DE102012209067A1

DE102012209067A1 - Verfahren und System zum Steuern eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012209067A1
Application number: DE102012209067A
Authority: DE
Inventors: Ian Halleron; Themi Petridis; Peter George Brittle; Martin Robekowski
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2012-12-20
Also published as: GB2492066A; CN102826082A; CN102826082B; GB2492066B; GB201110205D0; RU2602164C2; RU2012125158A

Abstract

Es werden ein Verfahren und ein System zum Steuern eines Kraftfahrzeugs 1 während eines Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase offenbart, wobei eine Drehzahl eines Motors 2 eingestellt wird, um sie an eine Eingangsdrehzahl eines Getriebes 3 anzupassen, um einen sanften Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase in eine normale Betriebsphase zu schaffen. In einer Ausführungsform wird die Eingangsdrehzahl des Getriebes 3 auf der Basis eines zusammengesetzten Achsuntersetzungsverhältnisses, des für den Ausstieg gewählten Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 3 und der Geschwindigkeit, mit der das Kraftfahrzeug 1 fährt, berechnet.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf die Steuerung eines Kraftfahrzeugs mit einem Motor, der ein Getriebe über eine Kupplung antreibt, und insbesondere auf die Steuerung eines solchen Kraftfahrzeugs während eines Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase.
Es ist bekannt, dass ein Kraftfahrzeug mit einem Motor, der ein Getriebe über eine Kupplung antreibt, einen "Freilauf" verwendet, um die Kraftstoffsparsamkeit zu verbessern. Während einer Freilaufbetriebsphase wird der Motor vorübergehend ausgeschaltet und von den angetriebenen Rädern getrennt, während sich das Kraftfahrzeug bewegt. Das Trennen des Antriebsstrangs entfernt Motorreibungs- und Pumpverluste von den Kräften, die das Kraftfahrzeug abbremsen, wodurch ermöglicht wird, dass es weiter im Leerlauf fährt.
Es gibt zwei Weisen, in denen von der normalen angetriebenen Betriebsphase in die Freilaufphase eingetreten werden kann. Erstens kann der Fahrer im Getriebe die Neutralstellung auswählen und zweitens kann die Kupplung ausgerückt werden, während ein Antriebsgang immer noch ausgewählt ist.
Eine Schwierigkeit bei der Verwendung des Freilaufs tritt auf, wenn die Freilaufphase verlassen werden muss, was erfordert, dass der Motor erneut gestartet wird und der Antriebsstrang erneut eingerückt wird.
Wenn der "Freilauf" stattfindet, während die Neutralstellung im Getriebe ausgewählt ist (FRIN), tritt ein Fahrer, um aus dem "Freilauf" auszusteigen, das Kupplungspedal herab, wählt einen Gang aus und löst dann das Kupplungspedal, um die Kupplung einzurücken.
Wenn der "Freilauf" stattfindet, wenn sich das Getriebe in einem angetriebenen Gang befindet, wobei jedoch eine E-Kupplung ausgerückt ist (FRIG), tritt der Fahrer zum Aussteigen aus dem "Freilauf" entweder das Fahrpedal herab, um eine Drehmomentzufuhr vom Motor anzufordern, oder tritt die Kupplung herab und wählt dann einen neuen Gang aus und löst dann das Kupplungspedal.
In allen von diesen Fällen besteht häufig eine Fehlanpassung in der Drehzahl zwischen dem Motor und einem Eingang in das Getriebe, wenn die Kupplung während des Ausstiegs aus dieser Freilaufbetriebsphase eingerückt wird. Jegliche derartige Fehlanpassung der Drehzahl führt zu einer Drehmomentstörung, die vom Fahrer als Stoß oder Ruck gespürt wird, was unerwünscht ist und einen negativen Effekt auf die Fahrerzufriedenheit hat. Wenn die Fehlanpassung groß ist, dann können außerdem ein unnötiger Kupplungsverschleiß und eine zusätzliche Ermüdung von Antriebsstrangkomponenten auftreten.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein System zum Steuern eines Kraftfahrzeugs während eines Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase zu schaffen, die einen sanften Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase erleichtern.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeugs mit einem Motor, der ein Getriebe über eine Kupplung antreibt, während eines Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase geschaffen, wobei das Verfahren das Feststellen, ob eine oder mehrere Bedingungen für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase vorliegen, und wenn die eine oder die mehreren Bedingungen vorliegen, das Starten des Motors und das Einstellen der Drehzahl des Motors auf eine erforderliche Motordrehzahl auf der Basis einer Eingangsdrehzahl des Getriebes umfasst.
Das Verfahren kann ferner das Bestimmen der Eingangsdrehzahl des Getriebes und das Einstellen der Motordrehzahl, um sie an die Eingangsdrehzahl des Getriebes anzupassen, umfassen.
Das Bestimmen der Eingangsdrehzahl des Getriebes kann das Messen der Eingangsdrehzahl des Getriebes umfassen.
Das Bestimmen der Eingangsdrehzahl des Getriebes kann das Berechnen der Eingangsdrehzahl auf der Basis einer momentanen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs umfassen.
Das Berechnen der Eingangsdrehzahl des Getriebes kann die Verwendung eines Übersetzungsverhältnisses des Getriebes, das für den Ausstieg ausgewählt ist, in Kombination mit der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und einem zusammengesetzten Achsuntersetzungsverhältnis zum Berechnen der Eingangsdrehzahl des Getriebes, umfassen.
Das Verfahren kann ferner die Verwendung eines Erfassungssystems für den ausgewählten Gang, um das für den Ausstieg ausgewählte Übersetzungsverhältnis zu bestimmen, und die Verwendung des bestimmten Übersetzungsverhältnisses bei der Berechnung der Eingangsdrehzahl des Getriebes umfassen.
Das Verfahren kann ferner die Verwendung eines vorhersagenden Gangerfassungssystems zum Vorhersagen des nächsten einzulegenden Gangs und die Verwendung des Übersetzungsverhältnisses des vorhergesagten nächsten einzulegenden Gangs bei der Berechnung der Eingangsdrehzahl des Getriebes umfassen.
Das Verfahren kann ferner die Verwendung des vorhersagenden Gangerfassungssystems zum Bestimmen des tatsächlichen für den Ausstieg ausgewählten Übersetzungsverhältnisses und die Verwendung des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses bei der Berechnung der Eingangsdrehzahl des Getriebes umfassen.
Während der Freilaufbetriebsphase kann die Kupplung eingerückt sein und das Getriebe kann sich in der Neutralstellung befinden und die eine oder die mehreren Bedingungen zum Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase können das Einlegen eines Vorwärtsgangs des Getriebes umfassen.
Während der Freilaufbetriebsphase kann die Kupplung ausgerückt sein und das Getriebe kann sich im Gang befinden und die eine oder die mehreren Bedingungen für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase umfassen eine Anforderung für die Zufuhr eines Drehmoments vom Motor.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein System zum Steuern eines Kraftfahrzeugs mit einem Motor, der ein Getriebe über eine Kupplung antreibt, während eines Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase geschaffen, wobei das System eine Steuereinheit umfasst, die betreibbar ist, um festzustellen, ob eine oder mehrere Bedingungen für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase vorliegen, und wenn die eine oder die mehreren Bedingungen vorliegen, den Motor zu starten und die Drehzahl des Motors auf eine erforderliche Motordrehzahl auf der Basis einer Eingangsdrehzahl des Getriebes einzustellen.
Das System kann ferner einen Sensor zum Messeb der Eingangsdrehzahl des Getriebes umfassen und die erforderliche Motordrehzahl ist eine Motordrehzahl, die der Eingangsdrehzahl des Getriebes entspricht.
Die Steuereinheit kann betreibbar sein, um ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes, das für den Ausstieg ausgewählt ist, in Kombination mit der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und einem zusammengesetzten Achsuntersetzungsverhältnis zum Berechnen der Eingangsdrehzahl des Getriebes zu verwenden, und die erforderliche Motordrehzahl kann eine Motordrehzahl zur Anpassung an die berechnete Eingangsdrehzahl des Getriebes sein.
Das Getriebe kann ein Handschaltgetriebe sein und das System kann ferner ein Erfassungssystem für den ausgewählten Gang zum Bestimmen des für den Ausstieg ausgewählten Übersetzungsverhältnisses umfassen.
