AT516023B1 - Automatisches oder automatisiertes Getriebe eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein automatisches oder automatisiertes Getriebe eines Fahrzeugs, mit mehreren Gangstufen (G1, G2) zur diskontinuierlichen Veränderung des Übersetzungsverhältnisses (r). Um kurze Schaltzeiten und geringen Kraftstoffverbrauch zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass das Getriebe zumindest zwei erste Gangstufen (G1) zur Beschleunigung des Fahrzeugs und zumindest eine zweite Gangstufe (G2) für einen stationären Betrieb des Fahrzeugs aufweist.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein automatisches oder automatisiertes Getriebe eines Fahrzeugs,mit mehreren Gangstufen zur diskontinuierlichen Veränderung des Übersetzungsverhältnisses,wobei das Getriebe zur Beschleunigung des Fahrzeugs zumindest zwei erste Gangstufen undfür einen stationären Betrieb und/oder eine Verzögerung zumindest eine zweite Gangstufe desFahrzeugs aufweist, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Getriebes.

[0002] Die DE 10 2012 208 989 A1 beschreibt ein Verfahren zum Steuern eines Getriebe¬gangwechsels in einen gewünschten Gang, wobei ein abgehendes Getriebesteuerelementausgerückt wird, die Motordrehzahl auf eine Synchrondrehzahl des gewünschten Gangs geän¬dert wird, das Motorabtriebsmoment verringert wird und ein ankommendes Getriebesteuerele¬ment eingerückt wird.

[0003] Die DE 10 2011 114 261 A1 offenbart ein Steuersystem zum Schalten, insbesonderezum Herunterschalten, eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs. Durch eine Steuerelekt¬ronik werden die Parameter Fahrzeuggeschwindigkeit, Stellung und Beschleunigung des Ge¬schwindigkeitsreglers erfasst und durch Abgleich mit vorgegebenen Referenzwerten ein Schalt¬zeitpunkt zum Herunterschalten des Automatikgetriebes bestimmt, um den Schaltkomfort zuheben.

[0004] Die WO 86/02112 A1 beschreibt eine Steuereinrichtung zum selbsttätigen Schalten vonStufenwechselgetrieben mit einer elektronischen Steuereinheit und einer drehzahl- und lastab¬hängigen Ermittlung der Schaltpunkte für die Gangumschaltung sowie mit einem Wählschalterfür die Park- und/oder Neutralstellung, die Vorwärts- und Rückwärtsfahrt. Der Bereich der Vor¬wärtsfahrt weist noch Stellungen auf, mit denen ein Gang oder mehrere Gänge von der automa¬tischen Schaltung ausgeschlossen sind, wobei mehrere den möglichen Fahrzuständen zuge¬ordnete Schaltmodi gespeichert sind und in Abhängigkeit vom tatsächlich ermittelten Fahrzu¬stand ein Schaltmodus ausgewählt und nach dessen Gangfolge geschaltet wird.

[0005] Aus der JP 2006-112 564 A ist eine weitere Steuereinrichtung für ein Automatikgetriebebekannt, mit welchem künftige Schaltvorgänge während der automatischen Anpassung desFahrverhaltens eines Fahrzeuges an den Fahrerwunsch vermieden werden. Aus keiner dergenannten Veröffentlichungen ist eine harmonische Abstimmung der ersten Gangstufen be¬kannt.

[0006] Automatische oder automatisierte Getriebe werden mit immer höherer Zahl an Gangstu¬fen ausgelegt, um den Fahrkomfort während der Schaltvorgänge so wenig wie möglich zubeeinträchtigen und das Fahrzeug möglichst über einen langen Zeitraum mit optimalem Wir¬kungsgrad zu betreiben. Allerdings lassen sich mit einer hohen Anzahl an Gängen Schaltstrate¬gien mit kurzen Schaltzeiten beim Beschleunigen nur schwer verwirklichen.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und bei einemGetriebe der eingangs genannten Art kurze Schaltzeiten während der Beschleunigungsvorgän¬ge und eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs zu erreichen.

[0008] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass alle ersten Gangstufen harmonischauf einander abgestimmt sind.

[0009] Unter einem stationären Fährbetrieb ist dabei ein Fährbetrieb mit konstanter Drehzahlund konstantem Drehmoment zu verstehen. Unter Beschleunigung ist dabei ein positiver insta¬tionärer Fährbetrieb und unter Verzögerung ein negativer instationärer Fährbetrieb des Fahr¬zeugs zu verstehen.

[0010] Zumindest eine zweite Gangstufe ist zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Gang¬stufen angeordnet. Die zweiten Gangstufen müssen weder in Bezug auf die ersten Gangstufen,noch in Bezug zu einander harmonisch abgestimmt sein. Das Übersetzungsverhältnis zumin¬dest einer zweiten Gangstufe kann beispielsweise als Mittelwert der Übersetzungsverhältnisseder benachbarten Gangstufen auslegt sein.

