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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstranges mit einer Antriebsmaschine und einer stufenlos leistungsverzweigten Getriebeeinrichtung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Aus der Praxis bekannte Fahrzeugantriebsstränge von Landmaschinen oder dergleichen sind üblicherweise mit einer Antriebsmaschine und einer stufenlos leistungsverzweigten Getriebeeinrichtung ausgeführt, wobei ein Variator zur stufenlosen Veränderung einer Übersetzung der Getriebeeinrichtung entweder primär oder sekundär mit der Antriebsmaschine gekoppelt ist. Die über wenigstens zwei Pfade zwischen einer Antriebsmaschine und einem Schaltgetriebebereich geführte Leistung wird im Bereich einer üblicherweise als Summierplanetengetriebe ausgeführten Summiereinrichtung aufsummiert. Zumindest im Bereich einer Welle des Summierplanetengetriebes wird ein Drehmoment der Antriebsmaschine in den Schaltgetriebebereich eingeleitet. Im Bereich des Schaltgetriebebereiches sind verschiedene Übersetzungsbereiche darstellbar, innerhalb welchen eine Übersetzung der Getriebeeinrichtung über einen sogenannten den Variator umfassenden stufenlosen Getriebebereich variierbar ist.
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Sollen die Übersetzungsbereichswechsel in derartigen Getriebeeinrichtungen im Wesentlichen ohne Zugkraftunterbrechung durchführbar sein, sind die jeweils zur Zu- und Abschaltung der Übersetzungsbereiche vorgesehenen Schaltelemente im Bereich des Schaltgetriebes als reibschlüssige Schaltelemente auszuführen.
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Asynchrone und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreie Übersetzungsbereichswechsel, während welchen hohe Differenzdrehzahlen zwischen Schaltelementhälften eines zur Darstellung des angeforderten Übersetzungsbereiches zuzuschaltenden Schaltelementes durch entsprechende Schlupfphasen der am Übersetzungsbereichswechsel beteiligten Schaltelemente auszugleichen sind, verursachen im Bereich der am Übersetzungsbereichswechsel beteiligten Schaltelemente des Schaltgetriebes unter Umständen hohe thermische Belastungen, was eine Lebensdauer der Schaltelemente beeinträchtigt. Des Weiteren resultieren aus einem asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungsbereichswechsel im Bereich eines mit dem Schaltgetriebebereich verbundenen Abtriebs des Fahrzeugantriebsstranges einen Fahrkomfort beeinträchtigende abtriebsseitige Reaktionsmomente, wenn die Schlupfphasen der am Übersetzungsbereichswechsel beteiligten Schaltelemente zur Reduzierung der thermischen Belastungen kurz gehalten werden.
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Derzeit bekannte Vorgehensweisen zur Durchführung asynchroner und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreier Übersetzungsbereichswechsel in stufenlos leistungsverzweigten Getriebeeinrichtungen stellen keine zufriedenstellenden Lösungen hinsichtlich der während eines asynchronen Übersetzungsbereichswechsels auftretenden thermischen Belastungen im Bereich der am Übersetzungsbereichswechsel beteiligten Schaltelemente sowie hinsichtlich der im Bereich des Abtriebs während eines asynchronen Übersetzungsbereichswechsels angreifenden abtriebsseitigen Reaktionsmomenten dar.