Das Getriebe kann ein Handschaltgetriebe sein und das System kann ferner ein vorhersagendes Gangerfassungssystem zum Vorhersagen des nächsten einzulegenden Gangs umfassen und die Steuereinheit kann betreibbar sein, um das Übersetzungsverhältnis des vorhergesagten nächsten einzulegenden Gangs bei der Berechnung der Eingangsdrehzahl des Getriebes zu verwenden.
In diesem Fall kann das vorhersagende Gangerfassungssystem ferner verwendet werden, um das tatsächliche Übersetzungsverhältnis, das für den Ausstieg ausgewählt ist, zu bestimmen, und das tatsächliche ausgewählte Übersetzungsverhältnis kann von der Steuereinheit bei der Berechnung der Eingangsdrehzahl des Getriebes verwendet werden.
Während der Freilaufbetriebsphase kann sich das Getriebe in der Neutralstellung befinden und das Feststellen der einen oder der mehreren Bedingungen für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase kann die Erfassung des Einlegens eines Vorwärtsgangs des Getriebes umfassen.
Während der Freilaufbetriebsphase kann die Kupplung ausgerückt sein und das Getriebe kann sich im Gang befinden und das Feststellen der einen oder der mehreren Bedingungen für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase kann das Erfassen einer Anforderung für die Zufuhr eines Drehmoments vom Motor umfassen.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug mit einem System zum Steuern eines Kraftfahrzeugs mit einem Motor, der ein Getriebe über eine Kupplung antreibt, während eines Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase geschaffen, das gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung konstruiert ist.
Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben, in der:
1A eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Aspekt der Erfindung ist;
1B eine schematische Darstellung eines Teils eines Antriebsstrangs des in 1A gezeigten Kraftfahrzeugs ist;
2A eine schematische Ansicht eines Teils eines Getriebes des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs ist, die den Ort eines 2D-Sensors für den ausgewählten Gang und eines 2D-Magnetziels zeigt;
2B eine bildhafte Ansicht ist, die die Bewegung eines Getriebeturmschaltwählzylinders zeigt, dessen axiale (X-Achse) und Dreh-(Y-Achse) Positionen durch den 2D-Sensor für den ausgewählten Gang erfasst werden;
3A eine erste bildhafte Ansicht eines Turmwählzylinderstößels ist;
3B eine zweite bildhafte Ansicht des in 3A gezeigten Turmwählzylinderstößels ist;
4 eine bildhafte Ansicht eines Getriebeturmschaltmechanismus ist, die den in 2B gezeigten Turmwählzylinder genauer zeigt;
5 eine detailliertere Ansicht des Teils des Getriebes ist, der in 2A gezeigt ist, die den Ort des 2D-Ziels und der 2D-Magnetsensoranordnung zeigt;
6A ein vergrößerter Querschnitt durch einen Teil des in 3A und 3B gezeigten Turmwählzylinderstößels ist, die den Turmwählstößel in einer Neutralgangposition zeigt;
6B ein vergrößerter Querschnitt durch einen Teil des in 3A und 3B gezeigten Turmwählzylinderstößels ist, die den Turmwählstößel in einer Einzugsposition eines geraden Gangs zeigt;
6C ein vergrößerter Querschnitt durch einen Teil des in 3A und 3B gezeigten Turmwählzylinderstößels ist, die den Turmwählstößel in einer Einzugsposition eines ungeraden Gangs zeigt;
7A ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen den Dreh- und axialen Positionen des Getriebeturmwählzylinders und der jeweiligen Signalausgaben vom 2D-Sensor für den ausgewählten Gang zeigt;
7B eine vergrößerte Ansicht der Beziehung zwischen der Drehposition des Getriebeturmwählzylinders und der Signalausgabe ist, die zwei ebeneninterne oder Drehkontrollpunkte gemäß einer Ausführungsform eines vorhersagenden Gangerfassungssystems gemäß der Erfindung zeigt;
8A eine schematische Zeichnung eines H-Kulissen-Wählmechanismus ist, die eine Anzahl von Kontrollpunkten in der Ebene und zwischen den Ebenen gemäß einer zweiten Ausführungsform eines vorhersagenden Gangerfassungssystems gemäß der Erfindung zeigt;
8B ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der axialen Position des Getriebeturmwählzylinders und der Signalausgabe zeigt, das die in 8A angegebenen Kontrollpunkte zwischen den Ebenen zeigt;
8C ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Drehposition des Getriebeturmwählzylinders und der Signalausgabe zeigt, das die in 8A angegebenen Kontrollpunkte in der Ebene zeigt;
8D eine Unterseitenansicht einer H-Kulissen-Schalthebelführung ist, die den Ort einer Anzahl von Schalthebelsensoren zeigt, die einen Teil einer dritten Ausführungsform eines vorhersagenden Gangerfassungssystems bilden;
9 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Motordrehzahl für verschiedene Übersetzungsverhältnisse zeigt;
10 ein vereinfachter Ablaufplan einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zum Vorhersagen des Gangeinlegens ist;
11 ein vereinfachter Ablaufplan einer zweiten Ausführungsform eines Verfahrens zum Vorhersagen des Gangeinlegens ist; und
12 ein vereinfachter Ablaufplan eines Verfahrens zum Steuern eines Kraftfahrzeugs während eines Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase ist.
Mit Bezug zuerst auf 1 bis 6C ist ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Motor 2 gezeigt, der mit einem Handschalt-Getriebegehäuse/Getriebe 3 über eine Kupplung 10 antreibend verbunden ist. Das Getriebe 3 umfasst einen Gangschalthebel 11, durch den der Fahrer die verschiedenen Gänge des Getriebes 3 unter Verwendung eines H-Kulissen-Wählmechanismus auswählen kann.
Eine elektronische Verarbeitungseinheit in Form eines Antriebsstrangsteuermoduls (PCM) 4 ist vorgesehen, um den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs 1 zu steuern. Das PCM 4 umfasst eine Motorsteuereinheit 6, um den Betrieb des Motors 2 zu steuern, und ein Getriebezustandsmodul 5, um den Betriebszustand des Getriebes 3 zu bestimmen.
Das PCM 4 ist angeordnet, um eine Anzahl von Eingaben oder Signalen von Sensoren 9 zu empfangen, einschließlich einer oder mehrerer der Motordrehzahl von einem Motordrehzahlsensor 9e, der Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 9v, der einem Rad "W" zugeordnet ist, der Kupplungspedalposition von einem Kupplungspedalsensor 9c, der Drosselklappenposition von einem Fahrpedalpositionssensor 9a, der Bremspedalposition von einem Bremspedalsensor 9b, und kann auch Informationen hinsichtlich anderer Komponenten im Kraftfahrzeug 1 empfangen.
Einige oder alle der Eingaben von den Sensoren 9 können von der Motorsteuereinheit 6 verwendet werden, um den Betrieb des Motors 2 und insbesondere die Drehzahl des Motors 2 zu steuern. Es ist zu erkennen, dass die Motorsteuereinheit 6 und das Getriebezustandsmodul 5 separate Verarbeitungseinheiten sein könnten oder als Teil eines einzelnen elektronischen Prozessors wie z. B. des PCM 4, wie gezeigt, ausgebildet sein könnten.
Mit Bezug auf 1B weist der Motor einen Ausgang 2a auf, der die Kupplung 10 antreibt und der sich mit derselben Drehzahl wie eine Kurbelwelle des Motors 2 dreht. In der Praxis ist der Ausgang 2a durch ein Schwungrad des Motors 2 gebildet. Die Kupplung 10 wird verwendet, um den Ausgang 2a lösbar mit einem Eingang 3i des Getriebes 3 zu koppeln, der in den meisten Fällen durch eine Eingangswelle des Getriebes 3 gebildet ist.
Es ist zu erkennen, dass, wenn die Kupplung 10 ohne Schlupf eingerückt ist, die Drehzahl des Motorausgangs 2a dieselbe wie die Drehzahl des Getriebeeingangs 3i ist. Wenn die Kupplung 10 ausgerückt ist, besteht keine direkte Beziehung zwischen der Motorausgangsdrehzahl und der Getriebeeingangsdrehzahl, sondern die Getriebeeingangsdrehzahl steht mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes 3 plus dem "zusammengesetzten Achsuntersetzungsverhältnis" des Kraftfahrzeugs 1 in Beziehung.
Der Begriff "zusammengesetztes Achsuntersetzungsverhältnis", wie hier gemeint, ist die Kombination des Rollverhältnisses des Rades "W" mit dem tatsächlichen Achsuntersetzungsverhältnis des Antriebsstrangs, von dem die Eingangsdrehzahl des Getriebes 3 unter Verwendung der nachstehenden Gleichung abgeleitet werden kann: T_I = V × {R_T × R_C} wobei:

