DE10011694A1

DE10011694A1 - Verfahren zur Synchronisierung des Motordrehmoments mit der Drehmomentlast des Fahrzeugs zur Durchführung des Schaltvorgangs

Info

Publication number: DE10011694A1
Application number: DE10011694A
Authority: DE
Inventors: Robert Anthony Sayman
Original assignee: ZF Meritor LLC
Current assignee: ZF Meritor LLC
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-01-18
Also published as: AU2239700A; US6246941B1; AU757074B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Einrücken und Ausrücken von Getriebezahnrädern in einem Fahrzeug bereitgestellt. Ein Absichtsschalter wird betätigt, um das Getriebe auf das Einrücken bzw. Ausrücken der Getriebezahnräder vorzubereiten. Eine Motordrehzahlsynchronisierungssteuerung (ESS-Steuerung) verarbeitet einen Eingangsdrehmomentparameter, der ein von einem Motor ausgehendes Drehmoment darstellt, und einen Ausgangsdrehmomentparameter, der ein Drehmoment an einer Getriebeausgangswelle darstellt. Der Eingangsdrehmomentparameter kann Eingänge wie das Reibungsmoment darstellen, während der Ausgangsdrehmomentparameter Eingänge wie die Drehmomentlast des Fahrzeugs umfassen kann. Der Eingangsdrehmomentparameter wird so eingestellt, daß er ungefähr dem Ausgangsdrehmomentparameter entspricht, um eine Drehmomentlast gleich Null zwischen dem Motor und der Getriebeausgangswelle zu erreichen, um das Einrücken und Ausrücken der Getriebezahnräder zu erleichtern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Motorsteuerung, welche die bei ei nem Getriebe mit eingerückten Zahnrädern normalerweise auftre tende Drehmomentsperre aufhebt, so daß das Getriebe ohne Betä tigung der Kupplung in die Neutralstellung gebracht werden kann.

Schwerfahrzeuge wie zum Beispiel Lastkraftwagen haben einen Motor, der die Räder des Fahrzeugs über ein Mehrganggetriebe antreibt. Das Getriebe läßt sich unter der Steuerung eines Handeingabeschalters durch mehrere Drehzahlverhältnisse bewe gen.

Bei einem Handschaltgetriebe wird eine Kupplungsmuffe normaler weise gegenüber verschiedenen Zahnrädern verschoben, um in ei nes der Zahnräder einzurücken. Zur Durchführung eines Schalt vorganges muß der Fahrzeugführer normalerweise zunächst den ge rade eingelegten Gang in eine "neutrale" Stellung ausrücken. Bei einigen Getrieben erfolgt das Ausrücken über einen Hydrau likkolben. In der "neutralen" Stellung greift das Getriebe in kein Zahnrad ein, und der Drehantrieb wird somit nicht von der Motorkurbelwelle auf die Getriebeausgangswelle übertragen.

Diese Bewegung von einer eingerückten Stellung in eine neutrale Stellung erfolgt während der Übertragung der vom Motor ausge henden Antriebskraft. Wenn das Getriebe eingerückt ist und der Drehantrieb vom Motor auf das Getriebe übertragen wird, wirkt eine große Drehmomentlast, die die Zahnräder und die Kupplungs muffe in einer bestimmten axialen Stellung zusammenhält. Auf grund dieser Drehmomentlast ist es für einen Fahrzeugführer, bzw. für den Kolben, recht schwierig, die Kupplungsmuffe auszu rücken. Diese sogenannte "Drehmomentsperre" macht es normaler weise unmöglich, ein Getriebe in die Neutralstellung zu brin gen, ohne dabei die Drehmomentlast zu vermindern. Zu diesem Zweck sind Fahrzeuge mit Handschaltgetriebe herkömmlicherweise mit einer Kupplung ausgestattet. Ein Fahrzeugführer betätigt die Kupplung, die die Verbindung zwischen dem Motor und dem Ge triebe unterbricht. Die Drehmomentlast geht gegen null, und der Fahrzeugführer kann den Gang ausrücken.

