DE60032511T2 - Drehzalregelung einer brennkraftmaschine für verbesserte schalteigenschaften - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Steuersystem für ein Fahrzeug mit einem reglergesteuerten Motor, der ein Lastschaltgetriebe antreibt, wobei das Lastschaltgetriebe ein Getriebe aufweist, das durch einen Satz von druckbetätigten Kupplungen betätigt wird, die durch einen entsprechenden Satz von elektromagnetisch betätigten Schaltventilen gesteuert werden, welche durch eine elektronische Fahrzeugsteuereinheit (VCU) als Reaktion auf durch einen bedienergesteuerten Schalthebelmechanismus erzeugte Schaltbefehlssignale gesteuert werden, wobei der Motor durch eine elektronische Motorsteuereinheit (ECU) gesteuert wird, die von der VCU ein Geschwindigkeitsbefehlssignal empfängt.
  • Lastschaltgetriebe ändern die Drehzahlen durch Ausrücken einer oder mehrerer Kupplungen und dann Einrücken einer oder mehrerer Kupplungen ohne Unterbrechung der Energie während des Schaltens. Durch Regeln des Drucks der einrückenden Kupplungen, das heißt ihr Einrücken bei niedrigem Druck, wird ein weiches Schalten erreicht. Weiches Schalten ist sehr empfindlich für das Vorliegen des optimalen Einrückdrucks im Verhältnis zu der durch das Getriebe übertragenden Last. Wenn der Einrückdruck zu niedrig ist, kann es bei dem Fahrzeug zu einem Lastabfall oder zu einer Geschwindigkeitsverringerung während des Schaltens kommen, wenn der Einrückdruck zu groß ist, ist das Schalten aggressiv, ruckartig und hart. Unter Bedingungen mit geringer Last trägt die typische Motorreglerreaktion zum schlechten Schalten bei. Zum Beispiel während eines Hochschaltens, wenn die einrückende Kupplung schnell vollständig eingreift, verringert er die Motordrehzahl schnell. In der Regel kommt es zu einer Überreaktion des Motorreglers auf diese Geschwindigkeitsverringerung durch schnelles Erhöhen des Kraftstoffes zum Motor. Eine zu große Kraftstoffmenge kann dann dazu führen, dass der Motor die ausgewählte Geschwindigkeit zu schnell überschreitet. Die sich ergebende Beschleunigung-Verzögerung verursacht, dass das Fahrzeug nach vorne und hinten kippt, und erzeugt ein Gefühl des „Ruckelns".
  • Die US-A-5 827 151 beschreibt solch ein System und Verfahren zur Änderung von Drehzahlen entsprechend dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 12.
  • Demgemäß ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe und ein Motorsteuersystem und ein verwandtes Verfahren bereitzustellen, das solche durch den Motorregler verursachten unsanften Schaltungen verhindert und die Schaltqualität verbessert.
  • Demgemäß ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe und ein Motorsteuersystem und ein verwandtes Verfahren bereitzustellen, das die Weichheit des Schaltens weniger empfindlich für die Regelung der einrückenden Kupplung bei optimalem Druck macht.
  • Diese und andere Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 12 erreicht. Weitere vorteilhafte Anordnungen und Weiterentwicklungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren und ein Steuersystem für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug enthält einen Motor, der ein Lastschaltgetriebe antreibt. Das Lastschaltgetriebe weist ein Getriebe auf, das durch einen Satz von druckbetätigten Kupplungen betätigt wird, die durch einen entsprechenden Satz von elektromagnetisch betätigten Schaltventilen gesteuert werden. Die Ventile werden durch eine elektronische Fahrzeugsteuereinheit (VCU) als Reaktion auf durch einen bedienergesteuerten Schalthebelmechanismus erzeugte Schaltbefehlssignale gesteuert. Der Motor wird durch eine elektronische Motorsteuereinheit (ECU) gesteuert, die von der VCU ein Geschwindigkeitsbefehlssignal empfängt. Während eines Hochschaltens entlastet das Steuersystem den Druck der mindestens einen ausrückenden Kupplung und beaufschlagt später mindestens eine einrückende Kupplung mit Druck. Die VCU modifiziert während eines Schaltens abrupt die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals, während die ausrückende Kupplung druckentlastet wird, und führt dann die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals wieder auf seine Ursprungsgröße zurück, wenn die einrückende Kupplung vollständig mit Druck beaufschlagt ist. Während eines Hochschaltens wird das Geschwindigkeitsbefehlssignal SC zu Beginn des Kupplungswechsels auf ähnliche Weise vorübergehend verkleinert und dann allmählich vergrößert oder kontinuierlich ansteigen gelassen. Während eines Herunterschaltens wird das Geschwindigkeitsbefehlssignal SC auf ähnliche Weise zu Beginn des Kupplungswechsels vorübergehend vergrößert und dann allmählich verkleinert oder kontinuierlich vermindert. Diese Strategie gestattet es dem Motor, den Großteil der Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung zu erreichen und ist weniger abhängig vom nötigen Gleiten der einrückenden Kupplung. Dies bewirkt des Weiteren, dass der Motorregler ordnungsgemäß auf das Schalten reagiert und vermeidet eine Überreaktion des Reglers.
  • Im Folgenden werden die Erfindung und weitere vorteilhafte Weiterentwicklungen und Anordnungen der Erfindung beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; darin zeigen:
  • 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Fahrzeuggetriebes/Motorantriebs und Steuersystems der vorliegenden Erfindung; und
  • 2 ein Signalzeitsteuerdiagramm, das das Zeitverhalten des Geschwindigkeitsbefehlssignals im Verhältnis zum Betrieb der Getriebesteuerkupplungen darstellt.
  • Wie in 1 gezeigt, enthält ein Fahrzeugantriebsstrang einen Motor 10, der ein Lastschaltgetriebe 12 antreibt, welches eine Ausgangswelle 13 aufweist, die mit (nicht gezeigten) Antriebsrädern verbunden ist. Das Lastschaltgetriebe 12 enthält ein Getriebe 18, das durch einen Satz von druckbetätigten Steuerelementen oder Kupplungen 20 betätigt wird, die durch einen entsprechenden Satz von elektromagnetisch betätigten Schaltsteuerventilen 22 gesteuert werden. Das Getriebe 18 ist vorzugsweise ein Lastschaltgetriebe, wie zum Beispiel ein 16-Gang-Serienlastschaltgetriebe von John Deere, das durch eine elektronische Fahrzeugsteuereinheit (VCU) 14 oder wie in der US-A-5,011,465 beschrieben gesteuert wird. Der Motor 10 ist vorzugsweise ein elektronisch gesteuerter Motor, wie zum Beispiel ein reglergesteuerter 8,1-Liter-Serien-Dieselmotor von John Deere und wird durch eine elektronische Serien-Motorsteuereinheit (ECU) 16 als Reaktion auf ein Motordrehzahl- oder Drosselsteuersignal gesteuert.
  • Die VCU 14 sendet Schaltsteuersignale an die Schaltsteuerventile 22 als Reaktion auf Befehlssignale, die sie von einem bedienergesteuerten Schaltsteuerhebelmechanismus 24, wie zum Beispiel einem Schaltsteuermechanismus eines 8000-Serientraktors von John Deere, erhält. Zum Beispiel zeigt 2 das Verhalten des Drucks (P-AUS) einer ausrückenden Kupplung und P-EIN einer einrückenden Kupplung während eines typischen Hochschaltens.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung steuert oder modifiziert die VCU 14 das Geschwindigkeitsbefehls- oder Drosselbefehlssignal während Hoch- und Herunterschaltungen, um die Qualität oder Weichheit von Schaltungen zu verbessern. Wie am besten in 2 zu sehen, reduziert die VCU vorübergehend die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals während eines Hochschaltens des Lastschaltgetriebes 12. Insbesondere wird die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals SC während eines Hochschaltens abrupt reduziert, wenn der Druck der ausrückenden Kupplung, P-AUS, auf Null reduziert wird. Vorzugsweise wird das Geschwindigkeitsbefehlssignal SC auf einen Wert reduziert, der eine geringere Motordrehzahl entsprechend der sich aus dem Hochschalten ergebenden Änderung der Gangstufe erzeugt. Danach wird die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals SC allmählich erhöht, während der Druck P-EIN der einrückenden Kupplung allmählich vergrößert wird, und so, dass die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals SC wieder auf seiner Ursprungsgröße ist, wenn sich der Druck P-EIN der einrückenden Kupplung auf seiner vollen Druckhöhe befindet. Wie oben beschrieben und in 2 gezeigt, wird das Geschwindigkeitsbefehlssignal somit in Abstimmung auf die Änderungen des Getriebekupplungsdrucks geändert.
  • Ebenso wird bei einem Herunterschalten zu Beginn des Kupplungstausches, obgleich dies nicht dargestellt ist, das Geschwindigkeitsbefehlssignal SC vorübergehend vergrößert und dann allmählich verringert oder kontinuierlich vermindert.
  • Obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer speziellen Ausführungsform beschrieben worden ist, versteht sich, dass viele Alternativen, Modifikationen und Variationen für den Fachmann angesichts der vorangegangenen Beschreibung auf der Hand liegen. Demgemäß soll diese Erfindung alle solchen Alternativen, Modifikationen und Variationen, die unter den Gedanken und Schutzbereich der angehängten Ansprüche fallen, mit umfassen.

Claims (14)

  1. Verfahren für ein Fahrzeug mit einem reglergesteuerten Motor (10), der ein Lastschaltgetriebe (12) antreibt, wobei das Lastschaltgetriebe (12) ein Getriebe (18) aufweist, das durch einen Satz von druckbetätigten Kupplungen (20) betätigt wird, die durch einen entsprechenden Satz von elektromagnetisch betätigten Schaltventilen (22) gesteuert werden, welche durch eine elektronische Fahrzeugsteuereinheit (VCU) als Reaktion auf durch einen bedienergesteuerten Schalthebelmechanismus (24) erzeugte Schaltbefehlssignale gesteuert werden, wobei der Motor (10) durch eine elektronische Motorsteuereinheit (ECU) gesteuert wird, die von der VCU ein Geschwindigkeitsbefehlssignal (SC) empfängt, wobei das Verfahren zur Verbesserung der Schaltqualität vorübergehendes Modifizieren einer Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) während eines Schaltens des Lastschaltgetriebes (12) umfasst; gekennzeichnet durch während des Schaltens abruptes Modifizieren der Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) von einer ersten Größe auf eine zweite Größe, dann allmähliches Zurückführen des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) auf die erste Größe bei Beendigung des Schaltens.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: die elektromagnetisch betätigten Schaltventile (22) an die druckbetätigten Kupplungen (20) angelegte Drücke ändern; und die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) in Abstimmung auf die Änderungen des Kupplungsdrucks vorübergehend modifiziert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem: während eines Hochschaltens des Lastschaltgetriebes (12) die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) reduziert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem: die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) während des Hochschaltens vorübergehend reduziert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem: während des Hochschaltens die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) abrupt reduziert wird und dann allmählich wieder auf die erste Größe vor dem Hochschalten erhöht wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem: während eines Herunterschaltens des Lastschaltgetriebes (12) die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) erhöht wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem: die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) während des Herunterschaltens vorübergehend erhöht wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem: während des Herunterschaltens die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) abrupt erhöht und dann wieder allmählich auf die erste Größe vor dem Herunterschalten reduziert wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem: das Geschwindigkeitsbefehlssignal (SC) auf einen Wert modifiziert wird, der eine modifizierte Motordrehzahl entsprechend einer sich durch das Schalten ergebenden Änderung einer Gangstufe erzeugt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem: während eines Hochschaltens das Geschwindigkeitsbefehlssignal (SC) auf einen Wert reduziert wird, der eine geringere Motordrehzahl entsprechend einer Änderung einer sich aus dem Hochschalten ergebenden Gangstufe erzeugt.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem: während eines Herunterschaltens das Geschwindigkeitsbefehlssignal (SC) auf einen Wert erhöht wird, der eine höhere Motordrehzahl entsprechend einer sich aus dem Herunterschalten ergebenden Änderung einer Gangstufe erzeugt.
  12. Steuersystem für ein Fahrzeug mit einem reglergesteuerten Motor (10), der ein Lastschaltgetriebe (12) antreibt, wobei das Lastschaltgetriebe (12) ein Getriebe aufweist, das durch einen Satz von druckbetätigten Kupplungen (20) betätigt wird, die durch einen entsprechenden Satz von elektromagnetisch betätigten Schaltventilen (22) gesteuert werden, welche durch eine elektronische Fahrzeugsteuereinheit (VCU) als Reaktion auf die durch einen bedienergesteuerten Schalthebelmechanismus (24) erzeugten Schaltbefehlssignale gesteuert werden, wobei der Motor (10) durch eine elektronische Motorsteuereinheit (ECU) gesteuert wird, die von der VCU ein Geschwindigkeitsbefehlssignal (SC) empfängt, mit einem Geschwindigkeitsbefehlsmodifizierer, der zur vorübergehenden Änderung einer Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) während eines Schaltens des Lastschaltgetriebes (12) ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsbefehlsmodifizierung weiter dazu ausgelegt ist, während des Schaltens die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) von einer ersten Größe auf eine zweite Größe abrupt zu ändern und dann bei Beendigung des Schaltens die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) allmählich wieder auf die erste Größe zurückzuführen.
  13. Steuersystem nach Anspruch 12, bei dem die elektromagnetisch betätigten Schaltventile (22) an die druckbetätigten Kupplungen (20) angelegte Drücke ändern; und die Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) in Abstimmung auf die Änderungen des Kupplungsdrucks vorübergehend modifiziert wird.
  14. Steuersystem nach Anspruch 12 oder 13, bei dem: der Geschwindigkeitsbefehlsmodifizierer Mittel zum Modifizieren der Größe des Geschwindigkeitsbefehlssignals (SC) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11 umfasst.
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