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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Gangwechsels bei
einem Schaltgetriebe eines Fahrzeugs, und insbesondere betrifft
die Erfindung ein Verfahren zum Steuern des Gangwechsels bei einem
Mehrgang-Lastschaltgetriebe eines Fahrzeugs.
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Automatikgetriebe
zum Übertragen
von Leistung zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb entweder über einen
stufenlos variablen Übersetzungsverhältnisbereich
oder in einzelnen Stufenänderungen
bzw. Abstufungen unter Übersetzungsverhältnissen,
weisen damit einhergehend mehrere Quellen von Blindverlusten auf,
welche den Kraftstoffverbrauch negativ beeinflussen. Diese Verluste
hängen mit
einem Drehmomentwandler, offenen hydraulischen Reibungskupplungen
und Reibungsbremsen, einer Hydraulikpumpe und Zahnradeingriffen
zusammen.
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Um
die Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauchs bei einem ein Automatikgetriebe
aufweisenden Kraftfahrzeug zu verbessern, kann ein automatisches
Schaltgetriebe bzw. ASM-Getriebe
(Automated Shift Manuel Transmission – ASM-Transmission) verwendet werden, so dass
alle diese Blindverluste bis auf die Zahnradeingriffsverluste vermieden
oder beträchtlich
reduziert werden. ASM-Getriebe sind in dem Bereich eingeschränkt, bei
dem sie den Leistungsüberschuss
abführen
können.
Ein ASM-Getriebe führt
gewöhnlich Übersetzungsverhältnisänderungen
durch, indem zuerst die Drehmomentübertragung vom Motor zum Getriebeeingang
unterbrochen wird, dann die zu dem nächsten Übersetzungsverhältnis gehörenden Getriebekomponenten
vorbereitet werden und danach das Drehmoment an dem Antrieb wiederhergestellt
wird. Ein wesentliches Funktionsmerkmal von ASM-Getrieben ist die
Notwendigkeit, die Leistungsübertragung vom
Motor zur Getriebeantriebswelle vor oder während jeder Übersetzungsverhältnisänderung
zu unterbrechen.
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Doppelkupplungs-Vorgelegewellengetriebe sind
im Wesentlichen zwei ASM-Getriebe, von denen das eine ungeradzahlige
Gänge bereitstellt
und das andere geradzahlige Gänge
bereitstellt. Umschaltungen zwischen ungeradzahligen Gängen und
geradzahligen Gängen
können
ohne Unterbrechung des Leistungsflusses erzielt werden. Während in
einem ungeradzahligen Gang gefahren wird, können Kuppler zum Konfigurieren
des Getriebes für
den nächsten,
geradzahligen Gang betätigt
werden. Doppelkupplungs-Getriebe weisen Blindverluste auf, die nur geringfügig größer als
bei ASM-Getrieben
sind.
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Wenn
ein Kraftfahrzeug aus dem Stand beschleunigt wird, überschreitet
die von dem Motor erzeugte mechanische Leistung die von dem Kraftfahrzeug
genutzte Leistung. Das Getriebe muss die Differenz an Leistung abführen, was
im Wesentlichen in Form von Wärme
geschieht. Offene Drehmomentwandler sind sehr effizient beim Umwandeln
der überschüssigen,
mechanischen Leistung in Wärme in
dem Betriebsfluid Reibungskupplungen, wie sie bei ASM-Getrieben
und Doppelkupplungs-Getrieben verwendet sind, sind in ihrer Rate
beschränkt,
mit welcher sie die überschüssige Leistung
abführen können. Der
Betrag von Energie, der abgeführt
werden muss, ist von dem Drehmomentniveau, der Drehzahldifferenz
an der Kupplung und der Dauer des Ereignisses bestimmt.
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Der
effektivste Weg zum Beschränken
der Leistung, die von der Kupplung abgeführt werden muss, besteht darin,
in dem Getriebe eine zusätzliche
Drehmomentsteigerung bzw. Drehmomentvervielfachung bereitzustellen.
Dies hat zwei Vorteile. Erstens reduziert dies das Drehmoment, welches
die Kupplung übertragen
muss. Zweitens reduziert dies die Dauer des Ereignisses, da der
Getriebeantrieb sich bei einer geringeren Fahrzeuggeschwindigkeit der
Motordrehzahl angleichen wird. Die Notwendigkeit für gleiche,
höchste Übersetzungsverhältnisse, welche
von der Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauchs bestimmt wird,
ist unverändert,
so dass das resultierende Getriebe einen wesentlich größeren Gesamtübersetzungsbereich
aufweisen muss. Die Differenz zwischen benachbarten Übersetzungsverhältnissen
ist durch die Notwendigkeit begrenzt, dass mit dem Getriebe komfortable
Gangwechsel durchführbar
sein sollen. Im Ergebnis ist es also notwendig, die Anzahl von einzelnen Übersetzungsverhältnissen
zu erhöhen.
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Üblicherweise
wurde es als ausreichend erachtet, nur ein Rückwärtsgang-Übersetzugsverhältnis vorzusehen,
da im Rückwärtsgang
die Geschwindigkeit relativ gering ist und der Kraftstoffverbrauch im
Rückwärtsgang
nicht von signifikanter Bedeutung ist. Wenn jedoch die Getriebeübersetzung
groß genug
ist, um Kupplungstemperatur-Gesichtpunkte zu erfüllen, kann dies für ein normales
Rückwärtsfahren sogar
bei diesen relativ geringen Geschwindigkeiten überhöht sein. Daher ist es vorteilhaft,
zusätzlich
zu so einem Übersetzungsverhältnis, dass
eine viel größere Übersetzung
bereitstellt, ein Rückwärtsgang-Übersetzungsverhältnis bereitzustellen,
das gleich bzw. ähnlich
zu dem herkömmlichen
Rückwärtsgang-Übersetzungsverhältnis ist.
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Ein
bekannter Weg zum Erhöhen
der Getriebeübersetzung
besteht darin, das Verhältnis
der Zahnanzahlen für
die einzelnen Zahnradpaare zu erhöhen. Dies würde ein Vergrößern des
Abstandes zwischen den Wellen infolge der Begrenzungen in Bezug
darauf, wie klein die Zahnräder
relativ zum Wellendurchmesser sein können, erfordern. Ein Hinzufügen eines
zusätzlichen
Vorwärtsgang-
und Rückwärtsgang-Übersetzungsverhältnisses
würde normalerweise
wenigstens vier zusätzliche
Zahnräder und
eine zusätzliche
Synchronisierhülse erfordern. Das
resultierende Getriebe würde
viel größer sein und
würde wahrscheinlich
nicht in den verfügbaren Bauraum
hineinpassen.
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Bei
einem Vorgelegewellengetriebe bewegen mit einem Antriebspfad verbundene
Gänge Hülsen auf
einem Kuppler, wie beispielsweise einem Synchronisierer. Bei einem
Doppelkupplungs-Getriebe (DCT – dual
clutch transmission) können
ein oder zwei Gänge
zu einem beliebigen Zeitpunkt ausgewählt und bereitgestellt werden,
wobei jeder Gang mit einer unterschiedlichen Antriebskupplung verbunden
ist. Die Kupplung, die mit dem Gang verbunden ist, der ausgewählt oder
abgewählt
wird, muss eingekuppelt bzw. ausgekuppelt werden, während die
Kupplerhülse
bewegt wird.
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Bei
einem DCT, das ein Kupplungsgelenk aufweist, erfordert der Betrieb
im niedrigsten Vorwärtsgang,
d.h. dem ersten Gang, dass zwei Synchronisierer in Eingriff gebracht
werden sollen: ein zweiter Gangkuppler und das Kupplungsgelenk.
In gleicher Weise erfordert der Betrieb im niedrigsten Rückwärtsgang,
d.h. dem R1-Gang, dass ein R2-Kuppler
und das Kupplungsgelenk in Eingriff gebracht werden sollen.
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Die
Reihenfolge, in welcher diese Kuppler in Eingriff gebracht werden,
beeinflusst in hohem Maße die
Höhe des
benötigten
Kuppler-Drehmoments. Wenn zum Beispiel der zweite Gang zuerst in
Eingriff gebracht ist, muss der zweite Gangkuppler nur eine Kupplungsscheibe
beschleunigen, und es weist ein moderates Drehzahlverhältnis zu
der Kupplungsscheibe auf. Wenn demgegenüber der Kupplungsgelenk zuerst
in Eingriff gebracht ist, benötigt
anschließend
das Ineingriffbringen des zweiten Gangkupplers beim Überwinden
eines viel größeren Drehzahlverhältnisses
eine gleichzeitige Beschleunigung beider Kupplungsscheiben. Dies
ist insbesondere dann beschwerlich, wenn die Kupplungen sehr kalt sind, was
dazu führt,
dass sie einen großen
Widerstand aufweisen.