T_I: die Drehzahl des Eingangs 3i in das Getriebe 3 in Umdrehungen pro Minute ist;
V: die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 in Metern pro Minute ist;
R_T: das ausgewählte Übersetzungsverhältnis ist; und
R_C: das zusammengesetzte Achsuntersetzungsverhältnis ist.

Wenn sich beispielsweise das Kraftfahrzeug mit 20 km/h bewegt, dann wäre für eine Anordnung des Getriebes 3 die Eingangsdrehzahl des Getriebes:

Erster Gang (1g) = 2000 min^–1	(10 km/h/1000 min)
Zweiter Gang (2g) = 1333 min^–1	(15 km/h/1000 min)
Dritter Gang (3g) = 1000 min^–1	(20 km/h/1000 min)
Vierter Gang (4g) = 800 min^–1	(25 km/h/1000 min)
Fünfter Gang (5g) = 667 min^–1	(30 km/h/1000 min)
Sechster Gang (6g) = 400 min^–1	(50 km/h/1000 min)

wobei:
R_T Erster Gang = 4:1
R_T Zweiter Gang = 2,67:1
R_T Dritter Gang = 2,0:1
R_T Vierter Gang = 1,6:1
R_T Fünfter Gang = 1,33:1
R_T Sechster Gang = 0,8:1
und
R_C = 1,5:1

