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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Schaltgetriebes in einem Kraftfahrzeug, dessen Eingangswelle über eine als automatisierte Reibungskupplung ausgebildete Trennkupplung mit der Triebwelle eines Antriebsmotors verbindbar ist, dessen Ausgangswelle mit dem Achsgetriebe einer Antriebsachse oder mit einem Verteilergetriebe in Triebverbindung steht, und dessen Anfahrgänge über Gangkupplungen schaltbar sind, die als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgebildet sind, wobei eine bei Fahrzeugstillstand während des Einlegens eines Anfahrgangs an der zugeordneten Gangkupplung auftretende Zahn-auf-Zahn-Stellung komfortbetont aufgelöst wird.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Schaltgetriebes in einem Kraftfahrzeug, dessen Eingangswelle über eine als automatisierte Reibungskupplung ausgebildete Trennkupplung mit der Triebwelle eines Antriebsmotors verbindbar ist, dessen Ausgangswelle mit dem Achsgetriebe einer Antriebsachse oder mit einem Verteilergetriebe in Triebverbindung steht, und dessen Anfahrgänge über Gangkupplungen schaltbar sind, die als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgebildet sind, wobei eine bei Fahrzeugstillstand während einer Korrekturschaltung von einem eingelegten ersten Anfahrgang in einen einzulegenden zweiten Anfahrgang beim Einlegen des zweiten Anfahrgangs an der zugeordneten Gangkupplung auftretende Zahn-auf-Zahn-Stellung komfortbetont aufgelöst wird.
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Automatisierte Schaltgetriebe, besonders solche die bei Nutzfahrzeugen zur Anwendung kommen, sind häufig mit Gangkupplungen ausgerüstet, die als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgebildet sind. Gegenüber reibsynchronisierten und mit einer Sperrverzahnung versehenen Gangkupplungen, sogenannten reibsynchronisierten Gangkupplungen, sind unsynchronisierte Klauenkupplungen wesentlich einfacher sowie kompakter aufgebaut, und sie sind im Fahrbetrieb deutlich robuster. Die mit unsynchronisierten Klauenkupplungen ausgerüsteten Schaltgetriebe sind somit einerseits kostengünstiger herstellbar und weisen andererseits eine längere Nutzungsdauer auf als die mit reibsynchronisierten Gangkupplungen versehenen Schaltgetriebe.
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Um unsynchronisierte Klauenkupplungen einrücken zu können, müssen die jeweiligen Kupplungshälften, die zumeist durch einen außenverzahnten Kupplungszahnkranz und eine innenverzahnte Schaltmuffe gebildet sind, auf annähernd gleiche Drehzahlen gebracht werden. Der Kupplungszahnkranz ist seitlich entweder an einem Losrad einer Stirnradstufe oder an einem Hohlwellenabschnitt eines Getriebebauteils, wie Sonnenrad, Planetenträger oder Hohlrad einer Planetenradstufe angeordnet. Die Schaltmuffe ist drehfest und axial verschiebbar auf derjenigen Getriebewelle angeordnet, auf welcher das betreffende Losrad der Stirnradstufe oder der betreffende Hohlwellenabschnitt der Planetenradstufe drehbar gelagert ist.