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Es
gibt in der Automobilindustrie ein Bedürfnis hinsichtlich einer Gangwechsel-Strategie,
die sicherstellt, dass das Ineingriffbringen des Kupplungsgelenks
zuletzt durchgeführt
wird.
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Ein
Freifahren des Fahrzeugs durch Bewegen der Gangschalteinrichtung
zwischen der R-Stellung und der D-Stellung wird im Allgemeinen angewandt,
um die Räder
aus Eis, Schnee oder Matsch zu bewegen. Um während des Freifahrens von einem Vorwärtsübersetzungsverhältnis zu
einem Rückwärtsübersetzungsverhältnis zu
wechseln, könnte die
Gangwechsel-Strategie vorzugsweise nur zwischen den Kupplungen wechseln
anstatt irgendwelche Kupplerhülsen
zu bewegen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern
des Gangwechsels bei einem Schaltgetriebe eines Fahrzeugs, insbesondere bei
einem Mehrgang-Lastschaltgetriebe eines Fahrzeugs, bereitzustellen,
welches die vorstehend genannten Bedürfnisse im Hinblick auf die
Betätigung des
Kupplungsgelenks bzw. der Kupplerhülsen erfüllt und welches ferner dafür sorgt,
dass das Drehmoment an einem Kuppler bei seiner Einkupplung minimiert
wird.
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Dies
wird mit einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1,
11 und 12 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Um
die Bedürfnisse
der Industrie zu erfüllen und
die Unzulänglichkeiten
der Gangwechsel-Steuerungen des Standes der Technik abzumildern
bzw. zu beseitigen, wird durch die Erfindung ein Verfahren zum Steuern
des Gangwechsels bei einem umschaltbaren Antriebsstrang (Mehrgang-Lastschaltgetriebe) für ein Fahrzeug
bereitgestellt, das eine erste Kupplung zur Übertragung von Leistung über einen
ersten Leistungspfad, der einen Rückwärtsgang darstellt, und eine
zweite Kupplung zur Übertragung
von Leistung durch einen zweiten Leistungspfad, der einen Vorwärtsgang
darstellt. Das Verfahren umfasst Auswählen eines Rückwärtsantriebsbereichs,
in dem das Getriebe betrieben werden soll, Vorbereiten des Getriebes,
um Leistung wechselweise durch den ersten Leistungspfad und den
zweiten Leistungspfad zu übertragen,
Einkuppeln der ersten Kupplung und Übertragen von Leistung durch
den ersten Leistungspfad im Rückwärtsgang,
Auswählen
eines Vorwärtsantriebsbereichs,
in dem die das Getriebe betrieben werden soll, Auskuppeln der ersten
Kupplung und Einkuppeln der zweiten Kupplung, und Übertragen von
Leistung durch den zweiten Leistungspfad im Vorwärtsgang.
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Ein
Getriebe, dass durch eine Gangwechsel-Strategie gesteuert werden
kann, kann ähnlich wie
ein Doppelkupplungs-Getriebe
mit einem kleinen Übersetzungsbereich
ausgebildet sein. Jedoch ist ein auswählbarer Drehmomentpfad zwischen
den beiden Antriebswellen derart hinzugefügt, dass, wenn dieser Pfad
aktiviert ist, sich die den geradzahligen Gängen zugeordnete Eingangswelle
bzw. Antriebswelle um ein vorbestimmtes Verhältnis langsamer dreht als die
den ungeradzahligen Gängen
zugeordnete Eingangswelle bzw. Antriebswelle. Dieser Drehmomentpfad
erfordert einen neuen Synchronisierer, wobei er jedoch das schon
vorhandene Getriebe nutzen kann. Je nach Aufbau eines Originalgetriebes
ist es oft möglich,
diesen neuen Synchronisierer mit einem vorhandenen Synchronisierer
so zu kombinieren, dass eine Dreipositions-Hülse ausgebildet wird, die eine
Welle mit einem von zwei Zahnrädern oder
keinem von diesen verbindet bzw. kuppelt.
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Der
erste Gang wird durch Aktivieren des neuen Synchronisierers in Kombination
mit dem Synchronisierer des zweiten Gangs und der Kupplung für ungeradzahlige
Gänge eingelegt.
Wenn der Antrieb bei einem vorhandenen Rückwärtsgang-Übersetzungsverhältnis über die
Eingangswelle bzw. Antriebswelle für geradzahlige Gänge realisiert
wird, dann wird ferner ein besonders geringes Rückwärtsgang-Übersetzungsverhältnis erzeugt.
Dieser Rückwärtsgang
mit geringem Übersetzungsverhältnis wird durch
Aktivieren des neuen Synchronisierers in Kombination mit dem Synchronisierer
des Rückwärtsgangs
und der Kupplung für
ungeradzahlige Gänge eingelegt.
Als Resultat ist ein zusätzliches Übersetzungsverhältnis unterhalb
jedes zu einem geradzahligen Gang gehörenden Übersetzungsverhältnisses in
dem Originalgetriebe ausgebildet. Jedoch stellen nur die Übersetzungsverhältnisse
unterhalb des Ersten und unterhalb des Rückwärtsganges einen Nutzen bereit.
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In
gleicher Weise werden neue bzw. zusätzliche Übersetzungsverhältnisse über jedem
zu einem ungeradzahligen Gang gehörenden Übersetzungsverhältnis ausgebildet.
Diese Übersetzungsverhältnisse
werden durch Aktivieren des neuen Synchronisierers in Kombination
mit dem entsprechenden Synchronisierer für ungeradzahlige Gänge und
der Kupplung für
geradzahlige Gänge
eingestellt. Von diesen zusätzlichen Übersetzungsverhältnissen
stellt nur das Übersetzungsverhältnis einen
Nutzen bereit, das größer als
das größte, einem
ungeradzahligen Gang zugeordnete Übersetzungsverhältnis ist.
Beispielsweise wäre
ein Übersetzungsverhältnis verfügbar, das
größer als
das Übersetzungsverhältnis des fünften Ganges
ist. Die Stufengröße bzw.
Abstufung vom Übersetzungsverhältnis des
fünften
Ganges zu diesem neuen Übersetzungsverhältnis hin
ist die gleiche, wie die Stufengröße zwischen dem ersten Gang
und dem zweiten Gang, und ist zu groß, um als sechster Gang verwendet
zu werden. Wenn jedoch ein übliches
Sechsganggetriebe vorhanden ist, ist dieses zusätzliche Übersetzungsverhältnis als
ein siebenter Gang nutzbar. Dieses neue Übersetzungsverhältnisses
verwendet die gleiche Kupplung wie das Übersetzungsverhältnisses
für den
sechsten Gang, so dass das letzte Hochschalten mittels einer Drehmomentunterbrechung,
wie bei einem ASM-Getriebe, erreicht werden muss.
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Zusammenfassend
kann ein Getriebe mit fünf
Vorwärtsgängen und
einem Rückwärtsgang
sowie einem kleinen Übersetzungsbereich
in ein Getriebe mit sieben Vorwärtsgängen, zwei
Rückwärtsgängen und
einem sehr großen Übersetzungsbereich
umgewandelt werden. In gleicher Weise kann ein Getriebe mit vier
Vorwärtsgängen und
einem einzigen Rückwärtsgang
sowie einem kleinen Übersetzungsbereich
in ein Getriebe mit fünf
Vorwärtsgängen, zwei
Rückwärtsgängen und
einem sehr großen Übersetzungsbereich
umgewandelt werden.
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Die
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand bevorzugter
Ausführungsformen
beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Ansicht eines Vorderradantrieb-Transaxle-Getriebes
(front wheel drive transaxle) mit fünf Vorwärtsgängen.
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2 zeigt
eine Tabelle, die eine bevorzugte Zahnanzahl für jedes der Zahnräder des
Getriebes aus 1 enthält.
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3 zeigt
eine Tabelle, die die Übersetzungsverhältnisse
zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb sowie Stufen zwischen den Übersetzungsverhältnissen
für jeden
der Vorwärtsgänge und
der Rückwärtsgänge des
Getriebes aus 1 enthält, wobei die Zahnräder die
Zahnanzahl aufweisen, die in 2 gezeigt
ist.
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4 zeigt
eine schematische Ansicht eines Vorderradantrieb-Transaxle-Getriebes
mit sieben Vorwärtsgängen und
zwei Rückwärtsgängen.
