DE60110938T2

DE60110938T2 - Adaptive motorsteuerung zur schaltung eines getriebes in den leerlaufgang

Info

Publication number: DE60110938T2
Application number: DE60110938T
Authority: DE
Inventors: A. Douglas HUGHES; L. Karen MARX
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2006-01-19
Also published as: WO2002036995A2; AU2002212579A1; US6520889B1; DE60110938D1; CN100384670C; WO2002036995A3; HUP0301580A2; BR0115376A; EP1370438B1; PL361047A1; JP2004513287A; CN1471478A; HUP0301580A3; KR20040010553A; DE60110938T8; EP1370438A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren/System zur Steuerung der Kraftstoffbelieferung eines Motors, um eine Schaltung in den Leerlauf zuzulassen, ohne eine Ausrückung der Fahrzeughauptkupplung zu erfordern. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine adaptive Technik zur Bestimmung, ob eine Routine zur erzwungenen Drehmomentumkehr erforderlich ist, um eine Schaltung in den Leerlauf zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren/System, das dazu dient, das Motordrehmoment zu veranlassen, einen Wert anzunehmen, der berechnet ist, um ein Nullmoment des Antriebsstrangs zu erreichen, wobei das Motordrehmoment mit einer Rate verändert wird, die eine Funktion der erfassten Fahrpedalstellung und/oder der eingelegten Gangstufe ist.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Manuell betätigte Gangschalthebel und X-Y-Schalteinrichtungen zur Bewegung eines Schaltelementes, beispielsweise eines Schaltfingers oder dergleichen, in einem H-förmigen Schaltschema sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt, wie aus den US-Patentschriften Nr. 5 481 170, 5 281 902, 4 899 607, 4 821 590, 4 784 007, 4 455 883 und 4 515 029 ersichtlich.
Positionssensoren der Bauart für diskrete Positionen zur Erfassung einzelner X-Y-Stellungen eines Schaltelementes in einem H-artigen Schaltschema sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie aus den US-Patentschriften Nr. 4 817 468 und 4 718 307 ersichtlich. Sensoren, die analoge oder digitale Signale liefern, deren Stärke für die X-X- und/oder Y-Y-Stellung eines Schaltelementes in einem H-förmigen Schaltschema und/oder für eine Schaltkraft kennzeichnend ist, sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie aus den US-Patentschriften Nr. 5 911 787, 5 743 170 und 5 959 491 ersichtlich. Sensoren zur Erfassung der Stellung weiterer Schaltelemente, beispielsweise Kolben, Kugelumlaufspindelelemente und dergleichen sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt.
Voll- oder teilautomatisierte mechanische Getriebesysteme, die bei einer Bestimmung, dass eine Schaltung aus einer momentan eingelegten Gangstufe in den Leerlauf und anschließend in eine Zielgangstufe erwünscht ist, unter Beibehaltung der Fahrzeughauptreibungskupplung in einem eingerückten Zustand eine automatische Kraftstoffzufuhrsteuerung einleiten, um über den auszurückenden Klauenkupplungen ein vermindertes Drehmoment zu erzielen, sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt, wie aus den US-Patentschriften Nr. 4 850 236, 5 582 558, 5 735 771, 5 775 639 und 6 015 366 ersichtlich.
Diese Systeme enthalten Systeme, die den Motor derart mit Kraftstoff zu beliefern versuchen, um ein Nullmoment des Antriebsstrangs zu erreichen, vgl. US-Patentschrift 4 593 580, sowie Systeme, die den Motor derart mit Kraftstoff beliefern, um eine oder mehrere Drehmomentumkehrungen zu erzwingen, vgl. US-Patentschrift 4 850 236 sowie US-Patentschrift 5 980 424, von denen die US-Patentschrift 5 980 424 ein Drehmomentditherverfahren zur Steuerung eines Fahrzeuggetriebes offenbart. Eine Dither(Zitter)-Funktion wird verwendet, um einen momentanen Drehmomentwert über einem Zielmomentwert, der einem gewünschten Getriebezustand zugeordnet ist, zyklisch oszillieren zu lassen. Eine Amplitude und eine Periode der Ditherfunktion werden basierend auf dem Gesamtübersetzungsverhältnis des Getriebes bestimmt. Die Ditherfunktion beginnt an einem Punkt, der von einem Drehmomentwert abhängig ist, der der momentan eingelegten Gangstufe zugeordnet ist. Die Ditherfunktion dauert fort, bis ein bekannter Getriebezustand bestätigt ist.
US-Patentschrift Nr. 5 573 477 beschreibt ein Verfahren/Steuerungssystem zur Steuerung der Kraftstoffbelieferung eines Motors in einem automatisierten Fahrzeuggetriebesystem, das einen Verbrennungsmotor aufweist, der eine Eingangswelle eines mehrgängigen Getriebes über eine Hauptreibungskupplung antreibt, wobei das Getriebe wenigstens zwei Gangstufen, die durch formschlüssige Klauenkupplungen eingerückt und ausgerückt werden, die ein Klauenkupplungselement aufweisen, das mittels eines Schaltelementes in eine aus einer eingerückten und einer ausgerückten Stellung ausgewählte Stellung bewegbar ist, und einen Motorkraftstoffzufuhrcontroller zur Steuerung der Kraftstoffbelieferung des Motors aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, dass ein Erfordernis, eine eingerückte Klauenkupplung auszurücken, während die Hauptreibungskupplung eingerückt bleibt, ermittelt wird, ein Motorzielmoment bestimmt wird, das einem im Wesentlichen Nullmoment über der eingerückten Klauenkupplung entspricht, der Motor angewiesen wird, derart mit Kraftstoff beliefert zu werden, dass das Motordrehmoment dem Motorzielmoment entspricht, der Motor angewiesen wird, derart mit Kraftstoff beliefert zu werden, um erzwungene Drehmomentumkehrungen über der eingerückten Klauenkupplung zu erzielen, und die Leerlaufstellung des Getriebeschaltelementes erfasst wird.
