DE102016009694A1

DE102016009694A1 - Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Antriebsmotors bzw. Antriebssystem arbeitend nach dem zuvor genannten Verfahren

Info

Publication number: DE102016009694A1
Application number: DE102016009694.2A
Authority: DE
Inventors: Helmut Göbbels
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-08-11
Filing date: 2016-08-11
Publication date: 2018-02-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Antriebsmotors (2), eines Getriebes (3) und/oder einer Kupplung (6) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Verbrennungsmotors (2a) und/oder eines automatischen und/oder automatisierten Getriebes (3) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (3) mindestens eine Getriebeeingangswelle (4) und mindestens eine Getriebeausgangswelle (5) aufweist, wobei die Getriebeeingangswelle (4) mit einer Antriebswelle (2b) des Antriebsmotors (2) über die mindestens eine Kupplung (6) drehwirksam verbindbar und von der Antriebswelle (2b) entkoppelbar ist und wobei das Getriebe (3) mehrere ein- und auslegbare Gangstufen (I bis V) aufweist, wobei bei einem Hochschaltvorgang von einer niedrigeren in eine höhere Gangstufe dieser Hochschaltvorgang bei im wesentlichen geschlossener Kupplung (6) realisiert wird und wobei bei diesem Hochschaltvorgang dann die im Getriebe (3) eingelegte niedrigere Gangstufe ausgelegt wird und die Drehzahl der Antriebswelle (2b) verringert wird und wobei die höhere Gangstufe im Getriebe (3) eingelegt wird, wenn die Antriebswelle (2b) die Zieldrehzahl erreicht hat, insbesondere die Getriebeeingangswelle (4) die Synchrondrehzahl der höheren Gangstufe erreicht hat, und wobei das Getriebe (3) eine Zentralsynchronisierung (7) aufweist. Der Steuerungsaufwand ist dadurch verringert, dass bei einem Rückschaltvorgang von einer höheren in eine niedrigere Gangstufe die Kupplung (6) geöffnet wird und/oder geöffnet ist, wobei die Zentralsynchronisierung (7) mit Hilfe der ersten Gangstufe realisiert wird und/oder eine Zentralsynchronisierungs-Kupplung (7a) der ersten Gangstufe zugeordnet ist, und dass bei dem Rückschaltvorgang die niedrigere Gangstufe eingelegt wird, wenn die Getriebeeingangswelle (4) mit Hilfe der Zentralsynchronisierung (7) die Zieldrehzahl, insbesondere die Synchrondrehzahl der niedrigeren Gangstufe erreicht hat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Antriebsmotors, eines Getriebes und/oder einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Antriebsmotors, eines Getriebes und/oder einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Verbrennungsmotors und/oder eines automatischen und/oder automatisierten Getriebes für ein Kraftfahrzeug sind im Stand der Technik in einer Vielzahl bekannt. Ebenfalls sind entsprechende Antriebssysteme für Kraftfahrzeuge bekannt, die insbesondere nach den zuvor genannten Verfahren arbeiten.
So ist aus der DE 102 28 708 A1 , von der die Erfindung ausgeht, ein entsprechendes Verfahren bekannt, wo das Getriebe insbesondere als automatisches bzw. automatisiertes Getriebe bzw. Schaltgetriebe ausgeführt ist und eine Getriebeeingangswelle und eine Getriebeausgangswelle aufweist. Die Getriebeeingangswelle ist mit einer Antriebswelle des Antriebsmotors, nämlich eines Verbrennungsmotors über eine Kupplung drehwirksam verbindbar bzw. von der Antriebswelle entsprechend entkoppelbar. Das Getriebe weist mehrere ein- und auslegbare Gangstufen auf. Bei einem Hochschaltvorgang von einer niedrigeren in eine höhere Gangstufe kann dieser Hochschaltvorgang bei im wesentlichen geschlossener Kupplung durchgeführt werden, wobei bei diesem Hochschaltvorgang dann die im Getriebe eingelegte niedrigere Gangstufe ausgelegt wird und die Drehzahl der Antriebswelle verringert wird, insbesondere mit Hilfe einer Motorbremse. Die höhere Gangstufe im Getriebe wird dann eingelegt, wenn die Antriebswelle die Zieldrehzahl erreicht hat, insbesondere die Getriebeeingangswelle die Synchrondrehzahl der höheren Gangstufe, die beim Hochschaltvorgang eingelegt werden soll, erreicht hat. Schließlich weist das hier bekannte Getriebe zusätzlich eine sogenannte „Zentralsynchronisierung” auf, so dass bei geöffneter Kupplung mit Hilfe der Zentralsynchronisierung die Getriebeeingangswelle abgebremst oder beschleunigt werden kann. Die Zentralsynchronisierung des hier bekannten Verfahrens bzw. hier bekannten Antriebssystems ist hier der höchsten Gangstufe des Getriebes zugeordnet.
Die DE 10 2014 019 011 A1 offenbart ein Verfahren bzw. ein Antriebssystem, wobei das hier vorgesehene Getriebe ebenfalls eine Zentralsynchronisierung aufweist. Hierbei ist die Zentralsynchronisierung der höchsten Vorwärts-Gangstufe zugeordnet.
Weiterhin wird in der DE 198 26 068 A1 ein Verfahren bzw. ein Antriebssystem beschrieben, wo ein automatisiertes Getriebe vorgesehen ist. Bei dem automatisierten Getriebe wird während des Hochschaltvorganges die Kupplung geöffnet und bei eingelegtem Gang wieder geschlossen. Für einen Rückschaltvorgang wird die Kupplung zunächst geöffnet und der im Getriebe eingelegte Gang ausgelegt. Danach wird die Kupplung in der Neutralstellung des Getriebes wieder geschlossen und mit Hilfe der Drehzahlregelung des Motors eine Drehzahlangleichung im Getriebe bei geschlossener Kupplung erzielt. Daraufhin erfolgt ein erneutes Öffnen der Kupplung und das anschließende Einlegen der neuen, niedrigeren Gangstufe. Abschließend wird die Kupplung nochmals geschlossen und der Rückschaltvorgang ist beendet.
So ist aus DE 10 2004 027 597 A1 ein Verfahren bzw. ein Antriebssystem bekannt, bei dem die Drehzahl der Getriebeeingangswelle bei teilweise oder ganz geschlossener Kupplung bis über einen oberen Drehzahlgrenzwert des Drehzahlfensters angehoben wird, wobei dann die Kupplung geöffnet wird und schließlich die Drehzahl der Getriebeeingangswelle bis zur Synchrondrehzahl durch entsprechendes Abbremsen reduziert wird. Der Steuerungsaufwand ist hierbei entsprechend komplex und hoch.
Schließlich ist aus der DE 103 61 299 A1 ein Verfahren bzw. ein Antriebssystem bekannt, wo das Getriebe ebenfalls eine Zentralsynchronisierung aufweist. Die Zentralsynchronisierung ist insbesondere so ausgeführt, dass der Antriebsmotor die Drehzahlangleichung ausführt, beispielsweise beim Hochschalten wird die Drehzahl der Antriebswelle des Antriebsmotors abgesenkt und beim Rückschalten wird die Drehzahl der Antriebswelle des Antriebsmotors angehoben. Dazu verfügt der Antriebsmotor über entsprechende Stellglieder, die von einer Steuerungseinrichtung, insbesondere einem Steuergerät angesteuert werden können.
Die im Stand der Technik bekannten Verfahren bzw. Antriebssysteme sind noch nicht optimal ausgebildet, insbesondere auch bei dem gattungsgemäßen Verfahren bzw. bei dem gattungsgemäßen Antriebssystem, von dem die Erfindung ausgeht, ist der Steueraufwand komplex, insbesondere bei Rückschaltvorgängen ist die Kupplung geschlossen, wobei mit Hilfe der Antriebswelle bzw. mit Hilfe des Antriebsmotors die Getriebeeingangswelle synchronisiert wird. Die bekannten Verfahren bzw. Antriebssysteme sind daher noch nicht optimal ausgebildet, sind insbesondere aufgrund des komplexen Steueraufwandes, insbesondere aufgrund des damit verbundenen hohen Entwicklungsaufwandes auch entsprechend kostenintensiv.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren bzw. das eingangs genannte Antriebssystem nun derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der Steuerungsaufwand vereinfacht ist, insbesondere die damit verbundenen Kosten, insbesondere für den damit verbundenen Entwicklungsaufwand verringert sind.
Die zuvor gezeigte Aufgabe ist nun zunächst – für das Verfahren – mit Hilfe der Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die zuvor genannte Aufgabe ist nun – für das Antriebssystem – gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst, wobei das Antriebssystem nun insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. nach dessen entsprechenden Verfahrensschritten arbeitet.
Bei einem Rückschaltvorgang von einer höheren in eine niedrigere Gangstufe wird die Kupplung geöffnet bzw. ist geöffnet. Die Zentralsynchronisierung wird mit Hilfe der ersten Gangstufe realisiert und/oder eine Zentralsynchronisierung-Kupplung ist der ersten Gangstufe zugeordnet. Bei dem Rückschaltvorgang wird die niedrigere Gangstufe im Getriebe eingelegt, wenn die Getriebeeingangswelle mit Hilfe der Zentralsynchronisierung die Zieldrehzahl, insbesondere die Synchrondrehzahl der niedrigeren Gangstufe erreicht hat. Mit den zuvor genannten Merkmalen ist eine einfache Steuerung bzw. Regelung möglich bzw., was die folgenden Ausführungen zeigen werden, sind schnellere Hochschaltungen ermöglicht.
Insbesondere wird beim Rückschaltvorgang zunächst die höhere Gangstufe im Getriebe ausgelegt und dann die Getriebeeingangswelle mit Hilfe der Zentralsynchronisierung synchronisiert, wobei insbesondere zusätzlich auch die Drehzahl der Antriebswelle, insbesondere auch auf die Zieldrehzahl/Synchrondrehzahl der Getriebeeingangswelle für die einzulegende niedrigere Gangstufe erhöht wird. Letzteres hat den Vorteil, dass schnelle Schaltungen ohne große Zugkraftunterbrechungen ermöglicht sind. Größere, insbesondere lange Schaltpausen entfallen. Insbesondere sind zwei Aktuator-Systeme vorgesehen und von Vorteil, da beide Aktuator-Systeme dann parallel agieren können. Auch Hochschaltungen können noch schneller ausgeführt werden, die entsprechende jeweilige Hochschaltung erfolgt nach entsprechender Drehzahlanpassung der Antriebswelle, ohne dass ein Öffnen der Kupplung notwendig ist, da die höheren Gangstufen, insbesondere ohne Synchronisierung ausgeführt sind.
Das Einlegen und/oder Ausrücken der Gangstufen erfolgt über die Ansteuerung mindestens eines vorgesehenen Aktuator-Systems, insbesondere mit Hilfe von zwei spezifisch ausgebildeten Aktuator-Systemen. Mit Hilfe des mindestens einen Aktuator-Systems, insbesondere der beiden Aktuator-Systeme, wird insbesondere mindestens eine axial bewegbare Schaltwelle, insbesondere werden zwei Schaltwellen gesteuert und/oder positioniert, insbesondere auch ein an der jeweiligen Schaltwelle angeordneter jeweiliger Schaltfinger bewegt, insbesondere zur Betätigung einer jeweiligen Schaltschiene verdreht. In vorteilhafter Ausführung der beiden Aktuator-Systeme kann auch die Anzahl der notwendigen Aktuatoren reduziert werden, was entsprechende Kostenvorteile mit sich bringt.
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem ist nun die Zentralsynchronisierung mit Hilfe der ersten Gangstufe realisierbar und/oder eine Zentralsynchronisierungs-Kupplung ist der ersten Gangstufe zugeordnet, wie bereits oben erwähnt.
Von besonderem Vorteil ist, dass mit Ausnahme der der ersten Gangstufe zugeordneten Zentralsynchronisierungs-Kupplung den anderen höheren Gangstufen dann nur einfache Zahnkupplungen bzw. Klauenkupplungen, insbesondere aber keine weitere Zentralsynchronisierungs-Kupplung zugeordnet ist bzw. sind. Damit werden einerseits die Kosten für das Antriebssystem verringert, andererseits können die entsprechenden Gangstufen bei Hochschaltungen bzw. bei Rückschaltungen, insbesondere mit Hilfe von einfachen Klauenkupplungen realisiert werden, die einerseits kostengünstig sind, andererseits schnelle Schaltungen gewährleisten.
Vorteilhafterweise ist mindestens ein Drehzahlsensor zur Ermittlung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle vorgesehen. Insbesondere sind mehrere jeweilige Drehzahlsensoren, insbesondere zur Überwachung der Drehzahl der Antriebswelle und/oder der Drehzahl der Getriebeabtriebswelle vorgesehen.
Über den mindestens einen Drehzahlsensor zur Ermittlung/Überwachung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle wird im Wesentlichen das Erreichen der Zieldrehzahl und/oder das Erreichen der Synchrondrehzahl der Getriebeeingangswelle in Abhängigkeit einer jeweiligen Schaltung ermittelt bzw. der entsprechende Drehzahlwert einem Steuergerät zugeleitet.
Insbesondere ist ein erstes Aktuator-System für die Schaltung der ersten und der zweiten Gangstufe sowie für die Schaltung einer Rückwärtsgangstufe vorgesehen. Weiterhin ist ein zweites Aktuator-System für die Schaltung der dritten, der vierten und der fünften Gangstufe vorgesehen. Insbesondere ist die Aufteilung des vorgenannten Aktuator-Systems auf die einzelnen Gangstufen bzw. die spezifische Ausbildung eines Aktuator-Systems von Vorteil, was im Folgenden noch erläutert werden wird, da nur eine begrenzte Anzahl von Aktuatoren notwendig ist, wodurch wiederum Kosten eingespart werden können.
Insbesondere weist das zuvor genannte erste und/oder zweite Aktuator-System jeweils zwei Aktuatoren auf, wobei ein erster Aktuator zur Betätigung einer Wähleinrichtung, insbesondere einer Schaltwelle, und ein zweiter Aktuator insbesondere zur Betätigung eines Schaltfingers bzw. der jeweiligen Schaltschiene vorgesehen ist. Insbesondere sind daher zwei Aktuator-Systeme vorgesehen, wobei jedes Aktuator-System jeweils eine Wähleinrichtung, insbesondere eine Schaltwelle, und insbesondere jeweils einen Schaltfinger betätigt. Grundsätzlich denkbar ist auch die Ausbildung eines Aktuator-Systems oder mehrerer Aktuator-Systeme, insbesondere mit Hilfe der Ausbildung einer sogenannten Schaltwalze, wobei ein derartiges Aktuator-System oder mehrere Aktuator-Systeme dann insbesondere insgesamt mindestens zwei Schaltwalzen aufweist bzw. aufweisen. Auch hierauf darf an dieser Stelle hingewiesen werden.
Im Ergebnis sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Antriebssystem in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 bzw. auf die dem Patentanspruch 5 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden darf eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:
1 in schematischer Schnittdarstellung ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, hier insbesondere ein automatisches bzw. automatisiertes Getriebe, insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe mit fünf Vorwärts-Gangstufen und einer nicht im Einzelnen dargestellten Rückwärts-Gangstufe,
2 in schematischer Darstellung die wesentlichen Komponenten zur Betätigung der jeweiligen Gangstufen, insbesondere Schaltschienen im Wesentlichen hier umgeben von sogenannten Schaltgabeln, jedoch ohne die Darstellung eines Aktuator-Systems, und
3a, b in schematischer Darstellung ein Aktuator-System mit Gehäuse (vgl. 3a) bzw. ohne Gehäuse (vgl. 3b) mit zwei vorgesehenen Aktuatoren zur Betätigung einer Schaltwelle und eines Schaltfingers.
Die 1 bis 2 bzw. 3a und 3b verdeutlichen ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Antriebsmotors 2, eines Getriebes 3 und/oder einer Kupplung 6 eines nicht im Einzelnen dargestellten Kraftfahrzeuges.
Insbesondere zeigen die 1, 2, 3a bzw. 3b ein Antriebssystem 1 für ein hier nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug. Zunächst dürfen nun die wesentlichen Komponenten des in den 1, 2, 3a bzw. 3b dargestellten Antriebssystems 1 näher erläutert werden:
Das Antriebssystem 1 ist insbesondere für ein Kraftfahrzeug ausgebildet. Das Antriebssystem 1 weist mindestens einen, hier nur schematisch angedeuteten Antriebsmotor 2, insbesondere einen Verbrennungsmotor 2a, und/oder ein automatisches und/oder automatisiertes Getriebe 3, insbesondere ein automatisiertes Getriebe/Schaltgetriebe 3a auf. Das Getriebe 3 weist mindestens eine Getriebeeingangswelle 4 und mindestens eine Getriebeausgangswelle 5 auf. Die Getriebeeingangswelle 4 ist mit einer Antriebswelle 2b des Antriebsmotors 2 über eine Kupplung 6 drehwirksam verbindbar bzw. die Getriebeeingangswelle 4 ist mit Hilfe der Kupplung 6 von der Antriebswelle 2b entsprechend drehwirksam entkoppelbar. Das Getriebe 3 weist mehrere ein- und auslegbare Gangstufen I bis V auf, die insbesondere als Vorwärts-Gangstufen ausgebildet sind. Schließlich weist das Getriebe eine Zentralsynchronisierung 7 auf.
Das in den 1 bis 3 dargestellte Antriebssystem 1 wird insbesondere durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Antriebsmotors 2, des Getriebes 3 und/oder der Kupplung 6 betrieben bzw. arbeitet nach diesem Verfahren. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher das entsprechende Antriebssystem 1 eines Kraftfahrzeuges gesteuert und/oder geregelt.
Hierzu ist insbesondere ein nicht näher dargestelltes Steuergerät, insbesondere ein Getriebesteuergerät vorgesehen, das die entsprechenden Komponenten, insbesondere den Antriebsmotor 2, die Kupplung 6 und die jeweiligen Schaltungen der Gangstufen I bis V im Getriebe 3 steuert bzw. regelt, insbesondere über die Ansteuerung entsprechender Aktuatoren. Die hier bezeichneten Gangstufen I bis V entsprechen hier den jeweiligen durch das Getriebe realisierten Gängen. So entspricht bei der hier dargestellten Ausführungsform die Gangstufe I dem ersten Gang, die Gangstufe II dem zweiten Gang, die Gangstufe III dem dritten Gang, die Gangstufe IV dem vierten Gang und die Gangstufe V dem fünften Gang. Ebenfalls ist eine Rückwärtsgangstufe bzw. ein Rückwärtsgang R realisiert, der hier aber nicht im Einzelnen dargestellt ist.
Die Getriebeeingangswelle 4 ist mit der Antriebswelle 2b des Antriebsmotors 2 über die mindestens eine Kupplung 6 drehwirksam verbindbar, insbesondere wenn die Kupplung 6 geschlossen ist, bzw. von der Antriebswelle 2b drehwirksam entkoppelbar, insbesondere wenn die Kupplung 6 geöffnet ist, so wie dies aus der 1 schematisch ersichtlich ist. Das Getriebe 3 weist hier mehrere ein- und auslegbare Gangstufen, insbesondere die zuvor erwähnten Gangstufen I bis V (erster bis fünfter Gang/Vorwärtsgang) auf. Das Getriebe 3 weist weiterhin eine Zentralsynchronisierung 7 auf. Das in 1 dargestellte Getriebe 3 ist insbesondere als ein Fünf-Gang-Getriebe ausgebildet, kann aber auch als 6-Gang-Getriebe oder als ein noch höheres Mehrzahl-Gangstufen-Getriebe ausgebildet sein.
Bei dem entsprechenden Verfahren wird nun bei einem Hochschaltvorgang von einer niedrigeren in eine höhere Gangstufe, beispielsweise von der zweiten Gangstufe II in die dritte Gangstufe III, dieser Hochschaltvorgang nun bei im wesentlichen geschlossener, insbesondere vollständig geschlossener Kupplung 6 realisiert. Hierbei sind sowohl sequenziell nachfolgende Hochschaltungen, wie beispielsweise von der zweiten Gangstufe II in die dritte Gangstufe III oder von der dritten Gangstufe III in die vierte Gangstufe IV möglich, wie auch entsprechende Gangsprünge, wie beispielsweise von der zweiten Gangstufe II in die vierte Gangstufe IV. Bei dem Hochschaltvorgang wird dann die im Getriebe 3 eingelegte niedrigere Gangstufe, beispielsweise die zweite Gangstufe II (zweiter Gang) ausgelegt, wobei die Drehzahl der Antriebswelle 2b dann verringert wird. Die Drehzahl der Antriebswelle 2b wird insbesondere mit Hilfe einer Motorbremse verringert. Denkbar ist auch eine Verringerung, der Drehzahl der Antriebswelle 2b mit Hilfe der Motorsteuerung. Die höhere Gangstufe, beispielsweise die dritte Gangstufe III (dritter Gang) wird im Getriebe 3 eingelegt, wenn die Antriebswelle 2b die Zieldrehzahl erreicht hat, also insbesondere wenn auch die Getriebeeingangswelle 4 die Synchrondrehzahl der höheren Gangstufe, bei dem vorgenannten Beispiel dann die Synchrondrehzahl der dritten Gangstufe III, also des dritten Ganges erreicht hat. Da bei einem Hochschaltvorgang die Drehzahl der Antriebswelle 2b verringert wird und die Kupplung 6 bei einem Hochschaltvorgang geschlossen ist, kann insbesondere mit Hilfe einer Motorbremse und/oder der Motorsteuerung die Zieldrehzahl der Antriebswelle 2b bzw. die gewünschte Synchrondrehzahl der Getriebeeingangswelle 4 für die einzulegende gewünschte höhere Gangstufe realisiert, insbesondere entsprechend verringert werden.
Die eingangs genannten Nachteile sind zunächst – für das Verfahren – dadurch vermieden, dass bei einem Rückschaltvorgang von einer höheren in eine niedrigere Gangstufe die Kupplung 6 geöffnet wird und/oder geöffnet ist, wobei die Zentralsynchronisierung 7 mit Hilfe der ersten Gangstufe I realisiert wird und/oder eine Zentralsynchronisierungs-Kupplung 7a der ersten Gangstufe I zugeordnet ist, und dass bei dem Rückschaltvorgang die niedrigere Gangstufe eingelegt wird, wenn die Getriebeeingangswelle 4 mit Hilfe der Zentralsynchronisierung 7 bzw. 7a die Zieldrehzahl, insbesondere die Synchrondrehzahl der niedrigeren Gangstufe erreicht hat.
Weiterhin sind die Nachteile für das zuvor genannte Antriebssystem 1 nun dadurch vermieden, dass die Zentralsynchronisierung 7 mit Hilfe der ersten Gangstufe I realisierbar ist und/oder eine Zentralsynchronisierungs-Kupplung 7a der ersten Gangstufe I zugeordnet ist, und dass das Antriebssystem 1 nach dem zuvor genannten Verfahrensschritten arbeitet.
1 zeigt nun in schematischer Darstellung das Getriebe 3. Hierbei ist nun die Zentralsynchronisierung 7, insbesondere als Zentralsynchronisierungs-Kupplung 7a ausgebildet und der ersten Gangstufe I zugeordnet. Insbesondere ist die Zentralsynchronisierung-Kupplung 7a als eine sogenannte „3-Konus-Synchronisierung” ausgebildet. Denkbar ist auch eine sogenannte „2-Konus-Synchronisierung”.
So sind in 1 zu erkennen, die in dem Getriebegehäuse 3b angeordnete Getriebeeingangswelle 4 und die Getriebeausgangswelle 5 bzw. die hier entsprechend angeordneten Zahnräder der jeweiligen Gangstufen I bis V. Auch ist deutlich zu erkennen, dass mit Ausnahme der der ersten Gangstufe I zugeordneten Zentralsynchronisierungs-Kupplung 7a den anderen entsprechenden höheren Gangstufen, also den Gangstufen II bis V nur einfache Zahnkupplungen bzw. Klauenkupplungen 8 zugeordnet sind. Insbesondere sind aber den Gangstufen II bis V keine Zentralsynchronisierungs-Kupplungen zugeordnet, wie bei der ersten Gangstufe I. Hierdurch sind entsprechende Kosteneinsparungen ermöglicht, insbesondere können Hochschaltungen, insbesondere zwischen den Gangstufen II bis V besonders schnell durchgeführt werden.
Wie die 1 weiter zeigt, ist nun mindestens ein Drehzahlsensor 9 zur Überwachung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 4 vorgesehen. Die über den Drehzahlsensor 9 gemessenen Werte der jeweiligen Drehzahl für die Getriebeeingangswelle 4 werden einem nicht näher dargestellten Steuergerät gemeldet bzw. übermittelt. Insbesondere sind zusätzlich noch weitere, also mehrere Drehzahlsensoren zur Überwachung entsprechender Drehzahlen vorgesehen, wie beispielsweise zur Überwachung der Drehzahl der Antriebswelle 2b und der Drehzahl der Getriebeabtriebswelle 5.
Die 2 zeigt nun in schematischer Darstellung die im Wesentlichen in 1 (oben mittig) teilweise darstellte „Schaltaktuatorik” bzw. die mechanische Ausbildung/Ausführung der „Schaltaktuatorik” für das hier in 1 dargestellte Getriebe 3, insbesondere für das hier dargestellte automatisierte Schaltgetriebe 3a.
2 zeigt zunächst eine erste und zweite Schaltgabel 10, 11 bzw. eine dritte Schaltgabel 16 und im Wesentlichen dazwischen angeordnete Schaltschienen 12a, 12b, 12c und 12d. Die jeweiligen Schaltschienen 12a bis 12d sind entsprechend, insbesondere hier in 2 nach rechts und links bewegbar und können insbesondere entsprechende Schiebemuffen bzw. Klauenkupplungen zum Ein- und Auslegen der jeweiligen Gangstufen I bis V bzw. der Rückwärtsgangstufe R betätigen. Insbesondere weisen die Schaltschienen 12a bis 12d eine entsprechende nicht näher bezeichnete Ausnehmung zur Aufnahme eines Schaltfingers 13 auf (wie dieser in den 3a bzw. 3b dargestellt ist). Für die Betätigung bzw. für das Ein- und Ausrücken des Rückwärtsganges R ist eine einzelne Schaltschiene 12a vorgesehen, wobei den Gangstufen I und II eine Schaltschiene 12b, den Gangstufen III und IV eine Schaltschiene 12c und der Gangstufe V wiederum eine Schaltschiene 12d zugeordnet ist. Für den Fall, dass das Getriebe 3 als Sechs-Gang-Getriebe ausgeführt ist kann die sechste Gangstufe (VI) dann auch der Schaltschiene 12d zugeordnet sein.
Die Betätigung der Schaltschienen erfolgt mit Hilfe mindestens eines Aktuator-Systems, insbesondere hier mit Hilfe von zwei Aktuator-Systemen 14. Ein einzelnes entsprechendes Aktuator-System 14 ist in den 3a und 3b dargestellt.
Insbesondere ist ein – erstes – Aktuator-System 14 für die Schaltung der ersten und der zweiten Gangstufe I und II sowie für die Schaltung einer Rückwärtsgangstufe R, insbesondere für die Betätigung der Schaltschienen 12a und 12b vorgesehen, angedeutet in 2 durch die schematisierte gestrichelte Umrandung der dortigen Gangstufen R, I und II. Zur Betätigung der Schaltschienen 12c und 12d, die der dritten und der vierten Gangstufe III und IV bzw. der fünften Gangstufe V zugeordnet sind, ist insbesondere ein weiteres – zweites – Aktuator-System 14 vorgesehen, ebenfalls angedeutet durch die schematisierte gestrichelte Umrandung der in 2 dargestellten dortigen Gangstufen III, IV und V, das aber im Wesentlichen dem in 3a und 3b dargestellten ersten Aktuator-System 14 entspricht.
Wie die 3a und 3b zeigen weist das entsprechende Aktuator-System 14, insbesondere also das erste und zweite Aktuator-System jeweils zwei Aktuatoren 14a, 14b auf. Hierbei betätigt der jeweils erste Aktuator 14a eine Wähleinrichtung, insbesondere eine Schaltwelle 15, die im Wesentlichen in ihrer axialen Richtung mit Hilfe des ersten Aktuators 14a mit Hilfe eines dazwischen liegenden nicht näher bezeichneten Zahnradgetriebes axial verschiebbar ist. Mit Hilfe eines jeweiligen zweiten Aktuators 14b wird dann insbesondere ein an der Schaltwelle 15 angeordneter jeweiliger Schaltfinger 13 bewegt bzw. verdreht, nämlich mit Hilfe des zweiten Aktuators 14b, insbesondere auch die jeweilige Wähleinrichtung entsprechend betätigt, insbesondere die Schaltwelle 15 entsprechend verdreht.
Denkbar ist auch, dass beispielsweise nur eine Aktuator-System zur Betätigung der Schaltschienen der ersten Gangstufe I bis fünften Gangstufe V sowie für den Rückwärtsgang R vorgesehen sind, dabei weist dann dieses Aktuator-System insbesondere zwei „Schaltwalzen” auf.
Bei dem entsprechenden Verfahren, insbesondere auch zum Betreiben des in den 1 bis 3 dargestellten Antriebssystems 1 wird bei einem Rückschaltvorgang von einer höheren in eine niedrigere Gangstufe, beispielsweise von der vierten Gangstufe IV in die dritte Gangstufe III die Kupplung 6 geöffnet und/oder ist geöffnet, insbesondere vollständig geöffnet, wobei die Zentralsynchronisierung 7 mit Hilfe der ersten Gangstufe I realisiert wird und/oder (wie hier bei der bevorzugten Ausführungsform) eine Zentralsynchronisierungs-Kupplung 7a der ersten Gangstufe I zugeordnet ist, wobei dann bei dem Rückschaltvorgang die niedrigere Gangstufe, beispielsweise die dritte Gangstufe III eingelegt wird, wenn die Getriebeeingangswelle 4 mit Hilfe der Zentralsynchronisierung 7, insbesondere mit Hilfe der Zentralsynchronisierung-Kupplung 7a, die Zieldrehzahl, insbesondere die Synchrondrehzahl der niedrigeren Gangstufe, beispielsweise der Gangstufe III, erreicht hat. Insbesondere wird die Zieldrehzahl, insbesondere die Synchrondrehzahl der Getriebeeingangswelle 4 bzw. das Erreichen der Zieldrehzahl/Synchrondrehzahl dann mit Hilfe des Drehzahlsensors 9 ermittelt bzw. überwacht.
Insbesondere kann beim Rückschaltvorgang zunächst die höhere Gangstufe, beispielsweise hier die vierte Gangstufe IV, ausgelegt werden, insbesondere dann die Getriebeeingangswelle 4 mit Hilfe der Zentralsynchronisierung 7, insbesondere mit Hilfe der Zentralsynchronisierungs-Kupplung 7a, dann auch schon synchronisiert werden, wobei die Drehzahl der Antriebswelle 2b auf die Zieldrehzahl und/oder auf die Synchrondrehzahl der Getriebeeingangswelle 4 für die einzulegende niedrigere Gangstufe, hier beispielsweise für die dritte Gangstufe III, entsprechend erhöht werden kann, insbesondere auch im Wesentlichen zeitgleich durch eine entsprechende Motorsteuerung. Dadurch sind auch schnelle Rückschaltungen ermöglicht, denn die Kupplung 6 kann entsprechend schnell nach Erreichung der Zieldrehzahl/Synchrondrehzahl der Getriebeeingangswelle 4 und bei entsprechender Drehzahl der Antriebswelle 2b bei einer Rückschaltung auch wieder schnell geschlossen werden. Insbesondere sind sowohl sequenzielle Rückschaltungen wie auch Gangsprünge bei Rückschaltungen möglich.
Vom besonderen Vorteil ist, dass das Einlegen und/oder Ausrücken der einzelnen Gangstufen I bis V bzw. der Rückwärtsgangstufe R über die Ansteuerung von insbesondere zwei vorgesehenen Aktuator-Systemen 14 erfolgt. Das jeweilige Aktuator-System 14 wird entsprechend angesteuert und mit dessen Hilfe kann jeweils eine Wähleinrichtung, insbesondere eine jeweils axial bewegbare Schaltwelle 15 gesteuert werden bzw. so positioniert werden, dass ein an der jeweiligen Wähleinrichtung, insbesondere an der jeweiligen Schaltwelle 15 insbesondere jeweils angeordneter Schaltfinger 13 bewegt, insbesondere zur Betätigung einer jeweiligen Schaltschiene 12a bis 12d verdreht wird. Durch die entsprechende Verdrehung des jeweiligen Schaltfingers 13 wird die jeweilige Schaltschiene 12a bis 12d entsprechend bewegt bzw. so verschoben, dass die entsprechende jeweilige Gangstufe I bis V bzw. R im Getriebe 3 eingelegt wird. Bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind daher insbesondere zwei Aktuator-Systeme 14, nämlich ein erstes und ein zweites Aktuator-System 14 vorgesehen, wobei jedes Aktuator-System 14 eine separate Wähleinrichtung, insbesondere eine separate Schaltwelle 15 bzw. einen separaten Schaltfinger 13 steuert bzw. betätigt. Durch das erste Aktuator-System werden insbesondere die Schaltschienen 12a und 12b betätigt, das erste Aktuator-System betätigt daher über eine – erste – Wähleinrichtung, insbesondere eine – erste – Schaltwelle 15 und einen – ersten – Schaltfinger 13 die zuvor genannten Schaltschienen 12a und 12b. Das erste Aktuator-System legt daher die erste, zweite Gangstufe I und II bzw. die Rückwärtsgangstufe R ein bzw. aus. Das zweite Aktuator-System betätigt bzw. steuert im Wesentlichen die Schaltschienen 12c und 12d, wobei das zweite Aktuator-System hierfür eine – zweite – Wähleinrichtung, insbesondere eine – zweite – Schaltwelle 15 bzw. einen – zweiten – Schaltfinger 13 steuert bzw. betätigt. Anders ausgedrückt, das erste und zweite Aktuator-System weist insbesondere jeweils eine separate Wähleinrichtung, insbesondere eine separate Schaltwelle 15 bzw. einen separaten Schaltfinger 13 auf. Das zweite Aktuator-System legt daher insbesondere die dritte, vierte und fünfte Gangstufe III, IV und V ein bzw. aus. Hierbei wird das Einlegen und/oder Auslegen der Gangstufen I bis V bzw. R bzw. die Aktuator-Systeme 14 mit den jeweiligen Aktuatoren 14a, 14b sowie die Kupplung 6 und/oder der Antriebsmotor 2 über ein nicht explizit dargestelltes Steuergerät gesteuert und/oder geregelt.
Im Ergebnis sind entsprechende Vorteile erzielt und entsprechende Nachteile vermieden.
Bezugszeichenliste

1: Antriebssystem
2: Antriebsmotor
2a: Verbrennungsmotor
2b: Antriebswelle
3: Getriebe
3a: automatisiertes Schaltgetriebe
3b: Getriebegehäuse
4: Getriebeeingangswelle
5: Getriebeausgangswelle
6: Kupplung
7: Zentralsynchronisierung
7a: Zentralsynchronisierungs-Kupplung
8: einfache Zahnkupplung/Klauenkupplung
9: Drehzahlsensor
10: erste Schaltgabel
11: zweite Schaltgabel
12a: Schaltschiene
12b: Schaltschiene
12c: Schaltschiene
12d: Schaltschiene
13: Schaltfinger
14: Aktuator-System
14a: erster Aktuator
14b: zweiter Aktuator
15: Schaltwelle (Wähleinrichtung)
16: dritte Schaltgabel
I bis V: Gangstufen (Vorwärts – Gangstufen)
R: Rückwärtsgangstufe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10228708 A1 [0003]
DE 102014019011 A1 [0004]
DE 19826068 A1 [0005]
DE 102004027597 A1 [0006]
DE 10361299 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Antriebsmotors (2), eines Getriebes (3) und/oder einer Kupplung (6) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Verbrennungsmotors (2a) und/oder eines automatischen und/oder automatisierten Getriebes (3) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (3) mindestens eine Getriebeeingangswelle (4) und mindestens eine Getriebeausgangswelle (5) aufweist, wobei die Getriebeeingangswelle (4) mit einer Antriebswelle (2b) des Antriebsmotors (2) über die mindestens eine Kupplung (6) drehwirksam verbindbar und von der Antriebswelle (2b) entkoppelbar ist und wobei das Getriebe (3) mehrere ein- und auslegbare Gangstufen (I bis V) aufweist, wobei bei einem Hochschaltvorgang von einer niedrigeren in eine höhere Gangstufe dieser Hochschaltvorgang bei im wesentlichen geschlossener Kupplung (6) realisiert wird und wobei bei diesem Hochschaltvorgang dann die im Getriebe (3) eingelegte niedrigere Gangstufe ausgelegt wird und die Drehzahl der Antriebswelle (2b) verringert wird und wobei die höhere Gangstufe im Getriebe (3) eingelegt wird, wenn die Antriebswelle (2b) die Zieldrehzahl erreicht hat, insbesondere die Getriebeeingangswelle (4) die Synchrondrehzahl der höheren Gangstufe erreicht hat, und wobei das Getriebe (3) eine Zentralsynchronisierung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Rückschaltvorgang von einer höheren in eine niedrigere Gangstufe die Kupplung (6) geöffnet wird und/oder geöffnet ist, wobei die Zentralsynchronisierung (7) mit Hilfe der ersten Gangstufe (I) realisiert wird und/oder eine Zentralsynchronisierungs-Kupplung (7a) der ersten Gangstufe (I) zugeordnet ist, und dass bei dem Rückschaltvorgang die niedrigere Gangstufe eingelegt wird, wenn die Getriebeeingangswelle (4) mit Hilfe der Zentralsynchronisierung (7) die Zieldrehzahl, insbesondere die Synchrondrehzahl der niedrigeren Gangstufe erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Rückschaltvorgang zunächst die höhere Gangstufe ausgelegt wird, dann die Getriebeeingangswelle (4) mit Hilfe der Zentralsynchronisierung (7) synchronisiert wird und auch die Drehzahl der Antriebswelle (2b), insbesondere auf die Zieldrehzahl/Synchrondrehzahl der Getriebeeingangswelle (4) für die einzulegende niedrigere Gangstufe erhöht wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegen und/oder Ausrücken der einzelnen Gangstufen (I bis V) über die Ansteuerung mindestens eines vorgesehenen Aktuator-Systems (14) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des mindestens einen Aktuator-Systems (14) mindestens eine Wähleinrichtung, insbesondere eine axial bewegbare Schaltwelle (15), gesteuert und/oder positioniert wird und/oder ein an der Wähleinrichtung, insbesondere an der Schaltwelle (15) angeordneter Schaltfinger (13) bewegt, insbesondere zur Betätigung einer Schaltschiene (12a bis 12d) verdreht wird.
Antriebssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem Antriebsmotors (2), einem Getriebe (3) und/oder mit einer Kupplung (6), insbesondere mit einem Verbrennungsmotor (2a) und/oder einem automatischen und/oder automatisierten Getriebe (3), wobei das Getriebe (3) mindestens eine Getriebeeingangswelle (4) und mindestens eine Getriebeausgangswelle (5) aufweist, wobei die Getriebeeingangswelle (4) mit einer Antriebswelle (2b) des Antriebsmotors (2) über die mindestens eine Kupplung (6) drehwirksam verbindbar und von der Antriebswelle (2b) entkoppelbar ist und wobei das Getriebe (3) mehrere ein- und auslegbare Gangstufen (I bis V) aufweist, und wobei das Getriebe (3) eine Zentralsynchronisierung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralsynchronisierung (7) mit Hilfe der ersten Gangstufe (I) realisierbar ist und/oder eine Zentralsynchronisierungs-Kupplung (7a) der ersten Gangstufe (I) zugeordnet ist, und dass das Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 arbeitet.
Antriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit Ausnahme der der ersten Gangstufe (I) zugeordneten Zentralsynchronisierungs-Kupplung (7a) den anderen höheren Gangstufen nur einfache Zahnkupplungen bzw. Klauenkupplungen (8) oder einfache Sperrsynchronisiervorrichtungen, insbesondere aber keine Zentralsynchronisierungs-Kupplung (7a) zugeordnet ist bzw. sind.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drehzahlsensor (9) zur Ermittlung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle (4) vorgesehen ist, insbesondere zusätzlich auch mehrere Drehzahlsensoren zur Überwachung der Drehzahlen der Antriebswelle (2b) und/oder der Getriebeabtriebswelle (5) vorgesehen sind.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Aktuator-System (14) für die Schaltung der ersten und der zweiten Gangstufe (I und II) sowie für die Schaltung einer Rückwärtsgangstufe (R) vorgesehen ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Aktuator-System für die Schaltung der dritten, der vierten und der fünften Gangstufe (III, IV und V) vorgesehen ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Aktuator-System (14) jeweils zwei Aktuatoren (14a, 14b) aufweist, wobei durch das jeweilige Aktuator-System (14) jeweils eine Wähleinrichtung, insbesondere eine Schaltwelle (15) und jeweils einen an der Wähleinrichtung, insbesondere an der Schaltwelle, angeordneter Schaltfinger (13) betätigbar ist, und wobei jeweils der jeweilige erste Aktuator (14a) zur Betätigung der jeweiligen Wähleinrichtung, insbesondere der jeweiligen Schaltwelle (15), und der jeweilige zweite Aktuator (14b) insbesondere zur Betätigung des jeweiligen Schaltfingers (13) bzw. der jeweiligen Schaltschiene (12a bis 12d) vorgesehen ist.