Es ist zu erkennen, dass der Begriff "Handschaltgetriebe", wie hier gemeint, ein Getriebe ist, in dem die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 durch die Bewegung des Schalthebels 11 manuell ausgewählt werden.
Ferner ist zu erkennen, dass das Einrücken und Ausrücken der Kupplung 10 durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 manuell gesteuert wird oder in Reaktion auf Fahrerhandlungen wie im Fall einer E-Kupplung elektronisch gesteuert wird. Eine E-Kupplung ist eine elektronisch gesteuerte Kupplung, bei der die Kupplungspedalposition unter Verwendung eines Sensors überwacht wird und das tatsächliche Einrücken/Ausrücken der Kupplung über einen elektronisch gesteuerten Aktuator durchgeführt wird.
Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine erste Ausführungsform eines vorhersagenden Gangerfassungssystems, das aus dem Getriebezustandsmodul 5, einem 2D-Magnetziel 8 und einem 2D-Sensor 7 für den ausgewählten Gang, die in Kombination ein 2D-Sensorpaar für den ausgewählten Gang bilden, besteht. Das Getriebezustandsmodul 5 ist angeordnet, um Signale vom Sensor 7 für den ausgewählten Gang zu empfangen, der an einem Gehäuse 3B des Getriebes 3 befestigt ist. Der Sensor 7 für den ausgewählten Gang ist eine magnetische 2D-PWM-Sensoranordnung, die Signale auf der Basis von Veränderungen des Flusses zwischen dem Sensor 7 für den ausgewählten Gang und dem 2D-Magnetziel 8 liefert, das einem Schaltwählelement in Form eines Turmwählzylinders 3A zugeordnet ist. Der Sensor 7 für den ausgewählten Gang kombiniert einen Drehpositionssensor und einen Sensor für eine axiale Verlagerung in einer einzelnen 2D-Sensoranordnung.
2A, 4 und 5 zeigen eine typische "H-Kulissen"-Getriebekonfiguration, die aus einem Schaltturmwählzylinder 3A, der innerhalb des Hauptgetriebegehäuses 3B angeordnet ist, besteht. Der Schaltturmwählzylinder 3A dreht sich, wenn der Schalthebel 11 vorwärts und rückwärts bewegt wird, um ungerade bzw. gerade Gänge auszuwählen, und er bewegt sich axial, wenn der Schalthebel 11 nach rechts und links bewegt wird, um die Gangschalthebelebene zu ändern, in der sich der Schalthebel bewegt. Der Rückwärtsgang kann als ungerader Gang oder gerader Gang in Abhängigkeit von der Konfiguration des Getriebes 3 konfiguriert sein. Es ist zu erkennen, dass der Schaltturmwählzylinder derart angeordnet sein könnte, dass eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung zu einer axialen Bewegung des Wählzylinders führt und eine Links/Rechts-Bewegung zu einer Drehung des Wählzylinders führt und die Ausgabe aus der 2D-Sensoranordnung dementsprechend interpretiert werden würde.
Der Gangschalthebel 11 ist durch einen Seilantrieb mit einem Paar von Hebeln 21A, 21B verbunden, die als Teil der Schaltturmanordnung 20 ausgebildet sind und die den Schaltturmwählzylinder 3A betätigen.
Das 2D-Magnetziel 8 ist am Schaltturmwählzylinder 3A befestigt und in dem gezeigten Beispiel ist der Sensor 7 für den ausgewählten Gang an der Außenseite des Getriebegehäuses 3B angeordnet und detektiert eine axiale und Drehbewegung des Magnetziels 8. Es ist jedoch zu erkennen, dass der Sensor 7 für den ausgewählten Gang innerhalb des Getriebegehäuses 3B angebracht sein könnte.
2B zeigt die Bewegung des Magnetziels 8, wenn verschiedene Gänge ausgewählt werden.
3A, 3B, 6A, 6B und 6C zeigen einen Stößel 3C, der am Wählzylinder 3A befestigt ist und sich mit diesem dreht, der Stößel 3C weist drei Einkerbungen 3E auf, eine zentrale Einkerbung, die einer Neutralgangposition entspricht, eine Einkerbung für ungerade Gänge auf einer Seite der Neutraleinkerbung und eine Einkerbung für gerade Gänge auf der anderen Seite der Neutraleinkerbung. Eine Kugel 3D ist durch eine Feder (schematisch durch den Pfeil "S" in 6a, 6B und 6C angegeben) zum Eingriff mit einer der Einkerbungen 3E vorbelastet. Die Kugel 3D ist durch das Getriebegehäuse 3B entweder direkt oder über einen Halter verschiebbar abgestützt. Es ist zu erkennen, dass die Kugel 3D durch einen federvorbelasteten Stift mit einem halbkugelförmigen Ende ersetzt werden könnte. Die Einkerbungen 3E definieren eine erste, eine zweite und eine dritte Drehposition, die einer Auswahlposition für eine erste Reihe von Gängen, einer Auswahlposition für eine zweite Reihe von Gängen und einer Neutralposition für das Getriebe 3 entsprechen, und insbesondere bestimmen die Spitzen, die zwischen der Neutraleinkerbung und den Einkerbungen für eingelegte Gänge angeordnet sind, ob beim Lösen des Schalthebels 11 das Getriebe 3 sich in einen Gang (Einzug) oder in die Neutralstellung (kein Einzug) bewegt, wie nachstehend genauer beschrieben wird.
Beginnend mit dem Getriebe 3 ist zu sehen, dass eine physikalische Verbindung mit dem Magnetziel 8 in Form der mechanischen Verbindung des Magnetziels 8 mit dem Wählzylinder 3A und eine physikalische Verbindung mit dem Sensor 7 für den ausgewählten Gang in Form der mechanischen Verbindung des Sensors 7 für den ausgewählten Gang mit dem Getriebegehäuse 3B bestehen.
Es besteht eine Flussverbindung zwischen dem Sensor 7 für den ausgewählten Gang und dem Magnetziel 8, so dass Veränderungen des Flusses durch den Sensor 7 für den ausgewählten Gang erfasst werden können, um ein Signal zu liefern, das die axialen und Drehpositionen des Wählzylinders 3A und daher, ob das Getriebe 3 sich in einem ungeraden Gang, einem geraden Gang oder in der Neutralstellung befindet und welcher der ungeraden und geraden Gänge eingelegt ist, angibt.
Der Sensor 7 für den ausgewählten Gang gibt kontinuierlich Signale aus, die die Dreh- und axialen Positionen des Wählzylinders 3A angeben, und diese werden verwendet, um den nächsten einzulegenden Gang vorherzusagen, indem die Ausgangssignale mit verschiedenen Kontrollpunkten verglichen werden.
Durch Ausführen einer Testarbeit können beispielsweise die Einzugsdrehpositionen des Wählzylinders 3A festgelegt werden. Die Einzugspositionen von geraden und ungeraden Gängen sind in 6B bzw. 6C gezeigt.
In 6A ist der Wählzylinder 3A in der Neutralposition gezeigt und in 6B und 6C ist der Wählzylinder 3A in Positionen gezeigt, die einem geraden Einzugspunkt (EPI) und einem ungeraden Einzugspunkt (OPI) entsprechen. Der gerade Einzugspunkt wird in diesem Fall erreicht, wenn der Wählzylinder 3A um Ω Grad aus der Neutralposition gedreht ist, und der ungerade Einzugspunkt wird erreicht, wenn der Wähldrehzylinder 3A um –β Grad aus der Neutralposition gedreht ist. Eine Drehung des Wählzylinders 3A im Uhrzeigersinn ist in 6A bis 6C als positiver Winkel und eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn als negativer Winkel dargestellt.
Wenn die Drehposition, in der diese Einzugspositionen (EPI und OPI) erreicht werden, bekannt ist und der Sensor 7 für den ausgewählten Gang derart kalibriert ist, dass das Getriebezustandsmodul 5 aus den vom Sensor 7 für den ausgewählten Gang empfangenen Signalen feststellen kann, wenn diese Drehpositionen erreicht werden, dann kann dies verwendet werden, um vorherzusagen, bevor ein Gang tatsächlich eingelegt wird, ob der eingelegte Gang ein ungerader Gang oder ein gerader Gang ist. Durch Kombinieren dieser Informationen mit der axialen Position des Wählzylinders 3A, die aus dem Signal der axialen Position bestimmt wird, das vom Sensor 7 für den ausgewählten Gang erzeugt wird, kann das Getriebezustandsmodul 5 den nächsten einzulegenden Gang vorhersagen.
Für den Fachmann auf dem Gebiet ist zu erkennen, dass die jeweiligen ungeraden und geraden Einzugspunkte die Drehpositionen des Schaltzylinders 3A sind, in denen die verschiedenen wirkenden Kräfte den Schaltzylinder 3A so drehen, dass die Kugel 3D vollständig mit der jeweiligen Einkerbung 3E in Eingriff kommt und der entsprechende Gang eingelegt wird. Das heißt, am und jenseits des Einzugspunkts wird das Getriebe automatisch in den Gang gezogen, und bevor der Einzugspunkt erreicht wird, kehrt das Getriebe in eine Neutralgangposition zurück.
Mit Bezug auf 7A und 7B die zwei Eingaben in das Getriebezustandsmodul 5, ein Signal der erfassten Drehposition (Y-Achse) und ein Signal der erfassten axialen Verlagerung (X-Achse). Genauer gibt der Sensor 7 für den ausgewählten Gang ein PWM-Signal aus, das entweder im Bereich (zwischen 10 % und 90 % in diesem Fall) oder außerhalb des Bereichs (> 90 % oder < 10 % in diesem Fall) liegt. Eine Eingangstreibersoftware im Getriebezustandsmodul 5 interpretiert die PWM, und wenn die PWM außerhalb des Bereichs (> 90 % oder < 10 %) liegt, setzt die Eingangstreibersoftware ein Qualitätssignal auf FEHLER. Es ist zu erkennen, dass der Bereich von 10 bis 90 % beispielhaft vorgesehen ist und dass die Erfindung nicht auf die Verwendung eines solchen Bereichs begrenzt ist.
Wenn das PWM-Signal im Bereich (zwischen 10 % und 90 %) liegt, setzt die Eingangstreibersoftware das Qualitätssignal auf OK. Das Getriebezustandsmodul 5 vergleicht dann das PWM-Signal mit Schwellenwerten, um festzustellen, ob die Neutralstellung ausgewählt ist oder nicht, ein ungerader Gang ausgewählt ist oder nicht, ein gerader Gang ausgewählt ist oder nicht, der Einzugspunkt ungerader Gänge (OPI) erreicht wurde und der Einzugspunkt gerader Gänge (EPI) erreicht wurde.
In 7A ist zu sehen, dass das Sechsganggetriebe eine herkömmliche H-Kulissen-Anordnung aufweist, wobei die ungeraden Gänge und der Rückwärtsgang in einer Reihe angeordnet sind und die geraden Gänge in einer anderen Reihe angeordnet sind, und dass die Gänge in einer Anzahl von Gangschalthebelebenen angeordnet sind, in denen der Rückwärtsgang und dann in den restlichen Ebenen zwei Vorwärtsgänge, nämlich der erste und der zweite Gang (1/2-Ebene), der dritte und der vierte Gang (3/4-Ebene) und der fünfte und der sechste Gang (5/6-Ebene) angeordnet sind.
Mit Bezug auf 7B interpretiert dann, wenn das PWM-Signal im Wesentlichen 90 % ist, das Getriebezustandsmodul 5 dies als Angabe, dass einer der geraden Gänge ausgewählt wurde, wenn das PWM-Signal im Wesentlichen 10 % ist, dann interpretiert das Getriebezustandsmodul 5 dies als Angabe, dass einer der ungeraden Gänge ausgewählt wurde, wenn das PWM-Signal im Wesentlichen 50 % ist, dann interpretiert das Getriebezustandsmodul 5 dies als Angabe, dass die Neutralstellung ausgewählt wurde.
Es ist zu erkennen, dass in der Praxis Toleranzbänder an allen dieser Zahlen vorhanden sein können und beispielsweise das Getriebezustandsmodul 5 für die Drehrichtung mit Logiktests gut arbeiten kann, wie folgt:
Wenn 85 % < PWM < 90 %, dann ist der eingelegte Gang gleich einem geraden; (1)
Wenn 10 % < PWM < 15 %, dann ist der eingelegte Gang gleich einem ungeraden; (2)
Wenn 45 % < PWM < 55 %, dann ist der Gang gleich der Neutralstellung. (3)
Zusätzlich zu diesen Auswertungen des eingelegten Gangs vergleicht das Getriebezustandsmodul 5 auch das Drehpositionssignal vom Sensor 7 für den ausgewählten Gang mit zwei Drehkontrollpunkten für den Einzugspunkt gerader Gänge (EPI) und für den Einzugspunkt ungerader Gänge (OPI), die verwendet werden, um den nächsten einzulegenden Gang vorherzusagen.
Wie in 7B gezeigt, führt das Getriebezustandsmodul 5 beispielsweise für die Drehrichtung die folgenden Logiktests durch:
Wenn PWM < 30 %, dann ist der vorhergesagte nächste Gang gleich einem ungeraden; (4)
wenn PWM > 70 %, dann ist der vorhergesagte nächste Gang gleich einem geraden. (5)
Wobei die vordefinierten Drehkontrollpunkte EPI und OPI 70 % bzw. 30 % sind.
Unter Verwendung dieser Logik kann der Getriebezustandssensor 5 durch Kombinieren mit der axialen Position des Schaltzylinders 3A den nächsten einzulegenden Gang vorhersagen, bevor er tatsächlich eingelegt wird. Diese Informationen können dann mehrere Millisekunden früher (20–40 ms) zu anderen Steuersystemen gesendet werden, die die Kenntnis der Gangauswahl benötigen, wie z. B. ein HMI-Gangindikator oder die Motorsteuereinheit 6, bevor der Gang tatsächlich eingelegt wird.
Es ist zu erkennen, dass der Sensor 7 für den ausgewählten Gang auch derart angeordnet sein könnte, dass, wenn sich das Getriebe 3 in der Neutralstellung befindet, das entsprechende nominale Sensorsignal 50 % ist, wenn der Schalthebel vorwärts in einen der ungeraden Gänge bewegt wird, das Sensorsignal über 50 % zunimmt, und wenn einer der geraden Gänge ausgewählt wird, das Sensorsignal unter 50 % abnimmt, und somit die vorstehend gegebenen Logiktests im Sinn umgekehrt wären, z. B.
Wenn 85 % < PWM < 90 %, dann ist der eingelegte Gang gleich einem ungeraden; (1')
Wenn 10 % < PWM < 15 %, dann ist der eingelegte Gang gleich einem geraden; (2')
Wenn 45 % < PWM < 55 %, dann ist der Gang gleich der Neutralstellung. (3')
Wenn PWM < 30 %, dann ist der vorhergesagte nächste Gang gleich einem geraden; (4')
Wenn PWM > 70 %, dann ist der vorhergesagte nächste Gang gleich einem ungeraden. (5')
Mit Rückbezug auf 7A ist das Ausgangssignal vom Sensor 7 für den ausgewählten Gang für die axiale oder X-Achsen-Richtung gezeigt und es ist zu sehen, dass für das beispielhaft gezeigte Sechsganggetriebe gilt:
Wenn PWM = 10 %, ist die Rückwärtsgangebene ausgewählt;
Wenn PWM = 40 %, ist die Ebene des ersten/zweiten Gangs ausgewählt;
Wenn PWM = 70 %, ist die Ebene des dritten/vierten Gangs ausgewählt;
Wenn PWM = 90 %, ist die Ebene des fünften/sechsten Gangs ausgewählt;
Wie vorher können Toleranzbänder auf diese Zahlen angewendet werden, um Verschleiß oder Ungenauigkeiten der Konstruktion zu berücksichtigen, und somit kann das Getriebezustandsmodul in der Praxis für die axiale Richtung die folgenden Logiktests durchführen:
Wenn 10 % < PWM < 15 %, ist die Rückwärtsgangebene ausgewählt; (6)
Wenn 37,5 % < PWM < 42,5 %, ist die Ebene des ersten/zweiten Gangs ausgewählt; (7)
Wenn 67,5 % < PWM < 72,5 %, ist die Ebene des dritten/vierten Gangs ausgewählt; (8)
Wenn 85 % < PWM < 90 %, ist die Ebene des fünften/sechsten Gangs ausgewählt; (9)
Das Getriebezustandsmodul 5 kann die obigen Logiktests (4) und (5) in Kombination mit einem der Tests (6) bis (9) verwenden, um den nächsten einzulegenden Gang (N2G) vorherzusagen, wie nachstehend in Tabelle 1 dargelegt.

Bestandener Test Test (4) bestanden Test (5) bestanden

6 N2G = Rückwärtsgang /

7 N2G = Erster N2G = Zweiter

8 N2G = Dritter N2G = Vierter

9 N2G = Fünfter N2G = Sechster

Tabelle 1
Das Getriebezustandsmodul 5 kann dann, wenn der Gang tatsächlich eingelegt wird, den eingelegten Gang (EG) bestätigen, nachdem die Bestätigung vom Sensor 7 für den ausgewählten Gang empfangen wird, und zwar unter Verwendung der obigen Logiktests (1) und (2) in Kombination mit einem der Tests (6) bis (9), wie nachstehend in Tabelle 2 dargelegt.

Bestandener Test Test (2) bestanden Test (1) bestanden

6 EG = Rückwärtsgang /

7 EG = Erster EG = Zweiter

8 EG = Dritter EG = Vierter

9 EG = Fünfter EG = Sechster

Tabelle 2
Daher liefert das vorhersagende Erfassungssystem auch Informationen hinsichtlich dessen, welcher Gang tatsächlich eingelegt ist.
Es ist zu erkennen, dass, wie in Bezug auf die Drehkalibrierung angeführt, die Kalibrierung der axialen Position entgegengesetzt zu dem vorstehend beschriebenen sein könnte, wobei 10 % = sechster Gang und 90 % = Rückwärtsgang, in welchem Fall die Logiktests für die Ebene zu den vorstehend gegebenen verschieden wären.
Obwohl das vorhersagende Gangerfassungssystem in Bezug auf die Verwendung eines PWM-Magnetsensors für den ausgewählten Gang beschrieben wurde, der einen 2D-Magneten verwendet und PWM-Ausgaben erzeugt, ist die Erfindung nicht auf die Verwendung von Sensoren begrenzt, die eine PWM-Ausgabe erzeugen, sie ist gleichermaßen auf die Verwendung mit einem Verlagerungssensor anwendbar, der variable Ausgangsspannungen anstelle von PWM-Ausgaben erzeugt.
Es ist auch zu erkennen, dass das vorhersagende Gangerfassungssystem nicht auf die Verwendung einer einzelnen 2D-Magnetsensoranordnung 7 für den Sensor für den ausgewählten Gang begrenzt ist, sie kann auch unter Verwendung eines 3D-Sensors und einer Magnetanordnung oder von zwei separaten Sensoren, einem für die Erfassung der Drehbewegung und einem für die Erfassung der axialen Bewegung, verwirklicht werden.
Es ist auch zu erkennen, dass die Erfindung nicht auf ein Getriebe mit sechs Vorwärtsgängen oder auf die Positionierung des Rückwärtsgangs, wie in 7A gezeigt, begrenzt ist, und dass die Erfindung auf Getriebe mit einer anderen Anzahl von Vorwärtsgängen oder einer anderen Rückwärtsgangposition mit gleichem Nutzen angewendet werden könnte.
Mit Bezug auf 8A bis 8C ist ein Teil einer zweiten Ausführungsform eines vorhersagenden Gangerfassungssystems gezeigt, das in der meisten Hinsicht zu dem vorher beschriebenen identisch ist und somit nicht erneut im Einzelnen beschrieben wird.
Der Hauptunterschied zwischen dieser zweiten Ausführungsform und der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform besteht darin, dass zusätzlich zu den Kontrollpunkten in der Ebene in Bezug auf die Einzugspunkte, die in den Gangschaltebenen angeordnet sind, mehrere Kontrollpunkte zwischen den Ebenen, die zwischen den Gangschaltebenen angeordnet sind, auch vorgesehen sind.
Mit Bezug zuerst auf 8A ist eine Anzahl von Kontrollpunkten in der Ebene Ra, 1a, 2a, 3a, 4a, 5a und 6a gezeigt. Die Kontrollpunkte Ra, 1a, 3a und 5a entsprechen dem vorstehend ausgewiesenen Einzugspunkt ungerader Gänge (OPI) und die Kontrollpunkte 2a, 4a und 6a entsprechen dem vorstehend ausgewiesenen Einzugspunkt gerader Gänge (EPI). Das vorhersagende Gangsystem arbeitet wie vorstehend in Bezug auf diese Kontrollpunkte und kann, wie vorstehend beschrieben, den nächsten einzulegenden Gang vorhersagen.
Zusätzlich zu diesen Kontrollpunkten in der Ebene Ra, 1a, 2a, 3a, 4a, 5a und 6a ist auch eine Anzahl von Kontrollpunkten zwischen den Ebenen R/1b, 1/2b, 3/4b und 1/2a, 3/4a, 5/6a vorhanden.
Die Funktion der Kontrollpunkte zwischen den Ebenen besteht darin, eine frühe Angabe der auszuwählenden potentiellen Ebene zu schaffen, während sich das Getriebe 3 noch in der Neutralstellung befindet.
8B zeigt die Kontrollpunkte zwischen den Ebenen R/1b, 1/2b, 3/4b, 1/2a, 3/4a und 5/6a als %PWM-Ausgaben vom Sensor für die axiale Verlagerung, die aus dem Sensor 7 für den ausgewählten Gang ausgegeben werden, und 8C wiederholt 7B mit den Kontrollpunkten in der Ebene in 8C (Ra, 1a, 3a und 5a und 2a, 4a und 6a), die den OPI- bzw. EPI-Kontrollpunkten in 7B entsprechen.
Da die Kontrollpunkte zwischen den Ebenen Vorgabepunkte sind, sind sie nicht von Toleranzen im Mechanismus betroffen und somit können einzelne Werte verwendet werden.
Die in 8a und 8B gezeigten Kontrollpunkte weisen beispielsweise die folgenden zugewiesenen %PWM-Werte auf:
R/1b = 17,5 %
1/2a = 32,5 %
1/2b = 45 %
3/4a = 65 %
3/4b = 75 %
5/6a = 85 %
Diese werden verwendet, um im Gangauswahlprozess früh die wahrscheinlich auszuwählende Ebene und folglich eines der zwei potentiellen Übersetzungsverhältnisse zu bestimmen.
Daher kann ein vorhersagendes Gangerfassungssystem gemäß dieser zweiten Ausführungsform weitere Zeit schaffen, in der irgendeine andere Handlung unternommen wird, wie z. B. Harmonisieren der Motordrehzahl und der Getriebeeingangsdrehzahl, indem eine frühe Angabe der erforderlichen Handlung geschaffen wird.
Es ist zu erkennen, dass die Zeit, die es dauert, bis ein Fahrer den Gangschalthebel 11 von der Neutralstellung in eine Fahrgangstellung bewegt, relativ kurz ist und somit irgendwelche zusätzlichen Informationen, die früh in einem Gangauswahlprozess bereitgestellt werden, potentiell sehr nützlich für ein System sind, das die Kenntnis des ausgewählten Gangs erfordert.
Mit Bezug auf 10 sind die Basisschritte gezeigt, die erforderlich sind, um eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zum Vorhersagen eines einzulegenden Gangs in einem Mehrgang-Handschaltgetriebe des vorher beschriebenen Typs durchzuführen.
Das Verfahren beginnt im Kasten 100 mit einem Anlassereignis und im Kasten 110 rückt dann der Fahrer die Kupplung zur Vorbereitung auf einen Gangschaltvorgang oder die Auswahl eines Gangs aus.
Das Verfahren geht dann zum Kasten 120 weiter, in dem der Sensor 7 für den ausgewählten Gang verwendet wird, um die Bewegung eines Gangschaltelements wie z. B. des Schaltzylinders 3A zu überwachen, und im Kasten 130 wird die Gangschalthebelebene bestimmt. Das heißt, im Kasten 130 wird festgestellt, in welcher der Gangschaltebenen sich der Schalthebel 11 gegenwärtig befindet.
Dann wird im Kasten 140 festgestellt, ob einer der Einzugspunkte oder der Kontrollpunkte in der Ebene EPI, OPI erreicht wurde. Wenn einer der Kontrollpunkte in der Ebene EPI, OPI erreicht wurde, dann geht das Verfahren zum Kasten 150 weiter, wenn jedoch keiner der Kontrollpunkte in der Ebene EPI, OPI erreicht wurde, läuft das Verfahren in einer Schleife zum Kasten 130 zurück und läuft weiterhin in einer Schleife um die Kästen 130, 140, bis ein Kontrollpunkt in der Ebene EPI, OPI erreicht wurde.
Im Kasten 150 wird festgestellt, welcher der Kontrollpunkte in der Ebene erreicht wurde, und auf der Basis dieser Entscheidung geht das Verfahren entweder zum Kasten 160 weiter, wenn der Kontrollpunkt in der Ebene für ungerade Gänge OPI erreicht wurde, oder zum Kasten 170, wenn der Kontrollpunkt in der Ebene für gerade Gänge EPI erreicht wurde.
In den Kästen 160 und 170 werden die Ebeneninformationen vom Kasten 130 mit den Informationen hinsichtlich dessen, ob der auszuwählende Gang ungerade oder gerade ist, kombiniert, um eine Vorhersage des nächsten auszuwählenden Gangs zu schaffen, und im Kasten 180 wird diese zu irgendwelchen Systemen geliefert, die diese Information benötigen.
Das Verfahren geht dann zum Kasten 190 weiter, in dem festgestellt wird, ob ein Ausschaltereignis aufgetreten ist, wenn es aufgetreten ist, endet das Verfahren im Kasten 200, und wenn es nicht aufgetreten ist, geht das Verfahren zum Kasten 195 weiter, in dem der tatsächlich ausgewählte Gang für die zukünftige Verwendung gespeichert wird, und dann wird diese Information im Kasten 196 zu den Systemen, die die Gangzustandskenntnis erfordern, als Bestätigung der im Kasten 180 gelieferten Vorhersage geliefert.
Das Verfahren fährt dann zum Kasten 197 fort, in dem der Fahrer die Kupplung 10 erneut einrückt, und verweilt dann im Kasten 197, bis der Fahrer die Kupplung 10 das nächste Mal ausrückt, zu welchem Zeitpunkt es sich zum Kasten 110 zurück begibt, um das Verfahren erneut zu starten.
Mit Bezug auf 11 sind die Basisschritte gezeigt, die erforderlich sind, um eine zweite Ausführungsform eines Verfahrens zum Vorhersagen eines einzulegenden Gangs in einem Mehrgang-Handschaltgetriebe des vorstehend beschriebenen Typs durchzuführen.
Das Verfahren beginnt im Kasten 1100 mit einem Anlassereignis und im Kasten 1110 rückt dann der Fahrer die Kupplung 10 zur Vorbereitung auf einen Gangschaltvorgang oder die Auswahl eines Gangs aus und gegenwärtig gespeicherte Werte für die axiale und Drehposition werden gelesen oder ein Zustand eines gegenwärtig ausgewählten Gangs wird gelesen.
Das Verfahren geht dann zum Kasten 1120 weiter, in dem der Sensor 7 für den ausgewählten Gang verwendet wird, um die Bewegung eines Gangschaltelements wie z. B. des Schaltzylinders 3A zu überwachen, und im Kasten 1125 wird festgestellt, ob der Gangschalthebel in derselben Ebene (das %PWM-Signal ist im Wesentlichen konstant), in einer Hochschaltrichtung entsprechend einem Hochschalten (das %PWM-Signal nimmt zu), oder einer Herunterschaltrichtung entsprechend einem Herunterschalten (das %PWM-Signal nimmt ab) bewegt wird. Auf der Basis dieser Feststellung geht das Verfahren zum Kasten 1200 weiter, wenn kein Wechsel in der Ebene besteht, zum Kasten 1130, wenn es sich um ein Hochschalten handelt, und zum Kasten 1140, wenn es sich um ein Herunterschalten handelt.
Im Kasten 1130 wird geprüft, ob ein Hochschaltkontrollpunkt zwischen den Ebenen passiert wurde, und wenn ja, geht das Verfahren zum Kasten 1150 weiter, aber wenn nicht, läuft es in einer Schleife zu 1120 zurück. Im Kasten 1140 wird ebenso geprüft, ob ein Herunterschaltkontrollpunkt zwischen den Ebenen passiert wurde, und wenn ja, geht das Verfahren zum Kasten 1150 weiter, aber wenn nicht, läuft es in einer Schleife zu 1120 zurück.
Die Kästen 1130 und 1140 ermöglichen die Verwendung von verschiedenen Hochschalt- und Herunterschaltkontrollpunkten zwischen den Ebenen, es ist jedoch zu erkennen, dass, wenn dieselben Kontrollpunkte ungeachtet der Gangschaltrichtung verwendet werden, das Verfahren vom Kasten 1120 zu einem Kasten, der prüft ob irgendwelche Kontrollpunkte zwischen den Ebenen passiert wurden, und dann, wenn dies der Fall ist, zum Kasten 1150, wenn dies jedoch nicht der Fall ist, zu 1120 zurück gehen könnte.