Systeme, die die Motorkraftstoffbelieferungstechnik mit erzwungenen Drehmomentumkehrungen, insbesondere wiederholten erzwungenen Drehmomentumkehrungen, verwenden, bieten eine sehr zuverlässige Routine, um eine Schaltung in den Leerlauf zu ermöglichen, können jedoch ein etwas schlechteres Schaltgefühl ergeben, als dies erwünscht ist. Systeme, die die Motorkraftstoffbelieferungstechnik mit dem Ziel und Versuch, ein Antriebsstrang-Nullmoment aufrechtzuerhalten, verwenden, erzeugen ein Schaltgefühl relativ hoher Qualität, ergeben jedoch nicht die erwünschte Zuverlässigkeit beim Erlauben einer eingerückten Klauenkupplung, in einer akzeptablen Weise ausgerückt zu werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend der vorliegenden Erfindung, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen 1, 5, 10 und 14 definiert ist, ist eine adaptive Motorkraftstoffbelieferungssteuerung geschaffen, die nach einer Anweisung an den Motor, derart mit Kraftstoff beliefert zu werden, dass das Motordrehmoment gleich ist einem Motorzielmoment, das einem Drehmoment von im Wesentlichen Null über der eingerückten Klauenkupplung entspricht, ferner die Motorkraftstoffbelieferung verwendet, um das Geeignetste aus (a) Erzielung eines Nullmomentes des Antriebsstrangs oder (b) Bewirkung von Drehmomentstößen, um Drehmomentumkehrungen über der auszurückenden Klauenkupplung zu erzwingen, zu erreichen.
In dem Verfahren nach Anspruch 5 und dem Steuerungs system nach Anspruch 14 ist nach einer Zeitspanne, falls die Änderungsrate der Schaltelementstellung oder die Änderung der Schaltelementstellung größer ist als ein Referenzwert, die gewünschte Bedingung eines im Wesentlichen Nullmomentes erreicht worden (wie sich dies durch die Fähigkeit des Fahrzeugführers äußert, den Gangschalthebel in Richtung auf die Y-Y-Leerlaufstellung zu bewegen), und eine Drehmomentstoßroutine, um Drehmomentumkehrungen zu erzwingen, ist nicht erforderlich. Falls jedoch die Bewegungsgeschwindigkeit des Schaltelementes nicht wenigstens gleich einem Referenzwert ist, ist anschließend die Drehmomentstoßroutine erforderlich und wird eingeleitet.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren/System zur adaptiven Steuerung der Kraftstoffbelieferung eines Motors zu schaffen, um eine Schaltung in den Leerlauf zu ermöglichen, ohne dass die Hauptreibungskupplung ausgerückt bleiben muss.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und 5 sowie ein Steuerungssystem entsprechend den Patentansprüchen 10 und 14 gelöst.
Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugantriebsstrangs, dass das adaptive Motorkraftstoffbelieferungssteuerungsverfahren/-system gemäß der vorliegen den Erfindung verwendet.
1A zeigt eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Klauenkupplungseinrichtung, die in Verbindung mit einem mechanischen Getriebe eingesetzt wird.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines X-Y-Positionssensors, das in einer bevorzugten Ausführungsform des adaptiven Motorkraftstoffzufuhrsteuerungsverfahrens/-systems gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines automatisierten Schaltaktuators zur Verwendung in einer modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine graphische Darstellung der Motorkraftstoffzufuhrsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine schematische Darstellung des adaptiven Motorkraftstoffzufuhrsteuerungsverfahrens/-systems gemäß der vorliegenden Erfindung, in Form eines Flussdiagramms.
6A und 6B zeigen schematische Darstellungen weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens/-systems zur adaptiven Motorkraftstoffbelieferung in Form eines Flussdiagramms.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Ein wenigstens teilweise automatisiertes Fahrzeugantriebsstrangsystem 10, das die Steuerungstechnik zur adaptiven Motorkraftstoffbelieferung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, ist in 1 auf schematisierte Weise veranschaulicht. Das System 10 kann vollautomatisiert, wie beispielsweise aus der US-Patentschrift 4 361 060 zu ersehen, teilautomatisiert, wie beispielsweise aus der US-Patentschrift 4 648 290 und 5 409 432 zu ersehen, oder mit einer Controllerunterstützung manuell betätigt sein, wie dies beispielsweise in den US-Patentschriften Nr. 4 850 236, 5 582 558, 5 735 771 und 6 015 366 veranschaulicht ist.