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Beim Einrücken einer Klauenkupplung, die durch eine entsprechende Axialverschiebung der Schaltmuffe erfolgt, kann es jedoch zu einer sogenannten Zahn-auf-Zahn-Stellung kommen, bei der die Stirnseiten der Zähne der Schaltmuffe an die Stirnseiten der Zähne des Kupplungszahnkranzes anstoßen beziehungsweise an diesen anliegen, wodurch ein Einspuren der Zähne der Schaltmuffe in die Zahnlücken des Kupplungszahnkranzes und damit das Einrücken der betreffenden Gangkupplung verhindert oder zumindest verzögert wird. Bei einem Gangwechsel während der Fahrt kommt eine Zahn-auf-Zahn-Stellung relativ selten vor, da die beiden Kupplungshälften über die jeweilige Triebverbindung mit der Eingangswelle oder der Ausgangswelle zumeist mit unterschiedlicher Drehzahl angetrieben werden. Da bei Fahrzeugstillstand die Eingangswelle und die Ausgangswelle stillstehen, tritt eine Zahn-auf-Zahn-Stellung beim Einlegen eines Anfahrgangs dagegen häufiger auf. Dies trifft besonders für den Fall zu, bei dem bei Fahrzeugstillstand eine Korrekturschaltung von einem eingelegten ersten Anfahrgang in einen einzulegenden zweiten Anfahrgang durchgeführt wird, da bei der vorhandenen Zahn-auf-Zahnlücke-Stellung an der Gangkupplung des ersten Anfahrgangs eine Zahn-auf-Zahn-Stellung an der Gangkupplung des zweiten Anfahrgangs aufgrund der unterschiedlichen Übersetzungen der Anfahrgänge umso wahrscheinlicher ist. Eine derartige Korrekturschaltung ist beispielsweise dann notwendig, wenn ein erster Anfahrgang schon beim Anfahren einer Laderampe für ein Nutzfahrzeug eingelegt wurde, und dann die Fahrzeugmasse durch das Be- oder Entladen des Fahrzeugs so stark verändert wird, dass der eingelegte Anfahrgang für den bevorstehenden Anfahrvorgang nicht mehr geeignet ist. Die Übersetzung eines zweiten Anfahrgangs kann demzufolge höher oder niedriger als die Übersetzung eines ersten Anfahrgangs sein.
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Um eine Zahn-auf-Zahn-Stellung an einer Klauenkupplung aufzulösen, ist eine Relativdrehung der eingangsseitigen Kupplungshälfte gegenüber der ausgangsseitigen Kupplungshälfte erforderlich. Hierzu ist allgemein bekannt, die mit der eingangsseitigen Kupplungshälfte in Triebverbindung stehende Eingangswelle kurzzeitig mit einem Antriebs- oder Bremsmoment zu beaufschlagen. Dies kann bekanntlich durch das teilweise Schließen der Trennkupplung oder durch das Einschalten eines mit der Eingangswelle in Triebverbindung stehenden Hilfsmotors, oder durch das Einschalten einer mit der Eingangswelle in Triebverbindung stehenden Getriebebremse erfolgen.
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In der
US 6 769 523 B2 ist ein Verfahren zur Auflösung einer schaltungsbedingten Zahn-auf-Zahn-Stellung an einer als Klauenkupplung ausgebildeten Gangkupplung beschrieben, gemäß dem die Anfahr- und Schaltkupplung stufenweise so lange weiter geschlossen wird, bis die betreffende Gangkupplung eingerückt ist, oder bis ein Abbruchkriterium erfüllt ist.
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In einem aus der
DE 10 2006 046 605 A1 bekannten Verfahren ist dagegen vorgesehen, dass bei jedem Gangwechsel die Anfahr- und Schaltkupplung teilweise geschlossen sowie das dadurch in die Eingangswelle eingeleitete Antriebsmoment durch das Einschalten einer mit der Eingangswelle in Triebverbindung stehenden Getriebebremse kompensiert wird. Bei Vorliegen einer schaltungsbedingten Zahn-auf-Zahn-Stellung an einer Klauenkupplung soll die Eingangswelle dann durch eine Variation des Bremsmomentes der Getriebebremse beschleunigt oder verzögert werden.
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Aus der
DE 10 2008 054 635 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine schaltungsbedingte Zahn-auf-Zahn-Stellung an einer Klauenkupplung mittels einer mit der Eingangswelle in Triebverbindung stehenden Elektromaschine durch die Verdrehung der eingangsseitigen Kupplungshälfte um einen definierten Drehwinkel aufgelöst werden soll.
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Schließlich ist in der
DE 10 2011 087 376 A1 eine Getriebesteuerungseinrichtung eines automatisierten Schaltgetriebes beschrieben, die derart ausgebildet ist, dass die Auflösung einer schaltungsbedingten Zahn-auf-Zahn-Stellung an einer Klauenkupplung abhängig von mindestens einer Betriebsbedingung entweder schnell mit geringem Komfort oder langsam mit hohem Komfort erfolgt.
