DE102006058982A1

DE102006058982A1 - Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben

Info

Publication number: DE102006058982A1
Application number: DE102006058982A
Authority: DE
Inventors: Roland Dr. Mair; Winfried Gehlen
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2026-12-15
Also published as: DE102006058982B4

Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben, die jeweils einer Antriebseinheit zugeordnet sind, im Multitraktionsbetrieb werden die Getriebe nacheinander bzw. asynchron geschaltet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In Dieseltriebwagen sind in der Regel zwei oder mehr Antriebseinheiten eingebaut, so dass ein Multitraktionsbetrieb realisiert werden kann. Beim Einsatz von automatisierten Schaltgetrieben kann jedoch das gleichzeitige Schalten aller Getriebe als unkomfortabel empfunden werden.
Des weiteren ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass bei Schwertransportern mehrere Zugfahrzeuge gekoppelt sein können; hierbei kann es in nachteiliger Weise bei einem gleichzeitigen Schalten der Getriebe der Zugfahrzeuge, insbesondere in Steigungen, zu einem ungewünschten Stillstand des Fahrzeugs kommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben, die jeweils einer Antriebseinheit zugeordnet sind, im Multitraktionsbetrieb anzugeben, durch dessen Durchführung der Komfort für den Fahrer erhöht wird. Des weiteren sollen kritische Situationen, beispielsweise ein durch das gleichzeitige Schalten der Getriebe verursachter Stillgang des Fahrzeugs in Steigungen, vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb vorgeschlagen, im Rahmen dessen die Getriebe nicht gleichzeitig, sondern nacheinander bzw. asynchron geschaltet werden.
Auf diese Weise kann ein Komfort, der dem Komfort beim Einsatz von Lastschaltgetrieben entspricht, erreicht werden.
Im Rahmen einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Asynchronität durch eine Veränderung der Schalt- und Zieldrehzahlen zu realisieren. Hierbei wird jede Antriebseinheit vom Zug- oder Fahrzeugleitrechner durch einen Index eindeutig identifiziert, wobei in der Schaltstrategie für jede Antriebseinheit bzw. für jeden Index für die verschiedenen Schalt- und Zieldrehzahlen unterschiedliche Off-Sets hinterlegt sind, sodass die unterschiedlich indizierten Getriebe zeitlich versetzt schalten.
Hierbei ist es nicht erforderlich, dass jedes Getriebe einen eigenen Index erhält; vielmehr können Gruppen gebildet werden, die jeweils einen Index aufweisen. Der Komfort wird allerdings umso besser, je mehr Gruppen vorhanden sind bzw. je weniger Getriebe zum gleichen Zeitpunkt schalten.
Die beschriebene Verfahrensvariante reicht nicht aus, wenn beim Losfahren mit maximaler Beschleunigungsanforderung die Schaltungen sehr schnell nacheinander erfolgen. Dies kann zur Folge haben, dass die Schaltungen der einzelnen Antriebseinheiten zeitlich ineinander laufen; beispielsweise kann dies dann der Fall sein, wenn die Schaltzeiten so lange dauern, dass die Schaltpunkte anderer Getriebe bereits erreicht werden, bevor die laufende Schaltung abgeschlossen ist.
Daher wird im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, alternativ oder zusätzlich zur bereits beschriebenen Variante bei Antriebseinheiten mit Vielgang-Getrieben (z. B. 12- oder 16-Gang-Getrieben), beim Beschleunigen des Fahrzeuges in den einzelnen Antriebseinheiten verschiedene Gänge zu schalten. Beispielsweise können in einem Teil der Antriebseinheiten bzw. Getriebe die geraden Gänge 1-2-4-6-8-... und im anderen Teil der Antriebseinheiten die ungeraden Gänge 1-3-5-7-... geschaltet werden.
Dies führt dazu, dass dadurch die Schaltpunkte entzerrt werden. Zudem können auch bereits die Anfahrgänge unterschiedlich gewählt werden, was eine erste frühe Schaltung unterdrückt.
Bei den bereits beschriebenen Verfahrensvarianten ist keine Kommunikation zwischen den Steuergeräten der einzelnen Antriebseinheiten bzw. Getrieben untereinander erforderlich. Um ein gleichzeitiges Schalten auszuschließen, wird vorgeschlagen, dass eine Antriebseinheit mit der Ausführung der Schaltung wartet, solange andere Antriebseinheiten noch schalten.
Hierbei wird von einer Antriebseinheit bzw. einem Getriebe während der laufenden Schaltung, beispielsweise über CAN, ein Signal (z. B. Schaltung aktiv) gesendet, welches von den anderen Antriebseinheiten gelesen wird, so dass diese nicht schalten, solange der Schaltvorgang nicht abgeschlossen ist. Diese Funktion – Warten mit der Ausführung der Schaltung – kann sowohl von der Steuereinheit des Getriebes als auch von einer Steuereinheit auf höherer Systemebene ausgeführt werden, z. B. durch Wechsel der Schaltstrategie nach "Manuell". Um ein Überdrehen der Antriebseinheiten zu verhindern, ist vorgesehen, dass die Wartezeit der nicht schaltenden Getriebe ein vorgegebenes Zeitintervall nicht übersteigt bzw. eine vorgegebene maximale Drehzahl nicht überschritten wird.
Gemäß der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Schaltstrategie für die einzelnen Antriebseinheiten bzw. Getriebe auf höherer System ebene (z. B. Zug-Leitrechner) von einer zentralen Steuereinheit zentral ausgeführt wird. Auf diese Weise kann die zentrale Steuereinheit die Schaltbefehle an die einzelnen Antriebseinheiten bzw. Getriebe nacheinander ausgeben, wodurch ein asynchrones Schalten erreicht wird.
Bei sämtlichen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Wahl der Gangsprünge, der Anfahrgänge und der Schalt-/Zieldrehzahlen auch in Abhängigkeit von der Anzahl der sich in Traktion befindlichen Antriebseinheiten bzw. Getriebe erfolgen.
Des weiteren ist vorgesehen, dass je höher die Überschussleistung in den Antriebseinheiten ist, desto größere Anfahrgänge oder Schaltsprünge ermöglicht werden und desto weiter kann das Drehzahlband des Motors ausgenutzt werden. Dadurch wird insgesamt die Anzahl an Schaltungen reduziert, was wiederum die Wahrscheinlichkeit bzw. Notwendigkeit der Überschneidung einzelnen Schaltungen in vorteilhafter Weise reduziert.
Je geringer die Überschussleistung in den Antriebseinheiten ist, umso weniger Gewicht kann auf die Steigerung des Komforts gelegt werden, so dass in diesen Fällen die Fahrleistung und die Bauteilbelastung in den Vordergrund gerückt werden.
Gemäß der Erfindung erfolgt eine ständige Überwachung der zulässigen Maximaldrehzahlen von Motor und/oder Getriebe, wobei bei Überschreitung eines zulässigen Grenzwertes für die Maximaldrehzahlen automatisch eine Schaltung in einen „gültigen" Gang bzw. in einen Gang mit geringeren Drehzahlen erfolgt.
Für den Fall einer Teillastbeschleunigung oder einer Teillastfahrt kann in vorteilhafter Weise eine Lastverteilung auf einzelne Antriebseinheiten durchgeführt werden. Wenn beispielsweise einzelne Antriebseinheiten bzw. Getriebe Schaltungen ausführen, was in einem Ausfall der Antriebsleistung dieser Antriebseinheiten resultiert, kann für die Dauer der Schaltung die Antriebsleistung anderer Antriebseinheiten erhöht werden, so dass die Antriebsleistung bezogen auf das Gesamtfahrzeug konstant bleibt.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird ein Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb zur Verfügung gestellt, durch dessen Durchführung der Komfort für den Fahrer erhöht wird und kritische Situationen aufgrund des gleichzeitigen Schaltens der Antriebseinheiten vermieden werden.