In dem System 10 ist ein Geschwindigkeitswechselgetriebe 12, das eine manuell oder automatisch geschaltete Hauptgetriebegruppe 14 aufweist, die mit einer Hilfsgetriebegruppe 16 der Split-Bauart in Serie verbunden ist, mit einem Verbrennungsmotor 18, beispielsweise einem allgemein bekannten Benzin- oder Dieselmotor, über eine manuell oder automatisch betätigte Hauptreibungskupplung 20 oder eine sonstige nicht formschlüssige Kupplung antriebsmäßig verbunden. Die Hilfsgetriebegruppe 16 ist vorzugsweise von der kombinierten Split-/Range-Bauart mit drei Schaltebenen und vier Gängen, wie sie in den US-Patentschriften Nr. 4 754 665 und 5 390 561 veranschaulicht ist.
Der Motor 18 enthält eine Kurbelwelle 22, die an einem Antriebselement 24 der Hauptkupplung 20 befestigt ist, das normalerweise mit einem Abtriebselement 26 reibschlüssig in Eingriff steht, das an der Eingangswelle 28 des Getriebes befestigt ist. Eine Getriebeausgangswelle 30 erstreckt sich von der Hilfsgetriebegruppe 16 zur Antriebsverbindung mit den Fahrzeugantriebsrädern, beispielsweise über eine Antriebsachse oder dergleichen, fort. Für die Zwecke der Veranschaulichung ist das Getriebe 12 als ein Getriebe der (2 + 1) × (2) × (2)-Bauart veranschaulicht, das neun oder zehn auswählbare Vorwärtsgänge liefert, wie dies aus dem in 2 schematisch dargestellten Schaltschema 12A ersichtlich ist. Getriebe dieser allgemeinen Bauart sind aus dem Stand der Technik herkömmlich bekannt und werden durch die Inhaberin dieser Anmeldung, die EATON CORPORATION, unter der Handelsmarke „Super-10" vertrieben und sind in größerer Einzelheit in den US-Patentschriften Nr. 6 015 366, 5 974 906 und 5 974 354 ersichtlich.
Das in 2 veranschaulichte Schaltschema 12A ist von der allgemein bekannten „H-Art", das zwei oder mehr vertikale Gassen (R und 1./2., 3./4. und 5./6., 7./8. und 9./10.), die in der sogenannten „Y-Y"- (oder Einrück-/Ausrück-) Richtung verlaufen, sowie eine horizontale Verbindungsgasse 12B aufweist, die in der „X-X"- (oder Auswahl-) Richtung verläuft und in der Y-Y-Richtung in einer mittleren neutralen Position angeordnet ist.
In dem hier verwendeten Sinne bezeichnet der Ausdruck „H-artiges" oder „H-förmiges" Schaltschema, Schaltschemata, bei denen ein Schaltelement, beispielsweise ein Schaltfinger SF oder dergleichen, (i) wahlweise in der X-X-Richtung bewegbar ist, um mit einer ausgewählten der zwei oder mehreren Gassen, die in der Y-Y-Richtung verlaufen, ausgerichtet zu sein, (ii) in der Y-Y-Richtung von einer mittleren Neutralposition weg bzw. in Richtung auf diese zu bewegbar ist, um ausgewählte Gangstufen einzurücken oder auszurücken, und (iii) in der X-X-Richtung zwischen den Stellungen mit Ausrichtung in Bezug auf ausgewählte Gassen lediglich dann bewegbar ist, wenn es sich in der Y-Y-Richtung in der Neutralstellung befindet.
Das Controller unterstützte Getriebesystem 10 enthält ferner Drehzahlsensoren 32 zur Erfassung der Motordrehzahl (ES), 34 zur Erfassung der Eingangswellendrehzahl (IS) und 36 zur Erfassung der Ausgangswellendrehzahl (OS) und zur Bereitstellung hierfür kennzeichnender Signale. Ein Sensor 37 liefert ein Signal THL, das die Fahrpedalstellung kennzeichnet. Das Signal ist gewöhnlich ein Prozentsatz (0% bis 100) der Fahrpedal-/Drosselstellung. Der Motor 18 kann elektronisch gesteuert sein und einen elektronischen Controller 38 enthalten, der über einen elektronischen Datenlink (DL) kommuniziert, der unter einem Industriestandardprotokoll, beispielsweise SAE J-1922, SAE J-1939, ISO 11898 oder dergleichen, arbeitet. Ein (nicht veranschaulichtes) fahrerbetätigtes Kupplungspedal oder ein (nicht veranschaulichter) automatisierte Aktuator kann dazu verwendet werden, die normalerweise eingerückte Hauptkupplung 20 wahlweise einzurücken oder auszurücken, wie dies aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist.
Ein Hilfsgruppenaktuator 40 ist dazu vorgesehen, die Schaltung der Split- und Range-Gangstufen der Hilfsgruppe zu steuern. Vorzugsweise ist wenigstens der Splitaktuator ein Dreistellungsaktuator, der es ermöglicht, die Splitgruppe in eine hohe Splitgangstufe, eine niedrige Splitgangstufe oder eine Leerlaufstellung des Splitters zu schalten und darin zu halten, wobei der Aufbau und die Vorteile des Aktuators in größerer Einzelheit in den US-Patentschriften Nr. 5 651 292, 5 974 906 und 5 970 810 veranschaulicht sind.