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DE 10 2008 040 441 A1 offenbart eine Getriebevorrichtung mit einem Variator zum stufenlosen Variieren einer Übersetzung und mit sekundärer Leistungsverzweigung beschrieben. Zur Leistungsverzweigung ist eine Planetengetriebeeinrichtung vorgesehen, wobei eine erste Welle der Planetengetriebeeinrichtung mit dem Getriebeeingang, eine zweite Welle der Planetengetriebeeinrichtung mit einer ersten Welle des Variators und eine dritte Welle der Planetengetriebeeinrichtung mit einer zweiten Welle des Variators gekoppelt ist. Zum Umschalten zwischen einem ersten Übersetzungsbereich und einem zweiten Übersetzungsbereich sind wenigstens ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement vorgesehen. Innerhalb der Übersetzungsbereiche ist die Übersetzung über den Variator jeweils stufenlos veränderbar. Die beiden Übersetzungsbereiche überlappen sich und die zweite Welle der Planetengetriebeeinrichtung ist zur Darstellung des ersten Übersetzungsbereiches über das erste Schaltelement mit dem Getriebeausgang und die dritte Welle der Planetengetriebeeinrichtung ist zur Darstellung des zweiten Übersetzungsbereiches über das zweite Schaltelement mit dem Getriebeausgang verbindbar.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstranges mit einer Antriebsmaschine und einer stufenlos leistungsverzweigten Getriebeeinrichtung zur Verfügung zu stellen, mittels welchem während asynchroner und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreier Übersetzungsbereichswechsel die am Übersetzungsbereichswechsel beteiligten reibschlüssigen Schaltelemente geringen thermischen Belastungen ausgesetzt sind und derartige Übersetzungsbereichswechsel mit hohem Fahrkomfort durchführbar sind.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstranges mit einer Antriebsmaschine und einer stufenlos leistungsverzweigten Getriebeeinrichtung mit einem primär mit der Antriebsmaschine gekoppelten Variator sowie einer Summiereinrichtung, in deren Bereich ein über einen den Variator umfassenden ersten Pfad geführtes und ein über einen zweiten Pfad geführtes Drehmoment aufsummiert und die mit einem Schaltgetriebebereich verbunden ist, bei Vorliegen einer Anforderung zur Durchführung eines asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungsbereichswechsels, wobei im Schaltgetriebebereich über reibschlüssige Schaltelemente wenigstens zwei Übersetzungsbereiche darstellbar sind, innerhalb welchen eine Übersetzung der Getriebeeinrichtung über den Variator stufenlos variierbar ist, und wobei der Schaltgetriebebereich mit einem Abtrieb verbunden ist, erfolgt eine Übersetzungsänderung im Bereich des Variators und eine Betätigung der am asynchronen Übersetzungsbereichswechsel beteiligten reibschlüssigen Schaltelemente zur Durchführung des asynchronen Übersetzungsbereichswechsels in der Getriebeeinrichtung in einem thermische Belastungen der reibschlüssigen Schaltelemente und abtriebsseitige Reaktionsmomente minimierenden Umfang.
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Während des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Durchführung eines asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungsbereichswechsels wird in der Getriebeeinrichtung ein im Fahrzeugantriebsstrang geführtes Drehmoment beispielsweise durch entsprechende Veränderung der Übersetzung im Bereich des Variators und beispielsweise durch eine ebenfalls entsprechende Betätigung der am Übersetzungsbereichswechsel beteiligten reibschlüssigen Schaltelemente dahingehend verändert, dass in der Getriebeeinrichtung im Bereich der am Übersetzungsbereichswechsel beteiligten reibschlüssigen Schaltelemente geringere thermische Belastungen auftreten und gleichzeitig am Abtrieb des Fahrzeugantriebsstranges einen Fahrkomfort zumindest nur in geringem Umfang beeinträchtigende abtriebsseitige Reaktionsmomente auftreten, die keine oder nur geringe Unstetigkeiten im Verlauf einer Fahrzeugbeschleunigung verursachen. Eine geeignete Betätigung der am Übersetzungsbereichswechsel beteiligten reibschlüssigen Schaltelemente stellt ein gezieltes Einstellen der Differenzdrehzahl im Bereich der am Übersetzungsbereichswechsel beteiligten reibschlüssigen Schaltelemente dar.
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Damit sind asynchrone und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreie Übersetzungsbereichswechsel in stufenlos leistungsverzweigten Getriebeeinrichtungen, in denen aufgrund konstruktiver Gegebenheiten Übersetzungsbereichswechsel nicht synchron durchführbar sind, oder in stufenlos leistungsverzweigten Getriebeeinrichtungen, in welchen aufgrund einer hohen Getriebespreizung oder aufgrund eines gewünschten hohen Zugkraftangebotes nicht alle Übersetzungsbereichswechsel synchron durchführbar sind, mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise jeweils mit hohem Fahrkomfort bei gleichzeitig geringen Bauteilbelastungen innerhalb vordefinierter Schaltzeiten realisierbar.
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Bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Drehzahl der Antriebsmaschine und/oder ein Drehmoment der Antriebsmaschine zur Durchführung eines asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungsbereichswechsels in der Getriebeeinrichtung in einem thermische Belastungen der reibschlüssigen Schaltelemente und abtriebsseitige Reaktionsmomente minimierenden Umfang variiert.
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Werden Drehzahlen im Bereich der am asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungsbereichswechsel beteiligten Schaltelemente messtechnisch ermittelt und einer elektronischen Steuereinrichtung des Fahrzeugantriebsstranges zur Steuerung und Regelung des Übersetzungsbereichswechsels als Eingangsgrößen zugeführt, ist ein Übersetzungsbereichswechsel mit geringem Steuer- und Regelaufwand durchführbar.
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Sind die reibschlüssigen Schaltelemente hydraulisch betätigbar und erfolgt eine Betätigung der Schaltelemente durch Variieren der Betätigungsdrücke und damit der Übertragungsfähigkeiten der am asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungsbereichswechsel beteiligten Schaltelemente in einem thermische Belastungen der reibschlüssigen Schaltelemente und abtriebsseitige Reaktionsmomente minimierenden Umfang, sind asynchrone und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreie Übersetzungsbereichswechsel mit geringem Betätigungsaufwand bei gleichzeitig geringen Bauteilbelastungen und hohem Fahrkomfort durchführbar.
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Bei einer einfach durchführbaren weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Betätigung der Schaltelemente proportional zu Ansteuerströmen gesteuert und/oder geregelt durchgeführt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass ein aktueller Betriebszustand des Fahrzeugantriebsstranges überwacht wird und das im Fahrzeugantriebsstrang aktuell geführte Drehmoment bei Vorliegen einer Anforderung zur Durchführung eines asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungsbereichswechsels in einem thermische Belastungen der reibschlüssigen Schaltelemente und abtriebsseitige Reaktionsmomente minimierenden Umfang vor der Durchführung des asynchronen Übersetzungsbereichswechsels verändert wird. Dadurch wird der Lastzustand des Fahrzeugantriebsstranges für einen lediglich geringe Bauteilbelastungen generierenden und mit einem hohen Fahrkomfort durchführbaren asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungsbereichswechsel vorbereitet.
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Bei einer weiteren einfach ausführbaren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das im Fahrzeugantriebsstrang aktuell geführte Drehmoment durch gesteuertes und/oder geregeltes Einstellen des Drehmomentes der Antriebsmaschine vor und/oder nach der Durchführung des asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungsbereichswechsels variiert.
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Um einen asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungsbereichswechsel bei hohem Fahrkomfort und gleichzeitig geringen Bauteilbelastungen durchführen zu können, wird das im Fahrzeugantriebsstrang aktuell geführte Drehmoment erfindungsgemäß dadurch verändert, dass der angeforderte asynchrone und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreie Übersetzungsbereichswechsel in Bezug auf eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer höheren oder einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt wird.
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Wird jeweils ein im Bereich des Variators und der am angeforderten asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungsbereichswechsel beteiligten Schaltelemente anliegendes Drehmoment bestimmt und erfolgt eine Betätigung des Variators, der Schaltelemente und/oder der Antriebsmaschine in Abhängigkeit der ermittelten Drehmomente in einem thermische Belastungen der reibschlüssigen Schaltelemente und abtriebsseitige Reaktionsmomente minimierenden Umfang, ist ein asynchroner und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreier Übersetzungsbereichswechsel mit geringem Steuer- und Regelaufwand durchführbar.
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Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die im nachfolgenden Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gegenstandes angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine stark schematisierte Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges mit einer Antriebsmaschine, einer stufenlos leistungsverzweigten Getriebeeinrichtung und einem Abtrieb.
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In der Figur ist ein Fahrzeugantriebsstrang 1 mit einer Antriebsmaschine 2 und einer stufenlosen leistungsverzweigten Getriebeeinrichtung 3 mit einem primär mit der Antriebsmaschine 2 gekoppelten Variator 4 eines stufenlosen Getriebebereiches 5 gezeigt. Der Variator 4 weist vorliegend eine erste reversierbare hydraulische und mit verstellbarem Fördervolumen ausgeführte Maschine 6 und eine zweite ebenfalls reversierbare und mit konstantem Fördervolumen ausgebildete Hydraulikmaschine 7 auf, wobei eine mit der hydraulischen Maschine 6 in Wirkverbindung stehende erste Variatorwelle 8 über eine Stirnradverzahnung 9 mit einer Motorausgangswelle 10 der Antriebsmaschine 2 verbunden ist. Eine mit der zweiten hydraulischen Maschine 7 gekoppelte zweite Variatorwelle 11 ist mit einem Sonnenrad 12 einer vorliegend als Summierplanetengetriebe ausgeführten Summiereinrichtung 13 drehfest verbunden.
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Neben der Ausführung des Variators 4 als hydrostatischer Variator besteht auch die Möglichkeit, die über den zweiten Pfad 34 geführte Leistung über einen elektrischen Variator von der ersten Variatorwelle 8 auf die zweite Variatorwelle 11 weiterzuleiten.
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Das Sonnenrad 12 des vorliegend dreiwelligen Summierplanetengetriebes 13 kämmt mit Planetenrädern 14, welche wiederum mit einem Hohlrad 15 in Eingriff stehen. Die Planetenräder 14 sind in an sich bekannter Art und Weise drehbar auf einem Planetenträger 16 gelagert, der über eine weitere Stirnradverzahnung 17 mit der Motorausgangswelle 10 wirkverbunden ist.
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Der stufenlose Getriebebereich 5 ist vorliegend über das Hohlrad 15 bzw. über eine damit drehfest verbundene Welle 18 mit einem Schaltgetriebebereich 19 der Getriebeeinrichtung 3 verbunden, in dem über reibschlüssige Schaltelemente 20, 21 zwei Übersetzungsbereiche darstellbar sind, innerhalb welchen eine Übersetzung der Getriebeeinrichtung 3 über den Variator 4 stufenlos variierbar ist. Zusätzlich ist der Schaltgetriebebereich 19 über eine Getriebeausgangswelle 22 mit einem Abtrieb 23 des Fahrzeugantriebsstranges 1 gekoppelt.
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Neben den beiden reibschlüssigen Schaltelementen 20 und 21 ist vorliegend ein als Synchronisierung ausgeführtes weiteres Schaltelement 24 vorgesehen, über welches in einer ersten Schaltstellung ein Stirnrad 25 mit einer Welle 26 des Schaltgetriebebereiches 19 drehfest verbunden ist, das mit einem Zwischenrad 27 kämmt, das wiederum mit einem weiteren drehfest mit der Getriebeausgangswelle 22 verbundenen Stirnrad 28 in Eingriff steht. In über das weitere Schaltelement 24 mit der Welle 26 drehfest verbundenem Betriebszustand des Stirnrades 25 ist in der Getriebeeinrichtung 3 ein Übersetzungsbereich für Rückwärtsfahrt darstellbar. In einer zweiten Schaltstellung des weiteren Schaltelementes 24 ist ein Stirnrad 29 drehfest mit der Welle 26 über das weitere Schaltelement 24 verbindbar, welches wiederum mit einem drehfesten mit der Getriebeausgangswelle 22 verbundenen Stirnrad 30 kämmt.
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Die Welle 26 ist über das reibschlüssige Schaltelement 21 drehfest mit der Welle 18 verbindbar, womit in Abhängigkeit der Schaltstellung des weiteren Schaltelementes 24 in der Getriebeeinrichtung 3 entweder der Übersetzungsbereich für Rückwärtsfahrt oder ein Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt einlegbar ist. In geschlossenem Betriebszustand des ersten reibschlüssigen Schaltelementes 20 ist ein Losrad 31 drehfest mit der Welle 18 verbunden, womit die Welle 18 über das Losrad 31 und ein wiederum damit kämmendes Stirnrad 32, das drehfest mit der Welle 22 verbunden ist, in Wirkverbindung mit dem Abtrieb 23 steht.
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Über die Zahnräder 31 und 32 umfassende Stirnradverzahnung ist in geschlossenem Betriebszustand des ersten reibschlüssigen Schaltelementes 20 bei gleichzeitig geöffnetem zweiten reibschlüssigen Schaltelement 21 ein erster Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt in der Getriebeeinrichtung 3 eingelegt, über den ein mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführtes Fahrzeug in einem unteren Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich mit höherem Zugkraftangebot betreibbar ist. In geöffnetem Betriebszustand des ersten reibschlüssigen Schaltelementes 20 bei gleichzeitig geschlossenem zweiten Schaltelement 21 und drehfest mit der Welle 26 verbundenem Stirnrad 29 ist der zweite Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt in der Getriebeeinrichtung 3 eingelegt, mittels welchem ein mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführtes Fahrzeug in einem oberen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich bei gleichzeitig geringerem Zugkraftangebot, beispielsweise während eines Transportbetriebes, betreibbar ist.
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Während eines Zugbetriebes des Fahrzeugantriebsstranges 1 wird ein Antriebsmoment der Antriebsmaschine 2 über die Motorausgangswelle 10 in die Getriebeeinrichtung 3 eingeleitet. Dabei wird ein Teil des von der Antriebsmaschine 2 zur Verfügung gestellten Drehmomentes über einen ersten Pfad 33, der die Stirnradverzahnung 17 umfasst, in das Summierplanetengetriebe 13 eingeleitet. Der andere Teil des Drehmomentes der Antriebsmaschine 2 wird über einen zweiten Pfad 34, der die Stirnradverzahnung 9 und den Variator 4 umfasst, im Bereich des Sonnenrades 12 des Summierplanetengetriebes 13 in dieses eingeleitet. Im Bereich des Summierplanetengetriebes 13 werden die über die Pfade 33 und 34 geführten Drehmomente aufsummiert, anschließend über die Welle 18 in den Schaltgetriebebereich 19 eingeleitet und entsprechend einer Betätigung der Schaltelemente 20, 21 und 24 über die Getriebeausgangswelle 22 in Richtung des Abtriebs 23 geführt.
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Da der stufenlose Getriebebereich 5 lediglich im Bereich der Welle 18 mit dem Schaltgetriebebereich 19 verbunden ist, sind Wechsel zwischen den beiden Übersetzungsbereichen für Vorwärtsfahrt nicht in synchronem Betriebszustand der beiden reibschlüssigen Schaltelemente 20 und 21 möglich. Während eines Übersetzungsbereichswechsels ist ein Übersetzungssprung zu überwinden, der durch entsprechende Schlupfphasen des jeweils abzuschaltenden Schaltelementes 20 oder 21 und des jeweils zuzuschaltenden Schaltelementes 21 oder 20 mit möglichst geringen thermischen Belastungen der beiden reibschlüssigen Schaltelemente 20 und 21 und gleichzeitig möglichst geringen abtriebsseitigen Reaktionsmomenten auszugleichen ist. Hierfür ist ein Fahrzeugsteuerungs- und Regelsystem 35 vorgesehen, über welches sowohl die Antriebsmaschine 2 als auch die Getriebeeinrichtung 3 in der nachfolgend näher beschriebenen Art und Weise betätigbar sind.
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Das Fahrzeugsteuerungs- und Regelsystem 35 ist vorliegend mit einer im Bereich der ersten Variatorwelle 8 angeordneten Drehmomentmesseinrichtung 36 und drei Drehzahlmesseinrichtungen 37, 38, 39 sowie dem Variator 4 verbunden, wobei über die Drehmomentmesseinrichtung 36 ein über die erste Variatorwelle 8 geführtes Drehmoment ermittelt und als Eingangswert dem Fahrzeugsteuerungs- und Regelsystem 35 zugeführt wird. Über die Drehzahlmesseinrichtung 37 wird vorliegend eine Drehzahl der Antriebsmaschine 2 und im Bereich der Drehzahlmesseinrichtung 38 wird eine Drehzahl der zweiten Variatorwelle 11 messtechnisch ermittelt wird. Über die dritte Drehzahlmesseinrichtung 39 wird eine Drehzahl des Abtriebs 23 bestimmt.
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Die Drehmomentmesseinrichtung 36 ist in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles für eine Bestimmung des Lastzustandes der am Übersetzungsbereichswechsel beteiligten Getriebeelemente, d. h. des Variators 4 und der reibschlüssigen Schaltelemente 20 und 21, jeweils geeigneten Stelle im Fahrzeugantriebsstrang 1 anzuordnen.
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Über die drei Drehzahlmesseinrichtungen 37 bis 39 besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, Differenzdrehzahlen der an der Durchführung eines angeforderten asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungsbereichswechsels zwischen dem ersten Übersetzungsbereich und dem zweiten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt beteiligten Schaltelemente 20 und 21 zu bestimmen und dem Fahrzeugsteuerungs- und Regelsystem 35 zur Steuerung und Regelung des Übersetzungsbereicheswechsels zur Verfügung zu stellen.
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Gleichzeitig ist über das Fahrzeugsteuerungs- und Regelsystem 35 eine Motordrehzahl und ein Drehmoment der Antriebsmaschine 2 sowie eine Übersetzung des Variators 4 beeinflussbar, um ein im Fahrzeugantriebsstrang 1 insbesondere im Schaltgetriebebereich 19 geführtes Drehmoment besonders während eines asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungsbereichswechsels in der Getriebeeinrichtung 3 in einem thermische Belastungen der am Übersetzungsbereichswechsel beteiligten reibschlüssigen Schaltelemente 20 und 21 sowie abtriebsseitige Reaktionsmomente minimierenden Umfang zu variieren.
