AT517581A4

AT517581A4 - Verfahren zur durchführung von schaltvorgängen in einem fahrzeugantriebsstrang

Info

Publication number: AT517581A4
Application number: ATA50710/2015A
Authority: AT
Inventors: Yolga Muammer
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2017-03-15
Also published as: CN106438995A; CN106438995B; AT517581B1; DE102016114087A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen in einem Fahrzeugantriebsstrang (20) , welcher ein Fahrzeuggetriebe (10) aufweist, wobei eine Eingangswelle (11) des Fahrzeugantriebsstrang (17) durch zumindest zwei Schaltelemente über verschiedene Gänge mit einer Ausgangswelle (12) verbunden wird, wobei zumindest während eines indirekten Schaltvorganges von einem Quellgang in einen Zielgang in einer ersten Drehmomentphase eine Drehmomentübergabe von zumindest einem ausfahrenden Schaltelement auf zumindest ein einfahrendes erstes Schaltelement, in einer auf die erste Drehmomentphase (TP1) folgenden Drehzahlphase (SP) eine Synchronisierung zwischen der Motordrehzahl (nM) und der Drehzahl (n1) des Zielganges, und in einer auf die Drehzahlphase (SP) folgenden zweiten Drehmomentphase (TP2) eine Drehmomentübergabe von einem fortlaufenden Schaltelement auf ein einfahrendes zweites Schaltelement durchgeführt wird. Um bei indirekten Schaltvorgängen kurze Schaltzeiten zu erreichen, ist vorgesehen, dass die Synchronisierung zwischen der Drehzahl (n1) des Zielganges und der Motordrehzahl (nM) in oder am Ende der ersten Drehmomentphase (TP1) beginnt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen in einem Fahrzeugantriebsstrang, weicherein Fahrzeuggetriebe aufweist, wobei eine Eingangswelle des Fahrzeugantriebsstrang durch zumindest zwei Schaltelemente über verschiedene Gänge mit einer Ausgangswelle verbunden wird, wobei zumindest während eines indirekten Schaltvorganges von einem Quellgang in einen Zielgang in einer ersten Drehmomentphase eine Drehmomentübergabe von einem ausfahrenden Schaltelement auf ein einfahrendes erstes Schaltelement, in einer auf die erste Drehmomentphase folgenden Drehzahlphase eine Synchronisierung zwischen der Motordrehzahl und der Drehzahl des Zielganges, und in einer auf die Drehzahlphase folgenden zweiten Drehmomentphase eine Drehmomentübergabe von einem fortlaufenden Schaltelement auf ein einfahrendes zweites Schaltelement durchgeführt wird.

Als einfahrende Schaltelemente werden hier im Quellgang geöffnete und im Zielgang geschlossene Schaltelemente bezeichnet, welche während zumindest einer Drehmomentphase bei einem Gangwechsels einkuppeln (=sich schließen) und im Zielgang geschlossen sind. Als ausfahrende Schaltelemente werden im Quellgang geschlossene und im Zielgang geöffnete Schaltelemente bezeichnet, welche bereits während bzw. unmittelbar nach der ersten Drehmomentphase auskuppeln (=sich öffnen). Als fortlaufende Schaltelemente werden im Quellgang geschlossene Schaltelemente bezeichnet, welche erst in und nach der zweiten Drehmomentphase auskuppeln (=sich öffnen).

Aus dem Stand der Technik bekannte automatische Getriebe, wie beispielsweise Automatikgetriebe oder Doppelkupplungsgetriebe, sind dafür ausgebildet, um direkte oder indirekte Gangwechsel entsprechend der spezifischen Getriebebauweise durchzuführen. Direkte Schaltvorgänge sind Schaltvorgänge zwischen beispielsweise aufeinander folgenden Gängen, welche ein gemeinsames Schaltelement A, B, C, D, E - beispielsweise eine Schaltkupplung oder eine Bremseinrichtung - aufweisen. In der folgenden beispielhaften Schaltmatrix sind zum Beispiel Schaltvorgänge zwischen den Gängen 1 und 2, 2 und 3, 1 und 3, 3 und 4 direkte Schaltvorgänge:

Das in Fig. 1 abgebildete Schaltgetriebe gemäß dem Stand der Technik weist beispielsweise diese obige Schaltmatrix auf.