Im Bereich der Schwerfahrzeuge ist der herkömmlicherweise not wendige Vorgang zur Durchführung des Schaltvorganges relativ kompliziert. Normalerweise muß ein Fahrer die Kupplung betäti gen und dann anfangen, die Motordrehzahl über das Fahrpedal zu verändern, um die Motordrehzahl mit einer Drehzahl zu synchro nisieren, die notwendig ist, damit das nächste Drehzahlverhält nis in Eingriff gebracht werden kann. Gleichzeitig muß der Fahrzeugführer den Gangschalthebel von Hand bewegen, um das Zahnrad in dem entsprechenden neuen Gang einzurücken. Diese Maßnahmen werden noch beschwerlicher, wenn ein Fahrer rasch durch mehrere aufeinanderfolgende Gangwechsel schaltet.

Es wurden Steuervorrichtungen entwickelt, die das Getriebeaus gangsdrehmoment und das Motoreingangsdrehmoment berechnen und dann das Motoreingangsdrehmoment einstellen, bis es dem Getrie beausgangsdrehmoment entspricht. Wenn die Drehmomente überein stimmen, ist die Drehmomentlast null und es kann geschaltet werden, ohne zu kuppeln oder das Fahrpedal oder die Bremsen für einen "kupplungslosen" Schaltvorgang zu betätigen.

Die Berechnungen, die die Steuervorrichtung zwecks Erzielung dieses Ergebnisses normalerweise vorgenommen hat, sind recht komplex und erfordern viele Eingaben und viel Verarbeitungs platz. Außerdem können die Steuervorrichtungen manchmal nicht in das Hauptsteuergerät des Motors integriert werden, und in folgedessen ist die Anzahl der verfügbaren Eingaben und die Prozessorgröße reduziert. Zu diesem Zweck ist es wünschenswert, einen einfacheren Rechenvorgang bereitzustellen, während die von den bekannten Steuervorrichtungen gelieferte Genauigkeit beibehalten oder noch verbessert wird.

ZUSAMMENFASSUNG UND VORTEILE DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Einrücken und Ausrücken der Getriebezahnräder in einem Fahrzeug bereit. Ein Absichtsschalter wird betätigt, um das Getriebe auf das Einrücken oder Ausrücken der Getriebezahnräder vorzubereiten. Ein Steuergerät verarbeitet einen Eingangsdrehmomentparameter, der das Drehmoment eines Motors darstellt, und einen Ausgangs drehmomentparameter, der das Drehmoment an einer Getriebeaus gangswelle darstellt. Der Eingangsdrehmomentparameter kann Ein gaben wie das Reibungsmoment umfassen, während der Ausgangs drehmomentparameter Eingaben wie die Drehmomentlast des Fahr zeugs umfassen kann. Der Eingangsdrehmomentparameter wird so eingestellt, daß er ungefähr dem Ausgangsdrehmomentparameter entspricht, um null Drehmomentlast zwischen dem Motor und der Getriebeausgangswelle zu erreichen, um das Einrücken und Aus rücken der Getriebezahnräder zu erleichtern.

Demgemäß stellt das obige Verfahren eine vereinfachte, aber ge naue Art und Weise bereit, mit der null Drehmomentlast am Über gang zwischen dem Motor und dem Getriebe erreicht werden kann, so daß der Schaltvorgang ohne Betätigung des Fahrpedals, der Kupplung oder der Bremsen möglich ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen; darin zeigen:

Fig. 1A eine schematische Ansicht eines Antriebssystems für ein Fahrzeug mit einem Getriebe;

Fig. 1B ein Getriebe des Systems von Fig. 1A in der Neutral stellung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Antriebssystems von Fig. 1A in einem Fahrzeug;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Fahrzeugkräfte wäh rend eines Schaltvorganges; und

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Beseitigung des Drehmoments gemäß der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug ist in Fig. 1A allgemein bei 20 dargestellt. Ein Motor 22 umfaßt ein elektronisches Steuergerät 24, das die Ausgangsdrehzahl des Motors steuert. Das Steuergerät 24 steuert normalerweise die Menge des dem Mo tor zugeführten Kraftstoffs, um Ausgangsdrehzahl und Drehmoment zu regulieren. Der Motor 22 weist eine Abtriebswelle 23 auf, die durch eine Kupplung 26 verläuft, um ein Mehrganggetriebe 28 anzutreiben. Bei dem Getriebe 28 kann es sich um jedes in der Technik bekannte Getriebe handeln.