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Bei den bekannten Verfahren erfolgt das Einrücken der betreffenden Gangkupplung nach dem Auflösen der Zahn-auf-Zahn-Stellung häufig noch während des Verdrehens der eingangsseitigen Kupplungshälfte und somit unter der Wirkung des die Verdrehung der eingangsseitigen Kupplungshälfte verursachenden Antriebsmomentes. Dies führt zu einem stoßartigen Abbau des Antriebsmomentes, der sich als komfortmindernder Schaltruck und als eine stoßartige Belastung des gesamten Antriebsstrangs äußert. Dieser Schaltruck wirkt besonders stark bei Fahrzeugstillstand, also beim Einlegen eines Anfahrgangs oder bei einer Korrekturschaltung von einem eingelegten ersten Anfahrgang in einen einzulegenden zweiten Anfahrgang, und er bewirkt dann auch einen Anfahrruck, der durch das rechtzeitige Einlegen der Feststellbremse oder durch die Betätigung der Betriebsbremse des Fahrzeugs abgefangen werden muss.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Schaltgetriebes der eingangs genannten Bauart vorzustellen, mit dem eine bei Fahrzeugstillstand während des Einlegens eines Anfahrgangs und während einer Korrekturschaltung von einem eingelegten ersten Anfahrgang in einen einzulegenden zweiten Anfahrgang beim Einlegen des zweiten Anfahrgangs an der zugeordneten Gangkupplung auftretende Zahn-auf-Zahn-Stellung komfortbetont aufgelöst werden kann.
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Die das Einlegen eines Anfahrgangs betreffende Aufgabe ist in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass bei Vorliegen einer Zahn-auf-Zahn-Stellung an der Gangkupplung des Anfahrgangs zunächst das Einrücken der zugeordneten Gangkupplung unterbrochen wird, dass dann zur Verdrehung der eingangsseitigen Kupplungshälfte dieser Gangkupplung ein Antriebsmoment in die Eingangswelle oder in eine mit dieser in Triebverbindung stehende Getriebewelle eingeleitet wird, und dass das Antriebsmoment abgeschaltet wird, bevor das Einrücken dieser Gangkupplung fortgesetzt wird.
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Die eine Korrekturschaltung von einem eingelegten ersten Anfahrgang in einen einzulegenden zweiten Anfahrgang betreffende Aufgabe ist in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 2 dadurch gelöst, dass bei Vorliegen einer Zahn-auf-Zahn-Stellung an der Gangkupplung des zweiten Anfahrgangs zunächst das Einrücken dieser Gangkupplung unterbrochen wird, dass dann zur Verdrehung der eingangsseitigen Kupplungshälfte dieser Gangkupplung ein Antriebsmoment in die Eingangswelle oder in eine mit dieser in Triebverbindung stehende Getriebewelle eingeleitet wird, und dass das Antriebsmoment abgeschaltet wird, bevor das Einrücken dieser Gangkupplung fortgesetzt wird.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung geht aus von einem automatisierten Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs, dessen Eingangswelle über eine als automatisierte Reibungskupplung ausgebildete Trennkupplung mit der Triebwelle eines Antriebsmotors verbindbar ist, dessen Ausgangswelle mit dem Achsgetriebe einer Antriebsachse oder mit einem Verteilergetriebe in Triebverbindung steht, und dessen Anfahrgänge über Gangkupplungen schaltbar sind, die als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgebildet sind.
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Um eine bei Fahrzeugstillstand während des Einlegens eines Anfahrgangs und während einer Korrekturschaltung von einem eingelegten ersten Anfahrgang in einen einzulegenden zweiten Anfahrgang beim Einlegen des zweiten Anfahrgangs an der zugeordneten Gangkupplung auftretende Zahn-auf-Zahn-Stellung komfortbetont aufzulösen, ist vorgesehen, dass bei Vorliegen einer Zahn-auf-Zahn-Stellung an der betreffenden Gangkupplung zunächst das Einrücken der Gangkupplung unterbrochen wird, wodurch die Kupplungshälften der Gangkupplung von der Stellkraft des zugeordneten Schaltaktuators entlastet werden, und somit die eingangsseitige Kupplungshälfte leichter, also mit geringerem Antriebsmoment, gegenüber der ausgangsseitigen Kupplungshälfte verdrehbar ist. Hierdurch wird auch verhindert, dass die eingangsseitige Kupplungshälfte nach der Überwindung des zwischen beiden Kupplungshälften wirksamen Reibmomentes beschleunigt verdreht wird und dadurch die nachfolgende Zahn-auf-Zahnlücke-Stellung überspringt. Im weitgehend entlasteten Zustand wird die eingangsseitige Kupplungshälfte der Gangkupplung dann durch die Einleitung eines Antriebsmomentes in die Eingangswelle oder in eine mit dieser in Triebverbindung stehende Getriebewelle verdreht. Bevor das Einrücken der Gangkupplung fortgesetzt wird, wird das Antriebsmoment wieder abgeschaltet, so dass das Einrücken der Gangkupplung weitgehend lastfrei und somit ohne das Auftreten eines starken Schaltrucks erfolgt.