Das Getriebesystem 10 enthält einen manuell betätigten Gangschalthebel 42, an dem ein Schaltknauf 44 vorgesehen ist. Der Schaltknauf 44 kann von der Art sein, wie sie in der vorerwähnten US-Patentschrift 5 957 001 beschrieben ist. Wie allgemein bekannt ist, wird der Gangschalthebel 42 zur gezielten Einrückung und Ausrückung unterschiedlichter Gangstufen in einem bekannten Schaltschema (vgl. 2) von Hand verschoben. Alternativ kann ein X-Y-Schaltaktuator, der beispielsweise von den in den US-Patentschriften Nr. 5 481 170, 5 281 902, 4 899 609 und 4 821 590 veranschaulichten Bauarten sein kann, zur automatisierten oder elektromotorischen Shift-By-Wire-Schaltung der Getriebehauptgruppe vorgesehen sein. Der Schaltknauf 44 kann einen Schaltabsichtsschalter 44A enthalten, durch den der Fahrzeugführer anfordern kann, dass die automatische Motorkraftstoffzufuhrsteuerung die drehmomentinduzierte Schaltblockade aufhebt und eine Schaltung in den Getriebeleerlauf zulässt.
Eine Positionssensoranordnung 46 dient im Betrieb dazu, die X-Y-Stellung des Gangschalthebels in dem Schaltschema zu erfassen und hierfür kennzeichnende Signale (SL) zu liefern. X-Y-Positionssensoren dieser Art sind aus dem Stand der Technik bekannt und Beispiele hierfür sind aus den US-Patentschriften Nr. 5 743 143, 5 894 758, 5 950 491 und 5 911 787 ersichtlich. Die Sensoranordnung 46 ist in 2 veranschaulicht und nachstehend in größerer Einzelheit beschrieben.
Das System 10 enthält eine Steuereinheit, vorzugsweise eine Mikroprozessor basierte Steuereinheit von der in den US-Patentschriften Nr. 4 595 586, 4 361 065 und 5 335 566 veranschaulichten Bauart, die dazu dient, Eingangssignale 54 entgegenzunehmen und diese entsprechenden vorbestimmten logischen Regeln zu verarbeiten, um Ausgangsbefehlssignale 56 an Systemaktuatoren, beispielsweise den Motorcontroller 38, den Hilfsgruppenschaltaktuator 40 und dergleichen, aus zugeben.
Die Sensoranordnung 46 enthält ein erstes Fühlelement 46A zur Bereitstellung eines ersten Signals SL_X-X, das eine Größe aufweist, die die X-X-Stellung des Schaltelementes in dem H-artigen Schaltschema kennzeichnet, und einen zweiten Sensor 46B zur Bereitstellung eines zweiten Signals SL_Y-Y, das eine Größe aufweist, die die Y-Y-Position des Schaltelementes in dem Schaltschema kennzeichnet.
Die Sensorelemente 46A und 46B können Signale liefern, deren Größe sich mit den durch diese erfassten Positionen in Bezug auf die Frequenz, Amplitude, Spannung, den Strom, Druck oder dergleichen verändert. Die US-Patentschrift 5 743 143 und die europäische Patentschrift 0 371 975 veranschaulichen herkömmliche, eine Verstellung erfassende Vorrichtungen.
Obwohl die X-X- und Y-Y-Bewegungen als im Wesentlichen zueinander senkrechte Axialverschiebungen veranschaulicht sind, sollen eine axiale und eine Drehbewegung (wie in den US-Patentschriften Nr. 5 743 143 und 5 911 787 veranschaulicht) ebenfalls von den X-X- und Y-Y-Bewegungen mit umfasst sein.
3 veranschaulicht eine modifizierte Ausführungsform, bei der ein Schaltaktuator 100 unter dem Befehl von der ECU 52 dazu dient, die Schaltgabel 102 zu veranlassen, sich in der Y-Y-Richtung zur gezielten Einrückung und Ausrückung von (nicht veranschaulichten) Klauenkupplungen zu bewegen. Ein Sensor 104 liefert Signale SF_Y-Y, die die erfasste Position der Schaltgabel und zugehöriger Schaltelemente kennzeichnen.
1A veranschaulicht eine typische Klauenkupplungseinrichtung 70 zur gezielten Ankupplung und Abkupplung eines Zahnrades 72 an eine bzw. von einer Welle 74, beispielsweise eine Getriebehauptwelle, um einen Getriebegang einzulegen oder herauszunehmen. Kurz gesagt, ist das Kupplungselement 76 über eine Keilverzahnung an der Welle 74 in Bezug auf diese axial relativ verschiebbar und mit dieser drehbar befestigt. Das Kupplungselement 76 trägt äußere Kupplungszähne 78, die dazu dienen, mit inneren Kupplungszähnen 80 in Eingriff zu kommen, die in dem Innenumfang einer Bohrung des Zahnrades 72 ausgebildet sind. Das Kupplungselement 76 wird mittels einer (nicht veranschaulichten) Schaltgabel oder dergleichen axial positioniert. Die Schaltgabel wird gewöhnlich in Axialrichtung durch eine Schaltstange, eine Schaltwelle, eine Kugelrampeneinrichtung oder Kugelumlaufspindel, einen Kolben oder eine funktionsmäßig ähnliche Vorrichtung positioniert.