Ein Handschaltknüppel 30 kann betätigt werden, um das Getriebe 28 zwischen mehreren Drehzahlverhältnissen zu schalten. Das Ge triebe 28 umfaßt ein Zahnrad 32, das durch den Ausgang des Mo tors 22 angetrieben wird, wenn die Kupplung 26 mit einer Ge triebeeingangswelle 27 gesperrt ist. Das Zahnrad 32 ist mit ei ner Eingangswelle 27 gekoppelt, die in zwei Zahnräder 36 ein greift und diese antreibt, die jeweils auf einer Vorgelegewelle 37 montiert sind. Es sind nur ein Zahnrad 36 und eine Vorgele gewelle 37 dargestellt. Während ein Getriebe dargestellt ist, bei dem man den Schaltknüppel bewegen muß, erstreckt sich die Erfindung auf Handschaltgetriebe, bei denen ein Kolben und ein Zylinder die Zahnräder antreiben, nachdem der Fahrzeugführer einen Schaltvorgang angefordert hat.

Die Vorgelegewelle 37 dreht mehrere Zahnräder 38, von denen nur zwei gezeigt sind. Die Zahnräder 38 greifen in mehrere Zahnrä der 39 ein und drehen diese, die frei drehbar auf einer Hauptabtriebswelle 40 montiert sind. Eine Schaltgabel 42 ver schiebt eine Schaltmuffe 44 entsprechend der Anweisung des Fahrzeugführers, um das Drehzahlverhältnis des Getriebes 28 zu ändern. Bei dem dargestellten Getriebe ist die Muffe 44 innen keilverzahnt, um sich mit der Welle 40 zu drehen, kann aber axial an der Welle 40 entlanggleiten. Die Muffe 44 weist außer dem eine Außenverzahnung 45 auf, die wahlweise in einer inneren Umfangsbohrung auf einem Zahnrad 39 aufgenommen ist. Wenn sich die Schaltmuffe 44 in der in Fig. 1A gezeigten Stellung befin det, greift die Verzahnung 45 in das Zahnrad 39 ein, so daß das Zahnrad 39 die Muffe 44 und damit die Welle 40 dreht. In der in Fig. 1A gezeigten Stellung treibt der Motor also das Zahnrad 32 an, das die Zahnräder 36 und die Vorgelegewellen 37 antreibt. Die Vorgelegewellen 37 treiben die Zahnräder 38 an, die die Zahnräder 39 antreiben.

Da die Muffe 44 zusammen mit einem Zahnrad 39 in Drehung ver setzt wird, wird die Welle 40 mit einer Drehzahl gedreht, die von dem Untersetzungsverhältnis an dem gewählten Zahnrad 39 ab hängt. Will man das Getriebe auf eine andere Drehzahl schalten, wird ein anderes Zahnrad 39 gewählt und eingerückt. Durch Ver ändern der Untersetzungsverhältnisse zwischen den mehreren Zahnrädern 39, kann das Getriebe 28 wahlweise mehrere bestimmte Ausgangsdrehzahlverhältnisse für die Welle 40 im Verhältnis zu dem Eingang von dem Motor 22 erreichen.

Wenn man die Muffe 44 bewegt, um auf ein anderes Drehzahlver hältnis zu schalten, wird zunächst die Verzahnung 45 aus der inneren Umfangsbohrung des Zahnrades 39 ausgerückt. Wenn der Antriebsstrang 20 über die Anordnung gemäß Fig. 1A die Drehung auf die Welle 40 überträgt, wirkt jedoch eine hohe Drehmoment last auf die Verbindung zwischen der Verzahnung 45 und dem Zahnrad 39 und zwischen der Muffe 44 und der Welle 40. Diese hohe Drehmomentlast macht es schwierig, wenn nicht unmöglich, die Muffe 44 relativ zu dem Zahnrad 39 zu verschieben. Aus die sem Grund gibt es in Fahrzeugen herkömmlicherweise eine Kupp lung 26. Ein Fahrzeugführer, der ein Getriebe in einen neuen Gang schalten will, betätigt zunächst die Kupplung. Damit wird die oben erläuterte Übertragung des Drehmoments unterbrochen, und der Fahrzeugführer kann das Getriebe ausrücken und in die Neutralstellung bringen.