[0011] Unter einer harmonische Abstimmung von Gangstufen ist dabei zu verstehen, dass dieÜbersetzungen der Gangstufen entsprechend eines konstanten Geschwindigkeitszuwachsesdes Fahrzeugs ausgelegt sind.

[0012] Während einer Beschleunigung des Fahrzeuges wird jeweils nur eine erste Gangstufegeschaltet, wobei aufeinanderfolgende erste Gangstufen nacheinander in aufsteigender Rei¬henfolge unter Überspringen von eventuell dazwischenliegenden zweiten Gangstufen geschal¬tet werden.

[0013] Dagegen werden während der Fahrten im stationären Betrieb des Fahrzeuges jeweilserste oder zweite Gangstufen geschaltet. Auch bei einer Verzögerung des Fahrzeugs wirdjeweils eine erste oder zweite Gangstufe geschaltet, wobei vorzugsweise aufeinanderfolgendeerste oder zweite Gangstufen nacheinander in absteigender Reihenfolge geschaltet werden.Natürlich sind für eventuelle andere Fahrsituationen alle Gänge und Gangstufen untereinanderschaltbar ausgeführt, sofern diese der Verbrauchsreduktion dienlich sind.

[0014] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der nicht einschränkenden Figuren nähererläutert.

[0015] Es zeigen [0016] Fig. 1 die Übersetzungsverhältnisse bei einem beispielhaften erfindungsgemäßen

Getriebe, [0017] Fig. 2 die Übersetzungsverhältnisse über den Gangstufen aufgetragen, [0018] Fig. 3 einen Beschleunigungsvorgang mit dem erfindungsgemäßen Getriebe ohne stationäre Betriebsphasen und [0019] Fig. 4 einen Beschleunigungsvorgang mit dem erfindungsgemäßen Getriebe mit einer nachfolgenden stationären Betriebsphase.

[0020] Bei einem automatisierten Getriebe für ein Fahrzeug können beispielsweise von zehnvorgesehenen Gängen G sechs Gänge als erste Gangstufen G1 und vier Gänge als zweiteGangstufen G2 ausgebildet sein. Die sechs ersten Gangstufen G1 sind dabei so ausgelegt,dass sie die Kriterien eines harmonischen Gangwechsels beim Hochschalten von aufeinander¬folgenden ersten Gangstufen G1 während einer Beschleunigung des Fahrzeugs erfüllen. Dieverbleibenden vier zweiten Gangstufen G2 werden nur für einen konstanten Fährbetrieb oderzur Verzögerung des Fahrzeugs verwendet. Jeder dieser zweiten Gangstufen G2 ist für optima¬len Wirkungsgrad und somit für möglichst kraftstoffsparenden Fährbetrieb bei konstanter Ge¬schwindigkeit ausgelegt. Das Übersetzungsverhältnis r jeder zweiten Gangstufe G2 kann bei¬spielsweise als Mittelwert der Übersetzungsverhältnisse r der benachbarten Gangstufen auslegtsein. Die zweiten Gangstufen G2 dienen vor allem dazu, den Gesamtwirkungsgrad des Fahr¬zeugs zu erhöhen.

[0021] Bei einem Beschleunigungsvorgang aus dem Stand auf maximale Geschwindigkeitkönnen beispielsweise alle ersten Gangstufen G1 - entsprechend den Gängen G: 1, 2, 4, 6, 8und 10 - unter Überspringen der zweiten Gangstufen G2 - entsprechend den Gängen G: 3, 5, 7,9 durchfahren werden, wobei der in Fig. 2 abgebildete harmonische Verlauf der Übersetzungs¬verhältnisse r größtmöglichen Fahrkomfort bei kurzen Schaltzeiten während den Schaltvorgän¬gen gewährleistet.

[0022] Wird das Fahrzeug bei konstanter Geschwindigkeit und mit konstanter Last betrieben, sowird durch eine Steuereinheit der jeweils optimale Gang G aus allen ersten Gangstufen G1 undzweiten Gangstufen G2 entsprechend dem vorausberechneten Betriebspunkt ausgewählt.

[0023] Wird das Fahrzeug verzögert, so wird bei einem beabsichtigten Gangwechsel auf Grunddes näherungsweise konstanten Motormomentes durch die Steuereinheit der Betriebspunktvorausberechnet und dem entsprechend der optimale Gang G ausgewählt, wobei sowohl dieersten Gangstufen G1, als auch zweiten Gangstufen G2 verwendet werden können.

[0024] Fig. 3 und Fig. 4 beziehen sich jeweils auf ein nicht einschränkendes Ausführungsbei¬spiel mit einem Doppelkupplungsgetriebe und sind für jeweils einen Beschleunigungsvorgangdie Drehzahl n der Brennkraftmaschine und die Drehzahl r\-\ der Zielwelle des Doppelkupp¬lungsgetriebes, die das Fahrerwunschmoment repräsentierende Gaspedalstellung AP und dieeingelegten Gangstufen G über der Zeit t aufgetragen.

[0025] Fig. 3 zeigt einen normalen Beschleunigungsvorgang ohne stationäre Phasen, wobeinur die Gänge 1, 2, 4, 6, 8 und 10 der Gangstufen G1 zur Beschleunigung des Fahrzeugsgeschaltet werden. Die Gangwahl der Gangstufen G1 erfolgt dabei über allgemein bekannteMethoden. Während des Beschleunigungsvorganges dürfen nur Gänge 1, 2, 4, 6, 8 und 10 derGangstufe G1 geschaltet werden, wobei die Drehzahlen bei der ein Gang gewechselt wird,auch applikativ geändert werden können.

[0026] Fig. 4 zeigt einen Beschleunigungsvorgang, an welche eine stationäre Betriebsphasedes Fahrzeuges anschließt. Wie beim in Fig. 3 gezeigten normalen Beschleunigungsvorgangwerden bis zum Zeitpunkt t=32 Sekunden s die Gänge 1, 2 und 4 der Gangstufen G1 zur Be¬schleunigung des Fahrzeugs verwendet. Nach 32 Sekunden s wird vom Fahrer ein konstantesWunschmoment des angefordert wird, was sich in der konstanten Gaspedalstellung AP wider¬spiegelt. Das System schaltet in den Gang 5 der Gangstufen G2 für stationären Betrieb, weildieser eine Drehzahlreduktion und einen Betrieb der Brennkraftmaschine näher am Ver¬brauchsoptimum ermöglicht. Sobald die Getriebesteuereinheit eine stationäre Betriebsphaseerkennt, wird auch die Gangwahl der Gangstufen G2 erlaubt. Fig. 4 zeigt ein Beispiel in demGang 5 der Gangstufe G2 einen optimalen Gesamtwirkungsgrad des Fahrzeuges ermöglicht.Sollte sich durch Wahl eines beliebigen Ganges der Gangstufe G1 ein Wirkungsgradvorteilergeben, so wird auch dieser Gang angefordert.

[0027] Durch die hohe Ganganzahl kann die Brennkraftmaschine immer in der Nähe des ver¬brauchsoptimalen Betriebspunktes betrieben werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahrenlassen sich alle Vorteile eines eine hohe Gangzahl aufweisenden Getriebes nützen, und gleich¬zeitig dessen Nachteile - wie beispielsweise häufiger Gangwechsel; ungewünschte Verzöge¬rungen beim Schaltvorgang, weil eine Hochschaltung noch gar nicht abgeschlossen ist, dernächste Gangwechsel aber schon angefordert wird - vermeiden.

[0028] Die am Beispiel eines Getriebes mit 10 Gängen beschriebene Erfindung ist selbstver¬ständlich auch auf Getriebe mit anderen Gangzahlen anwendbar.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Automatisches oder automatisiertes Getriebe eines Fahrzeugs, mit mehreren Gangstufen(G1, G2) zur diskontinuierlichen Veränderung des Übersetzungsverhältnisses (r), wobeidas Getriebe zur Beschleunigung des Fahrzeugs zumindest zwei erste Gangstufen (G1)und für einen stationären Betrieb und/oder eine Verzögerung zumindest eine zweite Gang¬stufe (G2) des Fahrzeugs aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass alle ersten Gangstu¬fen (G1) harmonisch auf einander abgestimmt sind.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Gang¬stufe (G2) zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Gangstufen (G1) angeordnet ist.
3. 3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe für einenstationären Betrieb und/oder eine Verzögerung des Fahrzeugs die zumindest zwei erstenGangstufen (G1) aufweist.
4. 4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Überset¬zungsverhältnis (r) der zumindest einen zweiten Gangstufe (G2) der Mittelwert der Über¬setzungsverhältnisse (r) der benachbarten Gangstufen ist.
5. 5. Verfahren zum Betreiben eines Getriebes, das zumindest zwei erste Gangstufen (G1) zurBeschleunigung des Fahrzeugs und zumindest eine zweite Gangstufe (G2) für einen stati¬onären Betrieb und/oder eine Verzögerung des Fahrzeugs aufweist, wobei vorzugsweisezumindest eine zweite Gangstufe (G2) zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Gang¬stufen (G1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschleunigung des Fahr¬zeuges nur erste Gangstufen (G1) geschalten werden, wobei die gegebenenfalls dazwi¬schenliegende zweite Gangstufen (G2) übersprungen wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des stationärenBetriebs des Fahrzeuges zumindest eine erste (G1) oder eine zweite Gangstufe (G2) desGetriebes geschaltet wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Verzö¬gerung des Fahrzeuges zumindest eine erste (G1) oder eine zweite Gangstufe (G2) desGetriebes geschaltet wird, wobei vorzugsweise aufeinanderfolgende erste (G1) oder zweiteGangstufen (G2) des Getriebes nacheinander in absteigender Reihenfolge geschaltet wer¬den. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen