DE4230989C2 - Steuereinrichtung zum Schalten eines Verteiler- oder Zwischengetriebes - Google Patents

Steuereinrichtung zum Schalten eines Verteiler- oder Zwischengetriebes

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Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum Schalten eines Verteiler- oder Zwischengetriebes, dessen Eingangswelle über ein Schaltgetriebe und eine Fahrkupplung mit dem Motor in Verbindung steht, in dem eine über eine Betätigungsvorrichtung verstellbare Muffe mit Synchronisiereinrichtung als Schaltelement dient, wobei durch Vorwahl eines Ganges im Verteiler- oder Zwischengetriebe und Ausrücken der Fahrkupplung der Schaltvorgang eingeleitet wird, eine Ist-Drehzahl gemessen wird, die Betätigungseinrichtung beaufschlagt und dadurch der vorgewählte Gang eingerückt wird, wenn die Ist-Drehzahl eine Freigabedrehzahl erreicht, und die Fahrkupplung wieder geschlossen wird.
Eine derartige Steuereinrichtung ist in der DE 38 35 644 A1 beschrieben. Sie handelt von einem synchronisierten Verteilergetriebe mit Vorwählschaltung zwischen einem Straßen- und einem Geländegang und mit einer Rückschaltsperre. Letztere läßt, von einem Drehzahlwächter gesteuert, ein Zurückschalten in den Geländegang nur zu, wenn die Motordrehzahl beim Ausrücken der Fahrkupplung in einem vorgebbaren unteren Bereich liegt.
Daß bei der bekannten Steuereinrichtung die Motordrehzahl beim Ausrücken der Fahrkupplung maßgebend ist, hat den Nachteil, daß der tatsächliche Fahrzustand nach dem Auskuppeln nicht mehr erfaßt ist und unberücksichtigt bleibt. Das Zurückschalten in den Geländegang wird meist durch hohe Fahrwiderstände (Steigung oder Bodenbeschaffenheit) erforderlich, die nach dem Ausrücken der Fahrkupplung zu einer Verzögerung des Fahrzeuges führen. Der Fahrer kann erst dann zurückschalten, wenn die Rückschaltsperre gelöst ist, also die Motordrehzahl den vorgegebenen unteren Bereich erreicht hat. Bis der Geländegang dann tatsächlich ganz eingerückt ist, hat das Fahrzeug oft schon stark an Geschwindigkeit verloren oder ist ganz zum Stillstand gekommen. Dadurch kann das Fahrzeug unter Umständen steckenbleiben oder es muß mit hohem Kupplungverschleiß angefahren werden. Hinzu kommt, daß die Schaltzeit bei großen Massen und hohem Stufensprung relativ lang ist.
Aus der DE 33 34 711 A1 ist es bekannt, zur Kupplungssynchronisation bei jedem Gangwechsel in Abhängigkeit vom Fahrwiderstand (z. B. der Fahrbahnsteigung) eine Zieldrehzahl zu berechnen, die von der Synchrondrehzahl der Kupplung abweicht und mit deren Hilfe ein ruckfreies Einkuppeln sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Fahrwiderständen sichergestellt werden soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Steuereinrichtung mit konstruktiv einfachen Mitteln so weiterzubilden, daß bei größtmöglicher Sicherheit die volle Ausnutzung der Drehzahlgrenze des Motors möglich ist und die Lebensdauer des Verteilergetriebes erhöht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ist-Drehzahl in Kraftflußrichtung nach der Fahrkupplung gemessen wird und daß aus dem Abfall der Ist-Drehzahl während eines bestimmten Meßintervalls, aus einer Motorgrenzzahl und aus einer Schaltzeit die Freigabedrehzahl ermittelt wird.
Es wird also mit anderen Worten nach Lösen der Fahrkupplung die Verzögerung des Fahrzeuges durch die diversen Fahrwiderstände (innere Reibung, Rollreibung, Steigung etc) gemessen und der Schaltpunkt entsprechend einer prognostizierten Schaltzeit vorverlegt.
