DE102021209425B3

DE102021209425B3 - Procedure for performing a switching operation

Info

Publication number: DE102021209425B3
Application number: DE102021209425.2A
Authority: DE
Inventors: Florian Mühlfeld; Norman Schmidt-Winkel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-08-27
Filing date: 2021-08-27
Publication date: 2022-12-08
Anticipated expiration: 2041-08-28

Abstract

Verfahren zur Durchführung eines Schaltvorgangs einer wenigstens zwei durch Klauenschalteinrichtungen (5, 6) realisierbare Gangstufen aufweisenden Getriebeeinrichtung eines Kraftfahrzeugs (1) aus einer Ist-Gangstufe in eine Ziel-Gangstufe, umfassend die Schritte:- Einstellen einer Drehmomentneutralität zwischen einem Eingang und Ausgang einer der Ist-Gangstufe zugeordneten auszulegenden Klauenschalteinrichtung (5, 6);- Auslegen der auszulegenden Klauenschalteinrichtung (5, 6);- Einstellen einer Zieldrehzahl an einem Eingang einer der Ziel-Gangstufe zugeordneten einzulegenden Klauenschalteinrichtung (5, 6);- Dämpfen einer Drehmomentübertragung von einer Antriebseinrichtung (8) an einen Eingang der einzulegenden Klauenschalteinrichtung (5, 6) mittels einer Anfahreinrichtung (7);- Einlegen der einzulegenden Klauenschalteinrichtung (5, 6).Method for carrying out a shifting process of a transmission device of a motor vehicle (1) having at least two gears that can be realized by dog shifting devices (5, 6) from an actual gear to a target gear, comprising the steps of:- setting a torque neutrality between an input and output of one of the actual gear assigned to the dog shifting device (5, 6); Drive device (8) to an input of the claw shifting device (5, 6) to be engaged by means of a starting device (7);- Insertion of the claw shifting device (5, 6) to be engaged.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines Schaltvorgangs einer wenigstens zwei durch Klauenschalteinrichtungen realisierbare Gangstufen aufweisenden Getriebeeinrichtung eines Kraftfahrzeugs aus einer Ist-Gangstufe in eine Ziel-Gangstufe.The invention relates to a method for carrying out a shifting process of a transmission device of a motor vehicle, which has at least two gears that can be realized by dog shifting devices, from an actual gear to a target gear.

Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen für Getriebeeinrichtungen von Kraftfahrzeugen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, um eine Ist-Gangstufe in eine Ziel-Gangstufe zu schalten. Getriebeeinrichtungen von Kraftfahrzeugen weisen hierzu üblicherweise mehrere realisierbare Gangstufen auf, die je nach Betriebssituation des Kraftfahrzeugs, insbesondere in Abhängigkeit von dem aktuell genutzten Geschwindigkeitsband, realisiert werden können, um einen effizienten Betrieb des Kraftfahrzeugs zu gewährleisten.Methods for carrying out shifting operations for transmission devices of motor vehicles are basically known from the prior art in order to shift an actual gear into a target gear. For this purpose, transmission devices of motor vehicles usually have a number of gears that can be implemented, which can be implemented depending on the operating situation of the motor vehicle, in particular depending on the speed range currently being used, in order to ensure efficient operation of the motor vehicle.

Bei der Durchführung von Schaltvorgängen sind verschiedene Bedingungen zu berücksichtigten, um sicherzustellen, dass der Schaltvorgang möglichst ohne akustische Auffälligkeiten und für die Benutzer unkomfortable Beschleunigungen durchgeführt wird. Wird der Schaltvorgang beispielsweise nicht korrekt durchgeführt, können Verspannungen im Antriebsstrang auftreten, die Schaltzeit unnötig erhöht werden oder, beispielsweise aufgrund von Entlastungsschlägen, akustische Auffälligkeiten auftreten, die störend von Benutzern des Kraftfahrzeugs wahrgenommen werden können.Various conditions must be taken into account when carrying out shifting processes in order to ensure that the shifting process is carried out with as little acoustic abnormalities as possible and acceleration that is uncomfortable for the user. If the shifting process is not carried out correctly, for example, tension in the drive train can occur, the shifting time can be increased unnecessarily or acoustic abnormalities can occur, for example due to relief impacts, which can be perceived as disturbing by users of the motor vehicle.

Insbesondere bei der Verwendung von Klauenschalteinrichtungen, also formschlüssigen Schalteinrichtungen, ist bekannt, dass diese nicht über eigene Synchronisierungseinrichtungen verfügen, sondern aufgrund einer Drehzahlregelung „extern“ synchronisiert werden müssen. Ein einzulegendes Klauenschaltelement einer Klauenschalteinrichtung muss somit auf eine Zieldrehzahl gebracht werden, die ein Einspuren des Klauenschaltelements erlaubt. Da für das Einspuren eine von einer Zielgangdrehzahl abweichende Zieldrehzahl verwendet wird und, insbesondere bei als Verbrennungsmotoren ausgebildeten Antriebseinrichtungen, das Einregeln der Zieldrehzahl mit einer gewissen Toleranz behaftet ist, führt das Einspuren aufgrund der Massenträgheit der Antriebseinrichtung und weiterer Getriebeelemente auf der Eingangsseite der einzulegenden Klauenschalteinrichtung beim Einspuren der einzulegenden Klauenschalteinrichtung zu einem Abbau des Drehzahlüberschusses seitens der Antriebseinrichtung. Dies ist durch eine Veränderung in der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, insbesondere als „Ruck“ beim Schließen der Klauenschalteinrichtung, wahrnehmbar.In particular when using claw shifting devices, ie positive-locking shifting devices, it is known that these do not have their own synchronization devices, but must be synchronized "externally" due to a speed control. A claw shifting element of a claw shifting device that is to be engaged must therefore be brought to a target rotational speed that allows the claw shifting element to engage. Since a target speed that deviates from a target gear speed is used for the meshing and, particularly in the case of drive devices designed as internal combustion engines, the adjustment of the target speed is subject to a certain tolerance Engaging the claw shifting device to be engaged leads to a reduction in the excess speed on the part of the drive device. This is perceptible as a change in the acceleration of the motor vehicle, in particular as a "jerk" when the claw shifting device is closed.

Aus der Druckschrift DE 10 2006 010 934 B4 ist ein Verfahren zur Synchronisierung in einem automatisierten Schaltgetriebe mit einem Doppelkupplungsgetriebe bekannt, bei dem bei geöffneten Teilkupplungen eine Synchronisierung über abtriebsseitige Synchronisierungseinrichtungen vorgenommen und eine Schwingungsanregung durch Anlegen einer der Teilkupplungen gedämpft wird.From the pamphlet DE 10 2006 010 934 B4 discloses a method for synchronizing in an automated manual transmission with a double clutch transmission, in which, when the partial clutches are open, synchronization is carried out via synchronization devices on the output side and vibration excitation is damped by applying one of the partial clutches.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein demgegenüber verbessertes Verfahren zur Durchführung eines Schaltvorgangs anzugeben.The invention is based on the object of specifying a method for carrying out a shifting process which is improved in comparison thereto.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims.

Wie beschrieben, betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Durchführung eines Schaltvorgangs für eine Getriebeeinrichtung, die wenigstens zwei Gangstufen aufweist, die durch Klauenschalteinrichtungen realisiert werden bzw. realisierbar sind. Der Schaltvorgang wird hierbei aus einer Ist-Gangstufe in eine Ziel-Gangstufe ausgeführt. Als Ist-Gangstufe wird die aktuell realisierte Gangstufe bezeichnet, also in einem aktuellen Fahrbetrieb diejenige Gangstufe, über die das Drehmoment an den Abtrieb des Kraftfahrzeugs, insbesondere die Räder des Kraftfahrzeugs, übertragen wird. Die Ziel-Gangstufe bezeichnet diejenige Gangstufe, die nach dem Schaltvorgang realisiert werden soll.As described, the invention relates to a method for carrying out a shifting process for a transmission device which has at least two gear stages which are implemented or can be implemented by claw shifting devices. The shifting process is carried out from an actual gear to a target gear. The currently realized gear is referred to as the actual gear, ie in a current driving operation that gear via which the torque is transmitted to the output of the motor vehicle, in particular the wheels of the motor vehicle. The target gear refers to the gear that is to be realized after the shifting process.

Soll beispielsweise von einem ersten Gang in einen zweiten Gang geschaltet werden und wird das Kraftfahrzeug vor dem Schaltvorgang in dem ersten Gang betrieben, ist der erste Gang als Ist-Gangstufe und der zweite Gang als Ziel-Gangstufe zu verstehen. Die hierin beschriebenen Schaltvorgänge sind auf jedwede Gangwechsel anwendbar. Als Zielgangdrehzahl kann somit diejenige Drehzahl verstanden werden, die die Ziel-Gangstufe bzw. der Abtrieb oder der Ausgang der Klauenschalteinrichtung aufweist, die die Ziel-Gangstufe realisieren soll. Als Zieldrehzahl wird die Drehzahl verstanden, auf die das eingangsseitige Klauenschaltelement der einzulegenden Klauenschalteinrichtung gebracht werden soll. Die Zieldrehzahl weicht hierbei typischerweise um einen definierten Offset von der Zieldrehzahl ab. Der Offset kann insbesondere ein sogenanntes Einspurfenster definieren und somit als Einspurdrehzahl bezeichnet werden. Je nachdem, ob der Einspurvorgang vorsynchron oder nachsynchron durchgeführt werden soll, kann der Offset positiv oder negativ sein, sodass die Zieldrehzahl um den Offset von der Zielgangdrehzahl abweicht, um ein Einspuren zu vereinfachen, insbesondere um eine auftretende Zahn-auf-Zahn-Stellung durch eine definierte Relativdrehung der beiden Klauenschaltelemente auflösen zu können.If, for example, a first gear is to be switched to a second gear and the motor vehicle is operated in the first gear before the switching process, the first gear is to be understood as the actual gear and the second gear as the target gear. The shifts described herein are applicable to any gear change. The target gear speed can thus be understood as that speed which the target gear or the output or the output of the claw shifting device which is intended to realize the target gear has. The target speed is the speed to which the input-side claw shifting element of the claw shifting device to be engaged is to be brought. The target speed typically deviates from the target speed by a defined offset. In particular, the offset can define a so-called single-track window and can thus be referred to as the single-track speed. Depending on whether the meshing process is to be carried out pre-synchronously or post-synchronously, the offset can be positive or negative, so that the target speed deviates from the target gear speed by the offset in order to simplify meshing, in particular to avoid a tooth-on-tooth position that occurs to be able to resolve a defined relative rotation of the two claw shifting elements.

Das beschriebene Verfahren umfasst die Schritte:

- Einstellen einer Drehmomentneutralität zwischen einem Eingang und Ausgang einer der Ist-Gangstufe zugeordneten auszulegenden Klauenschalteinrichtung bei geschlossener Anfahreinrichtung;
- Auslegen der auszulegenden Klauenschalteinrichtung;
- Einstellen einer Zieldrehzahl an einem Eingang einer der Ziel-Gangstufe zugeordneten einzulegenden Klauenschalteinrichtung;
- Dämpfen einer Drehmomentübertragung von einer Antriebseinrichtung an einen Eingang der einzulegenden Klauenschalteinrichtung mittels einer Anfahreinrichtung;
- Einlegen der einzulegenden Klauenschalteinrichtung.

The procedure described includes the steps:

- setting a torque neutrality between an input and output of the actual gear assigned to be interpreted claw shifting device with closed starting device;
- Laying out the claw switching device to be laid out;
- Setting a target speed at an input of the target gear assigned to be engaged dog shifting device;
- Dampening a torque transmission from a drive device to an input of the claw shifting device to be engaged by means of a starting device;
- Insertion of the claw shifting device to be inserted.