Indirekte Schaltvorgänge sind dagegen Schaltvorgänge zwischen Gängen, welche kein gemeinsames Schaltelement A, B, C, D, E aufweisen, also bei der beispielhaften Schaltmatrix Schaltvorgänge zwischen den Gängen 1 und 6, 1 und 5, 2 und 5, 3 und 6.

Um indirekte Schaltvorgänge durchzuführen, wird ein Zwischengang ausgewählt und der Schaltvorgang über diesen Zwischengang durchgeführt. Bei einem Schaltvorgang vom 3. in den 6. Gang kann der 4. Gang als Zwischengang gewählt werden, da der 4. Gang mit dem 3. und 6. Gang gemeinsame Schaltelemente (hier als „fortlaufende Schaltelemente" bezeichnet) aufweist. So werden gemäß dem Stand der Technik indirekte Schaltvorgänge vom 3. Gang in den 6. Gang über den 4. Gang als Zwischengang durchgeführt.

Es sind verschiedene Lösungen bekannt, welche versuchen, die Schaltzeit ohne Verschlechterung der Schaltqualität zu verringern. So ist es bekannt, die zweite einfahrende Kupplung (im Beispiel das Schaltelement C für den Schaltvorgang 3 -> -> 4 -> 6) frühzeitig während des Schaltvorganges zu füllen. Aber trotzdem sind die Schaltzeiten bei indirekten Schaltvorgängen mit bekannten Verfahren wesentlich größer als bei direkten Schaltvorgängen.

Bei modernen Getrieben sind benachbarte Gänge sowohl in zunehmender, als auch in absteigender Folge (also zum Beispiel der 2. Gang sowohl mit dem 1. Gang, als auch mit dem 3. Gang) als Gänge für direkte Schaltvorgänge ausgebildet. Daher finden indirekte Schaltvorgänge meistens nur bei Gangwechsel mit größeren Veränderungen der Übersetzungsverhältnisse statt, beispielsweise vom 6. Gang in den 3. Gang. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Gangwechsel mit großem Übersetzungsverhältnis angefordert wird ist beispielsweise recht hoch, wenn der Fahrer einen sogenannten Kick-down aus einem Segelbetrieb durchführt. Somit treten sehr viele indirekte Schaltvorgänge bei plötzlichen Leistungsanforderungen beim Runterschalten mit hohen Leistungsanforderungen oder aber auch beim Raufschalten mit Leistungsreduzierung auf.

Wie aus der Fig. 2 zu entnehmen ist, treten bei aus dem Stand der Technik bekannten indirekten Schaltvorgängen, welche mit einer Drehzahlsynchronisierungsphase beginnen (das heißt bei Schubhoch- und Zugrückschaltungen) nach der Vorbereitungsphase zur Füllung des ersten einfahrenden Schaltelement zwei Drehzahlphasen SP1, SP2 und zwei Drehmomentphasen TP1, TP2 auf, wobei während einer ersten Drehzahlphase SP1 die Motordrehzahl n mit dem Übersetzungsverhältnis des Zwischenganges (beispielsweise 5. Gang) synchronisiert wird. Während der ersten Drehmomentphase TP1 erfolgt die Drehmomentübergabe vom Quellgang (hier 6. Gang) zum Zwischengang (hier 5. Gang). Danach wird in einer zweiten Drehzahlphase TP2 die Motordrehzahl mit der Drehzahl des Zielganges (hier 3. Gang) synchronisiert. In der zweiten Drehmomentphase TP2 erfolgt die Drehmomentübergabe vom Zwischengang (hier 5. Gang) zum Zielgang (hier 3. Gang), wobei alle Schaltelemente die dem Zielgang zugeordneten Stellungen einnehmen. Der zweiten Drehmomentphase TP2 schließt sich eine Wiederherstellungsphase RP an. Die gesamte Gangwechselsequenz weist somit eine Vorbereitungsphase PP, zwei Drehzahlphasen SP1, SP2, zwei Drehmomentphasen TP1, TP2 und eine Wiederherstellungsphase RP auf. Verfahren zur Durchführung von indirekten Gangwechsel der beschriebenen Art sind beispielsweise aus den Druckschriften EP 478 945 A, EP 827 861 A, EP 1 578 636 A, US 5 961 421 A, US 6 009 768 A, DE 103 49 220 A und DE 198 53 824 A bekannt. Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, dass indirekte Gangwechsel wesentlich höhere Schaltzeiten als direkte Gangwechsel benötigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Schaltzeiten für indirekte Gangwechsel, insbesondere für indirekte Zug-Rückschaltungen, zur verringern.

Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, dass die Synchronisierung zwischen der Drehzahl des Zielganges und der Motordrehzahl in oder am Ende der ersten Drehmomentphase beginnt.

Dadurch kann die erste Drehzahlphase eingespart werden, welche - je nach der Konfiguration der Elemente Schaltung, Getriebe, Motor, Fahrzeug - typischerweise etwa 300 ms bis 800 ms dauert. Ein indirekter Schaltvorgang kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens somit wesentlich schneller durchgeführt werden als bei herkömmlichen Verfahren.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Synchronisierung zwischen der Motordrehzahl und der Drehzahl des Zielganges in oder am Ende der zweiten Drehmomentphase endet. Günstigerweise wird während der ersten Drehmomentphase das fortlaufende Schaltelement geregelt bis zum Haftpunkt geöffnet.

Vorzugsweise beginnt die erste Drehmomentphase unmittelbar nach einer Vorbereitungsphase für den Gangwechsel.

Um eine besonders kurze Schaltdauer bzw. ein angenehmes Fahrgefühl zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn bei der Synchronisation die Änderung der Motordrehzahlen über der Zeit zwischen der Drehzahl des Quellganges und der Drehzahl des Zielganges stetig erfolgt

Die Schaltelemente können als Schaltkupplungen oder als Bremseinrichtungen ausgebildet sein. Unter Schaltkupplungen werden hier Reibkupplungen, beispielsweise Lamellenkupplungen verstanden. Auch die Bremseinrichtungen können durch Lamellenbremsen gebildet sein.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren entfällt somit eine Drehzahlphase. Jeder indirekte Gangwechsel beginnt beim erfindungsgemäßen Verfahren mit der Vorbereitungsphase um die einfahrende erste Kupplung zu füllen. Zum Unterschied zum beschriebenen Stand der Technik folgt der Vorbereitungsphase bei Schubhoch-und Zugrückschaltungen gleich die erste Drehmomentphase an Stelle der ersten Drehzahlphase. In der ersten Drehzahlphase sind die Schaltelemente des Zwischenganges aktiv. Wesentlich ist, dass in der ersten Drehmomentphase das fortlaufende Schaltelement präzise geregelt und genau an die Haftgrenze heran-bzw. unter die Haftgrenze geführt w5./_15\|ach der Drehmomentübergabe vom auslaufenden Schaltelement zum ersten einlaufenden Schaltelement beginnt der Wechsel des Übersetzungsverhältnisses um die Motordrehzahl der Drehzahl des Zielganges anzupassen. Da keine Anpassung der Drehzahl an den Zwischengang notwendig ist (die Drehzahlanpassung wird über die zuschaltende Kupplung erzwungen - die Drehzahlsynchronisation auf den Zwischengang erfolgt quasi unkontrolliert), wird Schaltzeit eingespart. Dadurch kann einerseits eine schnelle Synchronisationszeit erzielt werden, während andererseits sichergestellt wird, dass die Drehzahlsynchronisation sanft verläuft, da die Annäherung der Drehzahl an die Zieldrehzahl mit geringem Gradienten erfolgt. Nach der Drehzahlphase wird der Schaltvorgang in herkömmlicher Weise mit einer zweiten Drehmomentphase fortgesetzt, um die Kupplung des Zielganges einzurücken. Danach folgt wie bisher eine Wiederherstellungsphase mit einer Sicherheitsrampe.