So erfolgt bereits vor Erreichen des vorgegebenen unteren Be­ reiches der Motordrehzahl bzw. der Getriebeausgangsgrenzdrehzahl, nämlich bei der höheren Freigabedrehzahl, die Freigabe und es wird mit der Synchronisierung - die wegen des großen Sprunges zwischen Straßen- und Geländegang und wegen der großen zu beschleunigenden Massen ja einige Zeit dauert - begonnen. Bis die Synchronisierung beendet ist, sind die Drehzahlen im Antriebsstrang durch die Fahrwiderstände auf das erlaubte Maß abgesunken. Zum Überdrehen des Motors kann es ja erst nach beendeter Synchronisierung kommen, wenn die Fahrkupplung wieder eingerückt ist. Der Schaltvorgang wird nicht nach einer bestimmten Zeit freigegeben, sondern wenn die Drehzahl des ausgekuppelten Antriebsstranges bis auf die Freigabedrehzahl abgesunken ist. Das hat den Vorteil, daß die Freigabe auch dann zum richtigen Zeitpunkt erfolgt, wenn zwischendurch gebremst wird oder sich die Fahrwiderstände in der Zwischenzeit kurzzeitig ändern.
Vorzugsweise wird die Freigabedrehzahl dadurch errechnet, daß eine Getriebeausgangsgrenzdrehzahl durch Division der Motorgrenzdrehzahl durch das Übersetzungsverhältnis zwischen der Stelle der Drehzahlmessung und der Ausgangswelle des Verteilergetriebes im Zielgang ermittelt wird, dann eine fiktive Zeit bis zum Erreichen der Getriebeausgangsgrenzdrehzahl aus dem während der Zeit gemessenen Abfall der Drehzahl ermittelt wird und anschließend die Freigabedrehzahl aus der Schaltzeit und der Zeit bis zum Erreichen der Getriebeausgangsdrehzahl ermittelt wird.
In geometrischen Begriffen bedeutet das, daß die Drehzahlkurve über das Meßintervall hinaus extrapoliert und mit der Horizontalen geschnitten wird, die die Höchstdrehzahl der Verteilergetriebeausgangswelle im Zielgang, also unter Berücksichtigung der Übersetzung des Geländeganges, darstellt. Das ist die Getriebeausgangsgrenzdrehzahl. Mit der prognostizierten Schaltzeit gelangt man dann durch Interpolation zur Freigabedrehzahl. Bei Annahme eines linearen Verlaufes erhält man so sehr schnell und einfach einen zuverlässigen Wert, der auch durch kurzzeitige Störungen nicht verfälscht ist.
Es ist aus Sicherheitsgründen vorteilhaft, vorzusehen, daß bei Anstieg der gemessenen Ist-Drehzahl die Freigabedrehzahl der Getriebeausgangsgrenzdrehzahl entspricht, also gleich der durch die Übersetzung im Zielgang dividierten höchstzulässigen Motordrehzahl ist.
Das bedeutet, daß in diesem Betriebszustand keine Vorverlegung der Freigabe erfolgt. So ist auch auf Gefällestrecken bei gleichzeitigem Bremsen sicheres Hinunterschalten in den Geländegang - etwa zur Erhöhung der Motorbremswirkung - möglich.
Die Messung der Ist-Drehzahl kann im Rahmen der Erfindung bei Berücksichtigung der Getriebeübersetzungen an einer beliebigen Stelle abtriebsseitig der Fahrkupplung erfolgen. Besonders einfach ist es, wenn sie an der Getriebeeingangswelle des des Schaltgetriebes vorgenommen wird. Dann brauchen - soweit nicht in beiden Getrieben gleichzeitig geschaltet werden soll - die Übersetzungen des Schaltgetriebes nicht berücksichtigt zu werden und bei einem zweistufigen Verteilergetriebe kann die Übersetzung des Geländeganges fest eingegeben werden. Andernfalls ist ein Sensor für die Schaltstellung des Schaltgetriebes und die Eingabe auch dieser Übersetzungsverhältnisse oder eine Messung der Achsantriebs- und der Motordrehzahl erforderlich.