Das vorgeschlagene Verfahren beruht somit auf der Erkenntnis, dass eine Drehmomentneutralität zwischen einem Eingang und einem Ausgang einer der Ist-Gangstufe zugeordneten auszulegenden Klauenschalteinrichtung eingestellt wird. Mit anderen Worten wird die Antriebseinrichtung derart geregelt, dass an der Klauenschalteinrichtung, die die Ist-Gangstufe realisiert, kein Drehmoment übertragen wird. Hierzu kann die Antriebseinrichtung derart geregelt werden, dass die auszulegende Klauenschalteinrichtung leichter ausgelegt werden kann. Anschließend kann die auszulegende Klauenschalteinrichtung ausgelegt werden.The proposed method is thus based on the finding that torque neutrality is set between an input and an output of a dog-shifting device to be designed, which is assigned to the actual gear stage. In other words, the drive device is regulated in such a way that no torque is transmitted to the claw shifting device that implements the actual gear stage. For this purpose, the drive device can be regulated in such a way that the claw shifting device to be designed can be designed more easily. The claw switching device to be designed can then be designed.

Wie bereits beschrieben, wird die einzulegende Klauenschalteinrichtung auf eine Zieldrehzahl gebracht. Je nach vorliegenden Drehzahlverhältnissen ist hierzu ein Beschleunigen bzw. ein Abbremsen erforderlich. Die Zieldrehzahl wird insbesondere an einem Eingang der Klauenschalteinrichtung eingestellt, die die Ziel-Gangstufe realisiert bzw. realisieren soll. Um zu vermeiden, dass es beim Einspuren bzw. Einlegen der einzulegenden Klauenschalteinrichtung zu akustischen Auffälligkeiten oder ungewünschten Beschleunigungen kommt, wird in einem weiteren Verfahrensschritt eine Drehmomentübertragung von der Antriebseinrichtung an den Eingang der einzulegenden Klauenschalteinrichtung mittels einer Anfahreinrichtung gedämpft. Grundsätzlich kann die Anfahreinrichtung, je nach Art oder Ausgestaltung der Anfahreinrichtung, die Dämpfung der Drehmomentübertragung auf verschiedene Arten vornehmen. Letztlich wird erreicht, dass das Drehmoment von der Antriebseinrichtung nicht ungehindert an den Eingang der einzulegenden Klauenschalteinrichtung übertragen wird und bei Einlegen der Klauenschalteinrichtung somit zu einer Übertragung des Trägheitsmoments auf den Eingang der Klauenschalteinrichtung führt und somit zu einem „Ruck" bzw. allgemein zu einer ungewünschten Beschleunigung oder akustischen Auffälligkeiten. Stattdessen wird die Drehmomentübertragung gedämpft, um den Einspurvorgang bzw. das Einlegen der einzulegenden Klauenschalteinrichtung verbessert vornehmen zu können. Schließlich kann die Klauenschalteinrichtung eingelegt werden, sodass in den Ziel-Gang bzw. die Ziel-Gangstufe geschaltet werden kann.As already described, the claw shifting device to be engaged is brought to a target speed. Accelerating or decelerating is required for this, depending on the speed conditions. The target speed is set in particular at an input of the claw shifting device, which implements or is intended to implement the target gear ratio. In order to avoid acoustic abnormalities or undesired accelerations when engaging or engaging the claw shifting device to be engaged, in a further method step a torque transmission from the drive device to the input of the claw shifting device to be engaged is damped by means of a starting device. In principle, depending on the type or design of the starting device, the starting device can dampen the torque transmission in different ways. Ultimately, what is achieved is that the torque from the drive device is not transmitted unhindered to the input of the claw shifting device to be engaged and, when the claw shifting device is engaged, thus leads to a transfer of the moment of inertia to the input of the claw shifting device and thus to a "jerk" or generally to an undesired one Acceleration or acoustic abnormalities. Instead, the torque transmission is damped in order to be able to improve the engagement process or the engagement of the claw shifting device to be engaged. Finally, the claw shifting device can be engaged so that the target gear or target gear can be shifted.

Mit anderen Worten kann somit verhindert werden, dass die Differenz in der Drehzahl des mit der Antriebseinrichtung verbundenen Eingangs der einzulegenden Klauenschalteinrichtung zu dem mit dem Abtrieb verbundenen Ausgang der einzulegenden Klauenschalteinrichtung beim Schließen der Klauenschalteinrichtung schlagartig abgebaut wird. Stattdessen wird die Anfahreinrichtung dazu verwendet, den Schaltvorgang zu dämpfen bzw. die Drehmomentübertragung zu dämpfen. Wie beschrieben, kann die Anfahreinrichtung in verschiedenen Varianten ausgestaltet sein. Als Anfahreinrichtung wird insbesondere im Rahmen dieser Anmeldung eine Einrichtung verstanden, die bei einem Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs eine Drehmomentübertragung, insbesondere eine stufenlos regelbare Drehmomentübertragung, ermöglicht.In other words, the difference in the speed of the input connected to the drive device of the claw shifting device to be engaged and the output connected to the output of the claw shifting device to be engaged can be prevented from abruptly reducing when the claw shifting device is closed. Instead, the starting device is used to dampen the shifting process or to dampen the torque transmission. As described, the starting device can be configured in different variants. In the context of this application, a starting device is understood to mean, in particular, a device which enables torque transmission, in particular infinitely variable torque transmission, when the motor vehicle is starting up.

Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Drehmomentübertragung mittels einer als Kupplungseinrichtung und/oder als Drehmomentwandler und/oder als Getriebebremse ausgebildeten Anfahreinrichtung gedämpft werden. Ist die Anfahreinrichtung als Kupplungseinrichtung ausgebildet, kann das Dämpfen der Drehmomentübertragung durch zumindest teilweises Abkoppeln der Eingangsseite der Klauenschalteinrichtung vom restlichen Antriebsstrang erfolgen. Insbesondere kann die Drehmomentübertragung von der Antriebseinrichtung getrennt oder reduziert werden. Eine Verwendung eines Drehmomentwandlers kann die Dämpfung der Drehmomentübertragung in dem Drehmomentwandler erfolgen. Ebenso ist es möglich, eine Getriebebremse zu verwenden, um die Drehmomentübertragung, beispielsweise einen Drehzahlüberschuss seitens der Antriebseinrichtung, gezielt abzubauen. Der Schaltvorgang kann somit gezielt mit den beschriebenen Anfahreinrichtung gedämpft werden.According to one embodiment of the method, the torque transmission can be damped by means of a starting device designed as a clutch device and/or as a torque converter and/or as a transmission brake. If the starting device is designed as a clutch device, the torque transmission can be damped by at least partially decoupling the input side of the dog-type shifting device from the rest of the drive train. In particular, the torque transmission can be separated or reduced by the drive device. Using a torque converter, the damping of the torque transfer can take place in the torque converter. It is also possible to use a transmission brake in order to reduce the torque transmission, for example an excess speed on the part of the drive device, in a targeted manner. The switching process can thus be dampened in a targeted manner with the described starting device.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass als Zieldrehzahl eine um eine Einspurdrehzahl veränderte Zielgangdrehzahl eingestellt wird. Wie beschrieben, kann die Einspurdrehzahl als „Offset“ verstanden werden, die die Zieldrehzahl von der Zielgangdrehzahl abweichen lässt. Mit anderen Worten wird die Zielgangdrehzahl betrachtet, also diejenige Drehzahl, die der Ausgang der Klauenschalteinrichtung aufweist. Soll die Klauenschalteinrichtung geschlossen werden, muss der Eingang auf die Zieldrehzahl eingestellt werden, um ein definiertes Einspuren zu erlauben. Hierbei wird nach dieser Ausgestaltung nicht die Zielgangdrehzahl verwendet, sondern die Zieldrehzahl weicht um die Einspurdrehzahl von der Zielgangdrehzahl ab, sodass sich eine definierte relative Drehung zwischen dem Eingang und Ausgang der einzulegenden Klauenschalteinrichtung einstellt. Tritt eine Zahn-auf-Zahn-Stellung auf, wird diese durch die Abweichung in den beiden Drehzahlen aufgelöst, da sich die beiden Klauenschaltelemente gegeneinander verdrehen können.According to a further embodiment of the method, it can be provided that a target gear speed changed by a single-track speed is set as the target speed. As described, the mesh speed can be understood as an “offset” that allows the target speed to deviate from the target gear speed. In other words, the target gear speed is considered, ie the speed at which the output of the claw shifting device has. If the claw switching device is to be closed, the input must be set to the target speed to allow defined engagement. According to this embodiment, the target gear speed is not used, but the target speed deviates from the target gear speed by the meshing speed, so that a defined relative rotation occurs between the input and output of the claw shifting device to be engaged. If a tooth-on-tooth position occurs, this is resolved by the deviation in the two speeds, since the two claw shifting elements can rotate against each other.

Die Einspurdrehzahl kann grundsätzlich positiv oder negativ gewählt werden, um die Zieldrehzahl somit „nach oben“ oder „nach unten“ von der Zielgangdrehzahl abweichen zu lassen. Die Zieldrehzahl kann somit auf eine um eine positive oder negative Einspurdrehzahl veränderte Zielgangdrehzahl eingestellt werden. Der Einspurvorgang kann demnach vorsynchron oder nachsynchron ausgeführt werden, da die Eingangsseite der einzulegenden Klauenschalteinrichtung auf die Zieldrehzahl eingestellt wird und sich daher um die Einspurdrehzahl schneller oder langsamer dreht als die mit der Zielgangdrehzahl drehende Ausgangsseite. In dieser Ausgestaltung kann eine Vorsynchronisierung bevorzugt werden, sodass die Zieldrehzahl um die Einspurdrehzahl über der Zielgangdrehzahl liegt und sich die Eingangsseite somit schneller dreht als die Ausgangsseite der einzulegenden Klauenschalteinrichtung.In principle, the gear speed can be positive or negative in order to allow the target speed to deviate “up” or “down” from the target gear speed. The target speed can thus be set to a target gear speed changed by a positive or negative meshing speed. The meshing process can therefore be carried out pre-synchronously or post-synchronously, since the input side of the claw shifting device to be engaged is set to the target speed and therefore rotates faster or slower by the meshing speed than the output side rotating at the target gear speed. In this embodiment, pre-synchronization can be preferred, so that the target speed is above the target gear speed by the meshing speed and the input side thus rotates faster than the output side of the dog-type shifting device to be engaged.

Bei Auslegen der auszulegenden Klauenschalteinrichtung kann eine Drehmomentneutralität hergestellt werden. Die Drehmomentneutralität kann insbesondere zwischen einer Antriebseinrichtung, insbesondere einem Verbrennungsmotor, und der auszulegenden Klauenschalteinrichtung hergestellt werden. Die Drehmomentneutralität bezeichnet hierbei die Verbindung zwischen dem Ausgang der aktuell eingelegten Klauenschalteinrichtung und dem Abtrieb des Verbrennungsmotors. Beispielsweise kann eine Abtriebswelle des Verbrennungsmotors bzw. eine Kurbelwelle betrachtet werden. Als Antriebseinrichtung können neben einem Verbrennungsmotor auch weitere andersartige Antriebseinrichtungen, beispielsweise elektrische Maschinen, verstanden werden. Ebenso ist es möglich, als Antriebseinrichtung eine Kombination mehrerer verschiedener Antriebseinrichtungen zu betrachten. Durch Einstellen der Drehmomentneutralität zwischen der Antriebseinrichtung und dem Ausgang der auszulegenden Klauenschalteinrichtung kann der Formschluss der Klauenschalteinrichtung aufgelöst und die auszulegende Klauenschalteinrichtung ausgelegt werden.Torque neutrality can be established when the claw shifting device to be designed is designed. Torque neutrality can be produced in particular between a drive device, in particular an internal combustion engine, and the dog shifting device to be designed. Torque neutrality refers to the connection between the output of the currently engaged dog-type shifting device and the output of the internal combustion engine. For example, an output shaft of the internal combustion engine or a crankshaft can be considered. In addition to an internal combustion engine, the drive device can also be understood to mean other types of drive devices, for example electrical machines. It is also possible to consider a combination of several different drive devices as the drive device. By setting the torque neutrality between the drive device and the output of the claw shifting device to be designed, the form fit of the claw shifting device can be released and the claw shifting device to be designed can be designed.