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 schematisch einen Fahrzeugantriebsstrang zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2a einen Drehzahlverlauf während eines indirekten Schaltvorganges gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2b einen Drehmomentverlauf während eines indirekten Schaltvorganges gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 3a einen Drehzahlverlauf während eines indirekten Schaltvorganges von einem hohen Gang in einen niederen Gang bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3b einen Drehmomentverlauf während eines indirekten Schaltvorganges von einem hohen Gang in einen niederen Gang bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4a einen Drehzahlverlauf während eines indirekten Schaltvorganges von einem niedrigen Gang in einen höheren Gang bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 4b einen Drehmomentverlauf während eines indirekten Schaltvorganges von einem niedrigen Gang in einen höheren Gang bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt einen zwischen einer Eingangswelle 11 und einer Ausgangswelle 12 angeordneten Fahrzeugantriebsstrang 20 mit einem Fahrzeuggetriebe 10 und einem Drehmomentwandler 13, welcher sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet. Mit der Eingangswelle 11 ist eine nicht weiter dargestellte Antriebsmaschine - beispielsweise eine Brennkraftmaschine mit der Ausgangswelle 12 ein nicht weiter dargestellter Abtrieb des Fahrzeugs verbunden. Das beispielhaft als Automatikgetriebe ausgebildete Fahrzeuggetriebe 10 weist einen ersten Planetensatz 14 und einen zweiten Planetensatz 15, ein erstes Schaltelement A, ein zweites Schaltelement B, ein drittes Schaltelement C, ein viertes Schaltelement D und ein fünftes Schaltelement E auf, wobei der zweite Planetensatz 15 als Ravigneaux-Radsatz ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel sind die Schaltelemente A, B, E als Schaltkupplungen und die Schaltelemente C, D als Bremseinrichtungen ausgebildet. Mit SI, S2 und S3 sind die Sonnenräder der Planetensätze, mit PI, P2, P3 die Planetenräder der Platensätze, und mit Hl, H2 die Hohlräder der Planetensätze bezeichnet. Selbstverständlich sind auch andere Getriebekonfigurationen zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen jeweils die Verläufe der Drehzahlen n und des Drehmomentes T über der Zeit t während indirekter Gangwechsel. Dabei sind in den Fig. 2a, 3a und 4a sind jeweils die Motordrehzahl nM, die Drehzahl des Quellganges n0, die Drehzahl des Zwischenganges nz und die Drehzahl des Zielganges ni eingetragen. In den Fig. 2b, 3b und 4b sind jeweils das Motordrehmoment TM (Eingangsmoment - nur in den Fig. 2b und 4b dargestellt), das Drehmoment Tie des ersten einfahrenden Schaltelementes, das Drehmoment T2e des zweiten einfahrenden Schaltelementes, das Drehmoment Ta des ausfahrenden Schaltelementes, und das Drehmoment Tc des fortlaufenden Schaltelementes dargestellt. In Fig. 3b und 4b ist zusätzlich jeweils qualitativ der ungefähre Verlauf des Ausgangsmoment J12 an der Ausgangswelle 12 eingezeichnet.

Die Fig. 2a und 2b zeigen jeweils den Verlauf der Drehzahl n und des Drehmomentes T über der Zeit t während eines indirekten Gangwechsels bei einem Runterschaltvorgang von einem höheren in einen niedrigen Gang, beispielsweise vom 6. Gang in den 3. Gang, bei Anwendung eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens, wobei etwa der 5. Gang als Zwischengang verwendet wird. Der Gangwechsel ist dabei in die Vorbereitungsphase PP, die erste Drehzahlphase SP1, die erste Drehmomentphase TP1, die zweite Drehzahlphase SP2, die zweite Drehmomentphase TP2 und die Wiederherstellungsphase RP unterteilt. Vor der Vorbereitungsphase PP sind beide einfahrenden Schaltelemente (hier erstes Schaltelement A und zweites Schaltelement B) geöffnet. Während der Vorbereitungsphase PP wird das erste einfahrende Schaltelement (im vorliegenden Fall das zweite Schaltelement B) gefüllt und aus der vollständig geöffneten Stellung (entsprechend T0) bis zum Berührpunkt TKp (sogenannter „kiss point") geführt. Während der ersten Drehzahlphase SP1 wird die Motordrehzahl nM mit der Drehzahl nz mit dem Übersetzungsverhältnis des Zwischenganges (hier 5. Gang) synchronisiert. Während der ersten Drehmomentphase TP1 erfolgt die Drehmomentübergabe vom Quellgang (hier 6. Gang) zum Zwischengang (hier 5. Gang), wobei das zweite einfahrende Schaltelement (hier das zweite Schaltelement B, (siehe Linie T2e) geschlossen wird. In dieser ersten Drehmomentphase TP1 wird die Motordrehzahl nM üblicherweise auf der Drehzahl nz des Zwischenganges gehalten, bis die Drehmomentübergabe vom Quellgang zum Zwischengang abgeschlossen ist. Dieser eine gewisse Zeit At in Anspruch nehmende Abschnitt ist in Fig. 2a mit X bezeichnet. Das erste einfahrende Schaltelement (hier erstes Schaltelement A) wird gefüllt und bis zum Berührpunkt geführt (siehe Linie Tie). Nach der ersten Drehmomentphase TP1 wird in einer zweiten Drehzahlphase SP2 die Motordrehzahl nM mit der Drehzahl ni des Zielganges (hier 3. Gang) synchronisiert. In der zweiten Drehmomentphase TP2 erfolgt die Drehmomentübergabe vom Zwischengang (hier 5. Gang) zum Zielgang (hier 3. Gang), wobei alle Schaltelemente die dem Zielgang zugeordneten Stellungen einnehmen. Es wird also auch das erste einfahrende Schaltelement (hier erstes Schaltelement A) vollständig geschlossen, und das fortlaufende Schaltelement (hier fünftes Schaltelement E) vollständig geöffnet. Der zweiten Drehmomentphase TP2 schließt sich eine Wiederherstellungsphase RP an, in welcher das Kupplungsmoment der einfahrenden zweiten Kupplung mit einem definierten Sicherheitsfaktor über das Motordrehmoment TM hinaus erhöht wird. Die gesamte Gangwechselsequenz weist somit eine Vorbereitungsphase PP, zwei Drehzahlphasen SP1, SP2, zwei Drehmomentphasen TP1, TP2 und eine Wiederherstellungsphase RP auf.