Dadurch, daß die Übersetzungen bzw. der im Hauptgetriebe gerade eingelegte Gang nicht berücksichtigt werden muß, ist der Schaltvorgang nicht nur besonders einfach, sondern auch sicher und genau. Bei Messung an der Getriebeeingangswelle wird bei eingerückter Kupplung ja die Motordrehzahl abgenommen. Außerdem ist es praktisch, am Schaltgetriebe, das oft von einem anderen Hersteller stammt, keine Veränderungen vorzunehmen, bzw. es nicht einmal kennen zu müssen. Falls nicht bereits vorhanden, müssen nur Drehzahlsensoren angebracht werden.
Die Schaltzeit könnte an sich eine aus den Massenverhältnissen und Abmessungen berechnete oder für eine bestimmte Kombination Schaltgetriebe - Verteilergetriebe gemessene und fest gespei­ cherte Größe sein. Vorteilhaft ist es dann, die tatsächliche Schaltzeit zu messen und die gespeicherte Schaltzeit in Abhängigkeit von der tatsächlichen Schaltzeit zu korrigieren.
Vorzugsweise erfolgt die Korrektur der gespeicherten Schaltzeit durch Gewichtung der gespeicherten und der gemessenen Schaltzeit und Mittelwertbildung aus den gewichteten Schaltzeiten. Ein solcher Algorithmus gestattet die selbsttätige Anpassung der Schaltzeit an den jeweiligen Antriebsstrang und das jeweilige Fahrzeug und auch an den Verschleißzustand der Synchronringe. Dies hat für die Serienfertigung den unschätzbaren Vorteil, daß alle Verteilergehäuse ohne Kenntnis der für sie vorgesehenen Anwendung mit einem einheitlichen Anfangswert ausgestattet (initialisiert) werden können und daß die Lebensdauer hoch ist.
Wenn bei positiver Differenz zwischen gespeicherter und gemes­ sener Schaltzeit die gemessene Schaltzeit hoch und bei negativer Differenz niedrig gewichtet wird, ist die Anpassung an das jeweilige Fahrzeug schnell erreicht und die Anpassung an langsamen Verschleiß bleibt von Zufälligkeiten unbeein­ trächtigt.
Das heißt, wenn die tatsächliche Schaltzeit kürzer als die prognostizierte (die Differenz also positiv) ist, wird letztere sehr schnell der tatsächlichen angepaßt. Wenn also das fa­ brikneue Verteilergetriebe mit einer minimalen Schaltzeit in­ itialisiert ist und die tatsächliche Schaltzeit kleiner ist, wird die prognostizierte Schaltzeit sehr schnell an die gemes­ sene herangeführt. Ist die tatsächliche Schaltzeit aber durch langsamen Verschleiß länger als die prognostizierte, wird letztere sehr langsam nachgeführt.
Die Genauigkeit der Prognose der Schaltzeit kann dadurch erhöht werden, daß sie in Abhängigkeit von einer Temperatur des Verteilergetriebes, vorzugsweise der Öltemperatur, korrigiert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Steuereinrichtung wird zuerst der gewünschte Gang im Verteilergetriebe vorgewählt und dann durch Ausrücken der Fahrkupplung der Schaltvorgang eingeleitet. Dabei ist es vorteilhaft, die Vorwahl nur für eine begrenzte Zeit gelten zu lassen und wieder zu löschen, wenn innerhalb dieser die Kupplung nicht betätigt wird. Dadurch werden unbeabsichtigte Doppelschaltungen verhindert.