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Das bedeutet, dass die über die Drehmomentsensoreinrichtung 36 und die Drehzahlmesseinrichtungen 37 bis 39 zur Verfügung stehenden Drehmoment- und Drehzahlinformationen der Antriebsmaschine 2 und der am Übersetzungsbereichswechsel beteiligten Schaltelemente 20 und 21 verwendet werden, den Übersetzungsbereicheswechsel durch entsprechenden Eingriff in die Motorsteuerung, eine entsprechende Anpassung der Übersetzung des stufenlosen Getriebeteils 5 und eine entsprechende Einstellung eines Betätigungsdruckes der vorliegend hydraulisch betätigbaren reibschlüssigen Schaltelemente 20 und 21 in gewünschtem Umfang durchzuführen. Ein Verlauf der Fahrzeugbeschleunigung soll zur Gewährleistung eines hohen Fahrkomforts während des Übersetzungsbereichswechsels im Wesentlichen stetig, d. h. stoßfrei, vorliegen. Des Weiteren wird angestrebt, dass die thermischen Belastungen der am Schaltvorgang beteiligten Schaltelemente 20 und 21 durch entsprechendes Anpassen der Differenzdrehzahlen im Bereich der reibschlüssigen Schaltelemente 20 und 21 und des Antriebsmomentes der Antriebsmaschine 2 während des Übersetzungsbereichswechsels möglichst klein sind.
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Über das Fahrzeugsteuerungs- und Regelsystem 35 wird jeweils ein aktueller Fahrbetriebszustand eines mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführten Fahrzeuges fortlaufend beobachtet und bei Vorliegen einer Anforderung für einen asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungswechsel zwischen den beiden Übersetzungsbereichen für Vorwärtsfahrt in der Getriebeeinrichtung 3 die Antriebsmaschine 2, der Variator 4 und eine Betätigung der reibschlüssigen Schaltelemente 20 und 21 aufeinander abgestimmt, um den Lastzustand des Fahrzeugantriebsstranges 1 für einen durch geringe Bauteilbelastungen im Bereich der reibschlüssigen Schaltelemente 20 und 21 und gleichzeitig durch einen Fahrkomfort nur in geringem Umfang beeinflussenden Reaktionsmomenten im Bereich des Abtriebs 23 gekennzeichneten Übersetzungsbereichswechsel einzustellen.
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Dies erfolgt in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles durch eine gesteuerte oder geregelte Beeinflussung des Drehmomentes der Antriebsmaschine 2 vor und nach dem Übersetzungsbereichswechsel. Alternativ hierzu oder kumulativ dazu besteht auch die Möglichkeit, die Gesamtübersetzung der Getriebeeinrichtung 3 zur Be- oder Entlastung des Fahrzeugantriebsstranges 1 vor dem Übersetzungsbereichswechsel gezielt durch eine Veränderung der Übersetzung im Bereich des Variators 4 zu verstellen.
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Wiederum alternativ hierzu oder kumulativ dazu kann es auch vorgesehen sein, dass bei Vorliegen einer Anforderung zur Durchführung eines asynchronen und im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungsbereichswechsels eine Fahrzeuggeschwindigkeit durch entsprechende Steuerung und Regelung des Fahrzeugantriebsstranges 1 anzuheben oder abzusenken und den Übersetzungsbereichswechsel dann mit geringen Bauteilbelastungen bei gleichzeitig hohem Fahrkomfort durchführen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugantriebsstrang
- 2
- Antriebmaschine
- 3
- Getriebeeinrichtung
- 4
- Variator
- 5
- stufenloser Getriebebereich
- 6, 7
- hydraulische Maschine
- 8
- erste Variatorwelle
- 9
- Stirnradverzahnung
- 10
- Motorausgangswelle
- 11
- zweite Variatorwelle
- 12
- Sonnenrad
- 13
- Summiereinrichtung, Summierplanetengetriebeeinrichtung
- 14
- Planetenrad
- 15
- Hohlrad
- 16
- Planetenträger
- 17
- Stirnradverzahnung
- 18
- Welle
- 19
- Schaltgetriebebereich
- 20, 21
- reibschlüssiges Schaltelement
- 22
- Getriebeausgangswelle
- 23
- Abtrieb
- 24
- weiteres Schaltelement
- 25
- Stirnrad
- 26
- Welle
- 27
- Zwischenrad
- 28
- Stirnrad
- 29
- Stirnrad
- 30
- Stirnrad
- 31
- Losrad
- 32
- Stirnrad
- 33
- erster Pfad
- 34
- zweiter Pfad
- 35
- Fahrzeugsteuerungs- und Regelsystem
- 36
- Drehmomentmesseinrichtung
- 37 bis 39
- Drehzahlmesseinrichtung