Wie bekannt ist, ist es zur Ausrückung einer Klauenkupplung in einem mechanischen Fahrzeuggetriebe, speziell in einem Schwerlastfahrzeug, erforderlich, die Drehmoment induzierte Schaltblockade an der eingerückten Klauenkupplung aufzuheben. Falls ein Öffnen der Hauptkupplung 20 nicht erreicht werden kann oder nicht gewünscht ist, kann die Drehmoment induzierte Schaltblockade aufgehoben werden, indem der Motor derart mit Kraftstoff beliefert wird, um ein angenommenes Nullmoment des Antriebsstrangs zu bewirken, und/oder indem Drehmomentumkehrungen erzwungen werden, die zwangsläufig Durchgänge durch das Antriebsstrang-Nullmoment bewirken. Während eine Steuerung der Motorkraftstoffbelieferung, um einen Nullwert des Antriebsstrangdrehmomentes zu erzielen und zu halten, eine Schaltung mit höherer Qualität ergibt, kann dieses Verfahren nicht zu dem Ergebnis führen, dass tatsächlich ermöglicht wird, dass unterbelastete eingerückte Klauenkupplungen ausgerückt werden. Die Verwendung einer „Drehmomentstoß"- oder sonstigen Routine, um über der auszurückenden Klauenkupplung Drehmomentumkehrungen zu erzwingen, ist höchst zuverlässig, kann jedoch zu einer Schaltung mit relativ niedriger Schaltqualität führen.
Eine Steuerung des Motordrehmomentes zur Erreichung eines gewünschten Ausgangs- oder Schwungradmomentes ist allgemein bekannt, wie aus der US-Patentschrift 5 620 392 ersichtlich.
Der hier verwendete Ausdruck Motordrehmoment bezeichnet einen ein Motordrehmoment, gewöhnlich das Motorbruttodrehmoment, kennzeichnenden Wert, von dem aus ein Ausgangs- oder Schwungradmoment berechnet oder geschätzt werden kann. Die Beziehung zwischen dem Motorbruttodrehmoment und dem Schwungraddrehmoment ist in den US-Patentschriften Nr. 5 509 867 und 5 490 063 erläutert.
Ein oder mehrere Motordrehmomentwerte können auf einem industriestandardgemäßen Datenlink DL, beispielsweise einem mit SAE J-1922, SAE J-1939 oder ISO11898 kompatiblen Datenlink, angefordert oder aus diesem ausgelesen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einer Erfassung, dass eine Schaltung aus einer eingelegten Gangstufe in den Leerlauf ohne Ausrückung der Hauptkupplung 20 erforderlich ist, der Motor zunächst angewiesen, auf einen Wert des Motordrehmomentes anzusteigen, der basierend auf den erfassten Systembetriebsparametern derart bestimmt oder berechnet ist, um einem Nullmoment des Antriebsstrangs zu entsprechen.
Bezug nehmend auf 4 ist veranschaulicht, dass für den Fall, dass die Schaltung in einem Antriebszustand 110 einsetzt, das Motordrehmoment angewiesen wird, auf den berechneten Wert 114 abzufallen 112, von dem angenommen wird, dass er dem Nullmomentzustand des Antriebstrangs entspricht. In ähnlicher Weise wird für den Fall, dass die Schaltung in den Leerlauf unter einer Schubbedingung 116 einsetzt, das Motordrehmoment angewiesen, auf den berechneten Wert 114 anzusteigen 118. Vorzugsweise stehen die Steigungen der Rampen 112 und 116 (d.h. die Änderungsrate des Motordrehmomentes) in Abhängigkeit mit der Gangstufe, die gerade ausgerückt wird, und/oder der momentanen Fahrpedalstellung THL. Beim Erreichen des angenommen Antriebstrang-Nullmomentzustandes 120 (zum Zeitpunkt T₁) wird der Motor angewiesen, in diesem Zustand 122 für eine Zeitdauer T (T₂ – T₁) zu verbleiben. Die Zeitspanne (T₂ – T₁) beträgt gewöhnlich ungefähr 150–300 ms. Nach Ablauf dieser Zeitdauer 124 wird die erfasste Geschwindigkeit eines Schaltelementes, beispielsweise eines Gangschalthebels 42 oder Schaltfingers SF, mit einem Referenzwert REF verglichen. Falls die Geschwindigkeit des Schaltelementes gleich dem oder größer als der Referenzwert ist ((d/dt(SL_Y-Y)) > REF), deutet dies daraufhin, dass das Schaltelement sich mit einer Geschwindigkeit in Richtung auf die Klauenkupplungsausrückung bewegt, die nicht durch das Drehmoment induzierte Schaltblockadezustände kennzeichnet, so dass eine Drehmomentstoßroutine nicht erforderlich oder erwünscht ist. Unter derartigen Bedingungen wird der Motor angewiesen, weiter ein Ausgangsdrehmoment zu erzeugen, von dem angenommen wird, dass es dem Antriebsstrang-Nullmoment (durchgezogenen Linie 126) entspricht, bis ein Getriebeleerläuf erfasst ist.
Falls die erfasste Schaltelementgeschwindigkeit nicht gleich oder größer als der Referenzwert ist ((d/dt(SL_Y-Y)) < REF), können Drehmoment induzierte Schaltblockadezustände existieren, so dass eine Drehmomentstoßkraftstoffbelieferungsroutine des Motors (gestrichelte Linien 128) zur Erzwingung von Drehmomentumkehrungen (130) an der Klauenkupplung einsetzt, bis der Leerlauf erfasst ist und/oder eine Zeitperiode abläuft. Die Größe und/oder Gestalt der Drehmomentstöße 128 kann mit der Zeit variieren.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Unterroutine zur adaptiven Motorkraftstoffzufuhrsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Unterroutine wird vorzugsweise während jeder Steuerschleife durchgeführt.