In Verfeinerung des Verfahrens kann nach erfolgtem Einrücken des gewünschten Ganges ein Signal zum Einkuppeln auffordern. Wenn vorgesehen ist, daß bei Einkuppeln vor vollendetem Einrücken des gewünschten Ganges die Betätigungsvorrichtung noch für eine bestimmte Zeit beaufschlagt bleibt, bedeutet auch zu frühes Einkuppeln kein Sicherheitsrisiko. Außerdem kann Gasgeben und Bremsen die Synchronisation unterstützen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen näher erläutert:
Fig. 1 schematische Darstellung eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges und einer Steuereinrichtung zum Schalten eines Verteilergetriebes,
Fig. 2 graphische Darstellung des Schaltverlaufes der Steuereinrichtung,
Fig. 3 Diagramm eines Steuerungsablaufes der Steuereinrichtung,
Fig. 4 Ablaufdiagramm einer Korrektur der prognostizierten Schaltzeit.
In dem in Fig. 1 dargestellten Kraftfahrzeug besteht der An­ triebsstrang aus einem Motor 1, einer Kupplung 2, einem Schalt­ getriebe 3 mit Getriebeeingangswelle 4, einem Verteilerge­ triebe 6 mit Verteilergetriebeeingangswelle 5, einer Vorder­ achsantriebswelle 7 und einer Hinterachsantriebswelle 8.
Das Verteilergetriebe 6 enthält die Verteilergetriebeeingangs­ welle 5 mit zwei Losrädern 10, 11 mit Kupplungsteilen und einer Kupplungsmuffe 12 mit Synchronisiereinrichtungen, eine Vorgele­ gewelle 13, die mit den Losrädern 10, 11 kämmende Festräder auf­ weist und eine Abtriebswelle 14 mit Abtriebszahnrad und einer Kupplung 15 für die Zuschaltung des Vorderradantriebes. Je nach Stellung der Kupplungsmuffe 12 ist in bekannter Weise entweder der Straßengang oder der stark übersetzte Geländegang geschaltet, der sich vom Straßengang um das Verhältnis üVG (normalerweise 1,7 bis 2,0) unterscheidet.
Bei dem beschriebenen Verteilergetriebe 6 handelt es sich um eine mögliche Ausführungsform. Im Rahmen der Erfindung sind auch andere Ausführungsformen, etwa mit sperrbarem oder nicht sperrbarem Differential, mit anderer Anordnung der Wellen, der Zahnräder oder der Schaltmuffe, denkbar, solange nur auf einer Welle eine Muffe mit Synchronisiereinrichtung vorhanden ist. Diese Muffe 12 ist beispielsweise mittels einer auf einer Schaltstange 17 befestigten Schaltgabel 16 verschiebbar. Die Schaltstange 17 wird von einem Steuerzylinder 18, der vorzugs­ weise ein Drei-Stellungszylinder ist, bewegt.
Der Betätigungszylinder 18 ist über drei Magnetventile 19, 20, 21 mit Druckluft von einem Druckluftbehälter 24 beaufschlagbar. Weiters ist noch ein Umschaltventil 22 und ein Druckminderven­ til 23 vorhanden, das die Beaufschlagung des Betätigungszylin­ ders 18 mit verschiedenem Druck gestattet, womit verschiedene Schaltzeiten möglich sind. Insbesondere ermöglicht die erfin­ dungsgemäße Berücksichtigung der Schaltzeit deren Verlängerung durch verminderten Beaufschlagungsdruck, was der Lebensdauer der Synchronringe zugute kommt. Die Betätigung der Schaltstange 17 könnte aber ebenso gut hydraulisch oder elektromagnetisch er­ folgen.
Eine zentrale Steuerelektronik 25 wickelt den Steuerungsablauf ab und liefert den Magnetventilen 19, 20, 21 Signale. Sie ist beispielsweise ein Mikroprozessor, könnte aber auch eine kundenspezifisch aufgebaute Digitalschaltung (ASIC) oder eine Hybrid-Schaltung sein.
Der zentralen Steuerelektronik 25 werden Signale von den fol­ genden Signalgebern zugeführt:
  • - Vom Drehzahlfühler 26 eine Getriebeeingangsdrehzahl nGE,
  • - Vom Kupplungsgeber 27 ein Signal sK, das das Durchtreten des Kupplungspedales 28 meldet,
  • - Von einem Stellungsgeber 29 ein Signal sS, das angibt, ob der Geländegang, der Straßengang oder ggf. gar kein Gang eingelegt ist,
  • - Vom Temperaturgeber 30 ein Temperatursignal sT, etwa ein Öltemperatursignal,
  • - Vom Vorwahlschalter 31 ein Gangvorwahlsignal sG.
Schließlich sind noch Kontrollampen 32 und ein akustischer Si­ gnalgeber 33 vorhanden.
In Fig. 2 ist der Schaltverlauf beim Hinunterschalten vom Straßengang in den Geländegang des Verteilergetriebes 6 gra­ phisch dargestellt, wobei die Zeitachse horizontal verläuft. Kurve 40 ist der Verlauf der Drehzahl der Getriebeeingangs­ welle 4, nGE. Die strichliert eingezeichneten Linien stellen der Reihe nach dar: die maximal zulässige Motordrehzahl nMOT- MAX, die Getriebeausgangsgrenzdrehzahl nGAG, das ist die maxi­ mal zulässige Motordrehzahl geteilt durch die Übersetzung des Verteilergetriebes üVG im Geländegang und die Freigabedrehzahl nGEG.
Die Kurve 45 ist die Geschwindigkeit des Fahrzeuges, die Kurve 46 die Stellung des Kupplungspedales 28 (die Kupplung ist ge­ schlossen, wo die Kurve 46 sich mit der Abszisse deckt). Mit sK ist das Signal des Kupplungspedalsensors 32, mit sV das An­ steuersignal für das Magnetventil 19, das das Einrücken der Muffe 12 in den Geländegang auslöst und mit sS ist das Rück­ meldesignal bezeichnet, das die Vollendung des Einrückvorganges anzeigt. Die Höcker 50 schließlich deuten das akustische Signal an, das zum Einrücken der Kupplung 2 auffordert.
Der Schaltvorgang vollzieht sich nun so: das Kraftfahrzeug fährt in einem beliebigen Getriebegang, im Verteilergetriebe ist der Straßengang geschaltet. Der Fahrer stellt stark ange­ stiegenen Fahrwiderstand fest und betätigt den Vorwahlschal­ ter 31 (Fig. 1) und löst die Fahrkupplung 2 (Rampe 46′ der Kurve 46). Zum Zeitpunkt t0 ist das Kupplungspedal so weit ge­ treten, daß der Kupplungssignalgeber 27 (Fig. 1) anspricht und das Signal sK abgibt.
Dadurch wird zum Zeitpunkt t1 eine erste Messung der Drehzahl n1(GE) der Getriebeeingangswelle 4 festgehalten und einen Zeit­ abschnitt dt später, zum Zeitpunkt t2, eine zweite Messung n2(GE). Mit diesen beiden Meßwerten n1, n2 und dem Meßintervall dt ist der Verlauf der Kurve 40 als Gerade 40′ bestimmt. Sie schneidet die Horizontale der Getriebeausgangsgrenzdrehzahl nGAG zu einem Zeitpunkt t4. Durch lineare Interpolation wird dann die der Schaltzeit tSE entsprechende Freigabedrehzahl nGEG ermittelt. Der Schnittpunkt der Kurve 40′ mit der Zeit-Ordinate t4 ist die Drehzahl nGAG, ab der bei einem Verteilergetriebe nach dem Stand der Technik die Schaltung freigegeben wäre. Die Zeitspanne tSE entspricht einer Vorverlegung der Freigabe, ge­ nauer: einer Erhöhung der Getriebeausgangsgrenzdrehzahl nGAG auf die Freigabedrehzahl nGEG.
Da die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nGE kontinuierlich gemessen wird, kann der eigentliche Schaltvorgang ausgelöst werden, sobald diese die Grenzdrehzahl nGEG erreicht hat. Da­ durch wird das Magnetventil 19 mit einem Signal sV angesteuert, was sich als Sprung darstellt. Nun wird die Synchronisierung durchgeführt was, angenommen, genau so lange braucht, wie vor­ hergesagt (tSE). Sobald die Synchronisierung beendet ist, hat die Schaltstange 17 ihre Endstellung eingenommen und der Stel­ lungsgeber 29 gibt die Vollzugsmeldung sS.
Daß die Synchronisation tatsächlich vollendet ist, ist auch auf der Kurve 40 zu sehen, die zum Zeitpunkt t4 genau die maximale Motordrehzahl nMOTMAX erreicht hat. Zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 sinkt sie etwas ab, bis die Kupplung wieder eingerückt ist. Die Kurve 40′′ ist durch die im Geländegang andere Überset­ zung eine Gerade größerer Steigung als die Kurve 40′, sie stellt das Nachlassen der Drehzahl bis zum Einrücken der Kupp­ lung dar.
Die Vollzugsmeldung zum Zeitpunkt t4 löst das akustische Si­ gnal 33, etwa ein zweimaliges Piepsen, aus, womit der Fahrer zum Einkuppeln aufgefordert wird, was er gemäß Kurve 46 tut. Zum Hinaufschalten in den Straßengang bedarf es keiner besonde­ ren Maßnahmen, weil der Fahrer vor dem Schalten den Motor selbstverständlich bis an die Drehzahlgrenze beschleunigt.
Der Ablauf der Steuerung ist in Fig. 3 dargestellt: Bei Fahrt im Straßengang wird die das Entscheidungsfeld 42 enthaltende Warteschleife 40 durchlaufen, bis der Geländegang ("low") vor­ gewählt ist. Dann wird in Feld 42 mit JA entschieden und die Warteschleife 41 durchlaufen, bis der Kupplungsgeber 27 (Fig. 1) meldet, daß die Kupplung gelöst ist (Zeitpunkt to in Fig. 2). Das wird in Feld 43 mit der Entscheidung JA quittiert und in Feld 44 eine kurze Wartezeit dto eingelegt, um eventuellen Drehschwingungen des Antriebsstranges Zeit zum Abklingen zu ge­ ben. In dieser Wartezeit wird die Warteschleife 46 durchlaufen, bis t-to<0 ist (t ist die laufende Zeit).
Das bedeutet JA und in Feld 47 wird die nächste Entscheidung getroffen: Wenn die gemessene Drehzahl n (kurz für nGE) bereits kleiner als die Getriebeausgangsgrenzdrehzahl (das ist die ma­ ximal zulässige Motordrehzahl nMOTMAX geteilt durch das Über­ setzungsverhältnis des Geländeganges gegenüber dem Straßengang üVG) ist, wird in Feld 47 mit NEIN entschieden und zu Feld 57 gesprungen, was eine sofortige Auslösung des Schaltvorganges zur Folge hat.
Ist die gemessene Drehzahl n jedoch größer als die Getriebeaus­ gangsgrenzdrehzahl (was nach dem Stand der Technik eine Rück­ schaltsperrung zur Folge hätte), wird im Feld 48 n1 (das ist die Drehzahl n zum Zeitpunkt t1) gemessen, gehalten und eine Zeitspanne dt1 vorgegeben. Nun wird die Warteschleife 50 bis zum Zeitpunkt t2 durchlaufen, der sich aus t1+dt1 errechnet. In Feld 51 wird nun die Drehzahl n2 zum Zeitpunkt t2 gemessen und auch diese und das Meßintervall dt festgehalten.
Im Entscheidungsfeld 52 werden die beiden Drehzahlen n1 und n2 miteinander verglichen. Ist die Drehzahl im Meßintervall dt ab­ gefallen (n1<n2), so wird mit JA entschieden und in Feld 53 die Freigabedrehzahl nGEG nach folgender Gleichung berechnet:
nGEG = nMOTMAX/üVG + (n1-n2)/dt * tSE
Ist die Drehzahl n im Meßintervall dt angestiegen (n1<n2), so wird mit NEIN entschieden und die Freigabedrehzahl nGEG wird nach folgender Gleichung berechnet:
nGEG = nMOTMAX/üVG
Nun wird die Warteschleife 56 durchlaufen, bis die gemessene Drehzahl n die Freigabedrehzahl nGEG erreicht hat. Dann wird im Feld 55 mit JA entschieden und zu Feld 57 weitergegangen, wo überprüft wird, ob die Kupplung auch wirklich noch betätigt ist. Ist sie es nicht, geht es zurück zur Warteschleife 40. Ist sie es aber schon, wird in Feld 58 der Ansteuerbefehl an das Ventil 19 (Fig. 1) gegeben, womit der eigentliche Schaltvorgang, die Synchronisation, beginnt.
Wenn diese beendet ist, meldet der Stellungsgeber 29 den Voll­ zug (Rückmeldung low) und nach Durchlaufen der Warteschleife 60 wird vom Entscheidungsfeld 59 zu Feld 61 weitergegangen. In diesem wird veranlaßt, daß ein akustisches Signal 50 zum Ein­ kuppeln auffordert und eine Kontrollampe 32 anzeigt, daß der Geländegang eingelegt wird. In dieses nur im Kern wiedergege­ bene Programm können noch weitere Entscheidungen, Kontrollen und andere Feinheiten eingearbeitet werden.
So kann weiters die vorhergesagte Schaltzeit t2 durch Vergleich mit der tatsächlichen Schaltzeit t2′, wie in Fig. 4 darge­ stellt, korrigiert werden: Das fabrikneue Getriebe ist mit ei­ ner minimalen tSEMIN und einer maximalen Schaltzeit tSEMAX initialisiert, die prognostizierte Schaltzeit tSE ist vorder­ hand gleich der minimalen Schaltzeit tSEMIN gesetzt. Das ist mit dem Feld 70 versinnbildlicht.
Nach jedem Schalten in den Geländegang wird in Feld 71 ent­ schieden, ob eine von der Prognose abweichende Schaltzeit tS gemessen wurde. Wenn NEIN, wird in die Schleife 80 zurückge­ kehrt. Wenn JA, wird entschieden, ob die gemessene Schalt­ zeit tS sich genug von der Prognose unterscheidet. Dazu sind zwei Faktoren k1 und k2 festgelegt, etwa k1=1,03 und k2=0,97. In den Feldern 72, 73 wird entschieden, ob das der Fall ist und ob der neue Meßwert größer oder kleiner ist.
Sodann wird in den Feldern 74, 75 eine korrigierte Schaltzeit t′SE nach folgenden Gleichungen berechnet; ist der neue Meßwert größer als der alte, so wird die Berechnung nach der ersten, sonst nach der zweiten Gleichung vorgenommen:
t′SE = k3 * tSE + (1-k3) * ts wobei 0,8 < k3 < 0,99
t′SE = k4 * tSE + (1-k4) * ts wobei 0,2 < k4 < 0,01.
Es ist leicht einzusehen, daß auf diese Weise im ersten Fall die Korrektur nur sehr langsam erfolgt, im zweiten aber sehr schnell. Praktische Werte sind etwa: k3 = 0,9 und k4 = 0,1.
In den Feldern 76, 77 wird schließlich noch darüber gewacht, daß die korrigierten Werte t′SE nicht außerhalb der vorgegebenen Extremwerte tSEMIN und tSEMAX liegen und, wenn doch, werden sie in den darauffolgenden Feldern 78, 79 mit diesen Extremwerten begrenzt.

Claims (12)

1. Steuereinrichtung zum Schalten eines Verteiler- oder Zwischengetriebes (6), dessen Eingangswelle (5) über ein Schaltgetriebe (3) und eine Fahrkupplung (2) mit dem Motor (1) in Verbindung steht, in dem eine über eine Betätigungsvorrichtung (16, 17, 18) verstellbare Muffe (12) mit Synchronisiereinrichtung als Schaltelement dient, wobei
  • - durch Vorwahl eines Ganges im Verteiler- oder Zwischengetriebe (6) und Ausrücken der Fahrkupplung (2) der Schaltvorgang eingeleitet wird,
  • - eine Ist-Drehzahl (nGE) gemessen wird,
  • - die Betätigungseinrichtung (16, 17, 18) beaufschlagt und dadurch der vorgewählte Gang eingerückt wird, wenn die Ist-Drehzahl (nGE) eine Freigabedrehzahl (nGEG) erreicht, und
  • - die Fahrkupplung (2) wieder geschlossen wird,
    dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Ist-Drehzahl (nGE) in Kraftflußrichtung nach der Fahrkupplung (2) gemessen wird, und
  • - daß aus dem Abfall der Ist-Drehzahl (nGE) während eines bestimmten Meßintervalls (dt), aus einer Motorgrenzzahl (nMOTMAX) und aus einer Schaltzeit (tSE; t′SE) die Freigabedrehzahl (nGEG) ermittelt wird.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabedrehzahl (nGEG) folgendermaßen berechnet wird:
  • - Ermittlung einer Getriebeausgangsgrenzdrehzahl (nGAG) durch Division der Motorgrenzdrehzahl (nMOTMAX) durch das Übersetzungsverhältnis (üVG) zwischen der Stelle der Drehzahlmessung und der Ausgangswelle (14) des Verteilergetriebes (6) im Zielgang,
  • - Ermittlung einer fiktiven Zeit (tF) bis zum Erreichen der Getriebeausgangsgrenzdrehzahl (nGAG) aus dem während der Zeit (dt) gemessenen Abfall der Ist-Drehzahl (nGE),
  • - Ermittlung der Freigabedrehzahl (nGEG) aus der Schaltzeit (tSE) und der Zeit (tF) bis zum Erreichen der Getriebeausgangsgrenzdrehzahl (nGAG).
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Anstieg der gemessenen Ist-Drehzahl (nGE) die Freigabedrehzahl (nGEG) gleich der Getriebeausgangsgrenzdrehzahl (nGAG) entspricht.
4. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Messung der Ist-Drehzahl (nGE) an der Getriebeeingangswelle (4) des Schaltgetriebes (3) vorgenommen wird.
5. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Schaltzeit (tSE; t′SE) eine gespeicherte Größe ist, daß die tatsächliche Schaltzeit (ts) gemessen wird, und daß die Schaltzeit (tSE; t′SE) in Abhängigkeit von der tatsächlichen Schaltzeit (ts) korrigiert wird.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur der Schaltzeit (tSE; t′SE) durch Gewichtung der gespeicherten (tSE; t′SE) und der gemessenen (ts) Schaltzeit und Mittelwertbildung aus den gewichteten Schaltzeiten (tSE, t′SE, ts) erfolgt.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei positiver Differenz zwischen gespeicherter (tSE; t′SE) und gemessener (ts) Schaltzeit letztere hoch und bei negativer Differenz niedrig gewichtet wird.
8. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzeit (tSE; t′SE) in Abhängigkeit von einer Temperatur, vorzugsweise der Öltemperatur, des Verteilergetriebes (6) korrigiert wird.
9. Steuereinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der gewünschte Gang im Verteilergetriebe (6) vorgewählt wird und dann durch Ausrücken der Fahrkupplung (2) die Einleitung des Schaltvorgangs erfolgt.
10. Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwahl nur für eine begrenzte Zeit gültig bleibt und wieder gelöscht wird, wenn innerhalb dieser die Fahrkupplung (2) nicht ausgerückt wird.
11. Steuereinrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgtem Einrücken des gewünschten Ganges ein Signal (33) zum Einkuppeln auffordert.
12. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einkuppeln vor vollendetem Einrücken des gewünschten Ganges die Betätigungseinrichtung (16, 17, 18) noch für eine bestimmte Zeit beaufschlagt bleibt.
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