DE102009036545A1 - Method for executing gearshift from initial gear to target gear in 7/3-gear-planetary wheel-change gear of motor vehicle, involves occasionally operating continuously adjustable switching element not involved at gearshift during gearshift - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer Schaltung in einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs.The The invention relates to a method for carrying out a Circuit in an automatic transmission of a motor vehicle.
Die
Um
bei Schaltungen im Schubbetrieb eine so genannte Bremsmomentlücke
zu vermeiden, wird in der
Die
Ein Nachteil der lamellenbehafteten Schaltelemente sind auftretende Schleppverluste im nicht geschalteten und damit fastfreien Zustand. Diese Verluste sind proportional zu der am Element anstehenden Differenzdrehzahl und können erhebliche Werte annehmen. Um diese Schleppverluste zu vermeiden, kann in einem Planetengetriebe eines oder mehrere der lamellenbehafteten und damit regelbaren Schaltelemente durch nicht lamellenbehaftete, formschlüssige Schaltelemente ersetzt werden. Diese reduzieren die auftretenden Schleppverluste im nicht geschalteten Zustand erheblich. Allerdings haben diese Schaltelemente den Nachteil, dass sie nicht kontinuierlich regelbar sind. Solche nicht regelbaren Schaltelemente können z. B. Klauenkupplungen sein. Dadurch ist dann aber nicht mehr gewährleistet, dass alle an der Schaltung beteiligten Schaltelemente kontinuierlich regelbar sind und damit können auch nicht mehr alle im Fahrbetrieb vorkommenden Schaltungen ohne Kraftflussunterbrechung realisiert werden. Ohne entsprechende Gegenmaßnahmen tritt eine Kraftflussunterbrechung immer dann auf, wenn das nicht regelbare Schaltelement den Motordrehzahlgradienten und folgend eine Motordrehzahl einregeln müsste, dies aber aufgrund seiner Eigenschaften nicht einregeln kann. Dies würde zu einer Komforteinbuße für den Fahrer führen.One Disadvantage of the lamellar switching elements are occurring Tow losses in the unconnected and thus fast-free state. These losses are proportional to the differential speed applied to the element and can take on significant values. To these tow losses To avoid one or more in a planetary gear the lamellar and thus adjustable switching elements non-lamellar, form-fitting switching elements be replaced. These reduce the drag losses that occur in the non-switched state considerably. However, these have Switching elements have the disadvantage that they are not continuously adjustable are. Such non-controllable switching elements can, for. B. claw couplings. As a result, but then no longer guaranteed, that all switching elements involved in the circuit continuously can not be regulated and thus not all in the Driving operation occurring circuits without power flow interruption will be realized. Without appropriate countermeasures occurs a power flow interruption whenever the unregulated Switching the engine speed gradient and following an engine speed would have to adjust, but because of its characteristics can not adjust. This would be a loss of comfort for the driver.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Automatikgetriebe mit gutem Komfort zur Verfügung zu stellen, wobei insbesondere Kraftflussunterbrechungen bei Schaltungen vermieden werden sollen.Of the Invention is based on the object with an automatic transmission to provide good comfort, in particular Power flow interruptions should be avoided in circuits.
Die
Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit
einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The
Solution of this problem is inventively with
a method having the features of
Erfindungsgemäß wird während der Schaltung zeitweise ein kontinuierlich regelbares, ansonsten nicht an der Schaltung beteiligtes Schaltelement insbesondere in Form einer Lamellenkupplung oder -bremse betätigt, so dass über einen dritten Momentenübertragungspfad Drehmoment übertragen werden kann. Damit kann das Automatikgetriebe während der gesamten Schaltung ein Drehmoment übertragen. Dies erhöht nicht nur den Komfort, sondern trägt auch zur Fahrsicherheit bei, da damit ein etwaiges Motorbremsmoment während aller Arten von Schaltungen wirken kann.According to the invention during the circuit temporarily a continuously controllable, otherwise not involved in the circuit switching element in particular operated in the form of a multi-plate clutch or brake, so that via a third torque transmission path Torque can be transmitted. This can be the automatic transmission transmit torque throughout the entire shift. This not only increases the comfort, but contributes also for driving safety, since thus a possible engine braking torque can act during all types of circuits.