Claims

Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben, die jeweils einer Antriebseinheit zugeordnet sind, im Multitraktionsbetrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebe nacheinander bzw. asynchron geschaltet werden.
Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Antriebseinheit vom Fahrzeugleitrechner durch einen Index eindeutig identifiziert wird, wobei in der Schaltstrategie für jede Antriebseinheit bzw. für jeden Index für die Schalt- und Zieldrehzahlen unterschiedliche Off-Sets hinterlegt sind, sodass die unterschiedlich indizierten Getriebe zeitlich versetzt schalten.
Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Getriebe einen eigenen Index erhält.
Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Getriebegruppen gebildet werden, die jeweils einen Index aufweisen.
Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb, nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Antriebseinheiten mit Vielgang-Getrieben, beim Beschleunigen des Fahrzeuges in den einzelnen Antriebseinheiten verschiedene Gänge geschaltet werden.
Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Antriebseinheiten mit Vielgang-Getrieben in einem Teil der Antriebseinheiten bzw. Getriebe die geraden Gänge und im anderen Teil der Antriebseinheiten die ungeraden Gänge geschaltet werden.
Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb, nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrgänge unterschiedlich gewählt werden.
Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Antriebseinheit bzw. einem Getriebe während der laufenden Schaltung ein Signal gesendet wird, weiches von den anderen Antriebseinheiten gelesen wird, so dass diese nicht schalten, solange der Schaltvorgang nicht abgeschlossen ist.
Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb, nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass, um ein Überdrehen der Antriebseinheiten zu verhindern, die Wartezeit der nicht schaltenden Getriebe ein vorgegebenes Zeitintervall nicht übersteigt bzw. eine vorgegebene maximale Drehzahl nciht überschritten wird.
Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstrategie für die einzelnen Antriebseinheiten bzw. Getriebe auf höherer Systemebene von einer zentralen Steuereinheit ausgeführt wird, wobei die zentrale Steuereinheit die Schaltbefehle an die einzelnen Antriebseinheiten bzw. Getriebe nacheinander ausgibt, wodurch ein asynchrones Schalten erreicht wird.
Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahl der Gangsprünge, der Anfahrgänge und der Schalt-/Zieldrehzahlen in Abhängigkeit von der Anzahl der sich in Traktion befindlichen Antriebseinheiten bzw. Getriebe erfolgt.
Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je höher die Überschussleistung in den Antriebseinheiten ist, desto größere Anfahrgänge oder Schaltsprünge ermöglicht werden und desto weiter das Drehzahlband des Motors ausgenutzt wird.
Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine ständige Überwachung der zulässigen Maximaldrehzahlen von Motor und/oder Getriebe der Antriebseinheiten erfolgt, wobei bei Überschreitung eines zulässigen Grenzwertes für die Maximaldrehzahlen automatisch eine Schaltung in einen „gültigen" Gang bzw. in einen Gang mit geringeren Drehzahlen erfolgt.
Verfahren zum Schalten von mindestens zwei automatisierten Schaltgetrieben im Multitraktionsbetrieb, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall einer Teillastbeschleunigung oder einer Teillastfahrt eine Lastverteilung auf einzelne Antriebseinheiten durchgeführt wird, wobei, wenn einzelne Antriebseinheiten bzw. Getriebe Schaltungen ausführen, was in einem Ausfall der Antriebsleistung dieser Antriebseinheiten resultiert, für die Dauer der Schaltung die Antriebsleistung anderer Antriebseinheiten erhöht wird, so dass die Antriebsleistung bezogen auf das Gesamtfahrzeug konstant bleibt.