Das beschriebene Verfahren kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass zur Dämpfung der Drehmomentübertragung eine als Anfahreinrichtung ausgebildete Kupplungseinrichtung, insbesondere eine Reibkupplung, zumindest teilweise geöffnet wird. Die Anfahreinrichtung befindet sich im Drehmomentfluss zwischen der Antriebseinrichtung und der Getriebeeinrichtung, sodass durch den Schließzustand der Anfahreinrichtung die Drehmomentübertragung von der Antriebseinrichtung zu der Getriebeeinrichtung festgelegt bzw. eingestellt werden kann. Mit anderen Worten kann bei geöffneter Anfahreinrichtung der Drehmomentfluss von der Antriebseinrichtung zu der Getriebeeinrichtung aufgehoben werden. Die Antriebseinrichtung kann durch die Anfahreinrichtung von der Getriebeeinrichtung getrennt bzw. entkoppelt werden. Die Anfahreinrichtung, die als Kupplungseinrichtung ausgebildet sein kann, kann somit zumindest teilweise geöffnet werden, um eine Übertragung des Drehmoments zu reduzieren. Hierbei kann die Anfahreinrichtung auch in einen Schlupfzustand gestellt werden, der einen Drehzahlüberschuss durch Schleifen der Kupplungseinrichtung reduzieren kann.The method described can also be further developed such that a clutch device designed as a starting device, in particular a friction clutch, is at least partially opened to dampen the torque transmission. The starting device is located in the torque flow between the drive device and the transmission device, so that the torque transmission from the drive device to the transmission device can be defined or set by the closed state of the starting device. In other words, when the starting device is open, the flow of torque from the drive device to the transmission device can be eliminated. The drive device can be separated or decoupled from the transmission device by the starting device. The starting device, which can be embodied as a clutch device, can thus be opened at least partially in order to reduce transmission of the torque. In this case, the starting device can also be put into a slipping state, which can reduce an excess speed due to slipping of the clutch device.

Die beschriebene Kupplungseinrichtung kann insbesondere vor Einlegen der einzulegenden Klauenschalteinrichtung zumindest teilweise geöffnet werden und nach Einlegen der einzulegenden Klauenschalteinrichtung geschlossen werden. Durch das zumindest teilweise Öffnen der Kupplungseinrichtung wird erreicht, dass ein Drehzahlüberschuss und somit das Trägheitsmoment der Antriebseinrichtung beim Einspuren der einzulegenden Klauenschalteinrichtung nicht auf den Ausgang übertragen werden, sodass ein „Ruck“ verhindert oder verringert werden kann. Hierbei kann insbesondere Kupplungseinrichtung vollständig geöffnet werden, um die Antriebseinrichtung vollständig von der einzulegenden Klauenschalteinrichtung abzukoppeln. Dadurch wird das Trägheitsmoment, das eingangsseitig auf die einzulegende Klauenschalteinrichtung wirkt, signifikant reduziert werden. Nach Schließen der Klauenschalteinrichtung kann die Kupplungseinrichtung wieder geschlossen werden, um den Fahrbetrieb weiterzuführen.The coupling device described can be at least partially opened in particular before the engagement of the claw shifting device to be engaged and closed after the engagement of the claw shifting device to be engaged. The at least partial opening of the clutch device ensures that an excess speed and thus the moment of inertia of the drive device are not transferred to the output when engaging the claw shifting device to be engaged, so that a "jerk" can be prevented or reduced. In this case, in particular, the clutch device can be completely opened in order to completely decouple the drive device from the claw shifting device to be engaged. As a result, the moment of inertia that acts on the input side of the claw shifting device to be engaged is significantly reduced. After closing the claw shifting device, the clutch device can be closed again in order to continue driving.

Die als Kupplungseinrichtung ausgebildete Anfahreinrichtung kann nach einer weiteren Ausgestaltung zumindest teilweise gleichzeitig bzw. zeitgleich mit einem Auslegen der auszulegenden Klauenschalteinrichtung zumindest teilweise geöffnet werden. Ein gleichzeitiges zumindest teilweises Öffnen der Kupplungseinrichtung erlaubt, bei dem Einstellen der Antriebseinrichtung auf die Zieldrehzahl, die Kupplungseinrichtung schon auf ein geringeres Drehmomentniveau zu bringen. Da die Getriebeeinrichtung in dem Schaltvorgang neutral geschaltet ist, wird zur Synchronisierung der Getriebeeingangswellen vergleichsweise wenig Drehmoment benötigt. Ferner kann durch das bereits teilweise Öffnen der Kupplungseinrichtung beim Auslegen der auszulegenden Klauenschalteinrichtung Zeit eingespart werden, da das anschließende vollständige Öffnen der Kupplungseinrichtung ausgehend von dem eingenommenen Zwischenzustand schneller durchgeführt werden kann. Die Kupplungseinrichtung kann somit während des Auslegens der auszulegenden Klauenschalteinrichtung bereits auf den Zwischenzustand gestellt werden und vor dem Einlegen der einzulegenden Klauenschalteinrichtung und somit nach dem Auslegen der auszulegenden Klauenschalteinrichtung vollständig geöffnet werden. Ist die einzulegende Klauenschalteinrichtung eingelegt, kann die Kupplungseinrichtung wieder geschlossen werden.According to a further embodiment, the starting device designed as a clutch device can be opened at least partially simultaneously or at the same time as the claw shifting device to be disengaged is disengaged. Simultaneous at least partial opening of the clutch device allows the clutch device to be brought to a lower torque level when the drive device is set to the target rotational speed. Since the transmission device is switched to neutral during the shifting process, comparatively little torque is required to synchronize the transmission input shafts. Furthermore, by already partially opening the coupling device when Laying out the claw shifting device to be laid out saves time, since the subsequent full opening of the clutch device can be carried out more quickly, starting from the assumed intermediate state. The clutch device can thus already be set to the intermediate state during the disengagement of the claw shifting device to be disengaged and opened completely before the engagement of the claw shifting device to be engaged and thus after the disengagement of the claw shifting device to be disengaged. If the claw shifting device to be inserted is engaged, the clutch device can be closed again.