Die durch den Einsatz von formschlüssigen Schaltelementen erzielte Wirkungsgradverbesserung ist dann besonders groß, wenn das mindestens eine formschlüssige Schaltelement in mehreren, insbesondere drei oder vier Vorwärtsgängen nicht aktiv ist.The achieved by the use of positive switching elements Efficiency improvement is particularly great when the at least one positive switching element in several, especially three or four forward gears not is active.
Es ist auch möglich, dass bei der Schaltung ein formschlüssiges Schaltelement abgeschaltet und ein weiteres formschlüssiges Schaltelement zugeschaltet wird.It is also possible that in the circuit a positive Switched off switching element and another form-fitting Switching element is switched on.
Das Verfahren wird immer dann eingesetzt, wenn das formschlüssige Schaltelement den Motordrehzahlgradienten und folgend eine Motordrehzahl einregeln müsste. Dies ist in folgenden Situationen gegeben:
- – Zug-Hochschaltung und das formschlüssige Schaltelement muss eingelegt werden
- – Schub-Hochschaltung und das formschlüssige Schaltelement muss ausgelegt werden,
- – Zug-Rückschaltung und das formschlüssige Schaltelement muss ausgelegt werden,
- – Schub-Rückschaltung und das formschlüssige Schaltelement muss eingelegt werden.
- - Pull upshift and the interlocking shift element must be engaged
- - Thrust upshift and the interlocking shift element must be designed
- - train downshift and the positive switching element must be designed
- - Push-down and the interlocking switching element must be inserted.
Unter Betätigung eines Schaltelements wird sowohl ein vollständiges Ein- oder Auslegen, als auch ein teilweises Ein- oder Auslegen, also die Einstellung eines Schlupfbetriebs verstanden. Das kontinuierlich regelbare Schaltelement wird insbesondere teilweise geschlossen, also von einer offenen Stellung in einen Schlupfbetrieb gebracht.Under Actuation of a switching element is both a complete Laying or laying out, as well as a partial laying or laying out, So understood the setting of a slip operation. That continuously controllable switching element is in particular partially closed, So brought from an open position into a slipping operation.
Der dritte Momentenübertragungspfad ergibt sich insbesondere durch ein Abschalten eines Schaltelements und ein Zuschalten des kontinuierlich regelbaren, ansonsten nicht an der Schaltung beteiligten Schaltelements aus dem ersten Momentenübertragungspfad. Das abschaltende Schaltelement ist dabei insbesondere das Schaltelement, das bei der Schaltung vom Ursprungsgang in den Zielgang sowieso abschaltet werden muss. Damit kann der dritte Momentenübertragungspfad einfach und schnell aktiviert werden.Of the third torque transmission path results in particular by switching off a switching element and a connection of the continuously controllable, otherwise not involved in the circuit Switching element from the first torque transmission path. The switching off switching element is in particular the switching element, that when switching from the original gear in the target gear anyway must be switched off. Thus, the third torque transmission path be activated easily and quickly.