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Das Vorliegen einer Zahn-auf-Zahn-Stellung an der Gangkupplung des betreffenden Anfahrgangs wird beispielsweise dadurch erkannt, dass beim Einrücken der Gangkupplung die sensorisch erfasste Schaltposition des zugeordneten Schaltaktuators oder eines zugeordneten Schaltübertragungselementes, die dem eingerückten Zustand der Gangkupplung entspricht, innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nicht erreicht wird.
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Das Einrücken der Gangkupplung kann dadurch unterbrochen werden, dass der zugeordnete Schaltaktuator abgeschaltet wird, die Stellkraft des Schaltaktuators also auf den Wert Null abgesenkt wird, und dass das Einrücken der Gangkupplung dadurch fortgesetzt wird, dass der zugeordnete Schaltaktuator wieder eingeschaltet wird, die Stellkraft des Schaltaktuators wieder auf den vorgegebenen Normalwert angehoben wird. Bei abgeschaltetem Schaltaktuator wird die mit diesem in Stellverbindung stehende Kupplungshälfte nicht mehr an die andere Kupplungshälfte angedrückt, so dass die eingangsseitige Kupplungshälfte ohne ein hemmendes Reibungsmoment gegenüber der ausgangsseitigen Kupplungshälfte verdrehbar ist. Abhängig von der konkreten Bauweise des Schaltaktuators kann sich bei dieser Vorgehensweise allerdings ein verzögerter Aufbau der Stellkraft beim Wiedereinschalten des Schaltaktuators ergeben.
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Zur Vermeidung des vorgenannten Nachteils kann daher alternativ vorgesehen sein, dass das Einrücken der Gangkupplung dadurch unterbrochen wird, dass die Stellkraft des zugeordneten Schaltaktuators unter einen vorgegebenen Normalwert abgesenkt wird, und dass das Einrücken der Gangkupplung dadurch fortgesetzt wird, dass die Stellkraft des zugeordneten Schaltaktuators wieder auf den vorgegebenen Normalwert angehoben wird. Da die beiden Kupplungshälften bei dieser Vorgehensweise während der Unterbrechung des Einrückvorgangs noch mit einer kleinen Stellkraft des Schaltaktuators gegeneinander gedrückt werden, ist zwischen diesen noch ein kleines Reibmoment wirksam, das zur Verdrehung der eingangsseitigen Kupplungshälfte durch ein geringfügig höheres Antriebsmoment überwunden werden muss. Nach der Verdrehung der eingangsseitigen Kupplungshälfte kann die Stellkraft des Schaltaktuators zur Fortsetzung des Einrückvorgangs bei dieser Vorgehensweise jedoch schneller wieder auf den vorgegebenen Normalwert erhöht werden.
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Zur Unterbrechung des Einrückens der Gangkupplung wird die Stellkraft des zugeordneten Schaltaktuators beispielsweise auf einen Wert zwischen 10% und 20% des vorgegebenen Normalwertes abgesenkt.
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Das zur Verdrehung der eingangsseitigen Kupplungshälfte dienende Antriebsmoment kann bei laufendem Antriebsmotor dadurch in die Eingangswelle eingeleitet werden, dass die Trennkupplung teilweise geschlossen wird, und das Antriebsmoment kann dadurch abgeschaltet werden, dass die Trennkupplung wieder geöffnet wird.