Daneben betrifft die Erfindung eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens zwei durch Klauenschalteinrichtungen realisierbare Gangstufen, wobei die Getriebevorrichtung zumindest aus einer Ist-Gangstufe in eine Ziel-Gangstufe schaltbar ist, wobei die Getriebeeinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Drehmomentneutralität zwischen einem Eingang und einem Ausgang einer der Ist-Gangstufe zugeordneten auszulegenden Klauenschalteinrichtung einzustellen und die auszulegende Klauenschalteinrichtung auszulegen und eine Zieldrehzahl an einem Eingang einer der Ziel-Gangstufe zugeordneten einzulegenden Klauenschalteinrichtung einzustellen und eine Drehmomentübertragung von einer mit der Getriebevorrichtung verbindbaren oder verbundenen Antriebseinrichtung an einen Ausgang der einzulegenden Klauenschalteinrichtung mittels einer Anfahreinrichtung zu dämpfen und die einzulegende Klauenschalteinrichtung einzulegen. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine solche Getriebevorrichtung.In addition, the invention relates to a transmission device for a motor vehicle, comprising at least two gears that can be realized by dog shifting devices, wherein the transmission device can be shifted at least from an actual gear to a target gear, wherein the transmission device is designed to achieve torque neutrality between an input and an output set a dog shifting device to be designed assigned to the actual gear and to design the dog shifting device to be designed and to set a target speed at an input of a dog shifting device to be engaged assigned to the target gear and a torque transmission from a drive device that can be connected or is connected to the transmission device to an output of the dog shifting device to be engaged by means of a starting device to dampen and to insert the claw switching device to be inserted. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle comprising such a transmission device.

Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf das Verfahren beschrieben wurden, sind vollständig auf die Getriebevorrichtung und das Kraftfahrzeug übertragbar.All the advantages, details and features that have been described in relation to the method can be fully transferred to the transmission device and the motor vehicle.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 ein Schema eines Kraftfahrzeugs mit einer Getriebevorrichtung; und
2 ein schematisches Diagramm eines Schaltvorgangs.

The invention is explained below using exemplary embodiments with reference to the figures. The figures are schematic representations and show:

1 a schematic of a motor vehicle with a transmission device; and
2 a schematic diagram of a switching process.

1 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines Kraftfahrzeugs 1 mit einem Antriebsstrang 2, der eine Getriebevorrichtung 3 aufweist. Die Getriebevorrichtung 3 weist eine Getriebeeinrichtung 4 auf, die zur Realisierung von Gangstufen verschiedene Klauenschalteinrichtungen bereitstellt. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind lediglich eine erste Klauenschalteinrichtung 5 und eine zweite Klauenschalteinrichtung 6 zur Realisierung einer ersten Gangstufe und einer zweiten Gangstufe dargestellt. Die Getriebeeinrichtung 4 kann darüber hinaus eine beliebige Anzahl von Gangstufen aufweisen, die durch beliebige Klauenschalteinrichtungen realisiert werden können. Der beschriebene Schaltvorgang kann entsprechend auf die weiteren Gangstufen übertragen werden. 1 1 schematically shows a section of a motor vehicle 1 with a drive train 2 which has a transmission device 3 . The transmission device 3 has a transmission device 4, which provides various dog-type shifting devices for realizing gear stages. To simplify the description, only a first claw shifting device 5 and a second claw shifting device 6 for realizing a first gear and a second gear are shown. In addition, the transmission device 4 can have any number of gears, which can be implemented by any dog-type shifting devices. The switching process described can be transferred accordingly to the other gears.

Die Getriebevorrichtung 3 weist zudem eine Anfahreinrichtung 7 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel als Kupplungseinrichtung, insbesondere als Reibkupplung, beispielsweise als trockene Lamellenkupplung, ausgebildet ist. Die Anfahreinrichtung 7 könnte alternativ auch als Drehmomentwandler oder Getriebebremse ausgeführt sein. Die nachfolgende Beschreibung ist entsprechend übertragbar.The transmission device 3 also has a starting device 7 which, in this exemplary embodiment, is designed as a clutch device, in particular as a friction clutch, for example as a dry multi-plate clutch. Alternatively, the starting device 7 could also be designed as a torque converter or transmission brake. The following description can be transferred accordingly.

Der Antriebsstrang 2 weist ferner eine Antriebseinrichtung 8 auf, die zum Beispiel als Verbrennungsmotor ausgeführt sein kann. Die Antriebseinrichtung 8 kann auch als Elektromotor oder als Kombination von Verbrennungsmotor und Elektromotor ausgeführt sein. Im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 1 kann somit Drehmoment von der Antriebseinrichtung 8 erzeugt werden. Bei geschlossener Anfahreinrichtung 7 wird das Drehmoment an die Getriebeeinrichtung 4 übertragen. Je nachdem, welche Klauenschalteinrichtung 5, 6 geschlossen ist, ist die dementsprechende Gangstufe realisiert, sodass das Drehmoment an Räder 9 des Kraftfahrzeugs 1 übertragen werden kann.The drive train 2 also has a drive device 8, which can be designed, for example, as an internal combustion engine. The drive device 8 can also be designed as an electric motor or as a combination of internal combustion engine and electric motor. When the motor vehicle 1 is being driven, torque can thus be generated by the drive device 8 . When the starting device 7 is closed, the torque is transmitted to the transmission device 4 . Depending on which claw shifting device 5, 6 is closed, the corresponding gear is implemented, so that the torque can be transmitted to wheels 9 of motor vehicle 1.

Um einen Schaltvorgang durchzuführen, wird die Antriebseinrichtung 8 von einer nicht näher dargestellten Steuerungseinrichtung derart angesteuert, dass eine entsprechende Drehmomentregelung bzw. Drehzahlregelung in der Getriebeeinrichtung 4 möglich ist. Der Schaltvorgang kann insbesondere durchgeführt werden, um von einer Ist-Gangstufe in eine Ziel-Gangstufe zu schalten. Die Ist-Gangstufe bezeichnet diejenige Gangstufe, die im aktuellen Fahrbetrieb realisiert wird bzw. über die Drehmoment von der Antriebseinrichtung 8 zu den Rädern 9 übertragen wird. Lediglich beispielhaft wird nachfolgend die Gangstufe als Ist-Gangstufe bezeichnet, die der Klauenschalteinrichtung 5 zugeordnet ist. Die Gangstufe, die der Klauenschalteinrichtung 6 zugeordnet ist, wird als Ziel-Gangstufe bezeichnet. Die Beschreibung ist hierbei übertragbar bzw. umkehrbar. Wie beschrieben, kann die Getriebeeinrichtung 4 eine beliebige Anzahl von Gangstufen und Klauenschalteinrichtungen 5, 6 aufweisen.In order to carry out a shifting process, the drive device 8 is controlled by a control device, not shown in detail, in such a way that a corresponding torque control or speed control in the transmission device 4 is possible. The shifting process can be carried out in particular in order to shift from an actual gear to a target gear. The actual gear designates that gear which is realized in the current driving operation or via which torque is transmitted from the drive device 8 to the wheels 9 . The gear that is assigned to the claw shifting device 5 is referred to below as the actual gear only as an example. The gear that is assigned to the dog shifting device 6 is referred to as the target gear. The description is transferrable or reversible. As described, the transmission device 4 can have any number of gear stages and dog-type shifting devices 5, 6.

Nachfolgend soll mit Bezug auf 2 eine Drehzahl 10 in einzelnen Phasen 11-18 bzw. ein Drehzahlverlauf sowie ein über die Anfahreinrichtung 7 übertragenes Drehmoment 19 beschrieben werden. In der Phase 11 liegt eine Fahrsituation vor, in der die Anfahreinrichtung 7 geschlossen ist und in einem Ist-Gang Drehmoment von der Antriebseinrichtung 8 an die Räder 9 übertragen wird. Wird die der Klauenschalteinrichtung 5 zugeordnete Gangstufe als Ist-Gangstufe verwendet, d.h., dass diese im aktuellen Fahrbetrieb Drehmoment überträgt, kann die Antriebseinrichtung 8 in der Phase 12 derart gesteuert bzw. geregelt werden, dass an der Klauenschalteinrichtung 5 Drehmomentneutralität eingestellt wird, sodass kein oder nahezu kein Drehmoment über die Klauenschalteinrichtung 5 übertragen wird und die Klauenschalteinrichtung 5 geöffnet bzw. ausgelegt werden kann.The following should refer to 2 a speed 10 in individual phases 11-18 or a speed curve and a torque 19 transmitted via the starting device 7 can be described. In phase 11 there is a driving situation in which which the starting device 7 is closed and torque is transmitted from the drive device 8 to the wheels 9 in an actual gear. If the gear assigned to the dog shifting device 5 is used as the actual gear, i.e. it is transmitting torque in the current driving mode, the drive device 8 can be controlled or regulated in phase 12 in such a way that torque neutrality is set on the dog shifting device 5 so that no or almost no torque is transmitted via the claw switching device 5 and the claw switching device 5 can be opened or designed.

Ist die Drehmomentneutralität eingestellt, kann in der Phase 13 die Klauenschalteinrichtung 5 ausgelegt werden. Anschließend wird die Antriebseinrichtung 8 in der Phase 14 auf die Zieldrehzahl für die zu realisierende Gangstufe, also die Ziel-Gangstufe, eingestellt. Als Basis für die Zieldrehzahl kann insbesondere die Zielgangdrehzahl herangezogen werden, also diejenige Drehzahl, die der Ausgang der einzulegenden Kupplungseinrichtung 6 aufweist. Die Zieldrehzahl kann um eine Einspurdrehzahl bzw. einen „Offset“ von der Zielgangdrehzahl abweichen.If the torque neutrality is set, the claw shifting device 5 can be designed in phase 13 . Then, in phase 14, the drive device 8 is set to the target speed for the gear stage to be implemented, ie the target gear stage. In particular, the target gear speed can be used as a basis for the target speed, that is to say the speed which the output of the clutch device 6 to be engaged has. The target speed can deviate from the target gear speed by a single-track speed or an "offset".

In Phase 15 kann die Anfahreinrichtung 7 zumindest teilweise geöffnet werden. Hierbei ist es insbesondere möglich, die Anfahreinrichtung 7 vollständig zu öffnen, um die Antriebseinrichtung 8 von der Getriebeeinrichtung 4 abzukoppeln. Dadurch reduziert sich die Massenträgheit eingangsseitig, da die komplette Antriebseinrichtung 8 sowie die Eingangsseite der Anfahreinrichtung 7 von der Getriebeeinrichtung 4 abgekoppelt werden. Ein Drehzahlüberschuss der Antriebseinrichtung 8 kann somit beim Einspuren der Klauenschalteinrichtung 6 nicht zu einem „Ruck“ führen. In der Phase 16 kann die Klauenschalteinrichtung 6 eingespurt werden. In der Phase 17 wird anschließend die Anfahreinrichtung 7 geschlossen. In der Phase 18 kann sich somit eine Fahrt in der Ziel-Gangstufe anschließen.In phase 15, the starting device 7 can be opened at least partially. It is particularly possible here to open the starting device 7 completely in order to decouple the drive device 8 from the transmission device 4 . This reduces the mass inertia on the input side, since the entire drive device 8 and the input side of the starting device 7 are decoupled from the transmission device 4 . A speed excess of the drive device 8 can therefore not lead to a “jerk” when engaging the claw shifting device 6 . In phase 16, the claw shifting device 6 can be engaged. In phase 17, the starting device 7 is then closed. In phase 18, a journey in the target gear can thus follow.

Aus dem Diagramm ist hierbei ersichtlich, dass in der Phase 15 das von der Anfahreinrichtung 7 übertragene Drehmoment abfällt, da die Anfahreinrichtung 7 geöffnet wird. Der Einspurvorgang, d.h., das Schließen der Klauenschalteinrichtung 6 findet in den Phasen 15 und 16, also bei geöffneter Anfahreinrichtung 7 statt. Erst wenn die Klauenschalteinrichtung 6 geschlossen ist, wird die Anfahreinrichtung 7 wieder geschlossen, sodass die Verbindung mit der Antriebseinrichtung 8 wiederhergestellt werden kann. Ferner ist ersichtlich, dass die Drehzahl in den Phasen 15 und 16 auf die Zieldrehzahl eingestellt ist und somit über der Zielgangdrehzahl liegt, die in Phase 18 erreicht wird. Die beschriebene Variante handelt sich somit um eine Vorsynchronisierung. Es ist ebenso möglich, die Einspurdrehzahl negativ zu wählen, sodass die Zieldrehzahl in den Phasen 15 und 16 unter der Zielgangdrehzahl in Phase 18 liegen würde.The diagram shows that in phase 15 the torque transmitted by the starting device 7 drops because the starting device 7 is opened. The meshing process, i.e. the closing of the claw shifting device 6 takes place in phases 15 and 16, i.e. when the starting device 7 is open. Only when the claw switching device 6 is closed is the starting device 7 closed again, so that the connection to the drive device 8 can be restored. It can also be seen that the speed in phases 15 and 16 is set to the target speed and is therefore above the target gear speed that is reached in phase 18. The variant described is therefore a pre-synchronization. It is also possible to choose a negative engagement speed, so that the target speed in phases 15 and 16 would be below the target gear speed in phase 18.

Eine weitere Variante kann darin bestehen, wie mit Bezugszeichen 19' gestrichelt dargestellt ist, dass die Anfahreinrichtung 7 bereits zumindest teilweise geöffnet wird, während die Klauenschalteinrichtung 5 ausgelegt wird. Die Anfahreinrichtung 7 kann somit bereits in Phase 14 geöffnet werden und auf einen Zwischenzustand gestellt werden, in dem die Anfahreinrichtung 7 ein reduziertes Drehmoment übertragen kann. Da bereits Drehmomentneutralität eingestellt wurde, ist der Zwischenzustand ausreichend, um eine Synchronisierung vorzunehmen. Dies erlaubt insbesondere, dass das weitere Öffnen der Anfahreinrichtung 7 deutlich beschleunigt werden kann. Die Anfahreinrichtung 7 liegt zu Beginn der Phase 15 in dieser Variante bereits in dem Zwischenzustand vor und ist somit bereits teilweise geöffnet, sodass der Weg in die vollständig geöffnete Stellung deutlich verkürzt ist.A further variant can consist, as shown in dashed lines with reference number 19′, in that the starting device 7 is already at least partially opened while the claw shifting device 5 is being disengaged. The starting device 7 can thus already be opened in phase 14 and set to an intermediate state in which the starting device 7 can transmit a reduced torque. Since torque neutrality has already been set, the intermediate state is sufficient for synchronization to take place. In particular, this allows the further opening of the starting device 7 to be significantly accelerated. In this variant, the starting device 7 is already in the intermediate state at the beginning of the phase 15 and is therefore already partially open, so that the path to the fully open position is significantly shortened.

BezugszeichenlisteReference List

11: Kraftfahrzeugmotor vehicle
22: Antriebsstrangpowertrain
33: Getriebevorrichtunggear device
44: Getriebeeinrichtunggear mechanism
5, 65, 6: Klauenschalteinrichtungclaw switching device
77: Anfahreinrichtungstarting device
88th: Antriebseinrichtungdrive device
99: Radwheel
1010: Drehzahlrotational speed
11-1811-18: Phasephase
19, 19'19, 19': Drehmomenttorque

Claims

Method for carrying out a shifting process of a transmission device of a motor vehicle (1) having at least two gears that can be realized by dog shifting devices (5, 6) from an actual gear to a target gear, comprising the steps: - setting a torque neutrality between an input and output of one of the Claw shifting device (5, 6) to be designed, assigned to the actual gear step, when the starting device (7) is closed; - Laying out the claw switching device (5, 6) to be laid out; - setting a target rotational speed at an input of a claw shifting device (5, 6) to be engaged, assigned to the target gear; - Dampening a torque transmission from a drive device (8) to an input of the claw shifting device (5, 6) to be engaged by means of the starting device (7); - Inserting the claw shifting device (5, 6) to be inserted.

procedure after claim 1 , characterized in that the torque transmission is damped by means of a starting device (7) designed as a clutch device and/or as a torque converter and/or as a transmission brake.

procedure after claim 1 or 2 , characterized in that a target gear speed changed by a single-track speed is set as the target speed.

procedure after claim 3 , characterized in that the target speed is set to a target gear speed changed by a positive or negative meshing speed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in order to design the claw shifting device (5, 6) to be designed, torque neutrality is established between a drive device (8) and the claw shifting device (5, 6) to be designed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a clutch device designed as a starting device (7) is at least partially opened to dampen the torque transmission.

procedure after claim 6 , characterized in that the coupling device is at least partially opened before the engagement of the claw shifting device (5, 6) to be engaged and is closed after the engagement of the claw shifting device (5, 6) to be engaged.

procedure after claim 6 or 7 , characterized in that the clutch device is at least partially opened at least partially at the same time as the claw shifting device (5, 6) to be disengaged is disengaged.

Transmission device (3) for a motor vehicle (1), comprising at least two gears that can be realized by dog shifting devices (5, 6), wherein the transmission device (3) can be shifted at least from an actual gear to a target gear, the gear device being designed for this , setting a torque neutrality between an input and an output of a dog-shifting device (5, 6) to be designed, assigned to the actual gear, when the starting device (7) is closed, and to design the dog-shifting device (5, 6) to be designed and a target speed at an input of one of the target gears associated dog shifting device (5, 6) to be engaged and to dampen a torque transmission from a drive device (8) that can be or is connected to the transmission device (3) to an output of the dog shifting device (5, 6) to be engaged by means of a starting device (7) and the dog shifting device to be engaged (5, 6) insert gene.

Motor vehicle (1) comprising a transmission device (3) according to the preceding claim.