6A und 6B zeigen schematische Darstellungen weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens/-systems zur adaptiven Motorkraftstoffzufuhrsteuerung in Form von Flussdiagrammen.
In den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Rampenrate (d.h. die Änderungsrate des Motordrehmomentes) in den Fällen, wenn die Fahrpedalstellung größer ist und/oder wenn eine höhere Gangstufe (beispielsweise der 8te, 9te oder 10te Gang in einem Zehn-Gang-Getriebe) eingelegt ist, größer als bei einer niedrigen Fahrpedalstellung oder in einer niedrigen Gangstufe (1ten, 2ten oder 3ten Gangstufe in einem 10-Gang-Getriebe).
Die vorliegende Erfindung soll auf eine manuelle Schaltung einer Hauptgetriebegruppe und/oder eine Aktuatorschaltung einer Haupt- und/oder Hilfsgetriebegruppe anwendbar sein.
Demgemäß ist ersichtlich, dass ein neues und verbessertes System/Verfahren zur adaptiven Steuerung der Kraftstoffbelieferung des Motors bei der Ausrückung einer Klauenkupplung mit einer im Eingriff befindlichen Hauptreibungskupplung geschaffen ist.

Claims

Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffbelieferung eines Motors in einem automatisierten Fahrzeuggetriebesystem, das einen Verbrennungsmotor (18) aufweist, der über eine Hauptreibungskupplung (20) eine Eingangswelle (18) eines mehrgängigen Getriebes (12) antreibt, wobei das Getriebe wenigstens zwei Gangstufen, die durch formschlüssige Klauenkupplungen eingerückt und ausgerückt werden, die ein Klauenkupplungsglied (76) aufweisen, das durch ein Gangschaltelement (42, SF, 102) in eine aus einer Einrückstellung und einer Ausrückstellung ausgewählte Stellung bewegbar ist, einen Motorkraftstoffzufuhrcontroller (38) zur Steuerung der Kraftstoffbelieferung des Motors und einen Systemcontroller (52) aufweist, der dazu dient, Eingangssignale (54), einschließlich wenigstens eines der Signale, die die Motordrehzahl (ES), Eingangswellendrehzahl (IS), vom Fahrzeugführer vorgegebene Drossel-/Fahrpedaleinstellung (THL), den Eingriff der Hauptreibungskupplung, die Stellung des Gangschaltelementes (SL_Y-Y, SF_Y-Y) und/oder eine eingelegte Gangstufe (IS/OS) kennzeichnen, entgegenzunehmen und diese Eingangssignale entsprechend logischen Regeln zu verarbeiten, um Ausgangsbefehlssignale (56) an Systemaktuatoren, einschließlich des Kraftstoffzufuhrcontrollers, abzugeben, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, wonach bei einer Bestimmung eines Erfordernisses, eine eingerückte Klauenkupplung auszurücken, während die Hauptreibungskupplung in Eingriff gehalten wird, ein Motorzielmoment bestimmt wird, das im Wesentlichen einem Nullmoment über der eingerückten Klauenkupplung entspricht; der Motor angewiesen wird, derart mit Kraftstoff beliefert zu werden, dass das Motordrehmoment dem Motorzielmoment entspricht; ein Ausbleiben Drehmoment induzierter Schaltblockadezustände an der eingerückten Klauenkupplung erfasst wird, (und) nachdem das Motordrehmoment für eine vorbestimmte Zeitdauer (T₂ – T₁) dem Motorzielmoment entsprochen hat, (i) für den Fall, dass ein Ausbleiben Drehmoment induzierter Schaltblockadezustände an der Klauenkupplung nicht erfasst wird, der Motor angewiesen wird, derart mit Kraftstoff beliefert zu werden, um erzwungene Drehmomentumkehrungen (128, 130) über der eingerückten Klauenkupplung zu bewirken, und (ii) für den Fall, dass ein Ausbleiben Drehmoment induzierter Schaltblockadezustände an der eingerückten Klauenkupplung erfasst wird, veranlasst wird, dass das Motordrehmoment weiterhin dem Motorzielmomentwert entspricht, bis ein Ausrücken der Klauenkupplung erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Eingangssignale ein Signal enthalten, das die Stellung des Gangschaltelementes kennzeichnet, und wobei das Ausbleiben der Drehmoment induzierten Schaltblockadezustände erfasst wird, falls die Gangschaltelementstellung entweder (i) eine Veränderung oder (ii) eine Änderungsrate größer als ein Referenzwert aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Motorkraftstoffzufuhrcontroller und der Systemcontroller über einen elektronischen Datenlink kommunizieren.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Datenlink dem Protokoll SAE J1939 entspricht.
Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffbelieferung eines Motors in einem automatisierten Fahrzeuggetriebesystem, das einen Verbrennungsmotor (18) aufweist, der eine Eingangswelle (18) eines mehrgängigen Getriebes (12) über eine Hauptreibungskupplung (20) antreibt, wobei das Getriebe wenigstens zwei Gangstufen, die durch formschlüssige Klauenkupplungen eingerückt und ausgerückt werden, die ein Klauenkupplungsglied (76) aufweisen, das durch ein Gangschaltelement (42, SF, 102) in Axialrichtung bewegbar ist, einen Motorkraftstoffzufuhrcontroller (38) zur Steuerung/Regelung der Kraftstoffbelieferung des Motors und einen Systemcontroller (52) aufweist, der dazu dient, Eingangssignale (54), einschließlich wenigstens die Stellung des Gangschaltelementes (SL_Y-Y, SF_Y-Y) kennzeichnender Signale, entgegenzunehmen und diese Eingangssignale entsprechend logischen Regeln zu verarbeiten, um Ausgangsbefehlssignale (56) an Systemaktuatoren, einschließlich des Kraftstoffzufuhrcontrollers, auszugeben, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, wonach bei einer Bestimmung einer Notwendigkeit, eine eingerückte Klauenkupplung auszurücken, während die Hauptreibungskupplung im Eingriff belassen wird, ein Motorzielmoment (114) bestimmt wird, das im Wesentlichen einem Nullmoment über der eingerückten Klauenkupplung entspricht; der Motor angewiesen wird, derart mit Kraftstoff beliefert zu werden, dass das Motordrehmoment dem Motorzielmoment entspricht; nachdem das Motordrehmoment dem Motorzielmoment für eine vorbestimmte Zeitdauer entspricht, ein Steuerparameter, der entweder a) eine Änderung der Stellung des Gangschaltelementes oder b) eine Änderungsrate der Gangschaltelementstellung kennzeichnet, mit einem Referenzwert (REF) verglichen wird, und falls der Steuerungsparameter wenigstens gleich dem Referenzwert ist, das Motordrehmoment veranlasst wird, dem Motorzielmoment zu entsprechen, (und) falls der Steuerungsparameter kleiner als der Referenzwert ist, der Motor veranlasst wird, derart mit Kraftstoff versorgt zu werden, um erzwungene Drehmomentumkehrungen (128, 130) über der eingerückten Klauenkupplung zu erzielen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, wobei der Schritt der Anweisung des Motors, mit Kraftstoff beliefert zu werden, umfasst, dass der Motor angewiesen wird, derart mit Kraftstoff versorgt zu werden, dass das Motordrehmoment von einem anfänglichem Wert zu dem Motorzielmomentwert mit einer Änderungsrate wechselt, die von der erfassten Fahrpedalstellung abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Absolutwert der Änderungsrate bei höchsten Werten der Fahrpedalstellung größer ist als bei niedrigsten Werten der Fahrpedalstellung.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, wobei der Schritt der Anweisung des Motors, mit Kraftstoff beliefert zu werden, umfasst eine Anweisung an den Motor, derart mit Kraftstoff versorgt zu werden, dass das Motordrehmoment von einem anfänglichem Wert zu dem Motorzielmoment mit einer Änderungsrate wechselt, die von der eingelegten Gangstufe abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Absolutwert der Änderungsrate bei niedrigsten Übersetzungsverhältnissen der Eingangswellendrehzahl zu der Ausgangswellendrehzahl größer ist als bei höchsten Übersetzungsverhältnissen zwischen der Eingangswellendrehzahl und der Ausgangswellendrehzahl.
Steuerungssystem zur Steuerung/Regelung der Kraftstoffbelieferung eines Motors in einem automatisierten Fahrzeuggetriebesystem, das einen Verbrennungsmotor (18) aufweist, der eine Eingangswelle (18) eines mehrgängigen Getriebes (12) über eine Hauptreibungskupplung (20) antreibt, wobei das Getriebe wenigstens zwei Gangstufen, die durch formschlüssige Klauenkupplungen eingerückt und ausgerückt werden, die ein Klauenkupplungsglied (76) aufweisen, das durch ein Gangschaltelement (42, SF, 102) zu einer aus einer eingerückten und ausgerückten Stellung ausgewählten Stellung bewegbar ist, einen Motorkraftstoffzufuhrcontroller (38) zur Steuerung der Kraftstoffbelieferung des Motors und einen Systemcontroller (52) aufweist, der dazu dient, Eingangssignale (54), einschließlich wenigstens eines der Signale, die eine Motordrehzahl (ES), Eingangswellendrehzahl (IS), eine vom Fahrzeugführer vorgegebene Fahrpedal-/Drosselstellung (THL), einen Eingriff der Hauptreibungs kupplung, eine Stellung des Gangschaltelementes (SL_Y-Y; SF_Y-Y) und/oder eine eingelegte Gangstufe (IS/OS) kennzeichnen, entgegenzunehmen und die Eingangssignale entsprechend logischen Regeln zu verarbeiten, um Ausgangsbefehlssignale (56) an Systemaktuatoren, einschließlich des Krafstoffzufuhrcontrollers auszugeben, wobei das Steuerungssystem Mittel enthält, die dazu dienen, bei einer Bestimmung eines Erfordernisses, eine eingerückte Klauenkupplung auszurücken, während die Hauptreibungskupplung eingerückt belassen wird: ein Motorzielmoment zu bestimmen, das im Wesentlichen einem Nullmoment über der eingerückten Klauenkupplung entspricht, den Motor anzuweisen, derart mit Kraftstoff beliefert zu werden, dass das Motordrehmoment dem Motorzielmoment entspricht; ein Ausbleiben Drehmoment induzierter Schaltblockadezustände an der eingerückten Klauenkupplung zu erfassen, (und) nachdem das Motordrehmoment dem Motorzielmoment für eine vorbestimmte Zeitdauer (T₂ – T₁) entsprochen hat, (i) für den Fall, dass ein Ausbleiben Drehmoment induzierter Schaltblockadezustände an der Klauenkupplung nicht erfasst wird, den Motor anzuweisen, derart mit Kraftstoff beliefert zu werden, um erzwungene Drehmomentumkehrungen (128, 130) über der eingerückten Klauenkupplung zu erzielen, und (ii) für den Fall, dass ein Ausbleiben Drehmoment induzierter Schaltblockadezustände an der eingerückten Klauenkupplung erfasst wird, das Motordrehmoment zu veranlassen, weiter dem Motorzielmoment zu entsprechen, bis ein Ausrücken der Klauenkupplung erfasst ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 10, wobei die Eingangssignale ein Signal enthalten, das die Stellung des Gangschaltelementes kennzeichnet, und wobei das Ausbleiben Drehmoment induzierter Schaltblockadezustände erfasst wird, falls die Stellung des Gangschaltelementes entweder (i) eine Veränderung oder (ii) eine Änderungsrate aufweist, die einen Referenzwert übersteigt.