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5 zeigt
eine Tabelle, in der eine bevorzugte Zahnanzahl für jedes
der Zahnräder
des Getriebes aus 4 gezeigt ist.
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6 zeigt
eine Tabelle, in der die Übersetzungsverhältnisse
zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb sowie Stufen zwischen den Übersetzungsverhältnissen
für jeden
der Vorwärtsgänge und
der Rückwärtsgänge des
Getriebes aus 4 enthalten sind, wobei die
Zahnräder
die Zahnanzahl aufweisen, die in 5 gezeigt
ist
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7 ist
ein Zustandsübergangsdiagramm, das
die Gangswechsel-Steuerungsstrategie darstellt.
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Mit
Bezug auf 1 umfasst ein Getriebe bzw.
Transaxle-Getriebe einen Antrieb bzw. eine Antriebswelle 10 zum
Antriebsverbinden einer Leistungsquelle, wie beispielsweise eines
Verbrennungsmotors oder eines Elektromotors, mit dem Getriebe und
einen Abtrieb bzw. eine Antriebswelle 36 zum Antreiben
einer Last, wie beispielsweise der angetriebenen Räder eines
Kraftfahrzeugs, über
einen Antriebsstrang, der eine Antriebswelle, einen Differentialgetriebe-Mechanismus
und Achswellen aufweisen kann. Eine mit dem Antrieb 10 verbundene, erste
Reibungskupplung 20, die ein Kupplungsgehäuse und
eine Kupplungsscheibe 22 aufweist, kuppelt und entkuppelt
abwechselnd eine erste Eingangswelle bzw. Antriebswelle 14 mit
bzw. von dem Antrieb 10, wenn die erste Reibungskupplung 20 eingekuppelt
bzw. ausgekuppelt wird. Eine mit dem Antrieb 10 verbundene,
zweite Reibungskupplung 16, die ein Kupplungsgehäuse und
eine Kupplungsscheibe 18 aufweist, kuppelt und entkuppelt
abwechselnd eine zweite Eingangswelle bzw. Antriebswelle 12 mit bzw.
von dem Antrieb 10, wenn die zweite Reibungskupplung 16 eingekuppelt
bzw. ausgekuppelt wird.
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Eine
erste Vorgelegewelle 26 stützt ein erstes Abtriebsritzel 30 ab,
welches in kontinuierlichem Zahneingriff mit einem auf der Antriebswelle 36 befestigten
Abtriebszahnkranz 34 auf der Vorgelegewelle 26 befestigt
ist. Eine zweite Vorgelegewelle 24 stützt ein zweites Abtriebsritzel 32 ab,
welches in kontinuierlichem Zahneingriff mit dem Abtriebszahnkranz 34 auf
der Vorgelegewelle 24 befestigt ist.
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Die
erste Antriebswelle 14 stützt zwei Ritzel 50 und 52 ab,
welche auf der ersten Antriebswelle 14 befestigt sind.
Die zweite Antriebswelle 12 stützt ein Ritzel 48,
welches auf der zweiten Antriebswelle 12 befestigt ist,
und zwei Ritzel 44 und 46 ab, welche sich um die
zweite Antriebswelle 12 herum drehen können. Ein Zahnrad 42 ist
relativ zur ersten Vorgelegewelle 26 drehbar an dieser
abgestützt
und in kontinuierlichem Zahneingriff mit dem Ritzel 52.
Auf der ersten Vorgelegewelle 26 ist eine hohle Hilfswelle 28 abgestützt, die
relativ zur ersten Vorgelegewelle 26 drehbar ist. Die Hilfswelle 28 stützt zwei
Zahnräder 38 und 40 ab,
welche auf der Hilfswelle 28 befestigt sind und welche
in kontinuierlichem Zahneingriff mit einem Ritzel 46 bzw.
einem Ritzel 50 sind. Ein Zahnrad 54 ist auf der
zweiten Vorgelegewelle 24 befestigt und in kontinuierlichem
Zahneingriff mit dem Ritzel 44. Zahnräder 56 und 58 sind
auf der zweiten Vorgelegewelle 24 relativ zu dieser drehbar
abgestützt
und in kontinuierlichem Zahneingriff mit dem Ritzel 48 bzw.
dem Zahnrad 42. Kuppler 60, 62 und 64 sind
bevorzugt Synchronisierer des Typs, der bei Kraftfahrzeug-Handschaltgetrieben
zum Kuppeln eines Zahnrades oder eines Ritzels mit einer Welle nach
einem Synchronisieren der Drehzahl der Welle und der Drehzahl des
Ritzels oder Zahnrades verwendet wird. Jeder Kuppler kann ferner
die Welle und das zugehörige
Ritzel oder Zahnrad entkuppeln. Alternativ kann jeder Kuppler eine
Klauenkupplung mit Zähnen sein,
die mit Klauenkupplungszähnen
an einem Zahnrad oder einem Ritzel in Eingriff bringbar sind. Kuppler
können
in jeder Kombination von Synchronisierern und Klauenkupplungen vorgesehen
sein. Jeder Kuppler weist eine Nabe, die auf der Welle befestigt
ist, und eine Hülse
auf, welche auf der Nabe so abgestützt ist, dass sie zum Ineingriffbringen
mit Klauenkupplungszähnen
an einem benachbarten Zahnrad oder Ritzel eine Gleitbewegung nach
links und/oder nach rechts ausführen
kann. In dem Fall, in dem ein Kuppler ein Synchronisierer ist, ist
eine konische Fläche
daran zum gegenseitigen Ineingriffbringen mit einer korrespondierenden,
konischen Fläche vorgesehen,
die an dem Zahnrad oder Ritzel vorgesehen ist. Wenn der Synchronisierer
mit einem seiner benachbarten Zahnräder in Eingriff gebracht wird, werden
diese konischen Flächen
in Reibkontakt zusammengedrückt,
und dieser Reibeingriff synchronisiert die Drehzahl des Zahnrades
mit der Drehzahl der Welle, bevor die Klauenkupplungszähne in Eingriff
gelangen. Andere Arten von Synchronisierern oder Kupplern, die derzeit
bekannt sind oder später entwickelt
bzw. erfunden werden, können
ebenfalls verwendet werden.
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Der
Kuppler 60 kuppelt die zweite Antriebswelle 12 mit
dem Ritzel 44 bzw. dem Ritzel 46 oder entkuppelt
die zweite Antriebswelle 12 von beiden. Der Kuppler 60 ist
das Kupplungsgelenk. Der Kuppler 62 kuppelt die erste Vorgelegewelle 26 mit
dem Zahnrad 40 bzw. dem Zahnrad 42 oder entkuppelt
die erste Vorgelegewelle von beiden. Der Kuppler 64 kuppelt
die zweite Vorgelegewelle 24 mit dem Zahnrad 56 bzw.
dem Zahnrad 58 oder entkuppelt die zweite Vorgelegewelle 24 von
beiden.
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Ein
Ineingriffbringen des Kupplers 60 mit dem Ritzel 46 aktiviert
einen Leistungspfad zwischen der ersten Antriebswelle 14 und
der zweiten Antriebswelle 12, wobei der Leistungspfad das
Ritzel 50, das Zahnrad 40, die Hilfswelle 28,
das Zahnrad 38, das Ritzel 46 und den Kuppler 60 aufweist.
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Um
das Fahrzeug unter Verwendung des ersten Vorwärtsgangs zu beschleunigen,
wird das Getriebe so konfiguriert, dass der Kuppler 60 mit
dem Ritzel 46 in Eingriff ist und der Kuppler 62 mit
dem Zahnrad 42 in Eingriff ist. Dann wird die zweite Reibungskupplung 16 eingekuppelt.
Der Leistungspfad für
diesen Gang weist den Antrieb 10, die zweite Reibungskupplung 16,
die zweite Antriebswelle 12, den Kuppler 60, das
Ritzel 46, das Zahnrad 38, die Hilfswelle 28,
das Zahnrad 40, das Ritzel 50, die erste Antriebswelle 14,
das Ritzel 52, das Zahnrad 42, den Kuppler 62,
die erste Vorgelegewelle 26, das Abtriebsritzel 30,
den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 auf.
Der Antrieb 10 ist über
die zweite Reibungskupplung 16 mit der zweiten Antriebswelle 12 antriebsverbunden.
Die zweite Antriebswelle 12 ist über den Kuppler 60 mit
dem Ritzel 46 antriebsverbunden. Das Ritzel 46 treibt
das Zahnrad 38, die Hilfswelle 28, das Zahnrad 40,
das Ritzel 50, die erste Antriebswelle 14, das
Ritzel 52 und das Zahnrad 42 an. Das Zahnrad 42 ist über den
Kuppler 62 mit der ersten Vorgelegewelle 26 antriebsverbunden. Das
Abtriebsritzel 30 ist auf der ersten Vorgelegewelle 26 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Zum
Schalten von dem ersten Vorwärtsgang in
den zweiten Vorwärtsgang
wird die erste Reibungskupplung 20 in zunehmender Weise
in Reibeingriff gebracht, während
die zweite Reibungskupplung 16 in zunehmender Weise außer Reibeingriff
gebracht wird. Nach dem Schalten kann der Kuppler 60 in
die Neutralposition bewegt werden, wobei er jedoch in jedem Fall
in die Neutralposition bewegt werden muss, bevor das nächste Hochschalten von
einem ungeradzahligen Gang zu einem geradzahligen Gang stattfindet.
Der Leistungspfad für
diesen Gang weist den Antrieb 10, die erste Reibungskupplung 20,
die erste Antriebswelle 14, das Ritzel 52, das
Zahnrad 42, den Kuppler 62, die erste Vorgelegewelle 26,
das Abtriebsritzel 30, den Abtriebszahnkranz 34 und
den Abtrieb 36 auf. Der Antrieb 10 ist über die
erste Reibungskupplung 20 mit der ersten Abtriebswelle 14 und
dem Ritzel 52 antriebsverbunden. Das Ritzel 52 treibt
das Zahnrad 42 an, welches über den Kuppler 62 in
Antriebsverbindung mit der ersten Vorgelegewelle 26 steht.
Das Ritzel 30 ist auf der ersten Vorgelegewelle 26 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Zum
Schalten vom zweiten Vorwärtsgang
in den dritten Vorwärtsgang
wird das Getriebe mittels Verlagerns des Kupplers 64 eingerichtet,
so dass er mit dem Zahnrad 56 in Eingriff gelangt, wobei
danach die zweite Kupplung 16 in zunehmender Weise in Reibeingriff
gebracht wird, während
die erste Reibungskupplung 20 in zunehmender weise außer Reibeingriff
gebracht wird. Nach dem Schalten kann der Kuppler 62 in
die Neutralposition bewegt werden. Der Leistungspfad für diesen
Gang weist den Antrieb 10, die zweite Reibungskupplung 16,
die zweite Antriebswelle 12, das Ritzel 48, das
Zahnrad 56, den Kuppler 64, die zweite Vorgelegewelle 24,
das Abtriebsritzel 32, den Abtriebszahnkranz 34 und
den Abtrieb 36 auf. Der Antrieb 10 ist über die
zweite Reibungskupplung 16 mit der zweiten Antriebswelle 12 und
dem Ritzel 48 antriebsverbunden. Das Ritzel 48 treibt
das Zahnrad 56 an, welches über den Kuppler 64 in
Antriebsverbindung mit der zweiten Vorgelegewelle 24 steht.
Das Abtriebsritzel 32 ist auf der zweiten Vorgelegewelle 24 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Zum
Schalten vom dritten Vorwärtsgang
in den vierten Vorwärtsgang
wird das Getriebe mittels Verlagerns des Kupplers 32 eingerichtet,
so dass er mit dem Zahnrad 40 in Eingriff gelangt, wobei
dann die erste Reibungskupplung 20 in zunehmender Weise
in Reibeingriff gebracht wird, während
die zweite Reibungskupplung 16 in zunehmender Weise außer Reibeingriff
gebracht wird. Nach dem Schalten kann der Kuppler 64 in
die Neutralposition bewegt werden. Der Leistungspfad für diesen
Gang weist den Antrieb 10, die erste Reibungskupplung 20,
die erste Antriebswelle 14, das Ritzel 50, das
Zahnrad 40, den Kuppler 62, die erste Vorgelegewelle 26,
das Abtriebsritzel 30, den Abtriebszahnkranz 34 und
den Abtrieb 36 auf. Der Antrieb 10 ist über die
erste Reibungskupplung 20 mit der ersten Antriebswelle 14 und
dem Ritzel 50 antriebsverbunden. Das Ritzel 50 treibt
das Zahnrad 40 an, welches über den Kuppler 62 in
Antriebsverbindung mit der ersten Vorgelegewelle 26 steht.
Das Abtriebsritzel 30 ist auf der ersten Vorgelegewelle 26 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Zum
Schalten von dem vierten Vorwärtsgang in
den fünften
Vorwärtsgang
wird das Getriebe mittels Verlagerns des Kupplers 60 eingerichtet,
so dass er mit dem Ritzel 44 in Eingriff gelangt, wobei
dann die zweite Reibungskupplung 16 in zunehmender Weise in
Reibeingriff gebracht wird, während
die erste Reibungskupplung 20 in zunehmender Weise außer Reibeingriff
gebracht wird. Nach dem Schalten kann der Kuppler 62 in
die Neutralposition bewegt werden. Der Leistungspfad für diesen
Gang weist den Antrieb 10, die zweite Reibungskupplung 16,
die zweite Antriebswelle 12, den Kuppler 60, das
Ritzel 44, das Zahnrad 54, die zweite Vorgelegewelle 24,
das Abtriebsritzel 32, den Abtriebszahnkranz 34 und
den Abtrieb 36 auf. Der Antrieb 10 ist über die
zweite Reibungskupplung 16 mit der zweiten Antriebswelle 12 antriebsverbunden.
Die zweite Antriebswelle 12 steht über den Kuppler 60 in
Antriebsverbindung mit dem Ritzel 44. Das Ritzel 44 treibt
das Zahnrad 54, die zweite Vorgelegewelle 24,
das Abtriebsritzel 30, den Abtriebszahnkranz 34 und
den Abtrieb 36 an. Runterschaltvorgänge werden durch Umkehren der
Schritte des entsprechenden Hochschaltvorganges erzielt.
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Zum
Beschleunigen des Fahrzeugs im Rückwärtsgang
wird das Getriebe so eingerichtet, dass der Kuppler 60 mit
dem Ritzel 46 in Eingriff ist und der Kuppler 64 mit
dem Zahnrad 58 in Eingriff ist. Dann wird die zweite Reibungskupplung 16 eingekuppelt. Der
Leistungspfad für
diesen Gang weist den Antrieb 10, die zweite Reibungskupplung 16,
die zweite Antriebswelle 12, den Kuppler 60, das
Ritzel 46, das Zahnrad 38, die Hilfswelle 28,
das Zahnrad 40, das Ritzel 50, die erste Antriebswelle 14,
das Ritzel 52, das Zahnrad 42, das Zahnrad 58,
den Kuppler 64, die zweite Vorgelegewelle 24,
das Abtriebsritzel 32, den Abtriebszahnkranz 34 und
den Abtrieb 36 auf. Der Antrieb 10 ist über die
zweite Reibungskupplung 16 mit der zweiten Antriebswelle 12 antriebsverbunden. Die
zweite Antriebswelle 12 steht über den Kuppler 60 in
Antriebsverbindung mit dem Ritzel 46. Das Ritzel 46 treibt
das Zahnrad 38, die Hilfswelle 28, das Zahnrad 40,
das Ritzel 50, die erste Antriebswelle 14, das
Ritzel 52, das Zahnrad 42 und das Zahnrad 58 an.
Das Zahnrad 58 steht über
den Kuppler 64 in Antriebsverbindung mit der zweiten Vorgelegewelle 24. Das
Abtriebsritzel 32 ist auf der zweiten Vorgelegewelle 24 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Ein
Schalten im Rückwärtsgang
kann erzielt werden, indem die erste Reibungskupplung 20 in
zunehmender Weise in Reibeingriff gebracht wird, während die
zweite Reibungskupplung 16 in zunehmender Weise außer Reibeingriff
gebracht wird. Der Leistungspfad für diesen Gang weist den Antrieb 10,
die erste Reibungskupplung 20, die erste Antriebswelle 14,
das Ritzel 52, das Zahnrad 42, das Zahnrad 58, den
Kuppler 64, die zweite Vorgelegewelle 24, das Abtriebsritzel 32,
den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 auf.
Nach dem Schalten ist der Antrieb 10 über die erste Reibungskupplung 20 mit
der ersten Antriebswelle 14 und dem Ritzel 52 antriebsverbunden.
Das Ritzel 52 treibt das Zahnrad 42 und das Zahnrad 58 an,
wobei das Zahnrad 58 über
den Kuppler 64 in Antriebsverbindung mit der zweiten Vorgelegewelle 24 steht.