Wie oben erläutert, kann ein Fahrzeugführer im Stand der Tech nik das Getriebe in einen neuen Gang schalten, ohne die Kupp lung zu betätigen. Um schalten zu können, ohne zu kuppeln, ist an dem Schaltknüppel 30 ein Schalter 48 vorgesehen. Mit diesem Schalter 48 wird die Beseitigung des Drehmoments bzw. die Be seitigung der Drehmomentsperre verlangt, wodurch verhindert wird, daß die Muffe 44 aus der in Fig. 1A gezeigten Stellung gleitet. Die Muffe 44 kann entweder dadurch betätigt werden, daß der Fahrer den Schaltknüppel betätigt oder daß ein automa tisches Schaltsystem einen hydraulischen oder pneumatischen Schaltmechanismus einsetzt.

Die vorliegende Erfindung arbeitet mit einer Motordrehzahlsyn chronisierungssteuerung (ESS-Steuerung) 50, um den Schalter 48 mit dem Motorsteuergerät 24 zu verbinden. Wenn ein Fahrzeugfüh rer den Schalter 48 betätigt, wird ein Signal an die ESS- Steuerung 50 geschickt, damit null Drehmomentlast auf die Ver bindung zwischen dem Motor 22 und dem Getriebe 28 wirkt. Die ESS-Steuerung 50 erhält das Eingangs- und Ausgangsdrehmoment des Getriebes und stellt das Eingangsdrehmoment so ein, daß es dem Ausgangsdrehmoment entspricht.

Insbesondere stellt das Getriebeeingangsdrehmoment das Motor ausgangsdrehmoment dar und kommt von dem Motorsteuergerät 24. Das Getriebeausgangsdrehmoment ist ein errechneter Wert, der die Drehmomentlast des Fahrzeugs darstellt, die auf den nach stehend näher erläuterten Berechnungen und Annahmen beruht.

Wie oben erwähnt, verbessert die vorliegende Erfindung den Stand der Technik, indem sie die Drehmomentlast des Fahrzeugs heranzieht und die Drehmomentlast des Fahrzeugs mit dem von dem Motor ausgehenden Reibungsmoment vergleicht. Das Reibungsmoment wird dann geändert, bis es ungefähr dem Fahrzeugdrehmoment ent spricht und das Drehmoment am Übergang zwischen Motor und Ge triebe gleich null ist. Die Drehmomentlast des Fahrzeugs wurde im Stand der Technik nicht dazu verwendet, um für einen "kupplungslosen" Schaltvorgang null Drehmomentlast vorherzusa gen. Bei Verwendung der Drehmomentlast des Fahrzeugs erhält man ein wirksames und einfaches Mittel zur genauen Vorhersage des Nullmoments. Der obige Zusammenhang kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

Nullmoment = Reibungsmoment + Drehmomentlast des Fahrzeugs + Dither-Drehmoment (optional)

Das Reibungsmoment ist das von dem Motor 22 erzeugte und über die Kupplung 26 an das Getriebe 28 übertragene Drehmoment an der Getriebeeingangswelle 27. Die ESS-Steuerung 50 erhält das Reibungsmoment vom Motorsteuergerät 24 als bereits verarbeite ten Wert, und das Reibungsmoment wird erst eingestellt, wenn der Parameter nicht mehr aktuell ist oder wenn Grenzwerte über schritten werden. Der erhaltene Wert für das Reibungsmoment be rücksichtigt Störverluste und sollte das Reibungsmoment genau widerspiegeln, das erforderlich ist, um den Motor konstant auf der gegenwärtigen Drehzahl zu halten, ohne daß am Getriebeein gang ein Drehmoment erzeugt wird. Wie oben erwähnt, handelt es sich bei dem Reibungsmoment um das Drehmoment, mit dem die Ein gangswelle 27 des Getriebes 28 beaufschlagt wird.