Der dritte Momentenübertragungspfad entspricht insbesondere keinem der verwendeten Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes. Das kontinuierlich regelbare, ansonsten nicht an der Schaltung beteiligte Schaltelement wird insbesondere nur teilweise geschlossen, also ein Schlupfbetrieb eingestellt.Of the third torque transmission path corresponds in particular none of the used forward gears of the automatic transmission. The continuously adjustable, otherwise not involved in the circuit Switching element is in particular only partially closed, ie set a slip mode.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.Further yield advantageous embodiments and refinements of the invention from the subclaims as well as from the description in connection with the drawings.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Das
als Planetenräder-Wechselgetriebe ausgebildete Automatikgetriebe
Das eingangsseitige Planetenräder-Teilgetriebe TE weist einen Planetenräder PE drehbar lagernden Planetenträger PTE auf. Mit den Planetenrädern PE kämmt ein äußeres Zentralrad HE, welches eine drehfeste Verbindung zu einer Eingangswelle E aufweist. Mit den Planetenrädern kämmt ferner ein inneres Zentralrad SE, welches mit einer ein- und ausrückbaren reibschlüssigen Bremse B1 und mit einer ein- und ausrückbaren Kupplung K1 verbunden ist. Zwischen dem Planetenträger PTE und einem nichtdrehenden Gehäuseteil GT ist wirkungsmäßig eine Freilaufkupplung F1 angeordnet, welche bei einem zum Drehsinn der Eingangswelle E gegenläufigen Drehsinn des Planetenträgers PTE einrückt.The Input-side planet gears partial transmission TE has a Planetary wheels PE rotatably mounted planet carrier PTE on. The outer gears mesh with the planetary gears PE Central wheel HE, which a rotationally fixed connection to an input shaft E has. Further meshes with the planetary gears an inner central wheel SE, which with an engageable and disengageable friction brake B1 and with an engageable and disengageable Coupling K1 is connected. Between the planet carrier PTE and a non-rotating housing part GT is effectively one Freewheel clutch F1 arranged, which in a direction of rotation of the Input shaft E opposite direction of rotation of the planet carrier PTE engages.
Das ausgangsseitige Planetenräder-Teilgetriebe TA weist einen Planetenräder PA drehbar lagernden Planetenträger PTA auf, welcher mit einer drehfesten Antriebesverbindung zu einer Ausgangswelle A versehen ist. Mit den Planetenrädern PA kämmt ein äußeres Zentralrad HA, welches durch eine ein- und ausrückbare reibschlüssige Kupplung K2 mit der Eingangswelle E verbunden ist. Mit den Planetenrädern PA kämmt ferner ein inneres Zentralrad SA, welches mit einer ein- und ausrückbaren reibschlüssigen Bremse B2 verbunden ist.The output-side planetary gear part transmission TA has a Planetary wheels PA rotatably supporting planet carrier PTA, which with a non-rotatable drive connection to a Output shaft A is provided. With the planetary gears PA meshes an outer central wheel HA, which by a engageable and disengageable friction clutch K2 is connected to the input shaft E. With the planet wheels PA also meshes with an inner central wheel SA, which with an engageable and disengageable frictional brake B2 is connected.
Ein ferner vorgesehenes Planetenräder-Umkehr-Teilgetriebe TU weist einen Planetenräder PU drehbar lagernden Planetenträger PTU auf, welcher mit einer ein- und ausrückbaren reibschlüssigen Bremse BR verbunden sowie mit einer drehfesten Antriebsverbindung VA zum äußeren Zentralrad HA des ausgangsseitigen Teilgetriebes TA versehen ist.One further provided planetary gears reversing partial transmission TU has a planetary gear PU rotatably supporting planet carrier PTU on, which with an engageable and disengageable frictional brake BR connected and with a non-rotatable drive connection VA to the outside Central wheel HA of the output-side partial transmission TA is provided.
Mit den Planetenrädern PU kämmt ein äußeres Zentralrad HU, welches eine Antriebsverbindung VE mit dem Planetenträger PTE des eingangsseitigen Teilgetriebes TE aufweist. Mit den Planetenrädern PU kämmt ferner ein inneres Zentralrad SU.With the planetary gears PU meshes with an outer one Central HU, which has a drive connection VE with the planet carrier PTE of the input-side subtransmission TE has. With the planet wheels PU also meshes with an inner central wheel SU.
Auf dem Planetenträger PTE sind zusätzlich Neben-Planetenräder NPE drehbar gelagert, welche sowohl mit den Planetenrädern PE als auch mit einem äußeren Neben-Zentralrad NHE kämmen, das mit einer ein- und ausrückbaren reibschlüssigen Bremse BN verbunden ist.On the planet carrier PTE in addition secondary planetary gears NPE are rotatably mounted, which mesh with both the planetary gears PE and with an outer auxiliary central NHE, the is connected to an engageable and disengageable frictional brake BN.
Das Schaltelemente K1 ist eine Klauenkupplung, welche Drehmoment formschlüssig überträgt. Die Schaltelemente K2 und K3 sind kontinuierlich regelbare Schaltelemente, nämlich reibschlüssige Kupplungselemente nach der Art von Lamellenkupplungen.The Switching elements K1 is a dog clutch, which transmits torque form-fitting. The Switching elements K2 and K3 are continuously controllable switching elements, namely frictional coupling elements after the type of multi-plate clutches.
Diese
bevorzugte Ausführungsform eines Getriebes
In
Hinsichtlich von Gangwechseln sind die Übergänge zwischen dem zweiten und dem dritten Gang (V2–V3) einerseits und dem fünften und sechsten Gang (V5–V6) andererseits besonders relevant, denn in diesen Übergängen wird mit dem Schaltelement K1 ein formschlüssiges Schaltelement verwendet, welches nicht kontinuierlich regelbar ist.Regarding of gear changes are the transitions between the second and third gear (V2-V3) on the one hand and the fifth and sixth gear (V5-V6) on the other particularly relevant, because in these transitions becomes with the switching element K1 a positive switching element used, which is not continuously controllable.
Gemäß der Erfindung wird bei Schaltungen unter Zug, also wenn die Antriebsmaschine bzw. der Motor ein positives Drehmoment abgibt, für den Übergang zwischen dem zweiten und dem dritten Gang (V2–V3) zusätzlich ein am Schaltablauf für die gewünschte Schaltung nicht erforderliches lamellenbehaftetes Schaltelement (also ein kontinuierlich regelbares Schaltelement), nämlich die Kupplung K2 zeitweise bzw. temporär verwendet, um eine Kraftflussunterbrechung zu vermeiden. Die Anforderungen an ein solches Schaltelement sind, neben der kontinuierlichen Regelbarkeit, eine zu Beginn der Schaltung größere Differenzdrehzahl als die zu synchronisierende Differenzdrehzahl an dem an der Schaltung beteiligten nicht regelbaren Schaltelement. Die Differenzdrehzahl an dem Schaltelement muss außerdem das richtige Vorzeichen haben. Sind die genannten Voraussetzungen – wie in diesem Fall – erfüllt, kann dieses zusätzlich zur Schaltung herangezogene regelbare Schaltelement eine Zugkraftunterbrechung verhindern, indem die in diesem Fall notwendige Drehzahlanpassung des Verbrennungsmotors mit diesem zusätzlichen Schaltelement durchgeführt wird. An der Schaltung vom Ursprungs- in den Zielgang sind dann – wie nachfolgend erläutert – also anders als im Stand der Technik drei Schaltelemente gleichzeitig beteiligt. Außer bei der so genannten Momentenübergabe von einem Schaltelement auf das andere wird immer nur ein Schaltelement schlupfend betrieben.According to the Invention is in circuits under train, so if the prime mover or the engine outputs a positive torque for the transition between the second and third gear (V2-V3) in addition on the switching sequence for the desired circuit not required lamellar switching element (ie a continuously variable switching element), namely the clutch K2 temporarily or temporarily used to a power flow interruption to avoid. The requirements for such a switching element are, in addition to the continuous controllability, one at the beginning of the circuit larger differential speed than the one to be synchronized Differential speed at the participating in the circuit non-adjustable Switching element. The differential speed at the switching element must also have the right sign. Are the requirements mentioned - like in this case - this may be additional used for switching controllable switching element traction interruption Prevent by the necessary speed adjustment in this case the internal combustion engine with this additional switching element is carried out. At the circuit from the origin to the target gear are then - as explained below - so different as involved in the prior art, three switching elements simultaneously. Except for the so-called moment transfer from a switching element to the other is always only a switching element slippery operated.
In den Sätzen von Diagrammen sind jeweils im ersten (obersten) Feld die Drehzahlen, im zweiten Feld darunter die Drehmomente, im dritten Feld darunter die Kupplungsdrücke und im vierten (untersten Feld) der Weg der einrückenden Klaue der Klauenkupplung K1 gezeigt.In the sets of diagrams are each in the first (top) Field the speeds, in the second field below the torques, in third field below the clutch pressures and in the fourth (bottom panel) the path of the claw engaging claw K1 shown.