Das Abtriebsritzel 32 ist auf der zweiten Vorgelegewelle 24 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Eine
Tabelle, die eine bevorzugte Zahnanzahl für jedes der Zahnräder des
Getriebes bzw. Transaxle-Getriebes aus 1 enthält, ist
in 2 gezeigt, wohingegen 3 eine Tabelle
zeigt, die die Übersetzungsverhältnisse
zwischen dem Antrieb 10 und dem Abtrieb 36 und
Stufen zwischen den Übersetzungsverhältnissen
für jeden
der Vorwärtsgänge und
der Rückwärtsgänge des
Getriebes aus 1 zeigt.
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Bezugnehmend
auf 4 umfasst ein Getriebe bzw. Transaxle-Getriebe
einen Antrieb bzw. eine Antriebswelle 10 zum Antriebsverbinden
einer Leistungsquelle, wie beispielsweise eines Verbrennungsmotors
oder eines Elektromotors, mit dem Getriebe und einen Abtrieb bzw.
eine Antriebswelle 36 zum Antreiben einer Last, wie beispielsweise
der angetriebenen Räder
eines Kraftfahrzeugs, über
einen Antriebsstrang, der eine Antriebswelle, einen Differentialgetriebe-Mechanismus
und Achswellen aufweisen kann. Eine erste Reibungskupplung 16,
die ein Kupplungsgehäuse
und eine Kupplungsscheibe 18 aufweist, kuppelt und entkuppelt
abwechselnd eine erste Eingangswelle bzw. Antriebswelle 12, wenn
die erste Reibungskupplung 16 eingekuppelt bzw. ausgekuppelt
wird. Eine zweite Reibungskupplung 20, die ein Kupplungsgehäuse und
eine Kupplungsscheibe 22 aufweist, kuppelt und entkuppelt
abwechselnd eine zweite Eingangswelle bzw. Antriebswelle 14,
wenn die zweite Reibungskupplung 20 eingekuppelt bzw. ausgekuppelt
wird.
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Eine
erste Vorgelegewelle 26 stützt ein erstes Abtriebsritzel 30 ab,
welches in kontinuierlichem Zahneingriff mit einem auf der Abtriebswelle 36 befestigten
Abtriebszahnkranz 34 auf der ersten Vorgelegewelle 26 befestigt
ist. Eine zweite Vorgelegewelle 24 stützt ein zweites Abtriebsritzel 32 ab,
welches auf dieser befestigt ist und welches in kontinuierlichem Zahneingriff
mit dem Abtriebszahnkranz 34 ist. Die zweite Antriebswelle 14 stützt zwei
Ritzel 82 und 84 ab, welche auf der Antriebswelle 14 befestigt
sind. Die erste Antriebswelle 12 stützt drei Ritzel 76, 78 und 80 ab,
welche auf der Antriebswelle 12 befestigt sind. Zahnräder 86, 88, 90 und 92 sind
so auf der zweiten Vorgelegewelle 24 abgestützt, dass
sie relativ zu dieser drehbar sind, und sind in kontinuierlichem
Zahneingriff mit dem Ritzel 76, 78, 82 bzw. 84. Ein
Zahnrad 70 ist so an der ersten Vorgelegewelle 26 abgestützt, dass
es relativ zu dieser drehbar ist, und steht in kontinuierlichem
Zahneingriff mit dem Zahnrad 86. Eine hohle Hilfswelle 28 ist
so an der ersten Vorgelegewelle 26 abgestützt, dass
sie relativ zu dieser drehbar ist. Die Hilfswelle 28 stützt ein Zahnrad 72 ab,
welches auf der Hilfswelle 28 befestigt ist und welches
in kontinuierlichem Zahneingriff mit dem Ritzel 80 ist.
Auf der Hilfswelle 28 ist ein Zahnrad 74 so abgestützt, dass
es relativ zu der Hilfswelle 28 drehbar ist, wobei das
Zahnrad 74 in kontinuierlichem Zahneingriff mit dem Ritzel 84 steht.
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Ein
Kuppler 94 kuppelt die erste Vorgelegewelle 26 mit
dem Zahnrad 70 bzw. dem Zahnrad 72 oder entkuppelt
die erste Vorgelegewelle 26 von beiden. Ein Kuppler 96 kuppelt
die Hilfswelle 28 mit dem Zahnrad 74 oder entkuppelt
diese von dem Zahnrad 74. Ein Kuppler 98 kuppelt
die zweite Vorgelegewelle 24 mit dem Zahnrad 86 bzw.
dem Zahnrad 88 oder entkuppelt die zweite Vorgelegewelle 24 von
beiden. Ein Kuppler 100 kuppelt die zweite Vorgelegewelle 24 mit
dem Zahnrad 90 bzw. dem Zahnrad 92 oder entkuppelt
die zweite Vorgelegewelle 24 von beiden.
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Der
Kuppler 96 ist das Kupplungsgelenk. Ein Ineingriffbringen
des Kupplers 96 mit dem Zahnrad 74 aktiviert einen
Leistungspfad zwischen der ersten Antriebswelle 12 und
der zweiten Antriebswelle 14, wobei der Leistungspfad das
Ritzel 84, das Zahnrad 74, den Kuppler 96,
die Hilfswelle 28, das Zahnrad 72 und das Ritzel 80 aufweist.
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Zum
Beschleunigen des Fahrzeugs unter Verwendung des ersten Vorwärtsganges
wird das Getriebe so eingerichtet, dass der Kuppler 96 mit dem
Zahnrad 74 in Eingriff ist und der Kuppler 98 mit dem
Zahnrad 86 in Eingriff ist. Danach wird die zweite Reibungskupplung 20 eingekuppelt.
Der Leistungspfad für
diesen Gang weist den Antrieb 10, die zweite Reibungskupplung 20,
die zweite Antriebswelle 14, das Ritzel 84, das
Zahnrad 74, den Kuppler 96, die Hilfswelle 28,
das Zahnrad 72, das Ritzel 80, die erste Antriebswelle 12,
das Ritzel 76, das Zahnrad 86, den Kuppler 98,
die zweite Vorgelegewelle 24, das Abtriebsritzel 32,
den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 auf.
Der Antrieb 10 ist über
die zweite Reibungskupplung 20 mit der zweiten Antriebswelle 14 und
dem Ritzel 84 antriebsverbunden. Das Ritzel 84 treibt
das Zahnrad 74 an, welches über den Kuppler 96 mit
der Hilfswelle 28 in Antriebsverbindung steht. Die Hilfswelle 28 treibt
das Zahnrad 72, das Ritzel 80, die erste Antriebswelle 12,
das Ritzel 76 und das Zahnrad 86 an. Das Zahnrad 86 steht über den
Kuppler 98 in Antriebsverbindung mit der zweiten Vorgelegewelle 24.
Das Abtriebsritzel 32 ist auf der zweiten Vorgelegewelle 24 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Zum
Schalten vom ersten Vorwärtsgang
in den zweiten Vorwärtsgang
wird die erste Reibungskupplung 16 in zunehmender Weise
in Reibeingriff gebracht, während
die zweite Reibungskupplung 20 in zunehmender Weise außer Reibeingriff
gebracht wird. Nach dem Schalten kann der Kuppler 96 in
die Neutralposition bewegt werden. Der Leistungspfad für diesen
Gang weist den Antrieb 10, die erste Reibungskupplung 16,
die erste Antriebswelle 12, das Ritzel 76, das
Zahnrad 86, den Kuppler 98, die zweite Vorgelegewelle 24,
das Abtriebsritzel 32, den Abtriebszahnkranz 34 und
den Abtrieb 36 auf. Der Antrieb 10 ist über die
erste Reibungskupplung 16 mit der ersten Antriebswelle 12 und
dem Ritzel 76 antriebsverbunden. Das Ritzel 76 treibt
das Zahnrad 86 an, welches über den Kuppler 98 in
Antriebsverbindung mit der zweiten Vorgelegewelle 24 steht.