Die Drehmomentlast des Fahrzeugs ist das Drehmoment, mit dem die Getriebeausgangswelle 40 beaufschlagt wird. Wie bereits er wähnt, wird die Drehmomentsperre durch den Drehmomentunter schied zwischen der Getriebeeingangswelle 27 und der Getriebe ausgangswelle 40 erzeugt. Die Drehmomentlast des Fahrzeugs hängt stark von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ab. Es kann jedoch stattdessen mehr erwünscht sein, das Übersetzungsver hältnis insgesamt heranzuziehen, da die Fahrzeuggeschwindigkeit ein unerwünschtes Geräusch beinhaltet, das vorzugsweise heraus gefiltert wird. Das Übersetzungsverhältnis insgesamt entspricht ungefähr der Fahrzeuggeschwindigkeit. Unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit oder des Übersetzungsverhältnisses ins gesamt kann die Drehmomentlast des Fahrzeugs durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

Drehmomentlast des Fahrzeugs = a + bx + cx²,

wobei x entweder die Fahrzeuggeschwindigkeit oder das Überset zungsverhältnis insgesamt ist. Die Widerstandskraft bzw. der Term cx² ist der dominanteste Teil der Gleichung, während der Term bx den weniger dominanten Trägheitskräften entspricht und der Term a den noch weniger dominanten Antriebskräften ent spricht. Die Drehmomentlast des Fahrzeugs kann auch dargestellt werden durch Addieren der auf beiden Seiten des Getriebes an der Eingangswelle und an der Ausgangswelle ausgeübten Drehmo mente, und zwar wie folgt:

Kraftbelastung des Fahrzeugs = (Antriebskraft - Trägheitskraft - Luftwiderstandskraft).

Die Kraftbelastung kann dann in die Drehmomentlast des Fahr zeugs umgewandelt werden.

Die Antriebskräfte umfassen das vom Motor zum Antrieb des Fahr zeugs erzeugte Motordrehmoment. Die Trägheitskräfte umfassen alle Trägheitskräfte des Antriebsstranges wie zum Beispiel die Trägheitskraft des Motors, des Getriebes, der Transmissionen, der Achse und der Räder. Die Widerstandskräfte umfassen die durch die Beschleunigung des Fahrzeugs, den aerodynamischen Luftwiderstand, den Rollwiderstand sowie den Steigungswider stand bzw. die Steigungsgleichung erzeugten Kräfte. Diese Kraftbelastungen können durch die folgende Gleichung darge stellt werden:

wobei:
I_Motor = Massenträgheitsmoment des Motors
I_Getriebe = Massenträgheitsmoment des Getriebes
I_Antrieb = Massenträgheitsmoment von Transmissionen und Achse
F_aero = Luftwiderstand
F_RW = Rollwiderstand
a = Fahrzeugbeschleunigung
F_Steigung = Steigungswiderstand

Die vorliegende Erfindung wird außerdem anhand von Fig. 2 bes ser verständlich, in der die obengenannte Variable angegeben ist. Ein Fahrzeug 60 ist bei 60 dargestellt, wie es eine leich te Steigung hinauffährt. Wie aus den obigen Gleichungen und aus Fig. 2 hervorgeht, muß der Motor sämtliche Trägheits- und Wi derstandskräfte überwinden, um das Fahrzeug anzutreiben. Wäh rend des Betriebs des Fahrzeugs ändern sich die Variablen, aus denen diese Kräfte zusammengesetzt sind, ständig und lassen sich sehr schwer genau bestimmen. Den Wert dieser Variablen muß man aber kennen, damit die Motorkraft so eingestellt werden kann, daß sie gleich den tatsächlichen Trägheits- und Wider standskräften ist, denen das Fahrzeug in einer bestimmten Si tuation ausgesetzt ist. Sobald die Motorkraft gleich der Kombi nation aus Trägheits- und Widerstandskraft ist, ist das Nullmo ment erreicht und der Fahrer kann schalten ohne auszukupplen.

Zur Berechnung des Nullmoments müssen viele verschiedene Varia blen in den Prozessor eingegeben werden, und die Prozessorgröße muß für die notwendigen Berechnungen ausreichend sein. Wie be reits erwähnt, sind darüberhinaus die Werte vieler Variablen schwer zu ermitteln. Die vorliegende Erfindung arbeitet mit be stimmten Annahmen, um die Berechnung zu vereinfachen und dabei ein akzeptables Maß an Genauigkeit beizubehalten. Da der Ab sichtsschalter dem Fahrer die Drosselklappensteuerung abnimmt, wodurch eine weitere Beschleunigung des Fahrzeugs verhindert wird, ist anzunehmen, daß die Beschleunigung des Fahrzeugs null ist und daß das Fahrzeug im Leerlauf fährt. Diese Annahme ver einfacht die von der ESS-Steuerung benötigten Berechnungen, in dem die Menge der zur genauen Vorhersage des Fahrzeugdrehmo ments erforderlichen Angaben reduziert wird, weil die Antriebs kräfte und die Trägheitskräfte aus der obigen Gleichung heraus fallen, womit man folgende Gleichung erhält:

Wie oben erwähnt, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit anstelle des Gesamtübersetzungsverhältnisses herangezogen werden, doch wird das Gesamtübersetzungsverhältnis bevorzugt.

Anhand von Fig. 3 ist nun eine graphische Darstellung der Fahr zeuggeschwindigkeit gegen die Fahrzeugkraft unter der Annahme von null Beschleunigung auf einer ebenen Fläche dargestellt. Unter diesen Bedingungen sind der Steigungswiderstand und die Fahrzeugbeschleunigungskräfte gleich null. Wie aus der Graphik hervorgeht, ist der Luftwiderstand die vorherrschende Kraft, da er stark von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt. Die Luftwi derstandswerte werden für jedes Fahrzeug in einer Testeinrich tung ermittelt und sind in einer ersten Tabelle von Fahrzeug testdaten zur Verwendung durch die ESS-Steuerung enthalten. Wenngleich der Steigungswiderstand in der Graphik mit null an genommen wird, kann er aus einer zweiten Tabelle von Daten be zogen werden, in der anhand von mehreren Faktoren wie zum Bei spiel der Drosselklappenstellung und der Geschwindigkeit Schät zungen vorgenommen werden. Wenn der Motor beispielsweise eine weit geöffnete Drosselklappe hat und die Geschwindigkeitszunah me vernachlässigbar ist, dann fährt das Fahrzeug vermutlich ei ne Steigung hinauf. Der Rollwiderstand kann aus einer dritten Tabelle von Daten bezogen werden, in der anhand des Fahrzeugge wichts und der Anzahl der Räder, die das Gewicht des Fahrzeugs tragen, Schätzungen vorgenommen werden. Gemäß Fig. 2 ist der Rollwiderstand im allgemeinen konstant.

Für alle Variablen, die nicht aus dem Echtzeitfahrzeugzustand oder aus Angaben aus Tabellen von Testdaten hergeleitet werden, wird eine Schätzung vorgenommen, um dem tatsächlichen Fahrzeug zustand möglichst nahe zu kommen, während der Betrag des Dithe ring minimiert wird, um das Nullmoment zu erzielen.

Gemäß Fig. 4 umfaßt der Dither(Zitter-)-Faktor eine Veränderung des Eingangs- bzw. Motordrehmoments über und unter dem vorher gesagten Wert der Drehmomentlast des Fahrzeugs, wie oben erläu tert.

Vorzugsweise schwankt der Dither-Wert einen geringen Prozent satz des vorhergesagten Wertes sowohl unter als auch über dem vorhergesagten Wert. Am meisten bevorzugt ist der Dither-Wert sägezahnartig in die Kraftstoffzufuhr des Motors einbezogen, so daß die Motordrehzahl auf einer Seite des vorhergesagten Wertes beginnt, wobei sie von dem größten Dither-Betrag aus ansteigt und die vorhergesagte Motordrehzahl kreuzt und dann auf einer einzigen Linie zu dem anderen Extrem abfällt. Die Kraftstoffzu fuhr des Motors kehrt dann zu dem Ausgangspunkt zurück, so daß das Profil der Kraftstoffzufuhr des Motors am vorderen Ende ei nen Anstieg aufweist und am anderen Ende eine direkt nach unten gerichtete Komponente, wie in Fig. 4 gezeigt. Auf diese Weise wird das Profil den tatsächlichen Nullmomentwert häufiger kreu zen.

Vorzugsweise wird der Dither-Faktor nur dann verwendet, wenn man nahe an den vorhergesagten Wert herankommt. Alternativ kann auch ein "Blip" unmittelbar nach Erhalt der Anforderung zur Be seitigung des Drehmoments verwendet werden. Durch den Blip wür de die Drehmomentlast vorübergehend ansteigen, dann würde die Drehmomentlast abfallen, um den Dither-Wert und den Übergang in Richtung zu dem vorhergesagten Nullmomentwert aufzuweisen. Die ser Blip würde das System darin unterstützen, in einen Zustand gebracht zu werden, in dem der Nullmomentwert keine negative Kraftstoffzufuhr erforderlich macht. Eine negative Kraftstoff zufuhr ist natürlich nicht möglich, und mit Hilfe des Blip kann somit die Möglichkeit der Anforderung einer negativen Kraft stoffzufuhr ausgeschaltet werden.