In
der Zug-Hoch-Schaltung in
Während
der Drehzahlsynchronisation wird das gesamte Drehmoment über
dieses Schaltelement K2 übertragen. Im Punkt
In
der Zug-Rück-Schaltung in
Während
der Drehzahlsynchronisation wird das gesamte Drehmoment über
dieses Schaltelement K2 übertragen. Das kommende Schaltelement ist
die Kupplung B1, die eingelegt wird, sobald die so genannte Synchrondrehzahl
des Zielgangs erreicht ist. Die Synchrondrehzahl entspricht der
Drehzahl, die sich bei vollständig eingelegtem Zielgang
einstellt. Das Schaltelement K2 wird abgeschaltet (
Schub-Hochschaltungen und Schub-Rückschaltungen zwischen dem zweiten und dritten Gang (V2, V3) können ohne zusätzliche Maßnahmen ohne Kraftflussunterbrechung ausgeführt werden. Bei diesen Schaltungen wird die notwendige Drehzahlanpassung und damit die Drehmomentübertragung während der Schaltung durch die Lamellenkupplung B1 erledigt.Thrust upshifts and push-down circuits between the second and third Gear (V2, V3) can be used without additional measures be executed without power flow interruption. In these Circuits will be the necessary speed adjustment and thus the Torque transmission during the circuit through the multi-plate clutch B1 done.
Bei den ebenfalls relevanten Schaltungen zwischen dem fünften und sechsten Vorwärtsgang (V5, V6) sind der Ablauf der 5-6 Schub-Hochschaltung mit der 3-2 Zug-Rückschaltung und der Ablauf der 6-5 Schub-Rückschaltung mit der 2-3 Zug-Hochschaltung grundsätzlich vergleichbar. In beiden Fällen dient die Kupplung K2 als Hilfskupplung, über die während der Schaltung über einen dritten Momentenübertragungspfad Drehmoment übertragen wird.at the also relevant circuits between the fifth and sixth forward speed (V5, V6) are the sequence of 5-6 push upshift with the 3-2 train downshift and the sequence of the 6-5 push downshift with the 2-3 train upshift basically comparable. In both cases serves the clutch K2 as an auxiliary clutch, over the during the circuit via a third torque transmission path Torque is transmitted.
Zug-Hochschaltungen und Zug-Rückschaltungen zwischen dem fünften und sechsten Vorwärtsgang (V5, V6) können ohne zusätzliche Maßnahmen ohne Kraftflussunterbrechung ausgeführt werden. Bei diesen Schaltungen wird die notwendige Drehzahlanpassung und damit die Drehmomentübertragung während der Schaltung durch die Lamellenkupplung B1 erledigt.Train-upshifts and train-downshifts between the fifth and sixth forward gear (V5, V6) can be without additional Measures are carried out without power interruption. In these circuits, the necessary speed adjustment and thus the torque transmission during the circuit done by the multi-plate clutch B1.
Neben den beschriebenen Schaltungen zwischen benachbarten Vorwärtsgängen, so genannten Einfachschaltungen, können auch sogenannte Mehrfachschaltungen, also beispielsweise vom vierten in den zweiten Gang, ausgeführt werden. Abhängig vom Aufbau des Automatikgetriebes kann eine Mehrfachschaltung direkt ausgeführt werden, also durch Abschalten eines Schaltelements und Zuschalten eines weiteren Schaltelements. Bei derartigen Schaltungen kann das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls angewandt werden.Next the described circuits between adjacent forward gears, so-called single circuits, so-called Multiple circuits, so for example from the fourth to the second Gear, be executed. Depending on the structure of the Automatic transmission, a multiple circuit can be executed directly be, ie by switching off a switching element and switching another switching element. In such circuits, the inventive method also applied become.
Ist eine direkte Mehrfachschaltung nicht möglich, so werden mehrere (Einfach-)Schaltungen nacheinander bzw. ineinander verschachtelt ausgeführt. Auch in diesen Fällen ist das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar.is a direct multiple switching not possible, so be several (single) circuits sequentially or interleaved executed. Also in these cases is the invention Method applicable.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DAIMLER AG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |