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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher definierten Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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Neben den Betriebsbremsen eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, die im Regelfall einem Verschleiß unterliegende Reibungsbremsen sind, sind zusätzliche, verschleißfreie Verzögerungseinrichtungen, wie beispielsweise Retarder oder Motorbremsen bekannt.
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Aus der
DE 102 31 346 A1 ist ein 7-Gang Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt. Das Automatgetriebe weist sechs Schaltelemente auf, welche als reibschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind. Zur Bildung einer Gangstufe des Getriebes werden drei Schaltelemente geschlossen. Bevorzugt auf der Antriebswelle oder der Abtriebswelle kann eine verschleißfreie Bremse, wie beispielsweise ein hydraulischer oder elektrischer Retarder, angeordnet sein, welche insbesondere für den Einsatz in Nutzkraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung ist.
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Zu den Retardern zählen sowohl zusätzlich am Getriebe angeordnete hydrodynamische, hydrostatische oder elektrodynamische Bremseinrichtungen, als auch solche Systeme, die innerhalb des Getriebegehäuses vorgesehen sind. Retarder werden bei Nutzfahrzeugen beispielsweise eingesetzt, um die bei einer Bremsung anfallende kinetische Bremsenergie aufzunehmen und in Wärme umzusetzen oder um die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Gefälle konstant zu halten.
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Nachteilig bei einer Anwendung von Retardern als verschleißfreie Bremse ist jedoch, dass zusätzlicher Bauraum benötigt und das Gewicht des Getriebes erhöht wird. Durch Zusatzmassen des Retarders können Triebstrangschwingungen auf den Antriebsstrang einwirken.
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Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs zu schaffen. Zudem sollen ein Steuergerät, welches zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
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Aus verfahrenstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung dieser Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen. Ein Steuergerät zum Betreiben eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs ist zudem Gegenstand von Anspruch 6. Hinsichtlich eines Computerprogrammprodukts wird auf den Patentanspruch 8 verwiesen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Bei dem Getriebe handelt es sich bevorzugt um ein automatisches bzw. automatisiertes Getriebe, welches beispielsweise als Automatgetriebe ausgeführt ist, bei dem zur Schaltung einer Gangstufe zumindest zwei Schaltelemente geschlossen werden.
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Die Schaltelemente können als reibschlüssige Schaltelemente, also als reibschlüssige Kupplungen und reibschlüssige Bremsen, wie beispielsweise Lamellenkupplungen, Lamellenbremsen oder Bandbremsen ausgebildet sein.
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Kupplungen beschreiben dabei Schaltelemente, welche, je nach Betätigungszustand, eine Relativbewegung zwischen zumindest zwei Bauteilen zulassen oder eine drehfeste Verbindung zur Übertragung einer Last bzw. eines Drehmoments darstellen. Unter einer Relativbewegung ist eine Rotation zumindest zweier Bauteile der Kupplung zu verstehen, wobei die Drehzahl des ersten Bauteils und die Drehzahl des zweiten Bauteils voneinander abweichen, also eine Differenzdrehzahl vorherrscht.
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Im Folgenden ist unter einer geöffneten Kupplung eine nicht betätigte Kupplung zu verstehen. Dies bedeutet, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen möglich ist, über die Kupplung jedoch nahezu kein Drehmoment übertragen wird.
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Unter einer schlupfenden Kupplung ist eine betätigte Kupplung zu verstehen, wobei bei schlupfender Kupplung noch eine Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen möglich ist. Über die schlupfende Kupplung ist bereits ein Drehmoment übertragbar. Unter einer geschlossenen Kupplung ist eine betätigte Kupplung zu verstehen, wobei bei geschlossener Kupplung die beiden Bauteile mit gleicher Drehzahl in dieselbe Richtung rotieren, das heißt, dass die beiden Bauteile drehfest miteinander verbunden sind.
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Unter einer Bremse ist ein Schaltelement zu verstehen, welches auf einer Seite mit einem feststehenden Bauteil, beispielsweise einem Gehäuse, und auf einer anderen Seite mit einem rotierbaren Bauteil verbunden ist. Im Folgenden ist unter einer nicht betätigten Bremse eine geöffnete Bremse zu verstehen. Dies bedeutet, dass sich das rotierbare Bauteil im Freilauf befindet und die Bremse bevorzugt keinen Einfluss auf die Drehzahl des rotierbaren Bauteils nimmt. Unter einer schlupfenden Bremse ist eine betätigte Bremse zu verstehen, wobei bei schlupfender Bremse die Drehzahl des rotierbaren Bauteils reduziert ist. Über die schlupfende Bremse wird bereits ein Bremsmoment übertragen. Bei geschlossener Bremse ist die Drehzahl des rotierbaren Bauteils bis zum Stillstand reduziert, das heißt, dass das rotierbare Bauteil und das feststehende Bauteil drehfest miteinander verbunden sind.
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Grundsätzlich ist auch eine Verwendung von Schaltelementen möglich, die in nicht betätigtem Zustand geschlossen und in betätigtem Zustand geöffnet sind. Dementsprechend sind die Zuordnungen zwischen Funktion und Schaltzustand der oben beschriebenen Schaltzustände in umgekehrter Weise zu verstehen. Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen wird zunächst eine Anordnung zugrunde gelegt, in der ein betätigtes Schaltelement geschlossen und ein nicht betätigtes Schaltelement geöffnet ist.
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Die Schaltelemente können beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch betätigbar ausgebildet sein.
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Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass bei im Getriebe geschalteter Gangstufe zusätzlich zu den zumindest zwei geschlossenen Schaltelementen der Gangstufe ein weiteres Schaltelement des Getriebes derart betätigt wird, dass das Kraftfahrzeug durch ein Verspannen des Getriebes abgebremst wird.
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Mit anderen Worten wird allein durch ein Betätigen der im Getriebe vorhandenen Schaltelemente eine getriebeinterne Bremsfunktion zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich beispielsweise um ein Nutzfahrzeug, wie einen Lastkraftwagen oder einen Omnibus handeln. Auf zusätzliche Komponenten, wie beispielsweise eine verschleißfreie Dauerbremse in Form eines Retarders kann somit verzichtet werden, wodurch eine Bauraum-, Gewichts- und Kostenoptimierung des Getriebes erreichbar ist.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird das weitere Schaltelement, welches zum Verspannen des Getriebes in Schließrichtung betätigt wird, mit einem reduzierten Betätigungsdruck beaufschlagt. Der reduzierte Betätigungsdruck liegt unterhalb des Betätigungsdrucks, mit dem das gleiche Schaltelement zum Schalten einer Gangstufe des Getriebes in seine geschlossene Position verstellt wird. Es kann ein Schwellwert für den reduzierten Betätigungsdruck vorgegeben werden. Das zum Verspannen des Getriebes betätigte Schaltelement wird dann mit einem Betätigungsdruck beaufschlagt, der diesen Schwellwert nicht übersteigt. Der Schwellwert für den reduzierten Betätigungsdruck ist derart bemessen, dass bei einer Betätigung des Schaltelements zum Verspannen des Getriebes ein Durchrutschen der für die eingelegte Gangstufe im Getriebe geschlossenen Schaltelemente sicher vermieden wird.
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Unter einem Durchrutschen eines geschlossenen Schaltelements soll verstanden werden, dass die bei geschlossenem Schaltelement drehfest verbundenen Bauteile des Schaltelements trotz Druckbeaufschlagung dieses Schaltelements aufgrund der Verspannung des Getriebes voneinander abreißen.
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Durch die Begrenzung des Betätigungsdrucks für das zum Verspannen des Getriebes betätigte Schaltelement, wird das Schaltelement zum Verspannen des Getriebes nur in einen schlupfenden Eingriff gebracht. Im Schlupfeingriff ist ein Kraftschluss des Schaltelements reduziert.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass dem zum Verspannen des Getriebes betätigten Schaltelement während der Betätigung ein Kühlmittel zur Kühlung des Schaltelements zugeführt wird.
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Ist das zum Verspannen des Getriebes betätigte Schaltelement als Reibschaltelement ausgebildet, dann entsteht beim Schließen des Schaltelements beim Aneinanderpressen der Reibelemente Wärme infolge von Reibung. Das Schaltelement muss daher gekühlt werden, um eine Überhitzung und eine eventuelle Beschädigung der Reibelemente zu vermeiden. Hierzu kann ein Kühlmittelsystem vorgesehen sein, umfassend zumindest eine Pumpe zur Bereitstellung eines Kühlmittelvolumenstroms und eine Kühlmittelleitung zur Zufuhr des Kühlmittels zum Schaltelement. Das Kühlmittel kann dem zu kühlenden Schaltelement über ein dem Schaltelement zugeordnetes Schaltventil bedarfsgerecht zugeführt werden. Das Schaltventil zum Kühlen des Schaltelements kann beispielsweise mit der Druckbeaufschlagung zum Schlie-βen des Schaltelements aktiviert werden. Dadurch kann der Kühlmittelvolumenstrom zu dem zum Verspannen des Getriebes betätigten Schaltelement freigegeben werden, wenn dieses zum Schließen mit Druck beaufschlagt wird.
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Das Schaltventil kann als direktgesteuertes Magnetventil ausgebildet sein. Bei direktgesteuerten Magnetventilen wird die Magnetkraft direkt zum Öffnen oder Schlie-βen des Ventils verwendet. Derartige Ventile bauen besonders kompakt und sind vergleichsweise kostengünstig. Das Schaltventil kann auch als Druckregelventil mit Proportionalmagnet ausgebildet sein. Ein Proportionalmagnetventil hält über eine Feder einen Ventilsitz in stromlosem Zustand geschlossen. Zum Öffnen des Ventils wird die Magnetspule des Ventils erregt und es baut sich ein dem Strom proportionales Magnetfeld auf. Je nach Stromstärke wird der Ventilanker vom Ventilsitz abgehoben und dadurch der Durchlassquerschnitt proportional zur Stromstärke geändert. Nach Abschalten der Magnetspule drückt die Feder den Ventilanker auf den Ventilsitz und das Ventil ist geschlossen.
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Über das Schaltventil kann dem zum Verspannen des Getriebes betätigten Schaltelement in Abhängigkeit einer ermittelten Temperatur des Schaltelements oder der Reibelemente des Schaltelements ein angepasster Kühlmittelvolumenstrom zugeführt werden. So kann dem Schaltelement bei höheren Temperaturen ein größerer Kühlmittelvolumenstrom zum Kühlen des Schaltelements zugeführt werden. Der Kühlmittelvolumenstrom kann beispielsweise zeitverzögert unterbrochen werden. Dadurch kann das Schaltelement noch nachgekühlt werden, wenn dieses bereits wieder geöffnet ist. Das Schaltelement kann somit bedarfsgerecht gekühlt werden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Das Steuergerät umfasst Mittel, die der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen. Bei diesen Mitteln handelt es sich um hardwareseitige Mittel und um softwareseitige Mittel. Bei den hardwareseitigen Mitteln der Steuerungseinrichtung handelt es sich um Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen des Getriebes Daten auszutauschen. Zu den hardwareseitigen Mitteln zählen weiterhin ein Speicher zur Datenspeicherung und ein Prozessor zur Datenverarbeitung. Zu den softwareseitigen Mitteln zählen Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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So umfasst das Steuergerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zumindest eine Empfangsschnittstelle, die ausgebildet ist, Signale von Signalgebern zu empfangen. Die Signalgeber können beispielsweise als Sensoren ausgebildet sein, die Messgrößen erfassen und an das Steuergerät übermitteln. Ein Signalgeber kann auch als Signalfühler bezeichnet werden. So kann die Empfangsschnittstelle von einem Signalgeber ein Signal empfangen, über welches signalisiert wird, dass das Kraftfahrzeug abgebremst werden soll. Das Signal kann beispielsweise durch einen Fahrzeugführer erzeugt werden, indem dieser einen Taster oder Schalter oder beispielsweise das Bremspedal zur Anforderung der Bremsfunktion betätigt. Auch kann die Empfangsschnittstelle ein Signal von einem Temperatursensor empfangen, welches die Temperatur eines Schaltelements indiziert oder aus dem die Temperatur eines Schaltelements ermittelbar ist.
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Das Steuergerät weist zudem eine Datenverarbeitungseinheit auf, um die empfangenen Eingangssignale bzw. die Information der empfangenen Eingangssignale auszuwerten und/oder zu verarbeiten.
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Auch weist das Steuergerät eine Sendeschnittstelle auf, die ausgebildet ist, Steuersignale an Stellglieder auszugeben. Unter einem Stellglied sind Aktuatoren zu verstehen, die die Befehle des Steuergeräts umsetzen. Die Aktuatoren können beispielsweise als elektromagnetische Ventile ausgebildet sein.
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Wird das Kraftfahrzeug bei einer im Getriebe eingelegten Gangstufe betrieben und durch das Steuergerät erkannt oder anhand von empfangenen Eingangssignalen ermittelt, dass das Kraftfahrzeug abgebremst werden soll, dann gibt das Steuergerät über die Sendeschnittstelle ein Steuersignal an ein elektromagnetisches Ventil aus, wodurch ein weiteres Schaltelement des Getriebes betätigt wird. Das Betätigen des weiteren Schaltelements bewirkt, dass das Getriebe verspannt und das Kraftfahrzeug abgebremst wird.
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Die zuvor genannten Signale sind als nur beispielhaft anzusehen und sollen die Erfindung nicht beschränken. Die erfassten Eingangssignale und die ausgegebenen Steuersignale können über einen Fahrzeugbus, beispielsweise über einen CAN-Bus übertragen werden. Die Steuerungseinrichtung kann beispielsweise als zentrales elektronisches Steuergerät oder als elektronisches Getriebesteuergerät ausgebildet sein.
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Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich auch als Computerprogrammprodukt verkörpern, welches wenn es auf einem Prozessor einer Steuerungseinrichtung läuft, den Prozessor softwaremäßig anleitet, die zugeordneten erfindungsgegenständlichen Verfahrensschritte durchzuführen. In diesem Zusammenhang gehört auch ein computerlesbares Medium zum Gegenstand der Erfindung, auf dem ein vorstehend beschriebenes Computerprogrammprodukt abrufbar gespeichert ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebengeordneten Ansprüche oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Automatgetriebes in Planetenbauweise,
- 2 ein beispielhaftes Schaltschema für das Automatgetriebe gemäß 1,
- 3 eine weitere schematische Darstellung eines Automatgetriebes in Planetenbauweise,
- 4 ein beispielhaftes Schaltschema für das Automatgetriebe gemäß 3 und
- 5 ein beispielhaftes Schalt- und Kühlölsystem für das Automatgetriebe gemäß 1.
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1 zeigt ein Getriebeschema eines exemplarischen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, wobei mit einem Getriebeeingang 1 des Automatgetriebes ein nicht gezeigtes Antriebsaggregat und mit einem Getriebeausgang 2 des Automatgetriebes ein nicht gezeigter Abtrieb des Kraftfahrzeugs gekoppelt werden kann.
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Das in 1 dargestellte Automatgetriebe ist in Planetenbauweise ausgeführt und verfügt über insgesamt acht Wellen 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10, wobei es sich bei der Welle 3 um eine Getriebeeingangswelle und bei der Welle 4 um eine Getriebeausgangswelle handelt. Die Wellen 3 bis 10 des Automatgetriebes der 1 stehen einerseits über Radsätze 11, 12, 13 und 14 und andererseits über getriebeinterne Schaltelemente A, B, C, D und E in Antriebsverbindung.
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Das in 1 gezeigte Automatgetriebe verfügt über vier Radsätze 11, 12, 13 und 14 und fünf Schaltelemente A, B, C, D und E, wobei die Schaltelemente A und B als Bremsen und die Schaltelemente C, D und E als Kupplungen ausgeführt sind. Bei dem in 1 gezeigten Automatgetriebe können insgesamt acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang geschaltet werden, wobei in jedem dieser Gänge drei Schaltelemente geschlossen und zwei Schaltelemente geöffnet sind. Zur Ausführung eines Gangwechsels und damit zur Ausführung eines Schaltvorgangs wird mindestens eines der zuvor geöffneten Schaltelemente A, B, C, D und E des Automatgetriebes geschlossen bzw. zugeschaltet und mindestens eines der zuvor geschlossenen Schaltelemente A, B, C, D und E geöffnet bzw. weggeschaltet. Das in 1 gezeigte Getriebeschema ist rein exemplarischer Natur. Es können zusätzlich zu reibschlüssigen Schaltelementen auch formschlüssige Schaltelemente vorhanden sein.
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In 2 ist ein beispielhaftes Schaltschema des Automatgetriebes gemäß 1 dargestellt. In jedem Gang sind drei Schaltelemente A, B, C, D und E geschlossen und zwei Schaltelemente A, B, C, D und E offen. Die Schaltelemente sind als Bremsen A, B und Kupplungen C, D, E ausgebildet.
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Der erste Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen der Bremsen A und B und der Kupplung C, der zweite Vorwärtsgang durch Schließen der Bremsen A und B und der Kupplung E, der dritte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse B und der Kupplungen C und E, der vierte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse B und der Kupplungen D und E, der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse B und der Kupplungen C und D, der sechste Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplungen C, D und E, der siebte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse A und der Kupplungen C und D und der achte Vorwärtsgang durch Schließen der Bremse A und der Kupplungen D und E. Der Rückwärtsgang ergibt sich durch das Schließen der Bremsen A und B und der Kupplung D.
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Gemäß der Erfindung ist ein Abbremsen des Kraftfahrzeugs durch ein Verspannen des Getriebes möglich. Hierzu wird ein bei im Getriebe eingelegter Gangstufe nicht betätigtes Schaltelement in Schließrichtung betätigt. Beispielsweise wird dann, wenn in dem Getriebe der fünfte Vorwärtsgang eingelegt ist, bei welchem die Bremse B und die Kupplungen C und D geschlossen sind, zusätzlich noch die Bremse A in Schließrichtung betätigt. Durch das Schließen der Bremse A wird das Getriebe verspannt und dadurch das Kraftfahrzeug abgebremst. Alternativ kann zum Verspannen des Getriebes ausgehend von dem eingelegten fünften Vorwärtsgang auch die Kupplung E in Schließrichtung betätigt werden. Auch durch das Schließen der Kupplung E wird das Getriebe verspannt und das Kraftfahrzeug abgebremst.
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Die Bremse A und die Kupplung E können zum Verspannen des Getriebes auch wechselweise betätigt werden, wodurch eine Belastung der Schaltelemente reduziert wird. Wird an dem zum Verspannen des Getriebes betätigten Schaltelement oder an dessen Reibelementen eine Belastungsgrenze erreicht, dann kann auf das weitere zum Verspannen des Getriebes betätigbare Schaltelement gewechselt werden. Als Belastungsgrenze kann beispielsweise eine Temperaturgrenze vorgesehen sein. So kann beispielhaft ausgehend von dem eingelegten fünften Vorwärtsgang zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs die Bremse A in Schließrichtung betätigt werden. Wird an dem Schaltelement die vorgegebene Temperaturgrenze erreicht, dann wird die Bremse A geöffnet und die Kupplung E in Schließrichtung betätigt. Das Öffnen der Bremse A und das Schließen der Kupplung E können überschneidend erfolgen, wodurch die Verspannung des Getriebes auch beim Wechsel des Schaltelements aufrechterhalten bleibt und das Kraftfahrzeug gebremst wird. Wird anschließend an der Kupplung E die vorgegebene Temperaturgrenze erreicht, dann wird die Kupplung E wieder geöffnet und die zwischenzeitlich abgekühlte Bremse A kann wieder in Schließrichtung betätigt werden.
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Vorstehend wurde ein Verfahren zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs durch Verspannen des Getriebes ausgehend von dem im Getriebe eingelegten fünften Vorwärtsgang erläutert. Dieses Verfahren ist entsprechend auf die anderen Getriebegänge übertragbar.
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3 zeigt ein Getriebeschema eines exemplarischen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, wobei mit einem Getriebeeingang 15 des Automatgetriebes ein nicht gezeigtes Antriebsaggregat und mit einem Getriebeausgang 16 des Automatgetriebes ein nicht gezeigter Abtrieb des Kraftfahrzeugs gekoppelt werden kann.
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Das in 1 dargestellte Automatgetriebe ist in Planetenbauweise ausgeführt und verfügt über insgesamt sechs Wellen 17, 18, 19, 20, 21 und 22, wobei es sich bei der Welle 19 um eine Getriebeeingangswelle und bei der Welle 22 um eine Getriebeausgangswelle handelt. Die Wellen 17 bis 22 des Automatgetriebes der 3 stehen einerseits über Radsätze 23, 24 und 25 und andererseits über getriebeinterne Schaltelemente A2, B2, C2, D2 und E2 in Antriebsverbindung.
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Das in 3 gezeigte Automatgetriebe verfügt über drei Radsätze 23, 24 und 25 und fünf Schaltelemente A2, B2, C2, D2 und E2, wobei die Schaltelemente A2 und B2 als Bremsen und die Schaltelemente C2, D2 und E2 als Kupplungen ausgeführt sind. Bei dem in 3 gezeigten Automatgetriebe können insgesamt sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang geschaltet werden, wobei in jedem dieser Gänge zwei Schaltelemente geschlossen und drei Schaltelemente geöffnet sind. Zur Ausführung eines Gangwechsels und damit zur Ausführung eines Schaltvorgangs wird mindestens eines der zuvor geöffneten Schaltelemente A2, B2, C2, D2 und E2 des Automatgetriebes geschlossen bzw. zugeschaltet und mindestens eines der zuvor geschlossenen Schaltelemente A2, B2, C2, D2 und E2 geöffnet bzw. weggeschaltet. Das in 3 gezeigte Getriebeschema ist rein exemplarischer Natur. Es können zusätzlich zu reibschlüssigen Schaltelementen auch formschlüssige Schaltelemente vorhanden sein.
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In 4 ist ein beispielhaftes Schaltschema des Automatgetriebes gemäß 3 dargestellt. In jedem Gang sind zwei Schaltelemente A2, B2, C2, D2 und E2 geschlossen und drei Schaltelemente A2, B2, C2, D2 und E2 offen. Die Schaltelemente sind als Kupplungen A2, B2 und Bremsen C2, D2, E2 ausgebildet.
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Der erste Vorwärtsgang ergibt sich durch Schließen der Kupplung A2 und der Bremse E2, der zweite Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplung A2 und Bremse D2, der dritte Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplung A2 und der Bremse C2, der vierte Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplungen A2 und B2, der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplung B2 und der Bremse C2 und der sechste Vorwärtsgang durch Schließen der Kupplung B2 und der Bremse D2. Der Rückwärtsgang ergibt sich durch das Schließen der Bremsen C2 und E2.
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Ein Abbremsen des Kraftfahrzeugs durch ein Verspannen des Getriebes wird ermöglicht, indem ein bei im Getriebe eingelegter Gangstufe nicht betätigtes Schaltelement in Schließrichtung betätigt wird. Beispielsweise wird dann, wenn in dem Getriebe der vierte Vorwärtsgang eingelegt ist, bei welchem die Kupplungen A2 und B2 geschlossen sind, zusätzlich noch die Bremse C2, die Bremse D2 oder die Bremse E2 in Schließrichtung betätigt. Durch das Schließen zumindest einer der Bremsen C2, D2, E2 wird das Getriebe verspannt und das Kraftfahrzeug dadurch abgebremst.
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Die Bremsen C2, D2 und E2 können zum Verspannen des Getriebes auch wechselweise betätigt werden, wodurch eine Belastung der Schaltelemente reduziert wird. Wird an dem zum Verspannen des Getriebes betätigten Schaltelement oder an dessen Reibelementen eine Belastungsgrenze erreicht, dann kann auf das weitere zum Verspannen des Getriebes betätigbare Schaltelement gewechselt werden. So kann beispielhaft ausgehend von dem eingelegten vierten Vorwärtsgang zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs die Bremse C2 in Schließrichtung betätigt werden. Wird an der Bremse C2 die vorgegebene Temperaturgrenze erreicht, dann wird die Bremse C2 geöffnet und eine der Bremsen D2 oder E2 in Schließrichtung betätigt. Wird die Bremse D2 in Schließrichtung betätigt, so kann das Öffnen der Bremse C2 und das Schließen der Bremse D2 überschneidend erfolgen, wodurch die Verspannung des Getriebes auch beim Wechsel des Schaltelements aufrechterhalten bleibt und das Kraftfahrzeug gebremst wird. Wird anschließend an der Bremse D2 die vorgegebene Temperaturgrenze erreicht, dann kann die Bremse D2 geöffnet und die Bremse E2 in Schließrichtung betätigt werden. Auch hier kann das Betätigen der Schaltelemente D2 und E2 überschneidend erfolgen.
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Vorstehend wurde ein Verfahren zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs durch Verspannen des Getriebes ausgehend von dem im Getriebe eingelegten vierten Vorwärtsgang erläutert. Dieses Verfahren ist entsprechend auf die anderen Getriebegänge übertragbar.
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5 zeigt ein beispielhaftes Schalt- und Kühlölsystem für das Automatgetriebe gemäß 1. Zur Versorgung der Schaltelemente A, B, C, D und E mit Schaltöl, welches an den Schaltelementen bei Ausführung einer Schaltung, nämlich beim Zuschalten bzw. Schließen eines Schaltelements, bedarfsweise benötigt wird, verfügt das Automatikgetriebe über ein Schaltölsystem 30, welches in 5 dargestellt ist.
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Über das Schaltölsystem 30 können die Schaltelemente A, B, C, D und E zum Schließen derselben bedarfsgerecht mit Schaltöl beaufschlagt werden, wobei jedes der Schaltelemente A, B, C, D und E ausgehend von einer zentralen Schaltölleitung 26 über ein schaltelementindividuelles Schaltventil 27 individuell mit Schaltöl beaufschlagt werden kann. Dann, wenn am Schaltelement A Schaltöl benötigt wird, wird das dem Schaltelement A zugeordnete Schaltventil 17 geöffnet, um dann das Schaltelement A bedarfsgerecht ausgehend von der zentralen Schaltölleitung 26 mit Schaltöl zu versorgen. An der zentralen Schaltölleitung 26 zweigt demnach in Richtung auf jedes der Schaltelemente A, B, C, D und E eine schaltelementindividuelle Schaltölleitung ab, die bei geöffnetem Schaltventil 27 an die zentrale Schaltölleitung 26 gekoppelt und bei geschlossenem Schaltventil 27 von der zentralen Schaltölleitung 26 getrennt ist.
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Zusätzlich zum Schaltölsystem 30 verfügt das Automatgetriebe über ein Kühlölsystem 31, über welches Baugruppen des Automatgetriebes zur Kühlung mit Kühlöl versorgt werden können.
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Über das Kühlölsystem 31 können die Schaltelemente A, B, C, D und E zum Kühlen derselben bedarfsgerecht mit Kühlöl beaufschlagt werden, wobei jedes der Schaltelemente A, B, C, D und E ausgehend von einer zentralen Kühlölleitung 28 über ein schaltelementindividuelles Schaltventil 29 individuell mit Kühlöl beaufschlagt werden kann. Dann, wenn am Schaltelement A Kühlöl benötigt wird, wird das dem Schaltelement A zugeordnete Schaltventil 29 geöffnet, um dann das Schaltelement A bedarfsgerecht ausgehend von der zentralen Kühlölleitung 28 mit Kühlöl zu versorgen. An der zentralen Kühlölleitung 28 zweigt demnach in Richtung auf jedes der Schaltelemente A, B, C, D und E eine schaltelementindividuelle Kühlölleitung ab, die bei geöffnetem Schaltventil 29 an die zentrale Kühlölleitung 28 gekoppelt und bei geschlossenem Schaltventil 29 von der zentralen Kühlölleitung 28 getrennt ist.
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Sind in dem Getriebe bereits drei Schaltelemente zur Realisierung einer Gangstufe geschlossen und es wird ein weiteres Schaltelement des Getriebes zum Verspannen des Getriebes in Schließrichtung betätigt, dann kann das zum Verspannen des Getriebes betätigte Schaltelement durch das Kühlölsystem 31 gezielt gekühlt werden, wodurch ein Überhitzen des Schaltelements verhindert wird.
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Das Schalt- und Kühlölsystem ist entsprechend auch auf das Automatgetriebe gemäß 3 anwendbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebeeingang
- 2
- Getriebeausgang
- 3
- Welle
- 4
- Welle
- 5
- Welle
- 6
- Welle
- 7
- Welle
- 8
- Welle
- 9
- Welle
- 10
- Welle
- 11
- Radsatz
- 12
- Radsatz
- 13
- Radsatz
- 14
- Radsatz
- 15
- Getriebeeingang
- 16
- Getriebeausgang
- 17
- Welle
- 18
- Welle
- 19
- Welle
- 20
- Welle
- 21
- Welle
- 22
- Welle
- 23
- Radsatz
- 24
- Radsatz
- 25
- Radsatz
- 26
- Schaltölleitung
- 27
- Schaltventil
- 28
- Kühlölleitung
- 29
- Schaltventil
- 30
- Schaltölsystem
- 31
- Kühlölsystem
- A
- Schaltelement/Bremse
- B
- Schaltelement/Bremse
- C
- Schaltelement/Kupplung
- D
- Schaltelement/Kupplung
- E
- Schaltelement/Kupplung
- A2
- Schaltelement/Kupplung
- B2
- Schaltelement/Kupplung
- C2
- Schaltelement/Bremse
- D2
- Schaltelement/Bremse
- E2
- Schaltelement/Bremse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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