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Um den nachfolgenden Anfahrvorgang beschleunigt durchführen zu können, wird die Trennkupplung zum Abschalten des Antriebsmomentes jedoch bevorzugt nicht vollständig, sondern nur bis zu ihrem Greifpunkt geöffnet. Der Greifpunkt einer Reibungskupplung ist diejenige Kupplungsposition, in der die Reibbeläge gerade aneinander anliegen, und die Reibungskupplung somit beginnt, ein Drehmoment zu übertragen. Wenn sich die Trennkupplung somit schon am Greifpunkt befindet, kann der nach dem Einlegen des Anfahrgangs erfolgende Anfahrvorgang schneller durchgeführt werden, da dann die Überwindung des Leerwegs zwischen der vollständig geöffneten Kupplungsposition und der Greifpunktposition entfällt.
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Alternativ zu einer Steuerung über die Trennkupplung kann das zur Verdrehung der eingangsseitigen Kupplungshälfte dienende Antriebsmoment auch dadurch in die Eingangswelle oder in eine mit dieser in Triebverbindung stehende Getriebewelle eingeleitet werden, dass ein mit der betreffenden Welle in Triebverbindung stehender Hilfsmotor eingeschaltet wird, und das Antriebsmoment kann dadurch abgeschaltet werden, dass der Hilfsmotor abgeschaltet wird. Es versteht sich in Kenntnis der Erfindung von selbst, dass der Hilfsmotor, bei dem es sich zum Beispiel um einen Elektromotor oder einen hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Motor handeln kann, bedarfsweise an die betreffende Welle angekoppelt werden muss, wenn die betreffende Triebverbindung nicht permanent besteht.
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Das beschriebene Verfahren bietet die Möglichkeit, eine bei Fahrzeugstillstand während des Einlegens eines Anfahrgangs an der betreffenden Gangkupplung auftretende Zahn-auf-Zahn-Stellung besonders komfortbetont aufzulösen. Da dies naturgemäß mehr Zeit in Anspruch nimmt als eine unkomfortable und entsprechend schnellere Auflösung einer Zahn-auf-Zahn-Stellung, ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht in allen Anfahrsituationen sinnvoll. Es ist daher vorgesehen, dass mindestens ein Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs sensorisch erfasst und im Hinblick auf das Vorliegen einer komfortbetonten Anfahrsituation bewertet wird, und dass das Verfahren nur bei Vorliegen einer komfortbetonten Anfahrsituation zur Anwendung kommt.
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Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Fahrpedalstellung sensorisch erfasst wird, und dass es als Anzeichen für das Vorliegen einer komfortbetonten Anfahrsituation gewertet wird, wenn die aktuelle Fahrpedalstellung einen vorab festgelegten Auslenkungsgrenzwert nicht überschreitet. Wenn der Fahrer das Fahrpedal über den Auslenkungsgrenzwert hinaus und somit stärker auslenkt, kann davon ausgegangen werden, dass der Fahrer schnell anfahren will und somit eine schnellere und weniger komfortable Auflösung der Zahn-auf-Zahn-Stellung wünscht bzw. akzeptiert.
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Dasselbe gilt für die Auslenkungsgeschwindigkeit des Fahrpedals durch den Fahrer. Somit ist es auch sinnvoll, wenn die Auslenkungsgeschwindigkeit des Fahrpedals sensorisch erfasst wird, und dass es als Anzeichen für das Vorliegen einer komfortbetonten Anfahrsituation gewertet wird, wenn die aktuelle Auslenkungsgeschwindigkeit des Fahrpedals einen vorab festgelegten Grenzwert des Auslenkungsgradienten nicht überschreitet.
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Des Weiteren kann der Betätigungszustand der Feststellbremse sensorisch erfasst werden, und es kann als Anzeichen für das Vorliegen einer komfortbetonten Anfahrsituation gewertet werden, wenn die Feststellbremse eingelegt ist. Wenn der Fahrer nämlich schnell anfahren will und somit eine schnellere sowie weniger komfortable Auflösung der Zahn-auf-Zahn-Stellung wünscht, wird er das Kraftfahrzeug mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht mit der Feststellbremse sondern mit der Betriebsbremse im Stillstand festhalten.
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Als weiteres Kriterium kann der Beladungszustand des Kraftfahrzeugs herangezogen werden, da bei großer Zuladung und entsprechend hohem Fahrzeuggewicht das schnelle Schließen des Antriebsstrangs aus Gründen der Fahrsicherheit Vorrang vor Komfortaspekten hat. Es ist daher bevorzugt vorgesehen, dass der Beladungszustand des Kraftfahrzeugs sensorisch erfasst wird, und dass es als Anzeichen für das Vorliegen einer komfortbetonten Anfahrsituation gewertet wird, wenn die Ladungsmasse des Kraftfahrzeugs einen vorab festgelegten Beladungsgrenzwert nicht überschreitet.
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Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt die einzige Figur eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs mit einem automatisierten Schaltgetriebe, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist.
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Der in der Figur schematisch abgebildete Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs umfasst einen als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor 2 mit einer Triebwelle 3, ein automatisiertes Schaltgetriebe 4 mit einer Eingangswelle 5 und einer Ausgangswelle 6, sowie eine Antriebsachse 7 mit einem Achsgetriebe 8 und zwei Antriebsrädern 9, 10. Die Eingangswelle 5 des Schaltgetriebes 4 ist über eine als Reibungskupplung ausgebildete automatisierte Trennkupplung 11 mit der Triebwelle 3 des Antriebsmotors 2 verbindbar und von dieser trennbar. Die Ausgangswelle 6 des Schaltgetriebes 4 steht mit dem Achsgetriebe 8 der Antriebsachse 7 sowie über zugeordnete Antriebswellen 12, 13 mit den Antriebsrädern 9, 10 der Antriebsachse 7 in Triebverbindung.
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Das Schaltgetriebe 4 ist beispielhaft in Gruppenbauweise ausgeführt und umfasst ein in Vorgelegebauweise ausgeführtes Hauptgetriebe HG sowie eine in Planetenbauweise ausgeführte Bereichsgruppe GP. Die Eingangswelle 5 des Schaltgetriebes 4 steht über eine zwei Festräder umfassende Eingangskonstante KE mit einer achsparallel zu der Eingangswelle 5 angeordneten Vorgelegewelle 14 des Hauptgetriebes HG in Triebverbindung.
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Die Vorgelegewelle 14 ist über vier jeweils ein Festrad und ein Losrad aufweisende Stirnradstufen Z1, Z2, Z3, ZR mit unterschiedlicher Übersetzung selektiv mit einer Zwischenwelle 15 in Triebverbindung bringbar, die koaxial zwischen der Eingangswelle 5 und der Ausgangswelle 6 angeordnet ist und die Ausgangswelle des Hauptgetriebes HG bildet. Bei einer als Umkehrstufe wirksamen Stirnradstufe ZR ist zur Drehrichtungsumkehr zwischen dem betreffenden Festrad und dem zugeordneten Losrad ein Zwischenrad angeordnet. Die Festräder der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3, ZR sind jeweils drehfest auf der Vorgelegewelle 14 angeordnet. Die Losräder der Stirnradstufen Z1, Z2, Z3, ZR sind jeweils drehbar auf der Zwischenwelle 15 gelagert und zur Schaltung der jeweiligen Gangstufe über zugeordnete Gangkupplungen A, B, C, E drehfest mit dieser verbindbar. Eine direkte Gangstufe ist mittels einer zusätzlichen Gangkupplung D schaltbar, die unmittelbar zwischen der Eingangswelle 5 und der Zwischenwelle 15 angeordnet ist.
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Die fünf genannten Gangkupplungen A–E sind vorliegend als unsynchronisierte Klauenkupplungen ausgebildet. Die vier Gangkupplungen A–D der Gangstufen für Vorwärtsfahrt sind paarweise in Doppelschaltelementen S1, S2 zusammengefasst, welche jeweils mittels eines zugeordneten Schaltaktuators 16, 17 betätigbar, also ein- und ausrückbar sind. Die Gangkupplung E der Umkehrstufe ZR bildet ein Einzelschaltelement S3, das ebenfalls mittels eines zugeordneten Schaltaktuators 18 betätigbar ist. Zur Synchronisierung der fünf Gangkupplungen A–E steht die Vorgelegewelle 14 mit einem Hilfsmotor 19 in Triebverbindung, bei dem es sich in dem dargestellten Beispiel um eine Elektromaschine handelt.
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Die Bereichsgruppe GP umfasst einen einfachen Planetenradsatz 20 mit einem Sonnenrad S, einem mehrere Planetenräder P tragenden Planetenträger T und einem Hohlrad R. Das Sonnenrad S des Planetenradsatzes 20 ist drehfest mit der Zwischenwelle 15 verbunden. Der Planetenträger T des Planetenradsatzes 20 ist drehfest mit der Ausgangswelle 6 verbunden. Das Hohlrad R des Planetenradsatzes 20 ist über ein unsynchronisiertes Doppelschaltelement SB wechselweise gehäusefest arretierbar oder drehfest mit der Zwischenwelle 15 koppelbar. In der Schaltstellung L dieses Doppelschaltelementes SB, in der das Hohlrad R gehäusefest arretiert ist, ergibt sich eine hohe Übersetzung der Bereichsgruppe GP in der Größenordnung von 2,5 bis 5,0 für den Langsamfahrbereich. In der Schaltstellung H des Doppelschaltelementes SB, in der das Hohlrad R drehfest mit der Zwischenwelle 15 und dem mit diesem verbundenen Sonnenrad S gekoppelt ist, ist der Planetenradsatz 20 in sich blockiert, so dass die Bereichsgruppe GP dann die Übersetzung 1,0 für den Schnellfahrbereich aufweist. Das Doppelschaltelement SB der Bereichsgruppe GP ist durch einen zugeordneten Schaltaktuator 21 betätigbar, also zwischen den beiden Schaltstellungen L, H umschaltbar.
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Soll nun bei Fahrzeugstillstand für einen bevorstehenden Anfahrvorgang beispielsweise der zweite Gang G2 eingelegt werden, für den bei eingelegter Langsamfahrstufe L der Bereichsgruppe GP die zweite Gangstufe des Hauptgetriebes HG für Vorwärtsfahrt einzulegen ist, also die Gangkupplung B der zweiten Stirnradstufe Z2 des Hauptgetriebes HG einzurücken ist, kann an der betreffenden Gangkupplung B eine Zahn-auf-Zahn-Stellung auftreten.
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Gemäß der Erfindung wird eine derartige Zahn-auf-Zahn-Stellung dadurch komfortbetont aufgelöst, dass zunächst das Einrücken der Gangkupplung B unterbrochen wird, dass dann zur Verdrehung der eingangsseitigen Kupplungshälfte der Gangkupplung B ein Antriebsmoment in die Eingangswelle 5 oder in die mit dieser in Triebverbindung stehende Vorgelegewelle 14 eingeleitet wird, und dass das Antriebsmoment abgeschaltet wird, bevor das Einrücken der Gangkupplung B fortgesetzt wird.
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Zur Unterbrechung des Einrückvorgangs der Gangkupplung B kann der zugeordnete Schaltaktuator 16 ganz abgeschaltet werden oder zumindest die durch den Schaltaktuator 16 erzeugte Stellkraft deutlich abgesenkt werden, beispielsweise auf einen Wert zwischen 10% und 20% des vorgegebenen Normalwertes. Hierdurch werden die Kupplungshälften dieser Gangkupplung B weitgehend kraftlos geschaltet, so dass die eingangsseitige Kupplungshälfte mit einem relativ niedrigen Antriebsmoment gegenüber der ausgangsseitigen Kupplungshälfte verdreht und damit die Zahn-auf-Zahn-Stellung aufgelöst werden kann.
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Das Antriebsmoment zur Auflösung der Zahn-auf-Zahn-Stellung an der genannten Gangkupplung B kann vorliegend wahlweise entweder bei laufendem Antriebsmotor 2 durch das teilweise Schließen der Trennkupplung 11 in die Eingangswelle 5 oder durch das Einschalten des Hilfsmotors 19 in die Vorgelegewelle 14 eingeleitet werden. Nachdem dies kurzzeitig erfolgt ist, wird entweder die Trennkupplung 11 wieder geöffnet oder der Hilfsmotor 19 abgeschaltet, bevor der Einrückvorgang der Gangkupplung B fortgesetzt wird. Dabei wird die Trennkupplung 11 bevorzugt nur bis zum Erreichen des Greifpunktes geöffnet, um den bevorstehenden Anfahrvorgang schnell durchführen zu können. Zur Fortsetzung des Einrückvorgangs der Gangkupplung B wird je nach Steuerung der Unterbrechung entweder der zugeordnete Schaltaktuator 16 wieder eingeschaltet oder die durch den Schaltaktuator 16 erzeugte Stellkraft wieder auf den Normalwert angehoben.
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Wenn sich bei schon eingelegtem Anfahrgang, beispielsweise bei schon eingelegtem zweiten Gang G2 (Doppelschaltelement SB in Schaltstellung L, Gangkupplung B eingerückt), herausstellt, dass dieser Gang zum Beispiel aufgrund einer zwischenzeitlich erfolgten Beladung des Kraftfahrzeugs nicht mehr als Anfahrgang geeignet ist, so ist eine Korrekturschaltung in den niedrigeren ersten Gang G1 erforderlich (Doppelschaltelement SB in Schaltstellung L, Gangkupplung A eingerückt). Für diese Korrekturschaltung muss das Doppelschaltelement S1 somit mittels des Schaltaktuators 16 von der Schaltposition B, in der die Gangkupplung B eingerückt ist, in die Schaltposition A, in der die axial gegenüber liegende Gangkupplung A eingerückt ist, umgeschaltet werden. Da das Verhältnis der Übersetzungen der betreffenden beiden Stirnradstufen Z1, Z2 im allgemeinen keinem ganzzahligen Vielfachen des Verzahnungsabstands der Kupplungsverzahnungen der Gangkupplungen A, B entspricht, tritt bei einer derartigen Korrekturschaltung eine Zahn-auf-Zahn-Stellung an der Gangkupplung A des einzulegenden Anfahrgangs G1 mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit auf.
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Die Auflösung dieser Zahn-auf-Zahn-Stellung an der Gangkupplung A des einzulegenden ersten Anfahrgangs G1 erfolgt jedoch exakt analog zu dem zuvor beschriebenen Verfahrensablauf für die Auflösung der Zahn-auf-Zahn-Stellung an der Gangkupplung B des dortigen zweiten Anfahrgangs G2.
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Durch das Verfahren gemäß der Erfindung ist sichergestellt, dass für das Verdrehen der eingangsseitigen Kupplungshälfte gegenüber der ausgangsseitigen Kupplungshälfte der einzurückenden Gangkupplung nur ein relativ kleines Antriebsmoment erforderlich ist, und dass die betreffende Gangkupplung erst dann eingerückt wird, wenn das Antriebsmoment schon abgeschaltet ist. Dadurch wird sonst auftretender unkomfortabler Schaltruck vermieden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsstrang
- 2
- Antriebsmotor, Verbrennungsmotor
- 3
- Triebwelle
- 4
- Schaltgetriebe
- 5
- Eingangswelle
- 6
- Ausgangswelle
- 7
- Antriebsachse
- 8
- Achsgetriebe
- 9
- Antriebsrad
- 10
- Antriebsrad
- 11
- Trennkupplung, Reibungskupplung
- 12
- Antriebswelle
- 13
- Antriebswelle
- 14
- Vorgelegewelle
- 15
- Zwischenwelle
- 16
- Schaltaktuator
- 17
- Schaltaktuator
- 18
- Schaltaktuator
- 19
- Hilfsmotor, Elektromaschine
- 20
- Planetenradsatz
- 21
- Schaltaktuator
- A–E
- Gangkupplungen
- G1
- Erster Gang, Anfahrgang
- G2
- Zweiter Gang, Anfahrgang
- GP
- Bereichsgruppe
- H
- Schaltkupplung, Schaltstellung
- HG
- Hauptgetriebe
- KE
- Eingangskonstante
- L
- Schaltkupplung, Schaltstellung
- P
- Planetenrad
- R
- Hohlrad
- S
- Sonnenrad
- S1
- Doppelschaltelement
- S2
- Doppelschaltelement
- S3
- Einzelschaltelement
- SB
- Doppelschaltelement
- T
- Planetenträger
- Z1
- Stirnradstufe
- Z2
- Stirnradstufe
- Z3
- Stirnradstufe
- ZR
- Stirnradstufe, Umkehrstufe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6769523 B2 [0007]
- DE 102006046605 A1 [0008]
- DE 102008054635 A1 [0009]
- DE 102011087376 A1 [0010]