Die Fig. 3a und 3b zeigen jeweils den Verlauf der Drehzahl n und des Drehmomentes T über der Zeit t während eines indirekten Gangwechsels bei einem Runterschaltvorgang im Zugbetrieb von einem höheren in einen niedrigen Gang, beispielsweise vom 6. Gang in den .¾ /r?ng, bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei etwa der 5. Gang als Zwischengang verwendet wird. Der Gangwechsel ist dabei in die Vorbereitungsphase PP, die erste Drehmomentphase TP1, die Drehzahlphase SP, die zweite Drehmomentphase TP2 und die Wiederherstellungsphase RP unterteilt. Vor der Vorbereitungsphase PP sind beide einfahrenden Schaltelemente (hier erstes Schaltelement A und zweites Schaltelement B) geöffnet. Während der Vorbereitungsphase PP wird das zweite einfahrende Schaltelement (im vorliegenden Fall das zweite Schaltelement B) gefüllt und aus der vollständig geöffneten Stellung (entsprechend T0) bis zum Berührpunkt TKp (sogenannter „kiss point") geführt (siehe Linie T2e). Während der ersten Drehmomentphase TP1 erfolgt die Drehmomentübergabe vom Quellgang (hier 6. Gang) zum Zwischengang (hier 5. Gang), wobei das zweite einfahrende Schaltelement (hier das zweite Schaltelement B) geschlossen wird. Das erste einfahrende Schaltelement (hier erstes Schaltelement A) wird gefüllt und bis zum Berührpunkt TKp geführt (siehe Linie Tie). In der ersten Drehmomentphase TP1 erfolgt die Synchronisierung auf den Zwischengang (5. Gang) erzwungenerweise durch das Schließen des zweiten einfahrenden Schaltelements B. Der ersten Drehmomentphase TP1 folgt direkt eine einzige Drehzahlphase SP, in welcher die überwiegende Synchronisation der Motordrehzahl nM mit der Drehzahl ni des Zielganges (hier 3. Gang) durchgeführt wird. In der zweiten Drehmomentphase TP2 erfolgt die Drehmomentübergabe vom Zwischengang (hier 5. Gang) zum Zielgang (hier 3. Gang), wobei alle Schaltelemente die dem Zielgang zugeordneten Stellungen einnehmen. Es wird also auch das erste einfahrende Schaltelement (hier erste Schaltelement A, entsprechend der Linie Tie) vollständig geschlossen, und das fortlaufende Schaltelement (hier fünfte Schaltelement E, entsprechend der Linie Tc) vollständig geöffnet.

Im Unterschied zu dem in Fig. 2a und 2b dargestellten bekannten Verfahren, beginnt die Synchronisierung zwischen der Drehzahl des Zielganges und der Motordrehzahl bereits in oder am Ende der ersten Drehmomentphase TP1 und wird in der Drehzahlphase SP fortgesetzt und schließlich in der zweiten Drehmomentphase TP2 beendet.

Der zweiten Drehmomentphase TP2 schließt sich wie bisher eine Wiederherstellungsphase RP an, in welcher das Kupplungsmoment des einfahrenden zweiten Schaltelementes mit einem definierten Sicherheitsfaktor über das Motordrehmoment TM hinaus erhöht wird. Die gesamte Gangwechselsequenz weist somit eine Vorbereitungsphase PP, eine Drehzahlphase SP, zwei Drehmomentphasen TP1, TP2 und eÄne. Wiederherstellungsphase RP auf.

Die Fig. 4a und 4b zeigen jeweils den Verlauf der Drehzahl n und des Drehmomentes T über der Zeit t während eines indirekten Gangwechsels bei einem Hochschaltvorgang von einem niedrigen in einen höheren Gang, beispielsweise vom 3. Gang in den 6. Gang, bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei etwa der 4. Gang als Zwischengang verwendet wird. Der Gangwechsel ist dabei wieder in die Vorbereitungsphase PP, die erste Drehmomentphase TP1, die Drehzahlphase SP, die zweite Drehmomentphase TP2 und die Wiederherstellungsphase RP unterteilt. Vor der Vorbereitungsphase PP sind beide einfahrenden Schaltelemente (hier drittes Schaltelement C und fünftes Schaltelement E) geöffnet. Während der Vorbereitungsphase PP wird hier sowohl das erste, als auch das zweite einfahrende Schaltelement (hier fünftes Schaltelement E und drittes Schaltelement C) gefüllt und aus der vollständig geöffneten Stellung (entsprechend T0) bis zum Berührpunkt TKP (sogenannter „kiss point") geführt (siehe Tie, T2e). Während der ersten Drehmomentphase TP1 erfolgt die Drehmomentübergabe vom Quellgang (hier 3. Gang) zum Zwischengang (hier 4. Gang), wobei das zweite einfahrende Schaltelement (hier das fünfte Schaltelement E) geschlossen wird. Der ersten Drehmomentphase TP1 folgt eine einzige Drehzahlphase SP, in welcher die überwiegende Synchronisation der Motordrehzahl nM mit der Drehzahl ni des Zielganges (hier 6. Gang) durchgeführt wird. In der zweiten Drehmomentphase TP2 erfolgt die Drehmomentübergabe vom Zwischengang (hier 4. Gang) zum Zielgang (hier 6. Gang), wobei alle Schaltelemente die dem Zielgang zugeordneten Stellungen einnehmen. Es wird also auch das erste einfahrende Schaltelement (hier dritte Schaltelement C, entsprechend der Linie Tie) vollständig geschlossen, und das fortlaufende Schaltelement (hier erste Schaltelement A, entsprechend der Linie Tc) vollständig geöffnet.