Steuerungssystem nach Anspruch 10, wobei der Motorkraftstoffzufuhrcontroller und der Systemcontroller über einen elektronischen Datenlink kommunizieren.
Steuerungssystem nach Anspruch 12, wobei der Datenlink dem Protokoll SAE J1939 entspricht.
Steuerungssystem zur Steuerung der Kraftstoffbelieferung eines Motors in einem automatisierten Fahrzeuggetriebesystem, das einen Verbrennungsmotor (18) aufweist, der eine Eingangswelle (18) eines mehrgängigen Getriebes (12) über eine Hauptreibungskupplung (20) antreibt, wobei das Getriebe wenigstens zwei Gangstufen, die durch formschlüssige Klauenkupplungen mit einem Klauenkupplungselement (76) eingerückt und ausgerückt werden, das durch ein Gangschaltelement (42, SF, 102) in Axialrichtung bewegbar ist, einen Motorkraftstoffzufuhrcontroller (38) zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr zu dem Motor und einem Systemcontroller (52) aufweist, der dazu dient, Eingangssignale (54), einschließlich wenigstens die Stellung des Gangschaltelementes (SL_Y-Y, SF_Y-Y) kennzeichnender Signale, entgegenzunehmen und diese Eingangssignale entsprechend logi schen Regeln zu verarbeiten, um Ausgangsbefehlssignale (56) an Systemaktuatoren, einschließlich des Kraftstoffzufuhrcontrollers, auszugeben, wobei das Steuerungssystem Mittel enthält, die bei einer Bestimmung eines Erfordernisses, eine eingerückte Klauenkupplung auszurücken, unter Beibehaltung der Hauptreibungskupplung im Eingriff dazu dienen, um: ein Motorzielmoment (114) zu bestimmen, das im Wesentlichen einem Nullmoment über der eingerückten Klauenkupplung entspricht, den Motor anzuweisen, derart mit Kraftstoff beliefert zu werden, dass das Motordrehmoment dem Motorzielmoment entspricht; nachdem das Motordrehmoment dem Motorzielmoment für eine vorbestimmte Zeitdauer entspricht, einen Steuerparameter, der entweder a) eine Änderung der Gangschaltelementstellung oder b) eine Änderungsrate der Gangschaltelementstellung kennzeichnet, mit einem Referenzwert (REF) zu vergleichen, und für den Fall, dass der Steuerparameter wenigstens gleich dem Referenzwert ist, das Motordrehmoment zu veranlassen, dem Motorzielmoment zu entsprechen, für den Fall, dass der Steuerparameter kleiner als der Referenzwert ist, den Motor zu veranlassen, derart mit Kraftstoff beliefert zu werden, um erzwungene Drehmomentumkehrungen (128, 130) über der eingerückten Klauenkupplung zu erzielen.
Steuerungssystem nach Anspruch 10 oder 14, wobei die logischen Regeln Regeln enthalten, die dazu dienen, den Motor zu veranlassen, derart mit Kraftstoff beliefert zu werden, dass das Motordrehmoment von einem anfänglichen Wert zu einem Motorzielmoment mit einer Änderungsrate wechselt, die von der erfassten Fahrpedalstellung abhängig ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 15, wobei der Absolutwert der Änderungsrate bei höchsten Werten der Fahrpedalstellung größer ist als bei niedrigsten Werten der Fahrpedalstellung.
Steuerungssystem nach Anspruch 10 oder 14, wobei die logischen Regeln Regeln enthalten, um den Motor anzuweisen, derart mit Kraftstoff beliefert zu werden, dass das Motordrehmoment von einem anfänglichen Wert zu dem Motorzielmoment mit einer Änderungsrate wechselt, die von der erfassten eingelegten Gangstufe abhängig ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 17, wobei der Absolutwert der Änderungsrate bei niedrigsten Übersetzungsverhältnissen der Eingangswellendrehzahl zu der Ausgangswellendrehzahl größer ist als bei höchsten Werten des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Eingangswellendrehzahl und der Aungangswellendrehzahl.