Das Abtriebsritzel 32 ist auf der zweiten Vorgelegewelle 24 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Zum
Schalten von dem zweiten Vorwärtsgang
in den dritten Vorwärtsgang
wird das Getriebe durch Verlagern des Kupplers 100 eingerichtet,
so dass er mit dem Zahnrad 92 in Eingriff gelangt, wobei dann
die zweite Reibungskupplung 20 in zunehmender Weise in
Reibeingriff gebracht wird, während
die erste Reibungskupplung 16 in zunehmender Weise außer Reibeingriff
gebracht wird. Nach dem Schalten kann der Kuppler 98 in
die Neutralposition bewegt werden. Der Leistungspfad für diesen
Gang weist den Antrieb 10, die zweite Reibungskupplung 20,
die zweite Antriebswelle 14, das Ritzel 84, das
Zahnrad 92, den Kuppler 100, die zweite Vorgelegewelle 24, das
Abtriebsritzel 32, den Abtriebszahnkranz 34 und den
Abtrieb 36 auf. Der Antrieb 10 ist über die
zweite Reibungskupplung 20 mit der zweiten Antriebswelle 14 und
dem Ritzel 84 antriebsverbunden. Das Ritzel 84 treibt
das Zahnrad 92 an, welches über den Kuppler 100 in
Antriebsverbindung mit der zweiten Vorgelegewelle 24 steht.
Das Abtriebsritzel 32 ist auf der zweiten Vorgelegewelle 24 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Zum
Schalten vom dritten Vorwärtsgang
in den vierten Vorwärtsgang
wird das Getriebe durch Verlagern des Kupplers 94 eingerichtet,
so dass er mit dem Zahnrad 72 in Eingriff gelangt, wobei
dann die erste Reibungskupplung 16 in zunehmender Weise
in Reibeingriff gebracht wird, während
die zweite Reibungskupplung 20 in zunehmender Weise außer Reibeingriff
gebracht wird. Nach dem Schalten kann der Kuppler 100 in
die Neutralposition bewegt werden. Der Leistungspfad für diesen
Gang weist den Antrieb 10, die erste Reibungskupplung 16,
die erste Antriebswelle 12, das Ritzel 80, das
Zahnrad 72, den Kuppler 94, die erste Vorgelegewelle 26,
das Abtriebsritzel 30, den Abtriebszahnkranz 34 und
den Abtrieb 36 auf. Der Antrieb 10 ist über die
erste Reibungskupplung 16 mit der ersten Antriebswelle 12 und
dem Ritzel 80 antriebsverbunden. Das Ritzel 80 treibt
das Zahnrad 72 an, welches über den Kuppler 94 in
Antriebsverbindung mit der ersten Vorgelegewelle 26 steht.
Das Abtriebsritzel 30 ist auf der ersten Vorgelegewelle 26 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Zum
Schalten vom vierten Vorwärtsgang
in den fünften
Vorwärtsgang
wird das Getriebe durch Verlagern des Kupplers 100 eingerichtet,
so dass er mit dem Zahnrad 90 in Eingriff gelangt, wobei
dann die zweite Reibungskupplung 20 in zunehmender Weise
in Reibeingriff gebracht wird, während
die erste Kupplung 16 in zunehmender Weise außer Reibeingriff
gebracht wird. Nach dem Schalten kann der Kuppler 94 in
die Neutralposition bewegt werden. Der Leistungspfad für diesen
Gang weist den Antrieb 10, die zweite Reibungskupplung 20,
die zweite Antriebswelle 14, das Ritzel 82, das
Zahnrad 90, den Kuppler 100, die zweite Vorgelegewelle 24,
das Abtriebsritzel 32, den Abtriebszahnkranz 34 und
den Abtrieb 36 auf. Der Antrieb 10 ist über die
zweite Reibungskupplung 20 mit der zweiten Antriebswelle 14 und
dem Ritzel 82 antriebsverbunden. Das Ritzel 82 treibt
das Zahnrad 90 an, welches über den Kuppler 100 in
Antriebsverbindung mit der zweiten Vorgelegewelle 24 steht.
Das Abtriebsritzel 32 ist auf der zweiten Vorgelegewelle 24 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Zum
Schalten vom fünften
Vorwärtsgang
in den sechsten Vorwärtsgang
wird das Getriebe durch Verlagern des Kupplers 98 eingerichtet,
so dass er mit dem Zahnrad 88 in Eingriff gelangt, wobei
dann die erste Reibungskupplung 16 in zunehmender Weise
in Reibeingriff gebracht wird, während
die zweite Reibungskupplung 20 in zunehmender Weise außer Reibeingriff
gebracht wird. Nach dem Schalten kann der Kuppler 100 in
die Neutralposition bewegt werden. Der Leistungspfad für diesen
Gang weist den Antrieb 10, die erste Reibungskupplung 16,
die erste Antriebswelle 12, das Ritzel 78, das
Zahnrad 88, den Kuppler 98, die zweite Vorgelegewelle 24,
das Abtriebsritzel 32, den Abtriebszahnkranz 34 und
den Abtrieb 36 auf. Der Antrieb 10 ist über die
erste Reibungskupplung 16 mit der ersten Antriebswelle 12 und
dem Ritzel 78 antriebsverbunden. Das Ritzel 78 treibt
das Zahnrad 88 an, welches über den Kuppler 98 in
Antriebsverbindung mit der zweiten Vorgelegewelle 24 steht.
Das Abtriebsritzel 32 ist auf der zweiten Vorgelegewelle 24 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Ein
Hochschalten vom sechsten Vorwärtsgang
in den siebten Vorwärtsgang
erfordert im Gegensatz zu allen anderen einzelnen Schaltschritten eine
Drehmomentunterbrechung, d.h. die Drehverbindung zwischen dem Antrieb 10 und
dem Abtrieb 36 wird mittels Auskuppelns der ersten Reibungskupplung 16 kurz
unterbrochen, während
der Zustand der Kuppler verändert
wird. Diese Drehmomentunterbrechung wird abgeschwächt, da
ein Hochschalten vom sechsten Vorwärtsgang in den siebten Vorwärtsgang
normalerweise nicht bei stark betätigtem Gaspedal durchgeführt wird,
sondern stattdessen gewöhnlich
als Ergebnis dessen auftritt, dass der Fahrer die Leistungsanforderung
reduziert, wenn die Fahrgeschwindigkeit erreicht ist. Während beide
Reibungskupplungen 16, 20 ausgekuppelt sind, wird
der Kuppler 98 in die Neutralposition bewegt, der Kuppler 96 so
verlagert, dass er mit dem Zahnrad 74 in Eingriff gelangt,
und der Kuppler 100 so verlagert, dass er mit dem Zahnrad 90 in
Eingriff gelangt. Dann wird die erste Reibungskupplung 16 wieder
eingekuppelt. Der Leistungspfad für diesen Gang weist den Antrieb 10,
die erste Reibungskupplung 16, die erste Antriebswelle 12,
das Ritzel 80, das Zahnrad 72, die Hilfswelle 28,
den Kuppler 96, das Zahnrad 74, das Ritzel 84,
die zweite Antriebswelle 14, das Ritzel 82, das
Zahnrad 90, den Kuppler 100, die zweite Vorgelegewelle 24,
das Abtriebsritzel 32, den Abtriebszahnkranz 34 und
den Abtrieb 36 auf. Wenn die erste Reibungskupplung 16 wieder
eingekuppelt ist, ist der Antrieb 10 über die Reibungskupplung 16 mit
der ersten Antriebswelle 12 und dem Ritzel 80 antriebsverbunden.
Das Ritzel 80 treibt das Zahnrad 72 und die Hilfswelle 28 an,
welche über
den Kuppler 96 in Antriebsverbindung mit dem Zahnrad 74 steht.
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Das
Zahnrad 74 treibt das Ritzel 84, die zweite Antriebswelle 14,
das Ritzel 82 und das Zahnrad 90 an, welches über den
Kuppler 100 in Antriebsverbindung mit der zweiten Vorgelegewelle 24 steht. Das
Abtriebsritzel 32 ist auf der zweiten Vorgelegewelle 24 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Runterschaltvorgänge werden
durch Umkehren der Schritte der entsprechenden Hochschaltvorgänge erzielt.
Zum Beschleunigen des Fahrzeugs im Rückwärtsgang wird das Getriebe so
eingerichtet, dass der Kuppler 96 mit dem Zahnrad 74 in
Eingriff ist und der Kuppler 94 mit dem Zahnrad 70 in
Eingriff ist. Dann wird die zweite Reibungskupplung 20 eingekuppelt.
Der Leistungspfad für
diesen Gang weist den Antrieb 10, die zweite Reibungskupplung 20,
die zweite Antriebswelle 14, das Ritzel 84, das
Zahnrad 74, den Kuppler 96, die Hilfswelle 28,
das Zahnrad 72, das Ritzel 80, die erste Antriebswelle 12,
das Ritzel 76, das Zahnrad 86, das Zahnrad 70,
den Kuppler 94, die erste Vorgelegewelle 26, das
Abtriebsritzel 30, den Abtriebszahnkranz 34 und
den Abtrieb 36 auf. Der Antrieb 10 ist über die
zweite Reibungskupplung 20 mit der zweiten Antriebswelle 14 und
dem Ritzel 84 antriebsverbunden. Das Ritzel 84 treibt
das Zahnrad 74 an, welches über den Kuppler 96 in
Antriebsverbindung mit der Hilfswelle 28 steht. Die Hilfswelle 28 treibt
das Zahnrad 72, das Ritzel 80, die erste Antriebswelle 12,
das Ritzel 76, das Zahnrad 86 und das Zahnrad 70 an.
Das Zahnrad 70 steht über den
Kuppler 94 in Antriebsverbindung mit der ersten Vorgelegewelle 26.
Das Abtriebsritzel 30 ist auf der ersten Vorgelegewelle 26 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Ein
Schalten im Rückwärtsgang
kann erzielt werden, indem die erste Reibungskupplung 16 in
zunehmender Weise in Reibeingriff gebracht wird, während die
zweite Reibungskupplung 20 in zunehmender Weise außer Reibeingriff
gebracht wird. Der Leistungspfad für diesen Gang weist den Antrieb 10,
die erste Reibungskupplung 16, die erste Antriebswelle 12,
das Ritzel 76, das Zahnrad 86, das Zahnrad 70, den
Kuppler 94, die erste Vorgelegewelle 26, das Abtriebsritzel 30,
den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 auf.
Nach dem Schalten ist der Antrieb 10 über die erste Reibungskupplung 16 mit
der ersten Antriebswelle 12 und dem Ritzel 76 antriebsverbunden.
Das Ritzel 76 treibt das Zahnrad 86 und das Zahnrad 70 an,
welches über
den Kuppler 94 in Antriebsverbindung mit der ersten Vorgelegewelle 26 steht.
Das Abtriebsritzel 30 ist auf der ersten Vorgelegewelle 26 befestigt
und treibt den Abtriebszahnkranz 34 und den Abtrieb 36 an.
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Eine
Tabelle, die eine bevorzugte Zahnanzahl für jedes der Zahnräder des
Getriebes bzw. Transaxle-Getriebes aus 4 enthält, ist
in 5 gezeigt, wohingegen 6 eine Tabelle
zeigt, die die Übersetzungsverhältnisse
zwischen dem Antrieb 10 und dem Abtrieb 36 sowie
Stufen zwischen den Übersetzungsverhältnissen
für jeden
der Vorwärtsgänge und
der Rückwärtsgänge des
Getriebes aus 4 enthält, wobei die Zahnräder die
Zahnanzahl aufweisen, die in 5 gezeigt
ist.
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7 stellt
eine Gangwechsel-Steuerungsstrategie mittels eines Zustandsübergangsdiagramms
dar. Die Kästchen
repräsentieren
Steuerungszustände.
Der Text in den Kästchen
deutet an, welche Kupplungen verwendet werden würden, um benötigte Drehmomente
in diesem Zustand bereitzustellen. Die Pfeile zeigen Bedingungen
an, die Veränderungen
im Zustand erzeugen.
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Mit
Bezug auf 7 beginnen die Schritte zum
Steuern des Gangwechsels bei einem Doppel-Kupplungsgetriebe, wie
beispielsweise bei einem in 4 dargestellten
Transaxle- Getriebe,
bei Schritt 102, wobei die Kraftquelle Leistung an die
Antriebswelle 10 überträgt und das
Transaxle-Getriebe zum Betrieb in der Park- oder Neutral-Stellung
vorbereitet wird, wobei für
den R2-Gang der Kuppler 94 das Zahnrad 70 und
die Vorgelegewelle 26 einkuppelt, und wobei für den dritten
Gang der Kuppler 100 das Zahnrad 92 und die Vorgelegewelle 24 einkuppelt und
die Kupplung 16 und die Kupplung 20 auskuppelt.
Wenn sich die Gangauswahlvorrichtung in der Park- bzw. P-Position befindet, wird die
Antriebswelle 36 von einer Rotation auch durch eine Handbremse (nicht
dargestellt) abgehalten.
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Wenn
die Gangauswahlvorrichtung durch den Fahrer aus der Park- oder Neutral-Position
in die Antriebs- bzw. D-Position bewegt wird, durchläuft die Steuerung
Schritt 104, bei dem der R2-Gang durch Bewegen des Kupplers 94 in
seine neutrale Position ausgekuppelt wird, wodurch das Zahnrad 70 aus
der Vorgelegewelle 26 ausgekuppelt wird, und bei dem der
zweite Gang durch den Kuppler 98 eingekuppelt wird, der
das Zahnrad 86 und die Vorgelegewelle 24 verbindet.
In Schritt 104, in dem das Transaxle-Getriebe so vorbereitet
wird, wird die Kupplung 16 eingekuppelt, die Steuerung
reagiert auf die Verschiebung der Gaspedals und das Fahrzeug fährt an,
d.h. es wird aus dem Stand im zweiten Gang beschleunigt, wobei in
Erwartung eines Hochschaltens vom zweiten Gang in den dritten Gang
der dritte Gang vorgewählt
ist.
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Wenn
jedoch das Gaspedal um mehr als eine Bezugsverschiebung niedergedrückt wird,
die andeutet, dass der Fahrer eine schnellere Fahrzeuggeschwindigkeit
wünscht,
oder wenn die Länge
der Zeitdauer, während
welcher der zweite Gang eingekuppelt ist, eine Bezugsdauer übersteigt,
die andeutet, dass die Kupplung 16 übermäßig lange rutscht, geht die
Steuerung zu Schritt 106 über, in dem der dritte Gang
durch Bewegen des Kupplers 100 in seine neutrale Position eingekuppelt
wird, wodurch das Zahnrad 92 aus der Vorgelegewelle 24 auskuppelt und
der erste Gang durch den Kuppler 96 eingekuppelt wird,
um das Zahnrad 74 und die Vorgelegewelle 28 zu
verbinden.
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Mit
dem so vorbereiteten Transaxle-Getriebe werden die Kupplung 16 und
die Kupplung 20 gemeinsam verwendet, um ein ineinander übergehendes
Anfahren des Fahrzeugs im ersten Gang und im zweiten Gang durch
Variieren des Drehmomentübertragungsvermögens der
Kupplung 16 und der Kupplung 20 während des
Anfahrens zu erzeugen. Vorzugsweise ist in dem frühesten Abschnitt
des Anfahrens des Fahrzeugs das Drehmomentübertragungsvermögen der
Kupplung 20 größer als
das Drehmomentübertragungsvermögen der
Kupplung 16, wobei in dem späteren Abschnitt des Anfahrens
des Fahrzeugs das Drehmomentübertragungsvermögen der Kupplung 16 größer als
das Drehmomentübertragungsvermögen der
Kupplung 20 ist. Auf diese Weise beginnt das Anfahren des
Fahrzeugs im ersten und zweiten Gang in dem ersten Gang und endet
in dem zweiten Gang, wobei die Kupplung 16 vollständig eingekuppelt
ist und die Kupplung 20 vollständig ausgekuppelt ist. Das
ineinander übergehende
Vorwärtsanfahren
des Fahrzeugs verhindert übermäßigen Verschleiß der Kupplung 16 und
reagiert auf die Anforderung des Fahrers hinsichtlich des schnelleren Anfahrens.
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Wenn
in Schritt 106 während
eines ineinander übergehenden
Anfahrens des Fahrzeugs im ersten und zweiten Gang der Fahrer die
Gangauswahlschaltvorrichtung in die Rückwärts- oder R-Position bewegt,
geht die Transaxle-Getriebesteuerung schnell
zu Schritt 110 über,
wo die Neutralstellung durch Entkuppeln des ersten Kupplers 96 und
des zweiten Kupplers 86 erzeugt wird. Danach geht die Steuerung
unverzüglich
zu Schritt 112 über,
in dem das Transaxle-Getriebe zum Betrieb des Rückwärtsfahrens, insbesondere in
dem R2-Gang, vorbereitet wird, wobei der Kuppler 96 das
Zahnrad 70 und die Vorgelegewelle 26 verbindet.
Mit dem so vorbereiteten Transaxle-Getriebe ist die Kupplung 16 eingekuppelt
und das Fahrzeug beschleunigt in Erwiderung auf die Gaspedalposition
in dem R2-Gang. Alternativ tritt ein Rückwärtsanfahren in einem ersten
und einem zweiten Gang beim ineinander übergehenden Betrieb der Kupplung 16 und
der Kupplung 20 in Schritt 116 auf, wie nachstehend
beschrieben wird.
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Wenn
in dem Anfangsschritt 102, in dem die Kraftquelle Leistung
an die Antriebswelle 10 überträgt und das Transaxle-Getriebe zum Betrieb
in der Park-Position vorbereitet ist, wobei der R2-Gang und der
dritte Gang und die Kupplung 16 und die Kupplung 20 ausgekuppelt
werden und der Fahrer die Gangauswahlschaltvorrichtung in die Rückwärts- oder
R-Position bewegt,
geht die Steuerung zu Schritt 114 über, in dem der R2-Gang aufgrund
des Kupplers 94 eingekuppelt bleibt, der das Zahnrad 70 und
die Vorgelegewelle 26 verbindet, und der dritte Gang aufgrund
des Kupplers 100 eingekuppelt bleibt, der das Zahnrad 92 und
die Vorgelegewelle 24 verbindet. Mit dem so vorbereiteten
Transaxle-Getriebe ist die Kupplung 16 eingekuppelt, die
Steuerung reagiert auf die Verschiebung des Gaspedals und das Fahrzeug
wird in dem R2-Gang
angefahren, wobei der dritte Gang in Erwartung eines Gangwechsels vom
zweiten Gang in den dritten Gang vorgewählt ist.
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Wenn
jedoch das Gaspedal um mehr als eine Bezugsverschiebung herabgedrückt wird,
die anzeigt, dass der Fahrer eine schnellere Rückwärtsfahrgeschwindigkeit wünscht, oder
wenn die Dauer der Periode, während
welcher der R2-Gang und die Kupplung 16 eingekuppelt sind,
eine Bezugsdauer übersteigt,
die anzeigt, dass die Kupplung 16 ausgesprochen lange rutscht,
geht die Steuerung zu Schritt 116 über, in dem der R2-Gang eingekuppelt
bleibt, der dritte Gang durch Bewegen des Kupplers 100 in seine
neutrale Position ausgekuppelt wird und der R1-Gang durch den Kuppler 96 eingekuppelt
wird, um das Zahnrad 74 und die Vorgelegewelle 28 zu verbinden.
Mit dem so vorbereiteten Tranxaxle-Getriebe in Schritt 116 werden
die Kupplung 16 und die Kupplung 20 gemeinsam
verwendet, um ein ineinander übergehendes
Rückwärtsanfahren
des Fahrzeugs im R1-Gang und R2-Gang durch variieren des Drehmomentübertragungsvermögens der
Kupplung 16 und der Kupplung 20 während des
Rückwärtsanfahrens
des Fahrzeugs zu erzeugen. Vorzugsweise ist in dem frühesten Abschnitt
des Rückwärtsanfahrens
des Fahrzeugs das Drehmomentübertragungsvermögen der
Kupplung 20 größer als
das Drehmomentübertragungsvermögen der
Kupplung 16, wobei in dem späteren Abschnitt des Rückwärtsanfahrens des
Fahrzeugs das Drehmomentübertragungsvermögen der
Kupplung 16 größer als
das Drehmomentübertragungsvermögen der
Kupplung 20 ist. Auf diese Weise beginnt das Anfahren im
R1- und R2-Gang im R1-Gang und endet im R2-Gang, wobei die Kupplung 16 vollständig eingekuppelt
ist und die Kupplung 20 vollständig ausgekuppelt ist. Das
ineinander übergehende
Rückwärtsanfahren
des Fahrzeugs verhindert Verschleiß der Kupplung 16 und
reagiert auf die Anforderung des Fahrers hinsichtlich des schnelleren Anfahrens.
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Eine
Bewegung der Gangauswahlvorrichtung zwischen der D-Position und
der R-Position während
des Vorwärtsanfahrens
oder des Rückwärtsanfahrens
deuten an, dass das Fahrzeug freigefahren wird, was üblicherweise
durchgeführt
wird, um die Räder
aus Eis, Schnee, Matsch, Sand oder andere Materialen, die eine angemessene
Radtraktion auf der Fahrbahnfläche
verhindern, zu befreien.
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Falls
das Rückwärtsanfahren
in Schritt 114 oder Schritt 116 eintritt, wenn
der Fahrer während des
Rückwärtsanfahrens die
Gangauswahlvorrichtung in die Antriebs- oder D-Position bewegt,
geht die Steuerung zu Schritt 119 über, in dem der R2-Gang eingekuppelt
verbleibt und der Kuppler 94 mit dem Zahnrad 70 eingekuppelt
verbleibt, wobei der R1-Gang ausgekuppelt wird und der dritte Gang
aufgrund des Kupplers 100 eingekuppelt wird, um das Zahnrad 92 und
die Vorgelegewelle 24 zu verbinden. Mit dem so vorbereiteten
Transaxie-Getriebe in Schritt 118 ist die Kupplung 20 eingekuppelt,
wobei die Steuerung auf die Gaspedalposition reagiert und das Fahrzeug
im dritten Gang beschleunigt.
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Wenn
die Steuerung im Schritt 118 agiert und die Gangauswahlvorrichtung
in den R-Bereich innerhalb einer Bezugsdauer bewegt wird, wodurch angedeutet
wird, dass das Freifahren noch nicht abgeschlossen ist, geht die
Steuerung zu Schritt 114 über, in dem das Fahrzeug im
R2-Gang beschleunigt wird, wie vorstehend mit Bezug auf Schritt 104 beschrieben
worden ist.
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Wenn
die Gangauswahlvorrichtung in der D-Position länger als eine Bezugsdauer verbleibt oder
wenn das Gaspedal für
eine längere
Dauer als eine Bezugshöhe
herabgedrückt
wird, geht die Steuerung von Schritt 118 zu Schritt 104 für ein Anfahren des
Fahrzeugs im zweiten Gang über,
wie vorstehend mit Bezug auf Schritt 104 beschrieben worden ist.
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Wenn
die Steuerung in Schritt 104 agiert und die Gangauswahlvorrichtung
nicht in den R-Bereich innerhalb einer Bezugsdauer bewegt wird,
wodurch angedeutet wird, dass das Freifahren abgeschlossen ist,
geht die Steuerung zu Schritt 106 über, in dem die Kupplung 16 und
die Kupplung 20 gemeinsam verwendet werden, um ein ineinander übergehendes Anfahren
des Fahrzeugs im ersten Gang und im zweiten Gang durch Variieren
des Drehmomentübertragungsvermögens der
Kupplung 16 und der Kupplung 20 während des
Anfahrens des Fahrzeugs zu erzeugen.
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Wenn
die Steuerung in Schritt 104 agiert und die Gangauswahlvorrichtung
in den R-Bereich bewegt wird, wodurch angedeutet wird, dass das
Freifahren nicht abgeschlossen ist, geht die Steuerung zu Schritt 114 über, das
Transaxle-Getriebe
wird zum Betrieb im R2-Gang und dritten Gang vorbereitet, die Kupplung 16 wird
eingekuppelt und das Fahrzeug wird im R2-Gang in Erwiderung auf
das Herbadrücken
des Gaspedals beschleunigt.
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Falls
das Anfahren des Fahrzeugs in Schritt 118, Schritt 104 oder
Schritt 106 eintritt, wenn das Anfahren des Fahrzeugs abgeschlossen
ist, geht die Steuerung zu Schritt 108 über, in dem Gangwechsel zu
höheren
Vorwärtsgängen erfolgen,
wie vorstehend mit Bezug auf 4 und 6 beschrieben wurde.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter eine Bezugsfahrzeugsgeschwindigkeit
absinkt, geht die Steuerung von Schritt 108 zu Schritt 106 für ein ineinander übergehendes
Anfahren des Fahrzeugs im ersten oder im zweiten Gang über.
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In
jedem anderen Zustand, mit Ausnahme von 108, wenn die Gangauswahlvorrichtung
in die P-Position oder in die N-Position bewegt wird, geht die Steuerung
zu Zustand 102 über.
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In 7 sind
die Bezugsgaspedalverschiebung, die Bezugsfahrzeuggeschwindigkeit
und die Bezugsverzögerung
zum Abschließen
eines Gangwechsels kalibrierbare Parameter.
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Diese
Gangswechsel-Steuerungsstrategie sorgt dafür, dass das Kupplungsgelenk
nach dem zweiten Gangkuppler oder dem R2-Gangkuppler einkuppelt, damit sich das
Drehmoment an dem Kuppler bei seinem Einkuppeln minimiert. Die Steuerung
ermöglicht
auch dem Getriebe, in einem dritten Gang und einem R2-Gang während des
Freifahrens zu verbleiben.