Auch während des Hochschaltvorganges im Schubbetrieb beginnt - zum Unterschied zu bisher bekannte Verfahren zur Durchführung eines indirekten Gangwechsels - die Synchronisierung zwischen der Drehzahl des Zielganges und der Motordrehzahl bereits in oder am Ende der ersten Drehmomentphase TP1 und wird in der Drehzahlphase SP fortgesetzt und schließlich in der zweiten Drehmomentphase TP2 beendet.

Der zweiten Drehmomentphase TP2 schließt sich wie bisher eine Wiederherstellungsphase RP an, in welcher das Kupplungsmoment des einfahrenden zweiten Schaltelementes mit einem definierten Sicherheitsfaktor über das absolute Eingangsmoment TM hjnaiiQ erhöht wird. Die gesamte

Gangwechselsequenz weist somit eine Vorbereitungsphase PP, eine Drehzahlphase SP, zwei Drehmomentphasen TP1, TP2 und eine Wiederherstellungsphase RP auf.

Im Vergleich mit bekannten Verfahren ist beim erfindungsgemäßen Verfahren nur eine einzige Drehzahlphase SP zur Synchronisation der Motordrehzahl mit der Drehzahl des Zielganges nötig, wodurch Zeit während des Schaltvorganges eingespart werden kann.

Beispielsweise erfolgt b[0]ei einer einfachen Zugrückschaltungen gemäß dem Stand der Technik typischerweise zuerst eine Drehzahlsynchronisation über das ausfahrende Schaltelement (der Motor beschleunigt sich selbst, in dieser Zeit steht wenig Drehmoment am Abtrieb zur Verfügung, die Drehzahlsynchronisation dauert eine gewisse Zeit), erst danach wird die Drehmomentübergabe durchgeführt und das Drehmomentenübersetzungsverhältnis entspricht dem Zielgang.

Bei einer gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführten einfachen Zugrückschaltung wird zuerst die erste Drehmomentphase TP1 durchgeführt, in welcher die Drehzahl noch nicht auf den Zielgang synchronisiert ist. Bei einer Zugrückschaltung kann die Drehzahländerung des Motors aber nur dann mit dem einfahrenden Schaltelement kontrolliert werden, wenn die Motordrehzahl nM über der synchronen Drehzahl des Zielgangs liegt (was am Beginn der Schaltung noch nicht der Fall sein kann). Die Drehzahlsynchronisation des Motors zur Zieldrehzahl erfolgt dabei nun folglich erzwungen und nicht nur durch ein Überschussdrehmoment des Motors gegenüber dem durch das Schaltelement übertragene Moment bedingt, sondern unterstützt durch das vom einfahrenden Schaltelement übertragene Moment. Die Motordrehzahl nM steigt also viel schneller an. Die dazu zusätzlich notwendige Energie wird aus der Bewegungsenergie des Fahrzeugs genommen (daher auch der kurze Ausschlag P am Ausgangsdrehmoment T12, entgegen der normalen Beschleunigungsrichtung; siehe Fig. 3b. 4b). Um einen dabei möglicherweise entstehende Einkuppelruck zu vermeiden, wird das fortlaufende Schaltelement an den, oder unter den Haftpunkt geführt. Kuppelt das einfahrende Schaltelement für den Zwischengang ein (also ist die Drehzahldifferenz null), wird direkt im fortlaufenden Schaltelement eine Drehzahldifferenz aufgebaut - dadurch ist das Einkuppeln des einfahrenden Schaltelement für den Zwischengang gedämpft und es kommt zu keinen nennenswerten Schwingungen im Antriebsstrang.

Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die (je nach der Konfiguration der Elemente Schaltung, Getriebe, Motor, Fahrzeug) etwa 300 ms bis 800 ms dauernde erste Drehzahlphase zur Synchronisation entfällt.

Die Gesamtdauer bei einer konventionellen indirekten (zweifachen) Zugrückschaltung beträgt beispielsweise 200 ms Vorbereitungsphase, 500 ms erste Drehzahlphase SP1 (Drehzahlsynchronisation 1), 300 ms erste Drehmomentphase TP1 (Drehmomentübergabe 1), 500 ms Drehzahlphase SP2 (Drehzahlsynchronisation 2), 300 ms zweite Drehmomentphase TP2 (Drehmomentübergabe 2) - also insgesamt etwa 1,8 Sekunden. Entfällt nun die erste Drehzahlphase SP1, so ergibt sich in diesem Beispiel eine erhebliche Zeiteinsparung von 500 ms.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich vorteilhafter Weise für die verschiedensten Arten von Fahrzeuggetrieben wie Doppelkupplungs-, Automatikoder anderen Getrieben, bei denen zumindest zwei Schaltelemente vorgesehen sind. Bei Doppelkupplungsgetrieben werden das einfahrende Schaltelement für den Zwischengang und das ausfahrende Schaltelement für den Zielgang durch dieselbe Kupplung gebildet. Weiters werden das ausfahrende Schaltelement für den Zwischengang und das einfahrende Schaltelement für den Zielgang durch dieselbe Kupplung gebildet.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können bei indirekten Schaltvorgängen, insbesondere bei indirekte Zug- Rückschaltungen, kurze Schaltzeiten realisiert werden. Das erfindungsgemäße verfahren kann selbstverständlich auch auf indirekte Schub-Hochschaltungen angewendet werden, welcher allerdings aus Fahrersicht typischerweise nicht zeitkritisch sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen in einem Fahrzeugantriebsstrang (20) , welcher ein Fahrzeuggetriebe (10) aufweist, wobei eine Eingangswelle (11) des Fahrzeugantriebsstrang (17) durch zumindest zwei Schaltelemente über verschiedene Gänge mit einer Ausgangswelle (12) verbunden wird, wobei zumindest während eines indirekten Schaltvorganges von einem Quellgang in einen Zielgang in einer ersten Drehmomentphase eine Drehmomentübergabe von zumindest einem ausfahrenden Schaltelement auf zumindest ein einfahrendes erstes Schaltelement, in einer auf die erste Drehmomentphase (TP1) folgenden Drehzahlphase (SP) eine Synchronisierung zwischen der Motordrehzahl (nM) und der Drehzahl (ni) des Zielganges, und in einer auf die Drehzahlphase (SP) folgenden zweiten Drehmomentphase (TP2) eine Drehmomentübergabe von einem fortlaufenden Schaltelement auf ein einfahrendes zweites Schaltelement durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisierung zwischen der Motordrehzahl (nM) und der Drehzahl (ni) des Zielganges in oder am Ende der ersten Drehmomentphase (TP1) beginnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisierung zwischen der Drehzahl (ni) des Zielganges und der Motordrehzahl (nM) in oder am Ende der zweiten Drehmomentphase (TP2) endet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der ersten Drehmomentphase (TP1) das fortlaufende Schaltelement geregelt bis zum oder unter den Haftpunkt geöffnet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehmomentphase (TP1) unmittelbar nach einer Vorbereitungsphase (PP) für den Gangwechsel beginnt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Synchronisation die Änderung der Motordrehzahlen (nM) über der Zeit (t) zwischen der Drehzahl des Quellganges (n0) und der Drehzahl (ni) des Zielganges stetig erfolgt.