Ein Fahrzeugführer verlangt also die Beseitigung des Drehmo ments über den Knopf 48. Die ESS-Steuerung 50 stellt die Be rechnungen anhand der oben erläuterten Eingangs- und Ausgangs parameter an und veranlaßt, daß das Motorsteuergerät 24 die Kraftstoffzufuhr zum Motor gemäß Fig. 4 verändert. Der Fahr zeugführer übt eine Kraft auf den Handschaltknüppel 30 aus und versucht dabei, die Muffe 14 zu bewegen und den Gang auszurüc ken. Wenn das Sägezahnprofil der aktuellen Kraftstoffzufuhr zum Motor den aktuellen Nullmomentwert kreuzt, kann der Fahrzeug führer die Muffe ausrücken. Dann wird ein Signal an das Steuer gerät 24 geschickt, daß sich das Getriebe in der Neutralstel lung befindet. Sobald ein Signal eingegangen ist, daß sich das Getriebe in der Neutralstellung befindet, geht die Steuerung entweder zurück zu dem Fahrzeugführer oder ein Motorsynchroni sierungssystem, wie es in der vorliegenden Anmeldung allgemein beschrieben ist, wird dann betätigt, um die Drehzahl mit der bei dem nächsten erwarteten Gang notwendigen Drehzahl zu syn chronisieren.

Moderne Motorsteuerungen können die oben beschriebenen Steuer parameter sehr rasch erzielen. Alle oben beschriebenen Berech nungen und Drehzahländerungen können im Bruchteil einer Sekunde durchgeführt werden. Wegen der vereinfachten Berechnung und der geringeren Anzahl von Variablen bei der vorliegenden Erfindung können die Daten auch rascher und mit weniger Prozessorplatz verarbeitet werden. Bekannte Übergangsalgorithmen werden heran gezogen, um die gewünschten Werte der Motordrehzahl zu erzie len.

Die Erfindung wurde veranschaulichend beschrieben, und es ver steht sich, daß die verwendete Terminologie vielmehr im Sinne von beschreibenden und nicht einschränkenden Worten gedacht ist. Offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen Lehre möglich. Es können beispielsweise noch mehr Variablen in die vereinfach te Gleichung der Drehmomentlast des Fahrzeugs gemäß der vorlie genden Erfindung eingefügt werden, um mehr Genauigkeit zu er zielen. Außerdem können bestimmte Fahrzeugparameter in Echtzeit gemessen werden, anstatt aus Testdaten abgeleitet zu werden, und umgekehrt. Es versteht sich daher, daß die Erfindung im Rahmen der beigefügten Ansprüche auch anders als hier speziell beschrieben praktiziert werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Einrücken und Ausrücken von Getriebezahnrä dern in einem Fahrzeug, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

a) Betätigen eines Absichtsschalters zur Vorbereitung des Ge triebes auf das Einrücken oder Ausrücken der Getriebezahnräder;
b) Verarbeiten eines Eingangsdrehmomentparameters, der das von einem Motor ausgehende Drehmoment darstellt;
c) Verarbeiten eines Ausgangsdrehmomentparameters, der das Drehmoment an einer Getriebeausgangswelle darstellt; und
d) Einstellen des Eingangsdrehmomentparameters zwecks Nähe rung des Ausgangsdrehmomentparameters zur Erzielung einer Null momentlast zwischen dem Motor und der Getriebeausgangswelle, um das Einrücken und Ausrücken der Getriebezahnräder zu erleich tern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Schritt (c) ferner die folgenden Schritte umfaßt:

a) (1) Erhalt eines Motorantriebskraftparameters;
b) (2) Erhalt eines Transmissionenträgheitskraftparameters und Subtraktion des Transmissionenträgheitskraftparameters von dem Motorantriebskraftparameter; und
c) (3) Erhalt eines Fahrzeugwiderstandskraftparameters und Subtraktion des Fahrzeugwiderstandskraftparameters von dem Mo torantriebskraftparameter.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem Schritt (c)(3) ferner die folgenden Schritte umfaßt:

a) (3)(A) Erhalt eines Luftwiderstandsparameters;
b) (3)(B) Erhalt eines Steigungswiderstandsparameters und Ad dieren des Steigungswiderstandsparameters zu dem Luftwider standsparameter; und
c) (3)(C) Erhalt eines Rollwiderstandsparameters und Addieren des Rollwiderstandsparameters zu dem Luftwiderstandsparameter.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem Schritt (d) das Dithern des Eingangsdrehmomentparameters um den Ausgangsdrehmomentpara meter durch Verändern der Kraftstoffzufuhr zum Motor umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Luftwiderstandspa rameter aus einer ersten Tabelle von Fahrzeugtestdaten bezogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Steigungswider standsparameter aus einer zweiten Tabelle von Fahrzeugtestdaten bezogen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Steigungswider standsparameter im Verhältnis zur Fahrzeuggeschwindigkeit und zur Drosselklappenstellung des Motors modifiziert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Rollwiderstandspa rameter aus einer dritten Tabelle von Fahrzeugtestdaten bezogen wird, die aus einer geschätzten Anzahl von Rädern und einem ge schätzten Fahrzeuggewicht hergeleitet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Beschleunigung des Fahrzeugs mit null angenommen wird, nachdem der Absichtsschal ter betätigt wurde, um den Motorantriebskraftparameter und den Transmissionenträgheitskraftparameter zu negieren.

10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Schritt (b) den Erhalt eines von einem Motorsteuerprozessor geschickten Reibungsmo mentparameters umfaßt.

11. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Transmissionenträg heitskraftparameter und die Fahrzeugwiderstandskraftparameter als Funktion des Übersetzungsverhältnisses ingesamt erhalten werden.

12. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Transmissionenträg heitskraftparameter und die Fahrzeugwiderstandskraftparameter als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten werden.

13. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Schritte (b) und (c) gleichzeitig erfolgen.

14. Fahrzeugantriebssystem, welches folgendes umfaßt:
einen Motor mit einer Motorabtriebswelle;
ein Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle, die mit der Mo torabtriebswelle gekoppelt ist, und eine Getriebeausgangswelle, die über mehrere Zahnräder wahlweise mit der Getriebeeingangs welle gekoppelt ist;
einen Absichtsschalter zur Vorbereitung des Schaltens des Ge triebes zwischen den mehreren Zahnrädern, wenn der Absichts schalter betätigt wird;
ein Motorsteuergerät mit einem Motordrehmomentsignal, welches ein Drehmoment an der Motorabtriebswelle darstellt; und
eine mit dem Motorsteuergerät verbundene Motorsynchronisie rungssteuerung zur Berechnung eines Drehmoments an der Getrie beausgangswelle und zur Einstellung des Drehmoments an der Mo torabtriebswelle, bis das Drehmoment an der Motorabtriebswelle ungefähr dem Drehmoment an der Getriebeausgangswelle ent spricht, so daß ein Nettodrehmoment gleich null erzielt wird und zwischen den mehreren Gängen geschaltet werden kann, wenn der Absichtsschalter betätigt wird.

15. Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 14, bei dem das Drehmoment an der Getriebeausgangswelle eine Drehmomentlast des Fahrzeugs darstellt, wobei die Motorsynchronisierungssteuerung die Drehmomentlast des Fahrzeugs mit Hilfe eines Antriebskraft parameters, eines Trägheitskraftparameters und eines Wider standskraftparameters berechnet.

16. Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 15, bei dem die Träg heitskraft gleich null angenommen wird und der Widerstands kraftparameter einen Luftwiderstandsparameter, einen Steigungs widerstandsparameter und einen Rollwiderstandsparameter umfaßt, und bei dem die Motorsynchronisierungssteuerung das Drehmoment an der Motorabtriebswelle so einstellt, daß es ungefähr der Summe des Luftwiderstandsparameters, des Steigungswider standsparameters und des Rollwiderstandsparameters entspricht.

17. Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 15, bei dem die Mo torsteuerung und die Motorsynchronisierungssteuerung eine Steu ereinheit sind.