DE69612556T2

DE69612556T2 - Motordrehzahlabbremsung beim hochschalten eines getriebes

Info

Publication number: DE69612556T2
Application number: DE69612556T
Authority: DE
Inventors: M. Bacon; Thomas Desautels; M. Weisman
Original assignee: ZF Meritor LLC
Current assignee: ZF Meritor LLC
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 2001-10-25
Anticipated expiration: 2016-07-26
Also published as: EP0837786B1; US5679093A; US5830104A; DE69612556D1; WO1997004980A1; AU722955B2; EP0837786A1; AU6637796A; BR9609895A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebs, und die Erfindung betrifft ferner einen Fahrzeugantrieb.
Schwerfahrzeuge sind normalerweise mit Motoren ausgestattet, die ein mehrstufiges Getriebe über eine Kupplung antreiben. Ein Handschaltknüppel ermöglicht einem Fahrer das Umschalten zwischen mehreren Drehzahlverhältnissen in dem Getriebe. Normalerweise werden die Drehzahlverhältnisse mit mehreren wahlweise betätigten Sätzen von ineinandergreifenden Zahnrädern erreicht. Einer dieser Sätze wird wahlweise eingerückt, um ein gewünschtes Drehzahlverhältnis zu liefern.
Schwerfahrzeuge wie zum Beispiel Lastkraftwagen erfordern einen recht komplizierten Kupplungsvorgang, um zwischen den Gängen zu wechseln. Die ineinandergreifenden Zahnräder, die eingerückt werden, um die Getriebeausgangswelle anzutreiben, übertragen eine sehr große Drehmomentlast. Der Fahrer muß zunächst die Kupplung niederdrücken, um die Drehmomentlast auf dem Getriebe auszuschalten. Der Fahrer kann dann den Gang ausrücken. Der Fahrer muß dann die Ausgangsdrehzahl des Motors auf eine Drehzahl einstellen, die ungefähr der Drehzahl entspricht, die notwendig ist, um das Drehzahlverhältnis bei dem neu gewählten Gang anzupassen. Diese Einstellung beruht darauf, daß ein Fahrer ein "Gefühl" für die Drehzahl hat, die bei dem nächsten Übersetzungsverhältnis notwendig sein wird. Die Drehzahl des Motors sollte so eingestellt werden, daß sie bei ihrer Modifikation durch den neu gewählten Gang der Drehzahl an der Getriebeausgangswelle entspricht. In der Praxis ist es normalerweise schwierig, das Drehzahlverhältnis durch manuelle oder vom Fahrer gesteuerte Einstellung genau anzupassen. Somit gibt es immer einen gewissen Unterschied in der Drehzahl, wenn die Zahnräder wieder in Eingriff gebracht werden. Dieser Unterschied in der Drehzahl führt zu einer gewissen Verzögerung beim Einrücken bzw. zu einem unsanften Übergang zwischen den Gängen. Normalerweise betätigt der Fahrer die Kupplung auch ein zweites Mal, wenn er den Gang wieder einlest, um den Widerstand gegen das Einlegen des neu gewählten Ganges zu verringern. Das manuelle Schalten eines Getriebes ist also ein recht komplizierter Vorgang.
Während erfahrene Lastwagenfahrer wohl in der Lage sind, ohne weiteres einen Gangwechsel vorzunehmen, haben weniger erfahrene Fahrer manchmal Schwierigkeiten mit diesem Vorgang. Da der Gangwechsel etwas ist, das während der Fahrt mit einem Fahrzeug mit Handschaltgetriebe häufig durchgeführt werden muß, stellt der komplizierte Vorgang des Gangwechsels für einen unerfahrenen Fahrer eine echte Belastung dar. Außerdem wurden Fahrzeuge in letzter Zeit mit komplexeren Steuerungen versehen, die mehr Aufmerksamkeit von einem Fahrer verlangen. Selbst erfahrene Fahrer würden daher von einer Verringerung der Komplexität des manuellen Gangwechsels profitieren.
Aus DE-A-44 46 120 ist ein Fahrzeugantrieb bekannt, der folgendes umfaßt:
- einen Motor mit einer Ausgangswelle;
- ein mehrstufiges Automatikgetriebe mit einem Eingang, der mit der Motorausgangswelle verbunden ist, und mit einem Ausgang zum Antrieb eines Fahrzeugs;
- ein Motordrehzahlverringerungssystem, das wahlweise betätigt werden kann, um die Ausgangsdrehzahl der Motorausgangswelle zu verringern; eine Motorsteuerung, und
- einen manuell bedienbaren Hebel, der manuell bedienbar ist, um zwischen verschiedenen Antriebsarten umzuschalten.
Es wäre wünschenswert, zu einem System zu gelangen, bei dem der Fahrer die Kupplung nicht ausrücken muß, um einen Gangwechsel durchzuführen. Unabhängig davon, ob der Fahrer zum Gangwechsel das Kupplungspedal betätigt, wäre es außerdem wünschenswert, den Fahrer in die Lage zu versetzen, die Motordrehzahl rechtzeitig zu verringern, wenn er das Fahrzeug hochschaltet. Wenn ein Fahrer von einem niedrigeren Gang in einen höheren Gang hochschaltet, muß eine beachtliche Verringerung der Motordrehzahl rasch erreicht werden, um einen sanften Übergang in den neuen Gang zu erreichen. Eine niedrigere Motordrehzahl ist erforderlich, um bei dem nächsthöheren Gang dieselbe Getriebeausgangsdrehzahl zu erreichen. Der Fahrer verlangsamt normalerweise den Motor, indem er das Fahrpedal losläßt in dem Bemühen, sich der neuen erforderlichen Motordrehzahl anzunähern. Beim Hochschalten läßt sich jedoch eine sofortige Verringerung der Motordrehzahl schwieriger erreichen als die beim Herunterschalten erforderliche Erhöhung der Motordrehzahl. Faktoren wie zum Beispiel das Drehmoment machen es etwas schwierig, die Motordrehzahl rasch zu verringern.
Somit ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein System bereitzustellen, das eine Motorausgangsdrehzahl nach Erhalt einer Anzeige für ein Hochschallen des Getriebes verringert, um die Motordrehzahl schneller auf die gewünschte Motordrehzahl in dem höheren Gang zu bringen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch die Verfahren und den Fahrzeugantrieb mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 8 bzw. 11.
Bei einer offenbarten Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Motordrehzahlverringerungssystem in einer Nlotorsteuerungseinrichtung enthalten. Das Motordrehzahlverringerungssystem wird wahlweise betätigt, wenn die Motorsteuerungseinrichtung erfaßt, daß ein Hochschalten stattfindet. Bei diesem System handelt es sich vorzugsweise um das Aufbringen einer Last auf den Motor, um Energie aufzunehmen.
Zum Beispiel kann die Motorsteuerungseinrichtung die Motorbremsung betätigen, um die Ausgangsdrehzahl des Motors rasch zu verringern. Die Motorbremsung ist im wesentlichen ein Merkmal der Motorsteuerung, mit dem die Ausgangsdrehzahl des Motors verringert wird, wenn zum Beispiel angezeigt wird, daß das Fahrzeug durch Bremsen angehalten wird oder bergab fährt. Ein Motorbremssystem öffnet bestimmte Kolbenzylinder in dem Motor gleich vor Beginn des Arbeitstaktes. Indem vor dem Arbeitstakt Gas aus geöffneten Zylindern ausgeleitet wird, muß der Motor durch die Motorbremsung die Arbeit leisten, die notwendig ist, um das Gas zu verdichten, aber nicht um von der daraus resultierenden Energie zu profitieren. Auf diese Weise kann die Drehzahl rasch verringert werden. Bei einer Ausführungsform umfaßt und betätigt die Erfindung die Motorbremsung, um eine rasche Verringerung der Motordrehzahl zu erreichen, damit sich diese einer gewünschten Motordrehzahl beim Hochschalten annähert.
Wenngleich die Motorbremsung das bevorzugte Drehzahlverringerungssystem ist, sind nicht alle Motoren mit einer Motorbremsung versehen. So können auch andere Arten von Drehzahlverringerungssystemen als Alternative zur Motorbremsung betätigt werden. Zum Beispiel kann ein Ventilator betätigt werden, um die auf den Motor einwirkende Last zu erhöhen und somit die Ausgangsdrehzahl des Motors zu verringern. Weitere Beispiele umfassen eine Getriebebremsung, die Betätigung eines Nebenschlußwiderstands für einen Drehstromgenerator, um Energie von dem Motor abzuleiten, oder es kann ein Motorbremsventil betätigt werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht einem Fahrer ein Schaltabsichtsschalter zur Verfügung, der der Motorsteuerungseinrichtung eine Anzeige liefert, daß ein Hochschalten durch den Fahrer eingeleitet wird. Nach Erhalt des Signals, daß ein Hochschalten eingeleitet wird, berechnet die Motorsteuerungseinrichtung die gewünschte Motorausgangsdrehzahl für den nächsthöheren Gang. Sobald ein Hochschalten eingeleitet wird, betätigt die Motorsteuerungseinrichtung ein Drehzahlverringerungssystem, wie zum Beispiel eine Motorbremsung, um die Motordrehzahl rasch zu verringern. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Motordrehzahlverringerung in Kombination mit einem Gesamtdrehzahlsynchronisierungssystem verwendet, das die gewünschte Motordrehzahl bei dem nächsthöheren Übersetzungsverhältnis berechnet und den Kraftstoff steuert, der dem Motor zugeführt wird, um diese Drehzahl zu erreichen. Das Motordrehzahlsynchronisierungssystem wird vorzugsweise sowohl beim Hochschalten als auch beim Herunterschalten verwendet. Beim Hochschalten hat jedoch die zusätzliche Unterstützung des erfindungsgemäßen Motordrehzahlverringerungssystems zur raschen Verringerung der Motordrehzahl den Vorteil der raschen Verringerung der Motordrehzahl auf den gewünschten Wert.
Die Motorsteuerungseinrichtung überwacht vorzugsweise die tatsächliche Motordrehzahl und vergleicht sie mit der gewünschten Drehzahl während der Synchronisierung, um den Kraftstoff zu steuern, der dem Motor zugeführt wird, um rasch die gewünschte Motordrehzahl zu erreichen. Eine komplizierte Berechnung des Betrages der Verringerung ist somit nicht notwendig. Die Motorsteuerungseinrichtung erhält vielmehr durch die tatsächliche Motordrehzahl eine Rückkopplung über die Auswirkung der Verringerung.
Als Alternative zu dem oben beschriebenen Verfahren kann die Motorsteuerungseinrichtung auch verschiedene Systemparameter überwachen, um vorherzusagen, wann ein Hochschalten erwartet werden könnte. Wenn zum Beispiel die Motordrehzahl für einen Gang relativ hoch ist, könnte die Motorsteuerungseinrichtung vorhersagen, daß ein Hochschalten wahrscheinlich ist. Wenn dagegen diese Drehzahl relativ niedrig ist, könnte die Motorsteuerungseinrichtung vorhersagen, daß ein Herunterschalten wahrscheinlich sein könnte. Wenn ein Hochschalten vorhergesagt wird, wird bei diesem System das Drehzahlverringerungssystem wie zum Beispiel die Motorbremsung in der oben beschriebenen Weise betätigt, um die gewünschte Motordrehzahl zu erreichen.
Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden am besten verständlich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, die nachfolgend kurz beschrieben werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung der Motordrehzahl im Vergleich zur Getriebeausgangsdrehzahl bei mehreren verschiedenen Gängen.
Fig. 2 ist eine weitgehend schematische Ansicht einer Ausführungsform dieser Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVOR BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

In Fig. 1 ist die Beziehung zwischen der Motorausgangsdrehzahl und der Getriebeausgangsdrehzahl beim Umschalten des Getriebes zwischen mehreren Gängen (1-3 in dieser Figur) graphisch dargestellt. Im wesentlichen ergibt dies eine sägezahnförmige Kurve. In jedem Gang steigt die zum Erreichen einer speziellen Getriebeausgangsdrehzahl notwendige Motordrehzahl bis zu einer maximalen Motordrehzahl in einer Reihe von Spitzen P an. Eine Motorsteuerungseinrichtung könnte vorhersagen, daß ein Hochschalten wahrscheinlich ist, indem sie eine Annäherung an eine Spitze wie zum Beispiel den Punkt P feststellt.
Wenn sich die Motordrehzahl der maximalen Drehzahl annähert, wird normalerweise ein Hochschalten angezeigt. Wie hier gezeigt, wurde ein Hochschalten jeweils im Punkt P eingeleitet. Nach dem Hochschalten wird durch das Getriebe ein höheres Drehzahlverhältnis angelegt, und um einen sanften Gangwechsel zu erreichen, ist eine verringerte Motordrehzahl notwendig. Die Motordrehzahl muß um den Betrag d verringert werden, um einen sanften Gangwechsel zu erreichen. Diese Drehzahlverringerung muß beim Hochschalten innerhalb relativ kurzer Zeit stattfinden.
In der Realität ist die Kurve natürlich nicht so einfach wie die in Fig. 1 gezeigte Kurve. Ein wesentlicher Komplikationsfaktor ist zum Beispiel, daß die Getriebedrehzahl nicht konstant ist. In Fig. 1 wird jedoch das Problem beschrieben, das normalerweise beim Hochschalten auftritt. Wenn man in einen höheren Gang schalten will, muß die Motordrehzahl rasch um den Betrag d verringert werden. Was sich einer raschen Drehzahlverringerung widersetzt, sind zum Beispiel Faktoren wie das Drehmoment. Ein System zur Erzielung einer raschen Drehzahlverringerung beim Hochschalten ist in Fig. 2 offenbart.
Gemäß Fig. 2 umfaßt der Fahrzeugantrieb 20 einen Motor 22 mit einer Ausgangswelle 23, die mit der Kupplung 26 verbunden ist. Die Kupplung 26 überträgt wahlweise die Drehung von der Ausgangswelle 23 auf das Getriebe 28. Eine Eingangswelle 30 liefert einen Eingang an das mehrstufige Getriebe 28, und eine Ausgangswelle 32 erstreckt sich von dem Getriebe 28 zu den Antriebsachsen des Fährzeugs. Das mehrstufige Getriebe 28 ist in der Technik bekannt und umfaßt mehrere verschiedene Drehzahlverhältnisse, die wahlweise betätigt werden können, um ein gewünschtes Verhältnis zwischen der Motoreingangsdrehzahl an der Welle 23 und der Getriebeausgangsdrehzahl an der Welle 32 zu erreichen.
Um zwischen diesen Verhältnissen umzuschalten, steht einem Fahrer des Fahrzeugs ein Schaltknüppel 34 zur Verfügung. Mit dem Schaltknüppel kann ein Fahrer vorzugsweise die notwendigen Bauteile zum Schalten von Hand bewegen. Der Schaltknüppel 34 ist am meisten bevorzugt mit einem Schaltabsichtsschalter 36 versehen, mit dem ein Fahrer anzeigen kann, ob ein Hochschalten oder ein Herunterschalten der nächste durchzuführende Schaltvorgang ist. Der Schalter 36 steht mit einem elektronischen Steuergerät 38 in Verbindung, das die zu dem Motor 22 führenden Kraftstoffeinspritzventile 39 steuert.
Das elektronische Steuergerät 38 steuert auch ein Motorbremssystem, das allgemein bei 40 dargestellt ist. Wie in der Technik bekannt ist, ist die Motorbremsung ein Konzept zum Aufbringen einer Last, um etwas von der an die Ausgangswelle 23 des Motors 22 gelieferten Energie aufzunehmen. In einem Beispiel werden die Auslaßventile eines speziellen Zylinders vor Beginn des Arbeitstaktes geöffnet. Somit wird Energie von dem Verdichtungstakt aufgenommen, wodurch die Motorausgangsdrehzahl reduziert wird.
Alternativ kann ein Ventilator 42 wahlweise so angeschlossen sein, daß er von dem Motor 22 angetrieben wird, um die Ausgangsdrehzahl der Welle 24 zu verringern. Bei der veranschaulichten Ausführungsform steuert das elektronische Steuergerät 38 die Betätigung eines Ventilators 42 durch eine Kupplung 43. Wenn die Kupplung 43 betätigt wird, wird der Ventilator 42 angetrieben. Durch wahlweises Betätigen der Kupplung 43 zum Ableiten von Energie von der Ausgangswelle 23 kann das elektronische Steuergerät 38 die Ausgangsdrehzahl an der Welle 24 verringern. Es können auch eine Getriebebremsung, die Betätigung eines Nebenschlußwiderstands zum Ableiten von Energie zu einem Drehstromgenerator, oder andere Systeme zum Ableiten von Energie von dem Motor verwendet werden.
Ein das Fahrzeug mit dem Antrieb 20 fahrender Fahrer zeigt eine Schaltabsicht durch den Schalter 36 an. Beim Hochschalten muß das elektronische Steuergerät 38 die Motordrehzahl rasch verringern, um die gewünschte Motoreingangsdrehzahl zu erreichen. Das elektronische Steuergerät 38 betätigt somit nach Bedarf das Motorbremssystem 40, den Ventilator 42 oder ein anderes Drehzahlverringerungssystem, um die gewünschte Motordrehzahl zu erreichen.
Als Alternative zu dem Schaltabsichtsschalter 36 kann das elektronische Steuergerät 38 in der Lage sein, durch Überwachen der Motordrehzahl das Drehzahlverhältnis vorherzusagen, das als nächstes eingelegt wird. Wenn das elektronische Steuergerät 38 zum Beispiel feststellt, daß das Getriebe 28 sich in einem bestimmten Gang befindet, und erkennt, daß sich die Motordrehzahl der maximalen Motordrehzahl annähert, könnte das elektronische Steuergerät 38 vorhersagen, daß beim nächsten Gangwechsel ein Hochschalten eingeleitet werden dürfte.
Bei beiden Verfahren zum Vorhersagen eines Hochschaltens erwartet das elektronische Steuergerät 38 ein Signal 44 von dem Getriebe, daß das Getriebe vor dem Verändern der Ausgangsdrehzahl der Welle 23 in die Neutralstellung gebracht wurde. Eine Veränderung der Motordrehzahl durch das elektronische Steuergerät 38, während das Getriebe noch eingerückt ist, wäre nicht wünschenswert, da dies die Ausgangsdrehzahl des Fahrzeugs ohne Steuerung durch den Fahrer beeinflussen würde. Das elektronische Steuergerät fängt vorzugsweise also erst an, die Einstellung der Motordrehzahl zu betätigen, wenn es das Neutralsignal von der Leitung 44 erhält. Außerdem stellt das elektronische Steuergerät fest, daß die Kraftstoffzufuhr vor Betätigung der Motorbremsung unterbrochen wurde.
Sobald das elektronische Steuergerät 38 ein Signal empfängt, daß sich das Getriebe 28 in der Neutralstellung befindet, kann es das Motordrehzahlverringerungssystem 40 oder 42 betätigen, um die Motordrehzahl rasch zu verringern. Wenn die Motordrehzahl an der Welle 23 rasch verringert wird, um sich einem gewünschten Drehzahlverhältnis gemäß Fig. 1 anzunähern, wird der Fahrer in der Lage sein, sanft und mit wenig Störung der Fahrzeuggeschwindigkeit in das nächsthöhere Übersetzungsverhältnis zu schalten.
Die vorliegende Erfindung kann einzig und allein als Drehzahlverringerungssystem zum Hochschalten vorgesehen sein, ob das System nun mit oder ohne Kupplung betätigt wird. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Drehzahlverringentng der Erfindung jedoch in Kombination mit einem System vorgesehen, das die Motorausgangsdrehzahl mit der gewünschten Drehzahl synchronisiert, um sie an den Getriebeausgang bei dem nächsten Übersetzungsverhältnis anzupassen. Bei einem solchen System ist die Verwendung der Kupplung 26 überflüssig. Das erfindungsgemäße Drehzahlverringerungssystem macht ein Motorsynchronisierungssystem praktischer, so daß ein rascheres Hochschalten durch eine raschere Verringerung der Motordrehzahl möglich ist.
Bei diesem kombinierten System muß das elektronische Steuergerät 38 den Betrag der Motorbremsung oder einer anderen wirkenden Verzögerung nicht genau steuern. Stattdessen überwacht das elektronische Steuergerät 38 einfach die Ausgangsdrehzahl des Motors und vergleicht sie mit der gewünschten Motorausgangsdrehzahl. Die bei dem nächsten Übersetzungsverhältnis gewünschte Motorausgangsdrehzahl wird ermittelt durch Überwachen der tatsächlichen Getriebeausgangsdrehzahl und durch Multiplizieren der tatsächlichen Getriebeausgangsdrehzahl mit dem Drehzahlverhältnis bei dem nächsten erwarteten Gang, um ein gewünschtes Drehzahlverhältnis zu erreichen, wenn der Gangwechsel eingeleitet wird. Das elektronische Steuergerät 38 vergleicht die gewünschte Motordrehzahl mit der tatsächlichen Motorausgangsdrehzahl, da sowohl seine Bemühungen zur Drehzahlverringerung durch entsprechende Steuerung des Kraftstoffventils und die erfindungsgemäße Drehzahlverringerung beim Hochschatten in Kombination verwendet werden, um die Motordrehzahl rasch zu verringern. Das elektronische Steuergerät 38 bekommt also eine Rückkopplung über die Auswirkung des Drehzahlverringerungssystems der Erfindung und kann das Drehzahlverringerungssystem der Erfindung deaktivieren, wenn sich die Motordrehzahl dem gewünschten Drehzahlverhältnis annähert. Serienmäßige Motordrehzahlregler lassen sich leicht modifizieren, um die Merkmale dieser Erfindung zu erreichen. Zum Beispiel kann ein serienmäßiger Drehzahlregler, der unter der Handelsbezeichnung "DDEC III" bei der Detroit Diesel Corporation erhältlich ist, die Motordrehzahl regeln, und er könnte ohne weiteres dahingehend modifiziert werden, daß er die Merkmale der Drehzahlsynchronisierung und der Drehzahlverringerung gemäß der Erfindung umfaßt.
Wenngleich das elektronische Steuergerät die Schaltabsicht zur direkten Steuerung der Betätigung des Drehzahlverringerungssystems heranziehen kann, könnte das elektronische Steuergerät auch einfach das Drehzahlverringerungssystem immer dann betätigen, wenn die gewünschte Motordrehzahl wesentlich niedriger ist als die tatsächliche Motordrehzahl und das Getriebe sich in der Neutralstellung befindet. Das heißt, es wird nicht unbedingt ein spezielles Signal für die Richtung des Gangwechsels verwendet, um festzustellen, wann das Drehzahlverringerungssystem betätigt werden muß.
Das Motordrehzahlsynchronisierungssystem ist vollständig offenbart in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung Nr. 03/508,135 mit dem Titel "Engine Speed Synchronization System For Assisting A Manual Transmission Shifting" (Motordrehzahlsynchronisierungssystem zur Unterstützung eines manuellen Gangwechsels). Ein bevorzugtes Verfahren zum Ausrücken des Ganges in eine Neutralstellung ohne Betätigung der Kupplung ist offenbart in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung Nr. 08/508,155 mit dem Titel "Method And Apparatus For Assisting And Shifting Transmission To Neutral" (Verfahren und Vorrichtung zum Unterstützung und Umschalten des Getriebes in die Neutralstellung). Ein bevorzugter Anzeigemechanismus für dieses System ist offenbart in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung Nr. 08/508,153 mit dem Titel "Four Position Switch for Shift Assist System" (Vierstellunsgsschalter für ein System zur Unterstützung des Gangwechsels). Ein System zur Bereitstellung des bei 44 gezeigten Neutralsignals ist offenbart in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung Nr. 08/508,067 mit dem Titel "Two-Position Neutral Switch for Multi-Speed Transmission" (Zweistellungs-Neutralschalter für ein mehrstufiges Getriebe). Weitere Ausgestaltungen der Steuerungseinrichtungen und Bauteile bevorzugter Systeme sind offenbart in der gleichzeitig anhängigen US- Patentanmeldung Nr. 08/508,307 mit dem Titel "Operator Input System for Gear Shift Assist Mechanism" (Fahrereingabesystem für einen Mechanismus zur Unterstützung des Gangwechsels), und in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/507,996 mit dem Titel "Automatic Range Shift For Multi- Speed Transmission" (Automatischer Bereichswechsel bei einem mehrstufigen Getriebe). Das gesamte kombinierte System ist offenbart in der US- Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/508,156 mit dem Titel "Combined System For Assisting Shifting Of Manual Transmission Without Clutching" (Kombiniertes System zur Unterstützung des Gangwechsels bei einem Handschaltgetriebe ohne Betätigung der Kupplung). Jede der obengenannten Anmeldungen wurde am selben Tag wie die vorliegende Anmeldung eingereicht.
Wenngleich eine bevorzugten Ausführungsform der Erfindung offenbart wurde, würde ein Durchschnittsfachmann erkennen, daß bestimmte Modifikationen in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen. Aus diesem Grund sollten die nun folgenden Ansprüche studiert werden, um den wahren Umfang und Inhalt dieser Erfindung zu ermitteln.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebs, der einen Motor (22) mit einer Ausgangswelle (23), ein manuell bedienbares Getriebe (20), das so angeschlossen ist, daß es von der Motorausgangswelle angetrieben wird, eine Motorsteuerungseinrichtung (38) zur Steuerung der Ausgangsdrehzahl der Motorausgangswelle und ein von der Motorsteuerungseinrichtung gesteuertes Drehzahlverringerungssystem (42, 43) zur schnellen Verringerung der Drehzahl der Motorausgangswelle aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

(A) manuelles Bestimmen, daß ein Hochschalten des Getriebes aus einem gegenwärtig eingelegten Gang in einen anderen Gang gewünscht ist;

(B) manuelles Betätigen eines manuell bedienbaren Schaltabsichtsschalters (36) vor der Durchführung des Gangwechsels zur Erzeugung eines Signals für ein beabsichtigtes Hochschalten, das einen Wunsch zum Hochschalten des Getriebes angibt;

(C) Voraussagen einer gewünschen Motordrehzahl gemäß dem gewünschten Hochschalten unter Verwendung der Motorsteuerungseinrichtung in Reaktion auf das Signal für ein beabsichtigtes Hochschalten vor der Durchführung des Gangwechsels; und

(D) Verwendung der Motorsteuerungseinrichtung zur Betätigung des Motordrehzahlverringerungssystems, wenn das Getriebe aus dem gegenwärtig eingelegten Gang während eines Hochschaltens herausbewegt wurde, um dadurch die Ausgangsdrehzahl der Motorausgangswelle schnell zu verringern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Getriebe (20) der Motorsteuerungseinrichtung (38) ein Neutralsignal liefert, wenn das Getriebe in eine Neutralstellung bewegt wurde, und der Schritt (17) erst nach dem Empfang des Neutralsignals durch die Motorsteuerungseinrichtung durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Schritt (C) dadurch ausgeführt wird, daß eine gewünschte Motordrehzahl für das nächsthöhere Drehzahlverhältnis vorausgesagt wird, um einen sanften Übergang zu dem nächsthöheren Drehzahlverhältnis zu erreichen, und bei dem die Nlotorsteuerungseinrichtung (38) die Betätigung des Drehzahlverringerungssystems (42, 43) und wenigstens eine andere Motorvariable steuert, um die gewünschte Motordrehzahl schnell zu erreichen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die andere Variable die Steuerung der Menge des dem Motor (22) zugeführten Kraftstoffs (39) umfaßt, um die gewünschte Motordrehzahl zu erreichen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Drehzahlverringerungssystem ein Motorbremssystem (43) zur Verringerung der Drehzahl der Motorausgangswelle (23) ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Drehzahlverringerungssystem das Aufbringen einer zusätzlichen Last (42) auf den Motor (22) umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die Schritte des Überwachens von Fahrzeugbedingungen unter Verwendung der Motorsteuerungseinrichtung (38) und des Voraussagens umfaßt, wann ein Hochschalten des Getriebes wahrscheinlich ist.

8. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, das einen Motor (22) mit einer Ausgangswelle (23), ein mehrstufiges, manuell bedienbares Getriebe (20), das so an die Ausgangswelle angeschlossen ist, daß es von der Ausgangswelle angetrieben wird, ein Drehzahlverringerungssystem (42, 43) zur schnellen Verringerung der Ausgangsdrehzahl der Motorausgangswelle und eine Motorsteuerungseinrichtung (38) aufweist, die wahlweise zur Betätigung des Drehzahlverringerungssystems betreibbar ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

(A) Erzeugen eines Signals für ein beabsichtigtes Hochschalten unter Verwendung eines manuell bedienbaren Schaltabsichtsschalters (36), um anzugeben, daß ein Hochschalten der Getriebe gewünscht ist;

(B) Voraussagen einer gewünschten Motordrehzahl für den nächsthöheren Gang unter Verwendung der Motorsteuerungseinrichtung in Reaktion auf das Signal für ein beabsichtigtes Hochschalten auf der Grundlage einer ermittelten Ausgangsdrehzahl des Getriebes und dem Drehzahlverhältnis des nächsthöheren Gangs;

(C) Erzeugen eines Neutralsignals, das angibt, daß das Getriebe aus einer eingelegten Gangstellung in eine Neutralstellung; bewegt wurde;

(D) Betätigung des Motordrehzahlverringerungssystems unter Verwendung der Motorsteuerungseinrichtung in Reaktion auf das Neutralsignal zur schnellen Verringerung der Motorausgangsdrehzahl, um dadurch die Motorausgangsdrehzahl die in Schritt (B) vorausgesagte, gewünschte Motordrehzahl erreichen zu lassen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, das ferner den Schritt der Steuerung der Motordrehzahl durch. Variieren des dem Motor (22) zugeführten Kraftstoffs (39) unter Verwendung der Motorsteuerungseinrichtung (38) umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, das ferner die Schritte der Überwachung der momentanen Motordrehzahl, des Vergleichens der momentanen Motordrehzahl mit der gewünschten Motordrehzahl aus Schritt (B) und des Deaktivierens des Drehzahlverringerungssystems (42, 43) unter Verwendung der Motorsteuerungseinrichtung (38) umfaßt, wenn sich die momentane und die gewünschte Motordrehzahl einander annähern.

11. Fahrzeugantrieb, der folgendes umfaßt:

einen Motor (22) mit einer Ausgangswelle (23);

ein manuell bedienbares, mehrstufiges Getriebe (20) mit einem an die Motorausgangswelle angeschlossenen Eingang (30) und einem Ausgang (32) zum Antreiben des Fahrzeugs;

ein Motordrehzahlverringerungssystem (42, 43), das selektiv zur Verringerung der Ausgangsdrehzahl der Motorausgangswelle betätigt werden kann eine Motorsteuerungseinrichtung (38);

einen manuell bedienbaren Schaltabsichtsschalter (36), der vor der Durchführung eines Gangwechsels des Getriebes zur Erzeugung eines Hochschaltsignals bedienbar ist, das angibt, daß ein Hochschalten des Getriebes aus einem gegenwärtig eingelegten Gang in einen anderen Gang gewünscht ist;

wobei die Motorsteuerungseinrichtung so bedienbar ist, daß eine gewünschte Motordrehzahl entsprechend einem gewünschten Hochschalten des Getriebes in Reaktion auf das Hochschaltsignal vor der Durchführung des Gangwechsels vorausgesagt werden kann, und die Motorsteuerungseinrichtung ferner so bedienbar ist, daß das Drehzahlverringerungssystem beim Einleiten eines Hochschaltens zur Verringerung der Drehzahl der Motorausgangswelle betätigt werden kann.

12. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 11, bei dem das Drehzahlverringerungssystem durch das Aufbringen einer zusätzlichen Last (42) auf den Motor verwirklicht ist.

13. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 11, bei dem die Motorsteuerungseinrichtung (38) ferner so bedienbar ist, daß die Motordrehzahl während eines Hochschaltens des Getriebes (20) mit der gewünschten Motordrehzahl für ein nächstes erwartetes Gangverhältnis synchronisiert werden kann.

14. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 12, bei dem die zusätzliche Last ein Motorbremssystem (43) ist, das Leistung vom Motor aufnimmt.

15. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 12, bei dem die zusätzliche Last die Betätigung eines Ventilators (42) ist.

16. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 11, bei dem die Motorsteuerungseinrichtung (38) das Drehzahlverringerungssystem (42, 43) erst nach dem Empfang eines Neutralsignals betätigt, das angibt, daß das Getriebe (20) in eine Neutralstellung bewegt wurde.

17. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 11, bei dem die Motorsteuerungseinrichtung (38) so bedienbar ist, daß abhängig von den ermittelten Fahrzeugen vorausgesagt werden kann, wann ein Hochschalten zu erwarten ist.

18. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 11, bei dem die Motorsteuerungseinrichtung (38) ferner so bedienbar ist, daß die Motordrehzahl während eines Hochschaltens des Getriebes mit der gewünschten Motordrehzahl für das nächste erwartete Drehzahlverhältnis synchronisiert werden kann.