Im Kasten 1150 wird eine vorläufige zukünftige Gangschalthebelebene auf der Basis des passierten Kontrollpunkts zu irgendwelchen Systemen geliefert, die die Kenntnis dessen benötigen, ob der nächste Gang wahrscheinlich höher oder niedriger als der vorher eingelegte Gang ist. Dies kann ein mehrstufiger Schritt sein, wobei die Informationen aktualisiert werden, wenn verschiedene Kontrollpunkte zwischen den Ebenen passiert werden, bis im Kasten 1200 ein Einzugspunkt passiert wird. Das heißt, wenn der Test im Kasten 1200 fehlschlägt, könnte das Verfahren alternativ in einer Schleife zu Schritt 1150 und nicht wie gezeigt zum Kasten 1120 zurück laufen.
Mit Fortsetzung mit dem Kasten 1200 wird festgestellt, ob ein Einzugspunkt, das heißt ein Kontrollpunkt in der Ebene, erreicht wurde. Die Kontrollpunkte in der Ebene EPI, OPI werden wie vorher verwendet, um festzustellen, ob der auszuwählende Gang ein ungerader oder ein gerader ist. Wenn kein Einzugspunkt erreicht wurde, läuft das Verfahren in einer Schleife zu 1120 zurück, und wenn ein Einzugspunkt erreicht wurde, geht das Verfahren zum Kasten 1300 weiter, in dem die Gangschalthebelebene bestimmt wird und festgestellt wird, ob der erreichte Einzugspunkt für einen ungeraden Gang oder einen geraden Gang ist.
Dann wird in den Kästen 1600 und 1700 die bestimmte Gangschaltebene vom Kasten 1300, in der sich der Schalthebel 11 gegenwärtig befindet, mit der Einzugsrichtungskenntnis kombiniert, um eine Vorhersage des nächsten ausgewählten Gangs zu erzeugen.
Im Kasten 1800 wird dann diese Vorhersage zu irgendwelchen Systemen geliefert, die diese Information benötigen.
Das Verfahren geht dann zum Kasten 1900 weiter, in dem festgestellt wird, ob ein Ausschaltereignis aufgetreten ist, wenn es aufgetreten ist, endet das Verfahren im Kasten 2000, wenn es nicht aufgetreten ist, geht das Verfahren zum Kasten 1950 weiter, in dem der tatsächlich ausgewählte Gang für die zukünftige Verwendung gespeichert wird, und dann wird diese Information im Kasten 1960 zu den Systemen, die die Gangzustandskenntnis benötigen, als Bestätigung der im Kasten 1800 gelieferten Vorhersage geliefert.
Das Verfahren geht dann zum Kasten 1970 weiter, in dem der Fahrer die Kupplung 10 erneut einrückt, und verweilt dann im Kasten 1970, bis der Fahrer die Kupplung 10 das nächste Mal ausrückt, zu welchem Zeitpunkt es sich zum Kasten 1110 zurück begibt, um das Verfahren erneut zu starten.
Es ist zu erkennen, dass die vorstehend beschriebenen zwei Ausführungsformen eines Verfahrens zum Vorhersagen eines nächsten einzulegenden Gangs beispielhaft vorgesehen sind und dass die Erfindung nicht auf die offenbarten spezifischen Schritte oder die Reihenfolge, in der die Schritte durchgeführt werden, begrenzt ist.
Mit Bezug auf 8D ist ein vorhersagender Gangsensor gezeigt, der einen Teil einer dritten Ausführungsform eines vorhersagenden Gangerfassungssystems bildet, das verwendet werden könnte, um die vorstehend beschriebenen zwei bevorzugten Ausführungsformen zu ersetzen.
In diesem Fall wird die Bewegung des Schalthebels 11 unter Verwendung einer großen Anzahl von separaten Sensoren SR, S1, S2, S3, S4, S5, S6; PR, P1, P2, P3, P4, P5 und P6 überwacht. Der Schalthebel weist ein Magnetziel (nicht dargestellt) auf, das an ihm befestigt ist, und wenn es an einem der Sensoren SR, S1, S2, S3, S4, S5, S6; PR, P1, P2, P3, P4, P5 und P6 vorbeigeht oder sich in unmittelbarer Nähe dazu befindet, tritt eine magnetische Kopplung auf, die durch das Getriebezustandsmodul 5 überwacht wird, um ein vorhersagendes Gangerfassungssystem zu bilden.
Es gibt zwei gezeigte Typen von Sensor, der erste Typ SR, S1, S2, S3, S4, S5 und S6 liefert jeweils ein Signal, das verwendet werden kann, um anzugeben, wenn sich das Getriebe 3 vollständig im jeweiligen Gang befindet, dem sie zugeordnet sind, und der zweite Typ PR, P1, P2, P3, P4, P5 und P6 sind Kontrollpunktsensoren, die ein Signal liefern, das verwendet werden kann, um anzugeben, wenn sich das Getriebe 3 fast im Gang befindet. Das heißt, der zweite Typ von Sensor wird verwendet, um anzugeben, wenn die vorstehend ausgewiesenen Einzugspunkte erreicht wurden, aber liefert nicht nur eine Angabe dessen, ob der einzulegende Gang ungerade oder gerade ist, sondern liefert auch die Ebeneninformationen, so dass sie den einzulegenden Gang bestimmen. In 8D ist der Schalthebel 11 in einer ausgewählten Position 11G des ersten Gangs und in einer Neutralposition 11N gezeigt.
Es ist zu erkennen, dass weitere Sensoren (nicht dargestellt) zwischen den Ebenen der H-Kulisse angeordnet sein könnten, um eine Rückmeldung der Bewegung zwischen den Ebenen zu liefern, wodurch Informationen ähnlich zu den von den in 8A gezeigten Kontrollpunkten R/1b, 1/2b, 3/4b und 1/2a, 3/4a, 5/6a gelieferten bereitgestellt werden.
Die Verwendung eines solchen vorhersagenden Gangerfassungssystems kann daher unter einigen Umständen mehr Zeit schaffen, in der die Motordrehzahl mit der Drehzahl des Eingangs 3i in das Getriebe 3 harmonisiert oder synchronisiert wird.
In einer Handschaltgetriebeanordnung besteht, sobald die Kupplung 10 ausgerückt ist, keine Beziehung zwischen der Drehzahl des Motors 2 und der Eingangsdrehzahl des Getriebes 3, und selbst wenn ein Drehzahlsensor am Eingang 3i des Getriebes 3 eingebaut ist, liefert er keine spezifischen Informationen, bis ein Gang tatsächlich eingelegt wird, das heißt während der Zeitdauer, in der die Neutralstellung ausgewählt ist, ist die endgültige Drehzahl des Eingangs 3i in das Getriebe 3 nicht bekannt. Daher ist die einzige Zeit, die zum Einstellen der Motordrehzahl verfügbar ist, die Zeit, nachdem der Gang tatsächlich eingelegt ist, während der Fahrer die Kupplung 10 einrückt.
Gemäß einigen Ausführungsformen dieser Erfindung kann jedoch der nächste einzulegende Gang unter Verwendung eines vorhersagenden Gangerfassungssystems vorhergesagt werden, so dass mehr Zeit vorgesehen ist, um die Drehzahl des Motorausgangs 2a mit dem Eingang 3i in das Getriebe 3 zu synchronisieren. Das heißt, die erforderliche Synchronisationsdrehzahl ist bekannt, bevor der Gang tatsächlich eingelegt wird, im Fall eines FRIN-Systems oder FRIG-Systems, wenn ein neuer Gang ausgewählt wird, entweder wenn ein Einzugskontrollpunkt passiert wird oder wenn ein Kontrollpunkt inmitten der Ebenen oder zwischen den Ebenen durchlaufen wird, wodurch mehr Zeit zum Einstellen der Motordrehzahl auf die erforderliche Drehzahl geschaffen wird.
Mit Bezug auf 9 ist ein Diagramm gezeigt, das die Motordrehzahl mit der Fahrzeuggeschwindigkeit des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs 1 in Beziehung setzt.
Die Linie X-X zeigt für eine Fahrzeuggeschwindigkeit von 20 km/h die verschiedenen Motordrehzahlen 1g–6g für den ersten bis sechsten Gang.
Aus 9 ist zu sehen, dass die entsprechenden Motordrehzahlen sind:
Erster Gang 2000 min^–1; zweiter Gang 1333 min^–1; dritter Gang 1000 min^–1; vierter Gang 800 min^–1; fünfter Gang 667 min^–1; und sechster Gang 400 min^–1.
In Abhängigkeit von dem für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase ausgewählten Gang muss der Motor 2 daher theoretisch auf eine Motordrehzahl im Bereich von 2000 min^–1 bis 400 min^–1 eingestellt werden. In der Praxis weiß jedoch ein Fahrer wahrscheinlich, dass bei einer solchen niedrigen Fahrgeschwindigkeit nur der erste, der zweite und der dritte Gang wahrscheinlich für einen Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase geeignet sind. In einigen Ausführungsformen der Erfindung umfasst das System eine Fahrerwarnvorrichtung, wenn der ausgewählte Gang zu hoch oder zu niedrig ist. Wenn beispielsweise die Motordrehzahl unter 1000 min^–1 oder über 3000 min^–1 liegt, wird der Fahrer mit einer Warnung versehen, die eine akustische Warnung, eine visuelle Warnung wie z. B. die Beleuchtung eines Warnlichts oder beides sein kann.
In einer anderen Ausführungsform, in der die Kupplung 10 eine E-Kupplung ist, kann dann das Einrücken der Kupplung 10 verhindert werden, wenn der ausgewählte Gang zu hoch oder zu niedrig ist.
Wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 während der Freilaufbetriebsphase unter einen vorbestimmten minimalen Wert fällt, kann auch der Freilaufausstieg abgebrochen werden und die elektronische Steuereinheit kann in der Weise einer herkömmlichen Stopp/Start-Steuereinheit arbeiten. Das heißt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit null ist oder sich null nähert, läuft das Fahrzeug nicht mehr frei, es ist stationär.
Ein System zum Steuern des Kraftfahrzeugs 1 während eines Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase arbeitet gemäß einer Ausführungsform in der folgenden Weise.
Das Antriebsstrang-Steuermodul 4 empfängt Eingaben von den verschiedenen Sensoren und insbesondere vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 9v, vom Motordrehzahlsensor 9e und vom Sensor 7 für den ausgewählten Gang.
Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 wird verwendet, um eine Abschätzung der erforderlichen Motordrehzahl zu schaffen, und wird kontinuierlich überwacht und aktualisiert. Es ist zu erkennen, dass andere Mittel zum Vorsehen von Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen als Eingabe der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden könnten, wie z. B. Informationen eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS), und dass die Erfindung nicht auf die Verwendung eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors eingeschränkt ist.
Das Getriebezustandsmodul 5 ist betreibbar, um Informationen hinsichtlich entweder des momentan eingelegten Gangs oder des vorhergesagten nächsten einzulegenden Gangs in der vorstehend beschriebenen Weise zur Motorsteuereinheit 6 zu liefern, und die Motorsteuereinheit 6 verwendet diese Informationen, um die Motordrehzahl auf die erforderliche Motordrehzahl auf der Basis der Informationen hinsichtlich der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen. In dieser Weise werden Fehler in der Synchronisationsdrehzahl auf ein Minimum verringert und eine sanfte Aufnahme der Fahrt kann sichergestellt werden. Wenn die verwendeten Informationen auf dem vorhergesagten nächsten einzulegenden Gang basieren, dann kann die erforderliche Motordrehzahl überprüft oder feinabgestimmt werden, wenn der tatsächlich eingelegte Gang bekannt ist.
Es ist auch zu erkennen, dass in anderen Ausführungsformen die zur Motorsteuereinheit 6 gelieferte Information die erforderliche Motordrehzahl sein könnte und dass in einem solchen Fall die Motorsteuereinheit 6 einfach die Steuerfunktionalität vorsieht, um die Motordrehzahl auf die erforderliche Drehzahl zu bringen.
Zusammengefasst umfasst daher ein System zum Steuern des Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase den Motor 2, um den Antrieb über die Kupplung 10 zum Getriebe 3 zu liefern, einen Gangsensor, um Informationen, die den Einrückungszustand des Getriebes 3 angeben, zum Antriebsstrang-Steuermodul 4 und insbesondere zum Getriebezustandsmodul 5 zu liefern, eine Motorsteuereinheit 6, um die Drehzahl des Motors 2 zu steuern und einzustellen, und eine Quelle für Informationen, die die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 angeben, zur Verwendung durch das Antriebsstrang-Steuermodul 4.
Mit Bezug auf 12 ist eine allgemeine Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern eines Kraftfahrzeugs mit einem FRIN-System während eines Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase gezeigt.
Das Verfahren beginnt im Kasten 300 mit einem Anlassereignis und geht dann zum Kasten 305 weiter, in dem der Motor 2 läuft und das Kraftfahrzeug 1 in einer normalen Betriebsphase wie irgendein anderes Kraftfahrzeug arbeitet.
Das Verfahren geht dann zum Kasten 310 weiter, in dem eine Prüfung hinsichtlich dessen stattfindet, ob die Bedingungen für den Eintritt in eine Freilaufbetriebsphase vorliegen. Im Fall eines FRIN-Systems umfassen diese Bedingungen die Anordnung des Getriebes 3 in einem Neutralzustand, während sich das Kraftfahrzeug 1 noch bewegt. Die Bedingungen können auch die Anforderung, dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 zwischen vorbestimmten Grenzen liegt, umfassen. Wenn die Eintrittsbedingungen nicht erfüllt sind, läuft das Verfahren in einem Zyklus durch die Kästen 305 und 310 bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Eintrittsbedingungen erfüllt sind, zu welchem Zeitpunkt das Verfahren zum Kasten 312 weitergeht, in dem der Motor 2 gestoppt wird und das Kraftfahrzeug 1 in die Freilaufbetriebsphase eingetreten ist.
Das Verfahren geht dann zum Kasten 315 weiter, in dem geprüft wird, ob die Bedingungen für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase vorliegen, die im Fall eines FRIN-Systems das Ausrücken der Kupplung 10 und das Einlegen eines Fahrgangs oder im Fall eines Systems unter Verwendung eines vorhersagenden Gangerfassungssystems, bis eine Angabe geliefert wird, dass ein Gang eingelegt werden soll, umfassen.
Wenn diese Bedingungen nicht vorhanden sind, bleibt der Motor 2 gestoppt, das Kraftfahrzeug 1 bleibt in der Freilaufbetriebsphase und das Verfahren läuft in einer Schleife zum Kasten 312 zurück. Das Verfahren läuft weiterhin in einer Schleife um die Kästen 312 und 315, bis die Bedingungen für den Ausstieg aus der Freilaufphase erfüllt sind.
Wenn die Bedingungen im Kasten 315 erfüllt sind, geht das Verfahren zum Kasten 318 weiter, in dem der für den Ausstieg eingelegte Gang festgestellt wird oder der vorhergesagte Gang für den Ausstieg im Fall eines Systems unter Verwendung eines vorhersagenden Gangerfassungssystems festgestellt wird und der Motor 2 gestartet wird. Es ist zu erkennen, dass das Starten des Motors 2 ein separater Schritt sein kann, der nach oder gleichzeitig mit dem Schritt des Bestimmens des Gangs für den Ausstieg ausgeführt wird.
Das Verfahren geht dann zum Kasten 320 weiter, in dem die erforderliche Motordrehzahl für den Ausstieg bestimmt wird. Dies kann entweder durch direkte Messung der Drehzahl des Eingangs 3i in das Getriebe 3 unter Verwendung eines Sensors oder mittels Berechnung auf der Basis des eingelegten oder vorhergesagten einzulegenden Gangs stattfinden.
Sobald die erforderliche Motordrehzahl bekannt ist, geht das Verfahren zum Kasten 325 weiter, in dem die Drehzahl des Motors 2 durch die Motorsteuereinheit 6 eingestellt wird, um sie an die erforderliche Motordrehzahl anzupassen.
Das Verfahren geht dann zum Kasten 328 weiter, in dem festgestellt wird, ob die Kupplung 10 tatsächlich eingerückt wurde. Wenn die Kupplung nicht eingerückt wurde, läuft das Verfahren in einer Schleife durch den Kasten 329 zum Kasten 320 zurück und die Kästen 320, 325 und 328 werden erneut ausgeführt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer vorbestimmten minimalen Geschwindigkeit (V_min) liegt, die eine Geschwindigkeit nahe null ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der minimalen Geschwindigkeit (V_min) liegt, dann wird dies im Kasten 329 detektiert und das Verfahren endet im Kasten 360.
Wenn im Kasten 328 festgestellt wird, dass die Kupplung eingerückt wurde, ist der Ausstieg aus der Freilaufphase vollendet und das Verfahren geht dann zum Kasten 330 weiter, um zu prüfen, ob ein Ausschaltereignis aufgetreten ist.
Wenn kein Ausschaltereignis aufgetreten ist, kehrt das Verfahren vom Kasten 330 zum Kasten 305 zurück, wenn jedoch ein Ausschaltereignis aufgetreten ist, geht das Verfahren vom Kasten 330 zum Kasten 350 weiter, in dem es endet.
Wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 während der Zeitdauer zwischen dem Einlegen des Gangs und dem Einrücken der Kupplung konstant ist, sind keine Motordrehzahl-Feinabstimmungseinstellungen erforderlich. Wenn sich jedoch die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit 1 geändert hat, dann stellt die Rückschleife vom Kasten 328 zu 320 sicher, dass solche Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt werden, wenn die erforderliche Motordrehzahl bestimmt wird, und dieser Feinabstimmungsprozess fährt fort, bis der Fahrer die Kupplung 10 einrückt.
Das Verfahren wird nun mit Bezug auf 12 in Bezug auf ein FRIG-System beschrieben, in dem der Freilauf in einem Fahrgang stattfindet.
Das Verfahren beginnt im Kasten 300 mit einem Anlassereignis und geht dann zum Kasten 305 weiter, in dem der Motor 2 läuft und das Kraftfahrzeug 1 in einer normalen Betriebsphase arbeitet.
Das Verfahren geht dann zum Kasten 310 weiter, in dem eine Prüfung hinsichtlich dessen stattfindet, ob die Bedingungen für den Eintritt in eine Freilaufbetriebsphase vorliegen. Im Fall eines FRIG-Systems umfassen diese Bedingungen das Fehlen einer Anforderung für die Zufuhr eines Drehmoments vom Motor 2 und das automatische Ausrücken der Kupplung 10, während das Kraftfahrzeug 1 sich noch bewegt. Das heißt, das Kupplungspedal ist herabgetreten und das Fahrpedal ist nicht herabgetreten. Die Bedingungen können auch die Anforderung, dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 zwischen vorbestimmten Grenzen liegt, umfassen. Wenn die Eintrittsbedingungen nicht erfüllt sind, läuft das Verfahren in einem Zyklus durch die Kästen 305 und 310 bis zu einem solchen Zeitpunkt, zu dem die Eintrittsbedingungen erfüllt sind, zu welchem Zeitpunkt das Verfahren zum Kasten 312 weitergeht, in dem der Motor 2 gestoppt wird und das Kraftfahrzeug 1 in die Freilaufbetriebsphase eingetreten ist. Das Verfahren geht dann zum Kasten 315 weiter, in dem geprüft wird, ob die Bedingungen zum Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase vorliegen, die im Fall eines FRIG-Systems die Anforderung für die Zufuhr eines Drehmoments durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 durch die Handlung des Herabtretens des Fahrpedals umfassen.
Wenn diese Bedingungen nicht vorliegen, bleibt der Motor 2 gestoppt, das Kraftfahrzeug 1 bleibt in der Freilaufbetriebsphase und das Verfahren läuft in einer Schleife zum Kasten 312 zurück. Das Verfahren läuft weiter in einer Schleife um die Kästen 312 und 315, bis die Bedingungen für den Ausstieg aus der Freilaufphase erfüllt sind.
Wenn die Bedingungen im Kasten 315 erfüllt sind, geht das Verfahren zum Kasten 318 weiter, in dem der eingelegte Gang für den Ausstieg festgestellt wird. In den meisten Fällen ist dies derselbe Gang, in dem in den Freilauf eingetreten wurde, aber es ist möglich, dass der Fahrer einen anderen Gang während der Freilaufbetriebsphase oder während des Ausstiegs aus der Freilaufbetriebsphase auswählen könnte. Der für den Ausstieg ausgewählte Gang wird daher entweder unter Verwendung eines Erfassungssystems für den ausgewählten Gang festgestellt oder im Fall eines Systems unter Verwendung eines vorhersagenden Gangerfassungssystems kann der für den Ausstieg ausgewählte vorhergesagte Gang während der Ausstiegsprozedur festgestellt werden und der Motor 2 wird gestartet. Es ist zu erkennen, dass das Starten des Motors 2 ein separater Schritt sein kann, der nach oder gleichzeitig mit dem Schritt des Bestimmens des Gangs für den Ausstieg ausgeführt wird.
Das Verfahren geht dann zum Kasten 320 weiter, in dem die erforderliche Motordrehzahl für den Ausstieg bestimmt wird. Wie vorher kann dies entweder durch direkte Messung der Drehzahl des Eingangs 3i in das Getriebe 3 unter Verwendung eines Sensors oder mittels Berechnung auf der Basis des eingelegten oder vorhergesagten einzulegenden Gangs stattfinden.
Sobald die erforderliche Motordrehzahl bekannt ist, geht das Verfahren zum Kasten 325 weiter, in dem die Drehzahl des Motors 2 durch die Motorsteuereinheit 6 eingestellt wird, um sie an die erforderliche Motordrehzahl anzupassen.
Das Verfahren geht dann zum Kasten 328 weiter, in dem festgestellt wird, ob die Kupplung 10 tatsächlich eingerückt wurde. Wenn die Kupplung nicht eingerückt wurde, läuft das Verfahren in einer Schleife durch den Kasten 329 zum Kasten 320 zurück und die Kästen 320, 325 und 328 werden erneut ausgeführt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer vorbestimmten minimalen Geschwindigkeit (V_min) liegt, die eine Geschwindigkeit nahe null ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der minimalen Geschwindigkeit (V_min) liegt, dann wird dies im Kasten 329 detektiert und das Verfahren endet im Kasten 360.
Wenn im Kasten 328 festgestellt wird, dass die Kupplung eingerückt wurde, ist der Ausstieg aus der Freilaufphase vollendet und das Verfahren geht dann zum Kasten 330 weiter, um zu prüfen, ob ein Ausschaltereignis aufgetreten ist.
Wenn kein Ausschaltereignis aufgetreten ist, kehrt das Verfahren vom Kasten 330 zum Kasten 305 zurück. Wenn ein Ausschaltereignis aufgetreten ist, dann geht das Verfahren vom Kasten 330 zum Kasten 350 weiter, in dem es endet.
Wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 während der Zeitdauer zwischen dem Einlegen des Gangs und dem Einrücken der Kupplung konstant ist, sind keine Motordrehzahl-Feinabstimmungseinstellungen erforderlich. Wenn sich jedoch die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit 1 geändert hat, dann stellt die Rückschleife vom Kasten 328 zu 320 sicher, dass solche Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt werden, wenn die erforderliche Motordrehzahl bestimmt wird, und dieser Feinabstimmungsprozess fährt fort, bis der Fahrer die Kupplung 10 einrückt.
Es ist zu erkennen, dass die zwei vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eines Verfahrens zum Steuern eines Kraftfahrzeugs während eines Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase beispielhaft vorgesehen sind und dass die Erfindung nicht auf die offenbarten spezifischen Schritte oder die Reihenfolge, in der die Schritte durchgeführt werden, begrenzt ist.
