DE102019209220A1

DE102019209220A1 - Verfahren zum Betreiben eines Getriebes

Info

Publication number: DE102019209220A1
Application number: DE102019209220.9A
Authority: DE
Inventors: Ralf Vogt; Elena Wendel; Andreas Schmidt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2020-12-31

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes (3) bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen einer Übersetzung („R“) für Rückwärtsfahrt ausgehend von einem Betriebszustand des Getriebes (3), in dem im Getriebe (3) eine Übersetzung („1“, „2“ oder „3“) für Vorwärtsfahrt eingelegt ist, zu deren Darstellung wenigstens ein formschlüssiges Schaltelement (A, F) in den Kraftfluss des Getriebes (3) zugeschaltet ist, beschrieben. Bei ausgelegtem formschlüssigen Schaltelement (A) werden Schaltelemente (B, D, F) in den Kraftfluss des Getriebes (3) zugeschaltet oder in zugeschaltetem Betriebszustand gehalten, die zur Darstellung der Übersetzung („R“) für Rückwärtsfahrt vorgesehen sind. Ein Radsatz (12) des Getriebes (3) weist in zugeschaltetem Betriebszustand der Schaltelemente (B, D, F), die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt („R“) vorgesehen sind, und in zugeschaltetem Zustand von Schaltelementen (E, F), die zur Darstellung einer Zwischen-Übersetzung („4“) vorgesehen sind, einen überbestimmten Betriebszustand auf. Im überbestimmten Betriebszustand des Radsatzes (12) wird jeweils das Schaltelement (E) oder werden jeweils die Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung („4“) und nicht zur Darstellung der Übersetzung („R“) für Rückwärtsfahrt vorgesehen sind, aus dem Kraftfluss des Getriebes (3) abgeschaltet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
Aus der DE 10 2009 000 253 A1 ist eine Getriebevorrichtung bekannt, deren Radsatz mehrere reibschlüssige Schaltelemente und zwei formschlüssige Schaltelemente zur Darstellung mehrerer Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und einer Übersetzung für Rückwärtsfahrt umfasst. Liegt eine Anforderung zum Einlegen der Übersetzung für Rückwärtsfahrt ausgehend von einem Betriebszustand der Getriebevorrichtung, in dem in der Getriebevorrichtung eine der Übersetzungen für Vorwärtsfahrt eingelegt ist, zu deren Darstellung beide formschlüssige Schaltelemente in den Kraftfluss des Getriebes zugeschaltet sind, ist eines der formschlüssigen Schaltelemente zur Darstellung der angeforderten Übersetzung für Rückwärtsfahrt aus dem Kraftfluss zu öffnen.
Um das formschlüssige Schaltelement in gewünschtem Umfang aus dem Kraftfluss des Getriebes abschalten zu können, wird wenigstens eines der reibschlüssigen Schaltelemente zugeschaltet und wenigstens eines der aktuell zugeschalteten Schaltelemente abgeschaltet. Dadurch wird im Getriebe eine Zwischen-Übersetzung eingelegt, die der vierten Übersetzung für Vorwärtsfahrt der Getriebevorrichtung entspricht. Das formschlüssige Schaltelement wird nicht zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung benötigt und befindet sich bei in der Getriebevorrichtung eingelegter Zwischen-Übersetzung in einem wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand. In diesem Betriebszustand ist das formschlüssige Schaltelement in reproduzierbarer Art und Weise aus dem Kraftfluss der Getriebevorrichtung abschaltbar.
In abgeschaltetem Zustand des formschlüssigen Schaltelementes wird der Kraftfluss in der Getriebevorrichtung durch Abschalten eines zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung zugeschalteten reibschlüssigen Schaltelementes, dass nicht zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt benötigt wird, unterbrochen. Die Getriebevorrichtung liegt dann in einem sogenannten Neutralbetriebszustand vor, in dem in der Getriebevorrichtung keine Übersetzung eingelegt ist. Im Neutralbetriebszustand der Getriebevorrichtung gleicht sich die Drehzahl einer Getriebeeingangswelle der Getriebevorrichtung, die über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Motorausgangswelle einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges in Wirkverbindung steht, an die Drehzahl der Motorausgangswelle an. Anschließend werden die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehenen reibschlüssigen Schaltelemente der Getriebevorrichtung geschlossen, um in der Getriebevorrichtung die Übersetzung für Rückwärtsfahrt einzulegen.
Der vorbeschriebene Schaltablauf während eines sogenannten Reversierens ausgehend von einer Übersetzung für Vorwärtsfahrt in Richtung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt beeinträchtigt während ungünstiger Betriebszustandsverläufe die Schaltqualität und verlängert die Schaltzeiten in unerwünschtem Umfang. Dies resultiert aus der Tatsache, dass die Drehzahl der Getriebeeingangswelle und die Drehzahl der Motorausgangswelle bei zu lang andauerndem Neutralbetriebszustand der Getriebevorrichtung in Form eines sogenannten Hochlaufes unkontrolliert ansteigen. Dies führt wiederum dazu, dass die Drehzahl der Getriebeeingangswelle anschließend beim Einlegen der Übersetzung für Rückwärtsfahrt wieder auf null reduziert werden muss, da sich das mit der Getriebevorrichtung ausgeführte Fahrzeug im Stillstand befindet. Ein solcher sich an den Hochlauf anschließender sogenannter Einzug des Verlaufes der Drehzahl der Getriebeeingangswelle löst in Verbindung mit dem Hochlauf einen Fahrkomfort sowie eine Schaltqualität beeinträchtigende Reaktionsmomente im Antriebsstrang aus. Insbesondere der Einzug bewirkt ein spontanes Umlegen des gesamten Spiels im Antriebsstrang, wodurch sich die Schaltqualität in nicht vernachlässigbarem Umfang verschlechtert.
Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes zu schaffen, mittels dem ein angeforderter Übersetzungswechsel im Getriebe ausgehend von einer Übersetzung für Vorwärtsfahrt in Richtung einer Übersetzung für Rückwärtsfahrt mit hohem Fahrkomfort und hoher Spontaneität, d. h. innerhalb kurzer Betriebszeiten, durchführbar ist.
Aus verfahrenstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung dieser Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruches 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen. Ein Steuergerät sowie ein Computerprogrammprodukt sind zudem Gegenstand der weiteren unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes mit einem Radsatz, mit mehreren reibschlüssigen Schaltelementen und mit wenigstens einem formschlüssigen Schaltelement zum Darstellen verschiedener Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und wenigstens einer Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgeschlagen. Bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen der Übersetzung für Rückwärtsfahrt ausgehend von einem Betriebszustand des Getriebes, in dem im Getriebe eine der Übersetzungen für Vorwärtsfahrt eingelegt ist, zu deren Darstellung das wenigstens eine formschlüssige Schaltelement in den Kraftfluss des Getriebes zugeschaltet ist, wird das formschlüssige Schaltelement zur Darstellung der angeforderten Übersetzung für Rückwärtsfahrt aus dem Kraftfluss abgeschaltet.
Zum Abschalten des formschlüssigen Schaltelementes aus dem Kraftfluss des Getriebes wird wenigstens ein reibschlüssiges Schaltelemente zugeschaltet und wenigstens ein aktuell zugeschaltetes Schaltelement abgeschaltet und im Getriebe eine Zwischen-Übersetzung eingelegt. Bei eingelegter Zwischen-Übersetzung befindet sich das formschlüssige Schaltelement in einem wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand und ist reproduzierbar aus dem Kraftfluss des Getriebes abschaltbar.
Unter dem Begriff formschlüssiges Schaltelement werden vorliegend beispielsweise Klauenschaltelemente subsumiert, die jeweils ein Drehmoment über eine formschlüssige Verbindung übertragen. Des Weiteren werden unter dem Begriff reibschlüssiges Schaltelement vorliegend als Kupplung oder Bremsen ausgeführte Schaltelemente subsumiert, die jeweils ein Drehmoment über eine reibschlüssige Verbindung übertragen. Dabei variiert jeweils das über ein solches reibschlüssiges Schaltelement übertragbare Drehmoment in Abhängigkeit der jeweils am reibschlüssigen Schaltelement anliegenden Schließkraft und ist bevorzugt stufenlos einstellbar. Die Schließkraft korrespondiert beispielsweise mit einem am Schaltelement anliegenden Hydraulikdruck. Im Unterschied hierzu ist das jeweils über ein formschlüssiges Schaltelement übertragbare Drehmoment nicht stufenlos einstellbar.
Des Weiteren wird vorliegend unter dem Begriff Zuschalten eines Schaltelementes ein Betriebszustandswechsel eines Schaltelementes verstanden, während dem ein geöffnetes Schaltelement in einen geschlossenen Betriebszustand überführt wird. Ein formschlüssiges Schaltelement weist den letztgenannten geschlossenen bzw. zugeschalteten Betriebszustand auf, wenn Klauen formschlüssig ineinander greifen. Im Unterschied dazu liegt ein zugeschaltetes bzw. geschlossenes reibschlüssiges Schaltelement vorliegend in einem schlupffreien Betriebszustand vor.
Zusätzlich wird vorliegend der Begriff Abschalten eines Schaltelementes stellvertretend für einen Betriebszustandswechsel eines Schaltelementes verwendet, während dem ein Schaltelement aus einem geschlossenen Betriebszustand in einen geöffneten bzw. ausgelegten Betriebszustand überführt wird, in dem im Wesentlichen kein Drehmoment über das betreffende Schaltelement übertragbar ist. Reibschlüssige Schaltelemente übertragen in ihrem geöffneten Betriebszustand jeweils lediglich konstruktionsbedingte und somit nicht vermeidbare Schleppmomente, die bei geöffneten formschlüssigen Schaltelementen wesentlich geringer sind.
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass bei ausgelegtem formschlüssigen Schaltelement die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehenen Schaltelemente in den Kraftfluss des Getriebes zugeschaltet oder in zugeschaltetem Betriebszustand gehalten werden. Der Radsatz des Getriebes weist in zugeschaltetem Betriebszustand der Schaltelemente, die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehen sind, und in zugeschaltetem Zustand der Schaltelement, die zur Darstellung der Zwischenübersetzung vorgesehen sind, einen überbestimmten Betriebszustand auf.
Liegt der Radsatz in seinem überbestimmten Betriebszustand vor, dann sind die drehbaren Bauteile des Radsatzes mit dem Gehäuse des Getriebes verbunden und drehfest gehalten. In diesem Betriebszustand ist ein von einer Antriebsmaschine eines Fahrzeugantriebsstranges an der Getriebeeingangswelle anliegendes Drehmoment beispielsweise zur Darstellung eines Anfahrvorganges nicht über das Getriebe bzw. dessen Radsatz am Abtrieb eines Fahrzeugantriebsstranges anlegbar.
Des Weiteren wird oder werden bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise im überbestimmten Betriebszustand des Radsatzes jeweils das Schaltelement oder die Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Zwischenübersetzung zugeschaltet sind und das oder die nicht zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehen ist oder sind, aus dem Kraftfluss des Getriebes abgeschaltet.
Der angeforderte Übersetzungswechsel ist mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise mit einer gewünscht hohen Spontaneität und gleichzeitig hoher Schaltqualität umsetzbar. Dies wird erreicht, weil das Schaltelement oder die Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehen sind, bei eingelegter Zwischen-Übersetzung innerhalb kurzer Betriebszeiten zuschaltbar sind, ohne dadurch unerwünschte Reaktionsmomente im Antriebsstrang auszulösen.
Im dem dann vorliegenden überbestimmten Betriebszustand des Radsatzes ist die Drehzahl der Getriebeeingangswelle gleich null. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle verbleibt während des weiteren Schaltablaufes solange auf diesem Drehzahlniveau, bis der überbestimmte Betriebszustand des Radsatzes aufgelöst wird. Dadurch treten während des Übersetzungswechsels weder der vorbeschriebene Hochlauf noch der Einzug im Verlauf der Drehzahl der Getriebeeingangswelle sowie die daraus resultierenden Beeinträchtigungen des Fahrkomforts und der Spontaneität auf.
In ausgelegtem Zustand des formschlüssigen Schaltelements und in zugeschaltetem Zustand der Schaltelemente, die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt und zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung vorgesehen sind, kann ein weiteres reibschlüssiges Schaltelement in den Kraftfluss des Getriebes zugeschaltet werden. Dabei ist es bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Radsatz des Getriebes in seinem überbestimmten Betriebszustand vorliegt, wenn zumindest die Schaltelemente, die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt und zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung vorgesehen sind, und/oder zumindest das weitere reibschlüssige Schaltelement zusätzlich zu den Schaltelementen, die zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung vorgesehen sind, zugeschaltet sind oder ist.
Dadurch besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, den überbestimmten Betriebszustand des Radsatzes des Getriebes durch Abschalten von zumindest einem reibschlüssigen Schaltelement aufzuheben, das durch eine hohe Auflösung gekennzeichnet ist. Vorliegend ist der Begriff Auflösung eines reibschlüssigen Schaltelementes durch den Betrag des Gradienten eines Verlaufes der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes über der Schließkraft definiert. Gemäß dieser Definition weist ein reibschlüssiges Schaltelement eine umso höhere Auflösung auf, je kleiner der Betrag des Gradienten des Verlaufes der Übertragungsfähigkeit über der Schließkraft des reibschlüssigen Schaltelementes zwischen einem geöffneten und einem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes ist. Dieser Definition liegt die Annahme eines idealisierten linearen Verlaufes der Übertragungsfähigkeit über der Schließkraft zugrunde. In der Realität variiert der Betrag des Gradienten, was beispielsweise applikativ und/oder über entsprechende Adaptionsroutinen berücksichtigbar ist.
Das Schaltelement oder die Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung vorgesehen ist oder sind, und das Schaltelement oder die Schaltelemente, das oder die die nicht zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehen sind, kann oder können wiederum innerhalb kurzer Betriebszeiten aus dem Kraftfluss des Getriebes abgeschaltet werden, wenn das weitere Schaltelement zugeschaltet ist. Dies ist wiederum ohne den Fahrkomfort beeinträchtigende Reaktionen im Antriebsstrang zu verursachen möglich, da der Radsatz durch das zugeschaltete weitere reibschlüssige Schaltelement nach wie vor in seinem überbestimmten Betriebszustand vorliegt, wenn die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehenen Schaltelemente bereits zugeschaltet sind.
Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der überbestimmte Betriebszustand des Radsatzes durch Abschalten des weiteren Schaltelementes beendet, wenn das Schaltelement oder die Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung und nicht zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehen ist oder sind, bereits abgeschaltet ist oder sind.
Die Übertragungsfähigkeit des weiteren reibschlüssigen Schaltelementes oder die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes oder die Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Zwischenübersetzung und nicht zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehen ist oder sind, kann oder können während des Abschaltens zumindest zeitweise stetig reduziert werden. Dann ist der überbestimmte Betriebszustand des Radsatzes auflösbar, ohne dadurch die Schaltqualität und den Fahrkomfort zu beeinträchtigen.
Ein Betrag des Gradienten des Verlaufes der Übertragungsfähigkeit des weiteren Schaltelementes kann während des Abschaltvorganges des weiteren reibschlüssigen Schaltelementes und bei Erkennen einer Betätigung einer Betriebsbremse eines mit dem Getriebe ausgeführten Fahrzeuges kleiner vorgegeben werden als der Betrag, der bei gelöster Fahrzeugbremse vorgegeben wird.
Alternativ hierzu besteht die Möglichkeit, dass der Betrag der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes oder die Beträge der Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung und nicht zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehen ist oder sind, während des Abschaltvorganges dieses Schaltelementes oder dieser Schaltelemente und bei Erkennen einer Betätigung einer Betriebsbremse eines mit dem Getriebe ausgeführten Fahrzeuges kleiner ist oder sind, als der Betrag oder als die Beträge, der oder die bei gelöster Fahrzeugbremse vorgegeben wird oder werden.
Dadurch ist der angeforderte Übersetzungswechsel bei betätigter Fahrzeugbremse jeweils mit hoher Schaltqualität umsetzbar. Zusätzlich besteht dadurch auch die Möglichkeit, dass nach einem Lösen der Fahrzeugbremse der überbestimmte Betriebszustand des Radsatzes innerhalb kürzerer Betriebszeiten auflösbar ist als bei betätigter Betriebsbremse. Dies bietet wiederum die Möglichkeit, einem Fahrer ohne zeitlichen Verzug ein Fahrzeug mit einem von ihm erwarteten Fahrverhalten zur Verfügung stellen zu können.
Ein Betrag des Gradienten des Verlaufes der Übertragungsfähigkeit des weiteren reibschlüssigen Schaltelementes wird beim Zuschalten des weiteren reibschlüssigen Schaltelementes in den Kraftfluss des Getriebes und bei Vorliegen einer Drehzahl eines Getriebeausgangs, die größer ist als ein Schwellwert, kleiner vorgegeben als bei Vorliegen einer Drehzahl des Getriebeausgangs, die kleiner oder gleich dem Schwellwert ist.
Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, dass ein Betrag des Gradienten des Verlaufes der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes oder Beträge der Gradienten der Verläufe der Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung vorgesehen ist oder sind, während des Zuschaltens dieses Schaltelementes oder dieser Schaltelemente in den Kraftfluss des Getriebes und bei Vorliegen einer Drehzahl eines Getriebeausgangs, die größer als ein Schwellwert ist, kleiner vorgegeben wird oder werden als bei Vorliegen einer Drehzahl des Getriebeausgangs, die kleiner oder gleich dem Schwellwert ist.
Diese Vorgehensweisen bieten jeweils die Möglichkeit, den Schaltablauf zur Durchführung des angeforderten Übersetzungswechsels bereits vor Erreichen eines Fahrzeugstillstandes, d. h. bei noch in Vorwärtsfahrtrichtung rollendem Fahrzeug, einzuleiten. Dann kann das Fahrzeug durch Anheben der Übertragungsfähigkeiten der jeweiligen Schaltelemente in Richtung des Fahrzeugstillstandes abgebremst werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Das Steuergerät umfasst beispielsweise Mittel, die der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen. Bei diesen Mitteln kann es sich um hardwareseitige Mittel und um softwareseitige Mittel handeln. Die hardwareseitigen Mittel des Steuergeräts bzw. der Steuerungseinrichtung sind beispielsweise Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen eines Fahrzeuges Daten auszutauschen. Weitere hardwareseitige Mittel sind beispielsweise ein Speicher zur Datenspeicherung und ein Prozessor zur Datenverarbeitung. Softwareseitige Mittel können unter anderem Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sein.
Das Steuergerät ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zumindest einer Empfangsschnittstelle ausführbar, 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 im Getriebe ein Übersetzungswechsel durchzuführen ist. Das Signal kann beispielsweise durch eine Bedienperson erzeugt werden, indem diese ein Bedienelement betätigt, über welches eine solche Ermittlung angefordert werden kann. Des Weiteren kann das Signal auch von einer Fahrstrategie erzeugt werden, die im Bereich des Steuergerätes oder im Bereich eines weiteren Steuergerätes des Fahrzeugantriebsstranges aktiviert ist und durchgeführt wird.
Das Steuergerät kann zudem eine Datenverarbeitungseinheit aufweisen, um die empfangenen Eingangssignale bzw. die Informationen der empfangenen Eingangssignale auszuwerten und/oder zu verarbeiten.
Auch kann das Steuergerät mit einer Sendeschnittstelle ausgeführt sein, die ausgebildet ist, Steuersignale an Stellglieder auszugeben. Unter einem Stellglied sind Aktoren zu verstehen, die die Befehle des Steuergeräts umsetzen. Die Aktoren können beispielsweise als elektromagnetische Ventile ausgebildet sein. Dann bestimmt das Steuergerät anhand von erfassten Eingangssignalen eine entsprechende Anforderung und löst eine entsprechende Ermittlung aus.
Über das Steuergerät ist ein Getriebe mit einem Radsatz, mit mehreren reibschlüssigen Schaltelementen und mit wenigstens einem formschlüssigen Schaltelement zum Darstellen verschiedener Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und wenigstens einer Übersetzung für Rückwärtsfahrt betreibbar. Bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen der Übersetzung für Rückwärtsfahrt ausgehend von einem Betriebszustand des Getriebes, in dem im Getriebe eine der Übersetzungen für Vorwärtsfahrt eingelegt ist, zu deren Darstellung das wenigstens eine formschlüssige Schaltelement in den Kraftfluss des Getriebes zugeschaltet ist, wird das formschlüssige Schaltelement zur Darstellung der angeforderten Übersetzung für Rückwärtsfahrt vom Steuergerät aus dem Kraftfluss abgeschaltet.
Zum Abschalten des formschlüssigen Schaltelementes aus dem Kraftfluss des Getriebes wird vom Steuergerät im Getriebe wenigstens eines der reibschlüssigen Schaltelemente zugeschaltet und wenigstens ein aktuell zugeschaltetes Schaltelement abgeschaltet. Dadurch wird im Getriebe eine Zwischen-Übersetzung eingelegt. Bei eingelegter Zwischen-Übersetzung liegt das formschlüssige Schaltelement in einem wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand vor und ist aus dem Kraftfluss abschaltbar.
Dabei ist das Steuergerät derart ausgeführt, dass bei ausgelegtem formschlüssigen Schaltelement die Schaltelemente in den Kraftfluss des Getriebes zugeschaltet oder in zugeschaltetem Betriebszustand gehalten werden, die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehenen sind. Der Radsatz des Getriebes weist in zugeschaltetem Betriebszustand der Schaltelemente, die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehen sind, und in zugeschaltetem Zustand der Schaltelemente, die zur Darstellung der Zwischenübersetzung vorgesehen sind, einen überbestimmten Betriebszustand auf. Im überbestimmten Betriebszustand des Radsatzes wird das Schaltelement oder werden die Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung und nicht zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehen ist oder sind, vom Steuergerät aus dem Kraftfluss des Getriebes abgeschaltet.
Dadurch wird wiederum auf einfache Art und Weise gewährleistet, dass der angeforderte Übersetzungswechsel mit einer gewünscht hohen Spontaneität und gleichzeitig hoher Schaltqualität umsetzbar ist. Dies wird erreicht, weil das Schaltelement oder die Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt vorgesehen sind, bei eingelegter Zwischen-Übersetzung innerhalb kurzer Betriebszeiten zuschaltbar sind, ohne dadurch unerwünschte Reaktionsmomente im Antriebsstrang auszulösen.
Im dem dann vorliegenden überbestimmten Betriebszustand des Radsatzes ist die Drehzahl der Getriebeeingangswelle gleich null. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle verbleibt während des weiteren Schaltablaufes solange auf diesem Drehzahlniveau, bis der überbestimmte Betriebszustand des Radsatzes aufgelöst wird. Dadurch treten während des Übersetzungswechsels weder der vorbeschriebene Hochlauf noch der Einzug im Verlauf der Drehzahl der Getriebeeingangswelle sowie die daraus resultierenden Beeinträchtigungen des Fahrkomforts und der Spontaneität auf.
Die zuvor genannten Signale sind nur als 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 bzw. das Steuergerät kann beispielsweise als zentrales elektronisches Steuergerät eines Fahrzeugantriebsstranges oder als elektronisches Getriebesteuergerät ausgebildet sein.
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.
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 der Zeichnung hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges mit einer Antriebsmaschine, mit einem Getriebe und mit einem Abtrieb;
2 eine tabellarische Schaltlogik des in 1 gezeigten Getriebes;
3 mehrere Verläufe verschiedener Betriebsparameter des Fahrzeugantriebsstranges gemäß 1 über der Zeit t, die sich während eines Übersetzungswechsels einstellen, der gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird; und
4 mehrere Verläufe verschiedener Betriebsparameter des Fahrzeugantriebsstranges gemäß 1 über der Zeit t, die sich während eines Übersetzungswechsels einstellen, der gemäß einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird.

1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges 1 mit einer Antriebsmaschine 2, mit einem Getriebe 3 und mit einem Abtrieb 4. Eine Motorausgangswelle 5 der als Brennkraftmaschine ausgeführten Antriebsmaschine 2 steht über ein Anfahrelement 6 mit einer Getriebeeingangswelle 7 in Wirkverbindung. Das Anfahrelement 6 umfasst einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 8 und eine diesem zugeordnete Wandlerüberbrückungskupplung 9. Zusätzlich ist getriebeeingangsseitig ein Drehschwingungsdämpfer 10 vorgesehen. Das Getriebe 3 ist ein Mehrstufengetriebe, welches grundsätzlich auch aus der DE 10 2008 000 429 A1 bekannt ist. Das Getriebe 3 umfasst neben der Getriebeeingangswelle 7 eine Getriebeausgangswelle 11, welche mit dem Abtrieb 4 verbunden ist.
Darüber hinaus weist die Getriebevorrichtung 1 vier Planetenradsätze P1 bis P4 auf. Der erste Planetenradsatz P1 und der zweite Planetenradsatz P2, die vorzugsweise als Minus-Planetensätze ausgebildet sind, bilden einen schaltbaren Vorschaltradsatz. Der dritte Planetenradsatz P3 und der vierte Planetenradsatz P4 stellen den Hauptradsatz dar. Zusätzlich umfasst die Getriebevorrichtung 1 sechs Schaltelemente A bis F, wovon die Schaltelemente C, D und F als Bremsen und die Schaltelemente A, B und E als Schaltkupplungen ausgeführt sind.
Mit den Schaltelementen A bis F ist ein selektives Schalten von neun Übersetzungen für Vorwärtsfahrt bzw. Vorwärtsgängen „1“ bis „9“ und einer Übersetzung für Rückwärtsfahrt bzw. einem Rückwärtsgang „R“ realisierbar. Zur Darstellung einer Übersetzung im Getriebe 3 bzw. zum Herstellen eines Kraftflusses sind im Getriebe 3 jeweils gleichzeitig drei der Schaltelemente A bis F in einen geschlossenen Betriebszustand zu führen bzw. zu halten. Lediglich die vierte Übersetzung „4“ für Vorwärtsfahrt stellt hiervon eine Ausnahme dar. Zu deren Darstellung ist es ausreichend, wenn die Schaltelemente E und F gleichzeitig in den Kraftfluss zugeschaltet sind. Das Schaltelement A wird zur Verbesserung einer Spontaneität bei der Umsetzung einer angeforderten Hochschaltung ausgehend von der vierten Übersetzung „4“ in die fünfte Übersetzung „5“ oder einer Rückschaltung von der vierten Übersetzung „4“ in die dritte Übersetzung „3“ in zugeschaltetem Betriebszustand belassen bzw. gehalten. Bei im Getriebe 3 eingelegter vierter Übersetzung „4“ ist das Schaltelement A im Wesentlichen lastfrei.
Die Schaltelemente A und F sind vorliegend als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet, um im Betrieb des Getriebes 3 im Vergleich zu Getrieben, die nur mit reibschlüssigen Schaltelementen ausgebildet sind, durch geöffnete reibschlüssige Schaltelemente verursachte Schleppmomente zu reduzieren. Da formschlüssige Schaltelemente im Allgemeinen nur innerhalb eines sehr schmalen Differenzdrehzahlbandes um die Synchrondrehzahl aus einem geöffneten Betriebszustand in einen geschlossenen Betriebszustand überführbar sind, wird die Synchronisierung eines zu schließenden formschlüssigen Schaltelementes ohne zusätzliche konstruktive Ausführungen beispielsweise mittels aus der DE 10 2009 000 253 A1 bekannten Vorgehensweisen realisiert. Dabei sind über die bekannten Vorgehensweisen formschlüssige Schaltelemente sowohl während Zug- als auch während Schubschaltungen in gewünschtem Umfang betätigbar. Die formschlüssigen Schaltelemente A und F können als Klauenschaltelemente ausgeführt sein, die mit oder ohne zusätzliche Synchronisierung ausgebildet sind.
Um angeforderte Übersetzungswechsel im Getriebe 3 ausgehend von der ersten Übersetzung „1“, der zweiten Übersetzung „2“ oder der dritten Übersetzung „3“ für Vorwärtsfahrt in Richtung der Übersetzung „R“ für Rückwärtsfahrt innerhalb kurzer Schaltzeiten bei gleichzeitig hohem Schalt- bzw. Fahrkomfort umsetzen zu können, werden nachfolgend anhand der Darstellungen gemäß 3 und 4 näher beschriebene Vorgehensweisen vorgeschlagen.
3 zeigt mehrere Verläufe verschiedener Betriebsparameter des Fahrzeugantriebsstranges 1 gemäß 1 während eines Übersetzungswechsels im Getriebe 3 über der Betriebszeit t. Dabei ist zu einem Zeitpunkt T1 im Getriebe 3 die erste Übersetzung „1“ für Vorwärtsfahrt eingelegt. Zu einem Zeitpunkt T2 ergeht eine Anforderung für einen Übersetzungswechsel, gemäß dem im Getriebe 3 die Übersetzung für Rückwärtsfahrt „R“ eingelegt werden soll.
Hierfür sind das formschlüssige Schaltelement A zu öffnen und das reibschlüssige Schaltelement B zu schließen. Da das formschlüssige Schaltelement A bekannterweise nur in seinem wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand in reproduzierbarer Art und Weise und bei vergleichsweise geringen Schaltkräften in seinen geöffneten Betriebszustand überführbar ist, wird zunächst zu einem Zeitpunkt T3 mit dem Zuschalten des reibschlüssigen Schaltelementes E begonnen, um im Getriebe 3 die vierte Übersetzung „4“ einzulegen. Ab dem Zeitpunkt T3 wird deshalb der Schaltdruck p_E des Schaltelementes E vom Öffnungsdruckniveau p_auf auf ein Schnellfülldruckniveau p_sf angehoben und bis zu einem Zeitpunkt T4 auf diesem Druckniveau belassen.
Zusätzlich wird der Schaltdruck p_D des Schaltelementes D zu einem Zeitpunkt T5, der zwischen den Zeitpunkten T3 und T4 liegt, von einem Schließdruckniveau p_Dzu sprungartig auf ein erstes Zwischendruckniveau p_Dzw1 abgesenkt, von dem ausgehend der Schaltdruck p_D rampenförmig bis auf ein zweites Zwischendruckniveau p_Dzw2 geführt wird. Das zweite Zwischendruckniveau p_Dzw2 liegt unter dem ersten Zwischendruckniveau p_Dzw1 und wird zu einem weiteren Zeitpunkt T6 erreicht. Dadurch wird die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes D sukzessive reduziert. Zum Zeitpunkt T6 wird der Schaltdruck p_D vom zweiten Zwischendruckniveau p_Dzw2 sprungartig auf das Öffnungsdruckniveau p_auf abgesenkt, um das Schaltelement D vollständig zu öffnen.
Zum Zeitpunkt T4 wird der Schaltdruck p_E des Schaltelementes E vom Schnellfülldruckniveau p_sf auf ein Füllausgleichsdruckniveau p_fa abgesenkt und bis zu einem Zeitpunkt T7 auf diesem Druckniveau belassen. Zusätzlich wird der Schaltdruck p_A zum Zeitpunkt T4 von seinem Schließdruckniveau p_Azu sprungartig auf das Öffnungsdruckniveau p_auf abgesenkt. Zum Zeitpunkt T7 liegt das Schaltelement E in einem Betriebszustand vor, in dem im Wesentlichen noch kein Drehmoment über das Schaltelement E übertragbar ist. Jedoch bewirkt ein Anstieg des Schaltdruckes p_E ausgehend vom Füllausgleichdruckniveau p_fa ab dem Zeitpunkt T7 einen sofortigen Anstieg des über das Schaltelement E führbaren Drehmomentes.
Ab dem Zeitpunkt T7, der vor dem Zeitpunkt T6 liegt, wird der Schaltdruck p_E des Schaltelementes E bis zu einem ebenfalls vor dem Zeitpunkt T6 liegenden Zeitpunkt T8 rampenförmig auf ein erstes Zwischendruckniveau p_Ezw1 angehoben. Daran anschließend wird der Schaltdruck p_E des Schaltelementes E bis zum einem Zeitpunkt T9, der auf den Zeitpunkt T6 folgt, auf dem ersten Zwischendruckniveau p_Ezw1 gehalten. Zum Zeitpunkt T9 liegt das Schaltelement A in seinem angestrebten lastfreien Betriebszustand vor und geht in seinen geöffneten Betriebszustand über.
Da das formschlüssige Schaltelement A ab dem Zeitpunkt T9 in seinem geöffneten Betriebszustand vorliegt, wird der Schaltdruck p_E des Schaltelementes E zwischen dem Zeitpunkt T9 und einem weiteren Zeitpunkt T10 vom ersten Zwischendruckniveau p_Ezw1 rampenförmig auf ein niedrigeres zweites Zwischendruckniveau p_Ezw2 geführt.
Zum Zeitpunkt T9 oder kurz darauf folgend wird noch vor dem Zeitpunkt T10 der Schaltdruck p_D des Schaltelementes D vom Öffnungsdruckniveau p_auf auf das Schnellfülldruckniveau p_sf geführt und bis zu einem Zeitpunkt T11 auf diesem Druckniveau gehalten. Zum Zeitpunkt T11 wird der Schaltdruck p_D des Schaltelementes D vom Schnellfülldruckniveau p_sf auf das Füllausgleichsdruckniveau p_fa abgesenkt und bis zu einem Zeitpunkt T12 auf diesem Druckniveau belassen. Zum Zeitpunkt T12 weist das Schaltelement D den gleichen Betriebszustand wie das Schaltelement E zum Zeitpunkt T7 auf, weshalb das rampenförmige Anheben des Schaltdruckes p_D ab dem Zeitpunkt T12 einen sofortigen Anstieg des über das Schaltelement D führbaren Drehmomentes bewirkt.
Zusätzlich wird der Schaltdruck p_C des Schaltelementes C zum Zeitpunkt T11 vom Öffnungsdruckniveau p_auf sprungartig auf das Schnellfülldruckniveau p_sf angehoben und bis zum Zeitpunkt T13 auf diesem Druckniveau gehalten. Des Weiteren wird der Schaltdruck p_C des Schaltelementes C zum Zeitpunkt T13 sprungartig auf das Füllausgleichdruckniveau p_fa abgesenkt und anschließend rampenförmig bis zum Zeitpunkt T14 auf ein erstes Zwischendruckniveau p_Czw1 angehoben, zu dem das Schaltelement C eine definierte Übertagungsfähigkeit und seinen geschlossenen Betriebszustand aufweist.
Des Weiteren wird der Schaltdruck p_B des Schaltelementes B zum Zeitpunkt T13 vom Öffnungsdruckniveau p_auf auf das Schnellfülldruckniveau p_sf angehoben und bis zum Zeitpunkt T15 auf dem Schnellfülldruckniveau p_sf gehalten. Zum Zeitpunkt T15 wird der Schaltdruck p_B des Schaltelementes B auf das Füllausgleichsdruckniveau p_fa geführt und dort bis zu einem Zeitpunkt T16 gehalten. Ab dem Zeitpunkt T16, in dem das Schaltelement B im Wesentlichen den gleichen Betriebszustand wie das Schaltelement E im Zeitpunkt T7 aufweist, wird der Schaltdruck p_C des Schaltelementes C rampenförmig in Richtung seines Schließdruckniveaus angehoben und zugeschaltet bzw. geschlossen.
Sobald auch das Schaltelement B eine ausreichende Übertragungsfähigkeit aufweist, liegt ein die Planetenradsätze P1 bis P4 umfassender Radsatz 12 des Getriebes 3 in seinem überbestimmten Betriebszustand vor und ist gegen ein Gehäuse 13 des Getriebes 3 abgestützt. Im überbestimmten Betriebszustand des Radsatzes 12 sind sowohl die Getriebeeingangswelle 7 als auch die Getriebeausgangswelle 11 drehfest gehalten.
Um den angeforderten Übersetzungswechsel umzusetzen und den überbestimmten Betriebszustand des Radsatzes 12 wieder auflösen zu können, wird zunächst der Schaltdruck p_E des Schaltelementes E ab dem Zeitpunkt T10 ausgehend vom zweiten Zwischendruckniveau p_Ezw2 weiter rampenförmig in Richtung eines dritten Zwischendruckniveaus p_Ezw3 abgesenkt, das der Schaltdruck p_E zum Zeitpunkt T16 aufweist. Dabei ist der Betrag des Gradienten des Verlaufes des Schaltdruckes p_E zwischen den Zeitpunkten T9 und T10 größer als der Betrag des Gradienten des Verlaufes des Schaltdruckes p_E zwischen den Zeitpunkten T10 und T16.
Zum Zeitpunkt T16 wird der Schaltdruck p_E des Schaltelementes E vom dritten Zwischendruckniveau p_Ezw3 auf das Öffnungsdruckniveau p_auf abgesenkt, um das Schaltelement E vollständig zu öffnen. Die Schaltelemente B, D und C liegen nach dem Zeitpunkt T16 jeweils in einem Betriebszustand vor, in dem sie den Radsatz 12 in gewünschter Art und Weise verblocken.
Ab dem Zeitpunkt T14, d. h. vor dem Abschalten bzw. Öffnen des Schaltelementes E wird der Schaltdruck p_C des Schaltelementes C rampenförmig bis zu einem Zeitpunkt T17 mit kleinem Gradienten zunehmend bis auf ein zweites Zwischendruckniveau p_Czw2 reduziert, zu dem im Wesentlichen kein Drehmoment mehr über das Schaltelement C führbar ist. Zusätzlich wird der Schaltdruck p_C des Schaltelementes C zum Zeitpunkt T17 sprungartig auf das Öffnungsdruckniveau p_auf abgesenkt und das Schaltelement C vollständig geöffnet.
Durch das Absenken des Schaltdruckes p_C wird der Kraftfluss im Getriebe 3 aufgebaut und es kann ein mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführtes Fahrzeug bei gelöster Betriebsbremse angefahren werden. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes C bei betätigter Betriebsbremse langsamer, d. h. über einen längeren Zeitraum hinweg reduziert wird. Wird ein Lösen der Betriebsbremse erkannt, kann der Betrag des Gradienten des Verlaufes des Schaltdruckes p_C, gemäß dem die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes C über der Betriebszeit t reduziert wird, gegenüber dem betätigten Betriebszustand der Betriebsbremse erhöht und das Schaltelement C schneller geöffnet werden.
Der anhand der in 3 dargestellten Verläufe der Betriebsparameter beschriebene Schaltablauf ist für Übersetzungswechsel ausgehend von den im Getriebe 3 jeweils einlegbaren Übersetzungen „1“, „2“ oder „3“ für Vorwärtsfahrt in Richtung der Übersetzung „R“ für Rückwärtsfahrt im Fahrzeugstillstand geeignet. Sollte die Drehzahl des Fahrzeuges zu Beginn des Übersetzungswechsels größer null sein und das Fahrzeug noch in Vorwärtsfahrtrichtung rollen, kann das Fahrzeug durch entsprechendes Anheben der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes C abgebremst werden. Dann wird der Schaltdruck C des Schaltelementes C im Vergleich zu dem in 3 dargestellten Verlauf des Schaltdruckes p_C ab dem Zeitpunkt T13 mit einem kleineren Betrag des Gradienten bzw. mit einer flacheren Druckrampe angehoben.
Mittels der vorbeschriebenen Vorgehensweise ist ein Übersetzungswechsel ausgehend von den jeweils im Getriebe 3 eingelegten Übersetzungen „1“, „2“ oder „3“ für Vorwärtsfahrt in Richtung der Übersetzung „R“ für Rückwärtsfahrt im Vergleich zu den bekannten Vorgehensweisen innerhalb kürzerer Schaltzeitzeiten und mit höherer Schaltqualität umsetzbar. Dies wird unter anderen dadurch erreicht, dass die Schaltelemente B und D, die jeweils zur Darstellung der Übersetzung „R“ für Rückwärtsfahrt nach dem Einlegen der vierten Übersetzung „4“ für Vorwärtsfahrt geschlossen werden, bei eingelegter vierter Übersetzung „4“ innerhalb kurzer Betriebszeiten zugeschaltet werden können, ohne die Schaltqualität beeinträchtigende Reaktionsmomente im Fahrzeugantriebsstrang 1 zu erzeugen.
Des Weiteren ist die Drehzahl n7 der Getriebeeingangswelle 7, die vorliegend mit einer Turbine 14 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 8 verbunden ist, im überbestimmten Betriebszustand des Radsatzes 12 gleich null. Dadurch unterbleiben auch die Schaltqualität beeinträchtigende Reaktionen, die bei bekannten Schaltabläufen aufgrund eines Hochlaufens der Drehzahl n7 der Getriebeeingangswelle 7 und des Einzuges des Verlaufs der Drehzahl n7 der Getriebeeingangswelle auftreten.
Des Weiteren bewirkt auch ein sogenanntes Umlegen des gesamten Spiels im Fahrzeugantriebsstrang 1 durch das vergleichsweise langsame Schließen des Schaltelementes C wesentlich geringere Reaktionen als dies bei den herkömmlichen Schaltabläufen der Fall ist. Während herkömmlicher Schaltabläufe tritt besonders beim Schließen des Schaltelementes B jeweils der unerwünschte Einzug im Verlauf der Drehzahl n7 der Getriebeeingangswelle 7 auf, der ein abruptes bzw. schlagartiges Umlegen des Spiels im Fahrzeugantriebsstrang 1 auslöst und die Schaltqualität herabsetzende Reaktionen verursacht.
Dabei wird vorliegend unter dem Begriff Umlegen des Spiels im Fahrzeugantriebsstrang unter anderem ein Wechsel zwischen den jeweils aneinander anliegenden Zahnflanken von zwei miteinander kämmenden Zahnräderns des Radsatzes 12 verstanden, wenn sich das Vorzeichen des jeweils anliegenden Drehmomentes ändert. Des Weiteren steht das Spiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 auch in Abhängigkeit von Verdrillungen im Bereich von Drehmoment führenden Bauteilen des Fahrzeugantriebsstranges 1, wie Wellen und dergleichen, die wiederum jeweils von den Bauteilsteifigkeiten abhängig sind.
Die in 4 gezeigten Verläufe der Betriebsparameter des Fahrzeugantriebsstranges 1 stellen sich ein, wenn ein angeforderter Übersetzungswechsel ausgehend von der ersten Übersetzung „1“ in Richtung der Übersetzung „R“ für Rückwärtsfahrt ohne die vorbeschriebene Betätigung des Schaltelementes C nach dem Einlegen der Zwischenübersetzung „4“ durchgeführt wird.
In diesem Fall wird wiederum im Getriebe 3 ausgehend von der im Getriebe 3 zunächst eingelegten Übersetzung „1“ die Zwischenübersetzung „4“ eingelegt, um das formschlüssige Schaltelement A reproduzierbar öffnen zu können. Bei geöffnetem formschlüssigen Schaltelement A wird ab dem Zeitpunkt T9 das Schaltelemente D in zu 3 beschriebener Art und Weise zugeschaltet. Das Schaltelement B wird ebenfalls in vorbeschriebenen Umfang zugeschaltet, wobei das Zuschalten des Schaltelementes B bei dem Schaltablauf gemäß 4 bereits zum Zeitpunkt T11 beginnt, um den Radsatz 12 in seinen überbestimmten Betriebszustand überführen zu können.
Ausgehend vom letztgenannten Betriebszustand des Getriebes 3 wird anstelle des Schaltelementes C nun die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes E in entsprechendem Umfang reduziert, um den überbestimmten Betriebszustand des Radsatzes 12 auflösen zu können sowie den Kraftschlussaufbau im Getriebe 3 zu realisieren.
Der zu 4 beschriebene Schaltablauf ist im Vergleich zu dem zu 3 beschriebenen Schaltablauf innerhalb kürzerer Betriebszeiten umsetzbar. Dies folgt daraus, dass bei dem Schaltablauf gemäß 4 das Schaltelement E zum Zeitpunkt T9 bereits in geschlossenem Betriebszustand vorliegt und das Schaltelement B bereits ab dem Zeitpunkt T11 zugeschaltet werden kann. Des Weiteren ist das Schaltelement E bereits zu einem Zeitpunkt T18, der vor dem Zeitpunkt T17 liegt, in seinen geöffneten Betriebszustand überführbar.
Der Schaltablauf gemäß 3 bietet jedoch die Möglichkeit, mittels des Schaltelementes C, das eine bessere Auflösung als das Schaltelement E aufweist, den überbestimmten Betriebszustand des Radsatzes 12 aufzulösen sowie den Kraftschlussaufbau im Getriebes 3 zu realisieren. Dadurch ist das Umlegen des Antriebsstrangspiels komfortabler als während des Schaltablaufes gemäß 4 realisierbar.
Die zu 3 und 4 vorbeschriebenen Vorgehensweisen sind wie bereits erwähnt in analoger Art und Weise auch zur Durchführung von angeforderten Übersetzungswechseln ausgehend von der zweiten Übersetzung „2“ oder von der dritten Übersetzung „3“ für Vorwärtsfahrt in Richtung der Übersetzung „R“ für Rückwärtsfahrt geeignet.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugantriebsstrang
2: Antriebsmaschine
3: Getriebe
4: Abtrieb
5: Motorausgangswelle
6: Anfahrelement
7: Getriebeeingangswelle
8: Drehmomentwandler
9: Wandlerüberbrückungskupplung
10: Drehschwingungsdämpfer
11: Getriebeausgangswelle
12: Radsatz
13: Gehäuse
14: Turbine
„1“ bis „9“: Übersetzung für Vorwärtsfahrt
A bis F: Schaltelement
p_A: Schaltdruck
p_auf: Öffnungsdruckniveau
p_Azu: Schließdruckniveau
p_B: Schaltdruck
p_C: Schaltdruck
p_Czw1: erstes Zwischendruckniveau
p_Czw2: zweites Zwischendruckniveau
p_D: Schaltdruck
p_Dzu: Schließdruck
p_E: Schaltdruck
p_Ezw1: erstes Zwischendruckniveau
p_Ezw2: zweites Zwischendruckniveau
p_Ezw3: drittes Zwischendruckniveau
p_fa: Füllausgleichdruckniveau
p_sf: Schnellfülldruckniveau
P1 bis P4: Planetenradsatz
„R“: Übersetzung für Rückwärtsfahrt
T1 bis T18: diskreter Zeitpunkt
t: Zeit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009000253 A1 [0002, 0045]
DE 102008000429 A1 [0042]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Getriebes (3) - mit einem Radsatz (12), - mit mehreren reibschlüssigen Schaltelementen (B, C, D, E) und - wenigstens einem formschlüssigen Schaltelement (A, F) zum Darstellen verschiedener Übersetzungen („1“ bis „9“) für Vorwärtsfahrt und wenigstens einer Übersetzung („R“) für Rückwärtsfahrt - bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen der Übersetzung für Rückwärtsfahrt („R“) ausgehend von einem Betriebszustand des Getriebes (3), - in dem im Getriebe (3) eine der Übersetzungen („1“ bis „3“) für Vorwärtsfahrt eingelegt ist, - zu deren Darstellung das wenigstens eine formschlüssige Schaltelement (A, F) in den Kraftfluss des Getriebes (3) zugeschaltet ist, - wobei das formschlüssige Schaltelement (A) zur Darstellung der angeforderten Übersetzung („R“) für Rückwärtsfahrt aus dem Kraftfluss abgeschaltet wird, - wobei zum Abschalten des formschlüssigen Schaltelementes (A) aus dem Kraftfluss des Getriebes (3) im Getriebe (3) durch Zuschalten von wenigstens einem der reibschlüssigen Schaltelemente (E) und durch Abschalten von wenigstens einem aktuell zugeschalteten Schaltelement (D; C; B) im Getriebe (3) eine Zwischen-Übersetzung („4“) eingelegt wird, während deren Darstellung sich das formschlüssige Schaltelement (A) in einem wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand befindet und aus dem Kraftfluss abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei ausgelegtem formschlüssigen Schaltelement (A) die Schaltelemente (B, D, F) in den Kraftfluss des Getriebes (3) zugeschaltet oder in zugeschaltetem Betriebszustand gehalten werden, die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt („R“) vorgesehen sind, wobei der Radsatz (12) des Getriebes (3) in zugeschaltetem Betriebszustand der Schaltelemente (B, D, F), die zur Darstellung der Übersetzung („R“) für Rückwärtsfahrt vorgesehen sind, und in zugeschaltetem Zustand von Schaltelementen (E, F), die zur Darstellung einer Zwischen-Übersetzung („4“) vorgesehen sind, einen überbestimmten Betriebszustand aufweist, und wobei im überbestimmten Betriebszustand des Radsatzes (12) jeweils das Schaltelement (E) oder die Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung („4“) und nicht zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt („R“) vorgesehen ist oder sind, aus dem Kraftfluss des Getriebes (3) abgeschaltet wird oder werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in ausgelegtem Zustand des formschlüssigen Schaltelements (A) und in zugeschaltetem Zustand der Schaltelemente (B, D, E und F), die zur Darstellung der Übersetzung („R“) für Rückwärtsfahrt und zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung („4“) vorgesehenen sind, ein weiteres reibschlüssiges Schaltelement (C) in den Kraftfluss des Getriebes (3) zugeschaltet wird, wobei der Radsatz (12) des Getriebes (3) in seinem überbestimmten Betriebszustand vorliegt, wenn zumindest die Schaltelemente (B, D, F, E), die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt („R“) und der Zwischen-Übersetzung („4“) vorgesehen sind, und/oder zumindest das weitere reibschlüssige Schaltelement (C) und die Schaltelemente (B, D, F), die zur Darstellung der Übersetzung („R“) für Rückwärtsfahrt vorgesehen sind, zugeschaltet sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (E) oder die Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung („4“) und nicht zur Darstellung der Übersetzung („R“) für Rückwärtsfahrt vorgesehen ist oder sind, geöffnet wird oder werden und daran anschließend das weitere Schaltelement (C) aus dem Kraftfluss des Getriebes (3) abgeschaltet wird, um den überbestimmten Betriebszustand des Radsatzes (12) zu beenden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeit des weiteren reibschlüssigen Schaltelementes (C) oder des Schaltelementes (E) oder die Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung („4“) und nicht zur Darstellung der Übersetzung („R“) für Rückwärtsfahrt vorgesehen ist oder sind, während des Abschaltens zumindest zeitweise stetig reduziert wird oder werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrag des Gradienten des Verlaufes der Übertragungsfähigkeit des weiteren Schaltelementes (C) während seines Abschaltvorganges und bei Erkennen einer Betätigung einer Betriebsbremse eines mit dem Getriebe (3) ausgeführten Fahrzeuges kleiner ist als ein Betrag, der bei gelöster Fahrzeugbremse vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrag des Gradienten des Verlaufes der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes (E) oder Beträge der Gradienten der Verläufe der Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Zwischenübersetzung („4“) und nicht zur Darstellung der Übersetzung („R“) für Rückwärtsfahrt vorgesehen ist oder sind, während des Abschaltvorganges dieses Schaltelementes (E) oder dieser Schaltelemente und bei Erkennen einer Betätigung einer Betriebsbremse eines mit dem Getriebe (3) ausgeführten Fahrzeuges kleiner ist oder sind als der Betrag oder die Beträge, der oder die bei gelöster Fahrzeugbremse vorgegeben wird oder werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrag des Gradienten des Verlaufes der Übertragungsfähigkeit des weiteren reibschlüssigen Schaltelementes (C) während des Zuschaltens des weiteren reibschlüssigen Schaltelementes (C) in den Kraftfluss des Getriebes (3) und bei Vorliegen einer Drehzahl eines Getriebeausgangs, die größer als ein Schwellwert ist, kleiner ist als ein Betrag des Gradienten des Verlaufes, wenn die Drehzahl des Getriebeausgangs kleiner oder gleich dem Schwellwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrag des Gradienten des Verlaufes der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes (E) oder Beträge der Gradienten der Verläufe der Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Übersetzung („R“) für Rückwärtsfahrt vorgesehen sind, während des Zuschaltens des Schaltelementes (E) oder der Schaltelemente in den Kraftfluss des Getriebes (3) und bei Vorliegen einer Drehzahl eines Getriebeausgangs, die größer als ein Schwellwert ist, kleiner ist als ein Betrag des Gradienten des Verlaufes oder kleiner sind als Beträge der Gradienten der Verläufe, wenn die Drehzahl des Getriebeausgangs kleiner oder gleich dem Schwellwert ist.
Steuergerät zum Betreiben eines Getriebes (3) - mit einem Radsatz (12), - mit mehreren reibschlüssigen Schaltelementen (B, C, D, E) und - mit wenigstens einem formschlüssigen Schaltelement (A, F) zum Darstellen verschiedener Übersetzungen („1“ bis „9“) für Vorwärtsfahrt und wenigstens einer Übersetzung („R“) für Rückwärtsfahrt - bei Vorliegen einer Anforderung zum Einlegen der Übersetzung für Rückwärtsfahrt („R“) ausgehend von einem Betriebszustand des Getriebes (3), - in dem im Getriebe (3) eine der Übersetzungen („1“ bis „3“) für Vorwärtsfahrt eingelegt ist, - zu deren Darstellung das wenigstens eine formschlüssige Schaltelement (A, F) in den Kraftfluss des Getriebes (3) zugeschaltet ist, - wobei das formschlüssige Schaltelement (A) zur Darstellung der angeforderten Übersetzung („R“) für Rückwärtsfahrt aus dem Kraftfluss abgeschaltet wird, - wobei zum Abschalten des formschlüssigen Schaltelementes (A) aus dem Kraftfluss des Getriebes (3) im Getriebe (3) durch Zuschalten von wenigstens einem der reibschlüssigen Schaltelemente (E) und durch Abschalten von wenigstens einem aktuell zugeschalteten Schaltelement (D; C; B) im Getriebe (3) eine Zwischen-Übersetzung („4“) eingelegt wird, während deren Darstellung sich das formschlüssige Schaltelement (A) in einem wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand befindet und aus dem Kraftfluss abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät derart ausgeführt ist, dass bei ausgelegtem formschlüssigen Schaltelement (A) die Schaltelemente (B, D, F) in den Kraftfluss des Getriebes (3) zugeschaltet oder in zugeschaltetem Betriebszustand gehalten werden, die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt („R“) vorgesehen sind, wobei der Radsatz (12) des Getriebes (3) in zugeschaltetem Betriebszustand der Schaltelemente (B, D, F), die zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt („R“) vorgesehen sind, und in zugeschaltetem Zustand der Schaltelemente (E, F), die zur Darstellung der Zwischenübersetzung („4“) vorgesehen sind, einen überbestimmten Betriebszustand aufweist, und wobei im überbestimmten Betriebszustand des Radsatzes (12) jeweils das Schaltelement (E) oder die Schaltelemente, das oder die zur Darstellung der Zwischen-Übersetzung („4“) und nicht zur Darstellung der Übersetzung für Rückwärtsfahrt („R“) vorgesehen ist oder sind, aus dem Kraftfluss des Getriebes (3) abgeschaltet wird oder werden.
Steuergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 steuerungsseitig ausführt.
Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer oder auf einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einem Steuergerät gemäß Anspruch 9, ausgeführt wird.