussignal (20)), der den Fahrzustand des Kraftfahrzeuges und/oder dessen Motors repräsentiert;
eine Signalerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung von Steuersignalen ent­ sprechend mindestens zwei Betriebsarten der Fahrzeugkomponente auf der Grundlage eines vorgegebenen Steuerprogramms in Abhängigkeit des er­ fassten mindestens einen Fahrzustandsparameters;
eine Eingabeerfassungsvorrichtung (36) zur Erfassung einer manuell einge­ gebenen Betriebsart der Fahrzeugkomponente,
ein neuronales Netzwerk mit Netzwerkspeicher zum Lernen des Zusammen­ hangs einer Betriebsart mit dem erfassten, mindestens einen Fahrzustands­ parameter, wenn eine Betriebsart manuell vorgegeben ist, und zum Spei­ chern der diesen Zusammenhang repräsentierenden Parameter,
eine Einrichtung zum Vergleichen aktuell erfasster Parameter mit im Netz­ werkspeicher gespeicherten Parametern, wonach bei Feststellung einer Ü­ bereinstimmung die Betriebsart mit den entsprechenden Steuersignalen durchgeführt wird, die mit den gelernten Parametern gespeichert wurde, und
bei Feststellung einer Nicht-Übereinstimmung die andere Betriebsart mit ent­ sprechend anderen Steuersignalen durchgeführt wird.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das neurona­ le Netzwerk derart konfiguriert ist, dass es bei jeder Erfassung einer manuell aus­ gewählten Betriebsart den Zusammenhang zwischen den gelernten Fahrzustands­ parametern und der gewählten Betriebsart aktualisiert und die individuellen Verhal­ tensvorlieben eines Fahrers speichert.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lernen und Aktualisieren der internen Parameter des neuronalen Netzwerkes durch die Backpropagation-Regel erfolgt.