Es ist auch zu erkennen, dass, wenn zu irgendeinem Zeitpunkt während des Betriebs des Fahrzeugs der Zündschlüssel in eine Ausposition bewegt wird, dann das Verfahren im Kasten 350 endet.
Als weiterer Zusatz kann das System ferner betreibbar sein, um die Fahrzeuggeschwindigkeit während des Betriebs des Kraftfahrzeugs in der Freilaufbetriebsphase zu überwachen und den Fahrer kontinuierlich über eine Anzeige über einen vorgeschlagenen Gang für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase zu informieren.
Zusammengefasst beinhaltet die hier vorgestellte Erfindung daher das Einstellen der Motordrehzahl, um sie an die Getriebeeingangswellendrehzahl anzupassen, in der Zeit zwischen dem Starten des Motors und dem Einrücken der Kupplung. Durch Entfernen oder Minimieren irgendeiner Drehzahlfehlanpassung werden Drehmomentstörungen entfernt oder minimiert und der Fahrer spürt ein sanftes erneutes Einrücken des Antriebsdrehmoments. Die Bestimmung der Eingangswellendrehzahl erfordert entweder eine direkte Messung oder eine Abschätzung auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kenntnis des ausgewählten Gangs. Der ausgewählte Gang kann unter Verwendung eines Erfassungssystems für den ausgewählten Gang oder unter Verwendung eines vorhersagenden Gangerfassungssystems bestimmt werden, die beide den Gang durch Messen der Position und Drehung eines Schaltturms oder einer Schaltwelle, die einen Teil eines H-Kulissen-Gangschaltmechanismus für das Getriebe bildet, bestimmen können.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf ein Handschaltgetriebe mit einem H-Kulissen-Gangschaltmechanismus besonders vorteilhaft ist, kann sie auf andere Handschaltgetriebe, automatische Handschaltgetriebe wie beispielsweise ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer ersten Kupplung für die ungeraden Gänge und einer zweiten Kupplung für die geraden Gänge angewendet werden. In diesem Fall ist die relevante Kupplung die Kupplung für den Gang, der für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase gewählt ist.
Der Begriff "System für den ausgewählten Gang", wie hier gemeint, ist ein System, in dem ein Sensor verwendet wird, um den momentan eingelegten Gang entweder durch Erfassen der Position von Komponenten innerhalb des Getriebes oder Komponenten eines Schaltmechanismus, der verwendet wird, um den Gang zu schalten, zu bestimmen und eine Ausgabe zu liefern, die zu einer elektronischen Einheit geliefert wird, die das Signal oder die Signale vom Sensor interpretiert, um eine Angabe des momentan eingelegten Gangs zu schaffen. Das heißt, ein Sensorsystem für den ausgewählten Gang könnte aus dem Sensor 7 für den ausgewählten Gang und dem Getriebezustandsmodul 5, wie in 1A gezeigt, oder einer Sensoranordnung wie z. B. der in 8D gezeigten und dem Getriebezustandsmodul 5 bestehen.
Der Begriff "vorhersagendes Gangerfassungssystem", wie hier gemeint, ist ein System, in dem ein Sensor verwendet wird, um die Position von Komponenten innerhalb des Getriebes oder Komponenten eines Schaltmechanismus, der verwendet wird, um den Gang zu schalten, zu erfassen und eine Ausgabe zu einer elektronischen Einheit zu liefern. Die elektronische Einheit ist angeordnet, um das Signal oder die Signale vom Sensor zu interpretieren, um eine Angabe des nächsten einzulegenden Gangs zu schaffen. Das heißt, ein "vorhersagendes Gangerfassungssystem" könnte ein "System für den ausgewählten Gang" mit dem Zusatz von Kontrollpunkten umfassen, die, wenn sie durchlaufen werden, durch das Getriebezustandsmodul interpretiert werden können, um eine Angabe des nächsten einzulegenden Gangs zu schaffen.
Für den Fachmann auf dem Gebiet ist zu erkennen, dass, obwohl die Erfindung beispielhaft mit Bezug auf eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben wurde, sie nicht auf die offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist und dass eine oder mehrere Modifikationen an den offenbarten Ausführungsformen oder alternative Ausführungsformen konstruiert werden könnten, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt, abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeugs mit einem Motor, der ein Getriebe über eine Kupplung antreibt, während eines Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase, wobei das Verfahren das Feststellen, ob eine oder mehrere Bedingungen für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase vorliegen, und wenn die eine oder die mehreren Bedingungen vorliegen, das Starten des Motors und das Einstellen der Drehzahl des Motors auf eine erforderliche Motordrehzahl auf der Basis einer Eingangsdrehzahl des Getriebes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner das Bestimmen der Eingangsdrehzahl des Getriebes und das Einstellen der Motordrehzahl, um sie an die Eingangsdrehzahl des Getriebes anzupassen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Bestimmen der Eingangsdrehzahl des Getriebes das Messen der Eingangsdrehzahl des Getriebes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Bestimmen der Eingangsdrehzahl des Getriebes das Berechnen der Eingangsdrehzahl auf der Basis einer momentanen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Berechnen der Eingangsdrehzahl des Getriebes die Verwendung eines Übersetzungsverhältnisses des Getriebes, das für den Ausstieg ausgewählt ist, in Kombination mit der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und einem zusammengesetzten Achsuntersetzungsverhältnis zum Berechnen der Eingangsdrehzahl des Getriebes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren ferner die Verwendung eines Erfassungssystems für den ausgewählten Gang, um das für den Ausstieg ausgewählte Übersetzungsverhältnis zu bestimmen, und die Verwendung des bestimmten Übersetzungsverhältnisses bei der Berechnung der Eingangsdrehzahl des Getriebes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren ferner die Verwendung eines vorhersagenden Gangerfassungssystems zum Vorhersagen des nächsten einzulegenden Gangs und die Verwendung des Übersetzungsverhältnisses des vorhergesagten nächsten einzulegenden Gangs bei der Berechnung der Eingangsdrehzahl des Getriebes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Verfahren ferner die Verwendung des vorhersagenden Gangerfassungssystems zum Bestimmen des tatsächlichen für den Ausstieg ausgewählten Übersetzungsverhältnisses und die Verwendung des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses bei der Berechnung der Eingangsdrehzahl des Getriebes umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei während der Freilaufbetriebsphase die Kupplung eingerückt ist und das Getriebe sich in der Neutralstellung befindet und die eine oder die mehreren Bedingungen für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase das Einlegen eines Vorwärtsgangs des Getriebes umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei während der Freilaufbetriebsphase die Kupplung ausgerückt ist und das Getriebe sich im Gang befindet und die eine oder die mehreren Bedingungen für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase eine Anforderung für die Zufuhr eines Drehmoments vom Motor umfassen.
System zum Steuern eines Kraftfahrzeugs mit einem Motor, der ein Getriebe über eine Kupplung antreibt, während eines Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase, wobei das System eine Steuereinheit umfasst, die betreibbar ist, um festzustellen, ob eine oder mehrere Bedingungen für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase vorliegen, und wenn die eine oder die mehreren Bedingungen vorliegen, den Motor zu starten und die Drehzahl des Motors auf eine erforderliche Motordrehzahl auf der Basis einer Eingangsdrehzahl des Getriebes einzustellen.
System nach Anspruch 11, wobei das System ferner einen Sensor zum Messen der Eingangsdrehzahl des Getriebes umfasst und die erforderliche Motordrehzahl eine Motordrehzahl ist, die der Eingangsdrehzahl des Getriebes entspricht.
System nach Anspruch 11, wobei die Steuereinheit betreibbar ist, um ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes, das für den Ausstieg ausgewählt ist, in Kombination mit der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und einem zusammengesetzten Achsuntersetzungsverhältnis zum Berechnen der Eingangsdrehzahl des Getriebes zu verwenden, und die erforderliche Motordrehzahl eine Motordrehzahl zur Anpassung an die berechnete Eingangsdrehzahl des Getriebes ist.
System nach Anspruch 13, wobei das Getriebe ein Handschaltgetriebe ist und das System ferner ein Erfassungssystem für den ausgewählten Gang zum Bestimmen des für den Ausstieg ausgewählten Übersetzungsverhältnisses umfasst.
System nach Anspruch 13, wobei das Getriebe ein Handschaltgetriebe ist und das System ferner ein vorhersagendes Gangerfassungssystem zum Vorhersagen des nächsten einzulegenden Gangs umfasst und die Steuereinheit betreibbar ist, um das Übersetzungsverhältnis des vorhergesagten nächsten einzulegenden Gangs bei der Berechnung der Eingangsdrehzahl des Getriebes zu verwenden.
System nach Anspruch 15, wobei das vorhersagende Gangerfassungssystem ferner verwendet wird, um das tatsächliche Übersetzungsverhältnis, das für den Ausstieg ausgewählt ist, zu bestimmen, und das tatsächliche ausgewählte Übersetzungsverhältnis von der Steuereinheit bei der Berechnung der Eingangsdrehzahl des Getriebes verwendet wird.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei während der Freilaufbetriebsphase das Getriebe sich in der Neutralstellung befindet und das Feststellen der einen oder der mehreren Bedingungen für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase die Erfassung des Einlegens eines Vorwärtsgangs des Getriebes umfasst.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei während der Freilaufbetriebsphase die Kupplung ausgerückt ist und das Getriebe sich im Gang befindet und das Feststellen der einen oder der mehreren Bedingungen für den Ausstieg aus der Freilaufbetriebsphase die Erfassung einer Anforderung für die Zufuhr eines Drehmoments vom Motor umfasst.
Kraftfahrzeug mit einem System nach einem der Ansprüche 11 bis 18.
Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeugs mit einem Motor, der ein Getriebe über eine Kupplung antreibt, während eines Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase, im Wesentlichen wie hier mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
System zum Steuern eines Kraftfahrzeugs mit einem Motor, der ein Getriebe über eine Kupplung antreibt, während eines Ausstiegs aus einer Freilaufbetriebsphase, im Wesentlichen wie hier mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
Kraftfahrzeug, im Wesentlichen wie hier mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben.