DE102022201874A1 - Verfahren zum Ein- und/oder Auslegen von Gängen eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum Ein- und/oder Auslegen von Gängen eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102022201874A1
DE102022201874A1 DE102022201874.5A DE102022201874A DE102022201874A1 DE 102022201874 A1 DE102022201874 A1 DE 102022201874A1 DE 102022201874 A DE102022201874 A DE 102022201874A DE 102022201874 A1 DE102022201874 A1 DE 102022201874A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
speed
gear
shifting
change
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022201874.5A
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Fautz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magna PT BV and Co KG
Original Assignee
Magna PT BV and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magna PT BV and Co KG filed Critical Magna PT BV and Co KG
Priority to DE102022201874.5A priority Critical patent/DE102022201874A1/de
Publication of DE102022201874A1 publication Critical patent/DE102022201874A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/50—Control strategies for responding to system failures, e.g. for fault diagnosis, failsafe operation or limp mode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/19—Improvement of gear change, e.g. by synchronisation or smoothing gear shift
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02—Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/029—Adapting to failures or work around with other constraints, e.g. circumvention by avoiding use of failed parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/042—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
    • F16H37/046—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement with an additional planetary gear train, e.g. creep gear, overdrive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4816—Electric machine connected or connectable to gearbox internal shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02—Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/029—Adapting to failures or work around with other constraints, e.g. circumvention by avoiding use of failed parts
    • B60W2050/0292—Fail-safe or redundant systems, e.g. limp-home or backup systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/10—Change speed gearings
    • B60W2510/1015—Input shaft speed, e.g. turbine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/10—Change speed gearings
    • B60W2510/107—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10—Change speed gearings
    • B60W2710/1005—Transmission ratio engaged

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

Verfahren zum Schalten, insbesondere Ein- und/oder Auslegen, von Gängen eines Getriebes eines Hybrid-Kraftfahrzeugs, wobei das Getriebe mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine verbindbaren Antriebswelle (3, 4) und eine an ein Antriebsrad bzw. Antriebsräder des Kraftfahrzeugs koppelbare Abtriebswelle (15) aufweist, wobei ein Schaltvorgang, in Abhängigkeit von Drehzahlen (n) der Wellen erfolgt, wobei jedem Gang eine als Schaltkupplung wirkende Synchronisierungseinrichtung zugeordnet ist, um die Antriebswelle (3, 4) mit der Abtriebswelle (15) zu verbinden, mit den folgenden Schritten:- Abkoppeln des Verbrennungsmotors und/oder Herunterfahren auf Leerlaufdrehzahl;- Einstellen der Drehzahl der elektrischen Maschine auf einen vorbestimmten Wert, der sich von einer Drehzahl eines Quellgangs bzw. einer Drehzahl eines Zielgangs hinreichend unterscheidet;- Stellen der Schaltkupplung des Quellgangs in Richtung einer geöffneten Stellung, um die Antriebswelle (3, 4) und Abtriebswelle (15) voneinander zu trennen;- Erfassen der Drehzahl (nAN) der Antriebswelle für eine vorbestimmte Zeitdauer, die sich zumindest an einen Zeitpunkt, wenn die Schaltkupplung des Quellgangs in der geöffneten Stellung ist, anschließt;- Bestimmen einer Änderung der Drehzahl (nAN) der Antriebswelle (3 ,4) während der vorbestimmten Zeitdauer; und- Bestimmen, ob die so bestimmte Änderung innerhalb vorgegebener Toleranzen einer erwarteten Drehzahländerung liegt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ein- und/oder Auslegen, von Gängen eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer elektrischen Antriebsmaschine, wobei das Getriebe mit einer Motorabtriebswelle verbindbare Antriebswelle und eine an ein Antriebsrad bzw. Antriebsräder des Kraftfahrzeugs gekoppelte Abtriebswelle aufweist, wobei ein Schaltvorgang, insbesondere nur, in Abhängigkeit von Drehzahlen der Wellen erfolgt, wobei jedem Gang eine als Schaltkupplung wirkende Synchronisierungseinrichtung zugeordnet ist, um die Antriebswelle mit der Abtriebswelle zu verbinden.
  • Ein Steuerungsverfahren für automatische bzw. automatisierte Getriebe ist aus der EP 2 173 594 B1 bekannt.
  • Automatisierte Getriebe, wie z.B. Doppelkupplungsgetriebe oder automatisierte Schaltgetriebe, benötigen zum Einlegen von Gängen (Weg)-Sensoren, um die tatsächliche Position zugehöriger Schaltstangen erfassen zu können. Als Wegsensoren werden z.B. Hall-Elemente eingesetzt. Falls ein Fahrer oder ein für die Schaltung zuständiges Steuergerät einen Schaltwunsch ausgibt, wird die entsprechende Schaltstange aus einer aktuellen Position über einen Regelkreis (Sollposition, Rücklesen aktueller Position über Sensor) in eine gewünschte Position gebracht.
  • Wenn ein Wegsensor ausfällt, muss die entsprechende Schaltstange gesperrt werden und kann nicht mehr bewegt werden. Anderenfalls läuft man Gefahr, dass bei eingelegter Schaltstange eine weitere Schaltstange eingelegt wird, was zu einer Zerstörung des Getriebes führt. Das Sperren bzw. Blockieren hat jedoch große Nachteile für die Verfügbarkeit des Kraftfahrzeugs. Fällt der Sensor z.B. bei einem eingelegten Gang aus, kann z.B. bei einem Doppelkupplungsgetriebe in diesem Teilgetriebe kein weiterer Gang mehr eingelegt werden. Bei einem automatisierten Schaltgetriebe kann in diesem Fall überhaupt kein Gang mehr eingelegt werden.
  • Deshalb wird im Stand der Technik vorgeschlagen, das Einlegen der Gänge durch Überwachen der Drehzahlen ausgewählter Wellen zu überwachen, wobei die Antriebsenergie von einem Verbrennungsmotor erzeugt wird. Durch kontrolliertes Schließen einer Trennkupplung zwischen Verbrennungsmotor und Eingangswelle wird Drehmoment übertragen. Wird die bestimmte Drehzahländerung nicht erreicht, ist von einem Fehler beim Einlegen eines Ganges auszugehen.
  • Für Hybridfahrzeuge ist dieses Verfahren aber nicht so effizient.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Kraftfahrzeuggetriebes mit mindestens einer elektrischen Antriebsmaschine zu entwickeln, mit dem Schaltvorgänge sicher und zuverlässig durchgeführt werden können, ohne dazu Informationen von Wegsensoren zu benötigen.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zum Schalten, insbesondere Ein- und/oder Auslegen, von Gängen eines Getriebes eines Hybrid-Kraftfahrzeugs, wobei das Getriebe mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine verbindbaren Antriebswelle und eine an ein Antriebsrad bzw. Antriebsräder des Kraftfahrzeugs koppelbare Abtriebswelle aufweist, wobei ein Schaltvorgang, in Abhängigkeit von Drehzahlen der Wellen erfolgt, wobei jedem Gang eine als Schaltkupplung wirkende Synchronisierungseinrichtung zugeordnet ist, um die Antriebswelle mit der Abtriebswelle zu verbinden, mit den folgenden Schritten:
    • - Abkoppeln des Verbrennungsmotors und/oder Herunterfahren auf Leerlaufdrehzahl;
    • - Einstellen der Drehzahl der elektrischen Maschine auf einen vorbestimmten Wert, der sich von einer Drehzahl eines Quellgangs bzw. einer Drehzahl eines Zielgangs hinreichend unterscheidet;
    • - Stellen der Schaltkupplung des Quellgangs in Richtung einer geöffneten Stellung, um die Antriebswelle und Abtriebswelle voneinander zu trennen;
    • - Erfassen der Drehzahl (nAN) der Antriebswelle für eine vorbestimmte Zeitdauer, die sich zumindest an einen Zeitpunkt, wenn die Schaltkupplung des Quellgangs in der geöffneten Stellung ist, anschließt;
    • - Bestimmen einer Änderung der Drehzahl (nAN) der Antriebswelle (3,4) während der vorbestimmten Zeitdauer; und
    • - Bestimmen, ob die so bestimmte Änderung innerhalb vorgegebener Toleranzen einer erwarteten Drehzahländerung liegt.
  • Das Verfahren optimiert die Einstellung der Drehzahlen getriebeeingangsseitig durch den Einsatz der elektrischen Maschine. Der Verbrennungsmotor muss nicht kompliziert angesteuert werden und trägt nichts zum Verfahren bei. Dadurch wird CO2 eingespart und das Verfahren kann sehr schnell ablaufen.
  • Wenn sich die Drehzahl der Antriebswelle während der vorbestimmten Zeitdauer nicht auf einen erwarteten Wert ändert, wird die Schaltkupplung des Quellgangs zurückgestellt, um in die geöffnete Stellung zu gelangen. Dadurch lässt sich eine Situation mit einem gegenüberliegenden gleichzeitig eingelegten Gang erfassen und lösen.
  • Durch Ausüben einer Stellkraft auf eine Synchronisierungseinrichtung des Zielgangs zum Gangeinlegen wird ein Zielgang nur durch Kontrolle der Antriebswelldrehzahl möglich.
  • Es ist von Vorteil, wenn der Schaltvorgang abgebrochen wird, wenn die so bestimmte Drehzahländerung außerhalb der vorgegebenen Toleranzen um die erwartete Drehzahländerung herum liegt.
  • Dafür wird entweder der Gang, bei dem die Abweichung erkannt wurde oder das gesamte Getriebe gesperrt.
  • Ein zeitlicher Ablauf des Schaltens erfolgt in Abhängigkeit von Betriebsparametern, insbesondere der Temperatur.
  • Das Verfahren wird als Notfallprogramm angewendet, wenn ein Wegsensor einer der Schaltkupplungen ausfällt.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 zeigt ein Schaubild eines bekannten beispielhaften Antriebsstrangs;
    • 2 zeigt eine schematische Darstellung der Getriebeanordnung in einem Fahrzeug,
    • 3 zeigt den Ablauf des Verfahrens.
  • Die beispielhafte Getriebeanordnung 1 besteht aus einer elektrischen Maschine 2, einer Einbindung eines Verbrennungsmotors 50 über einen Kettentrieb 6, sowie einem Dreiganggetriebe. Die Getriebeanordnung 1 umfasst eine äußere Eingangswelle 3 sowie eine innere Eingangswelle 4, die sich koaxial in die äußere Eingangswelle 3 hinein erstreckt. Weiterhin ist eine Ausgangswelle 5, sowie eine Zusatzwelle 15 vorhanden. Die zweiteilige Eingangswelle, mit der äußeren Eingangswelle 3 und der inneren Eingangswelle 4, ist jeweilig an ihrem Ende über Kugellager 16a und 16b an einem nicht dargestellten Gehäuse gelagert. Von rechts nach links gesehen weist die innere Eingangswelle 4 nach dem Kugellager 16a einen Radsatz 8 auf, der aus den Zahnrädern 8b und 8a besteht und mit der elektrischen Maschine 2 in Verbindung steht. Anschließend ist eine Kupplung K4a verbaut und ein Festrad 12b für eine erste Gangstufe. In der Reihenfolge folgt dann ein Planetengetriebe 7 mit einem Sonnenrad 7a, Planeten 7b, Planetenträger 7c und einem Hohlrad 7d. Eine weitere Kupplung K4b folgt dem Planetengetriebe 7 sowie ein Festrad 14b einer dritten Gangstufe. Als nächste Positionen der Aufreihung ist der Kettentrieb 6 mit der äußeren Eingangswelle 3 verbunden, gefolgt von einem Festrad 13b einer zweiten Gangstufe.
  • Beispielhaft erstreckt sich auf der Ausgangswelle 5 an jeder der genannten Positionen der inneren Eingangswelle 3 und äußeren Eingangswelle 4 ein Bauelement des Getriebes. Von rechts nach links gesehen befindet sich ein Rollenlager 17 für Ausgangswelle 5. Als nächstes ist das korrespondierende Losrad 12a für die erste Gangstufe verbaut, gefolgt von einer Kupplung K2. Entlang der Ausgangswelle 5 ist ein Abtriebsrad 11 verbaut mit einem Festrad 11a. Das Festrad 14a für die dritte Gangstufe folgt dem Abtriebsrad 11, gefolgt von einer weiteren Kupplung K1. Als nächstes ist das Losrad 13a der zweiten Gangstufe verbaut, sowie ein weiteres Kugellager 16c.
  • Die elektrische Maschine 2 sitzt auf einer Zusatzwelle 15 und treibt in den Zwischenradsatz 8 über ein Zahnrad 8a ein. Das weitere Zahnrad 8b des Zwischenradsatzes 8 ist auf einer Zwischenwelle 10 gelagert. Auch hier ist es so, dass der Radsatz 8 an der Position des Kugellagers 16a liegt.
  • Entlang der Zusatzwelle 15 von rechts nach links gesehen folgt eine Lageanordnung 19, sowie das Zahnrad 11 b des Antriebsrads 11. Ein weiteres Bauteil ist ein Differenzial 18 sowie eine weitere Lageranordnung 19.
  • Das Kraftfahrzeug, in das die Getriebeanordnung 1 eingebaut ist, umfasst ferner eine zentrale Steuerung 40 mit einer Kupplungssteuerung, einer Getriebesteuerung und eine Motorsteuerung.
  • Um die verschiedenen Drehzahlen zu bestimmen, sind die entsprechenden Wellen mit Drehgebern verbunden, wie in 2 schematisch gezeigt.
  • Die Rotorwelle 51 der elektrischen Maschine 2 ist mit einem Drehgeber verbunden, um die Motordrehzahl nM der elektrischen Maschine 2 zu bestimmen. Die Drehzah kann dabei durch den Drehzahlsensor oder durch die elektrische Maschine selbst bestimmt.
  • Das Getriebe 52 umfasst eine Schalteinheit 53, in der alle Gangstufen, Kupplungen und Schaltungen zusammengefasst sind. Die Schalteinheit umfasst alle Typen von Schaltkupplungen wie auch Klauenkupplungen. Die Schalteinheit 53 verbindet oder trennt Eingangswelle und Ausgangswelle.
  • Die Eingangswelle, z. B. die äußere Eingangswelle 4 ist mit einem weiteren Drehgeber verbunden, um die Antriebswellendrehzahl nAN zu bestimmen. Die Abtriebswelle 5 ist mit einem weiteren Drehgeber verbunden, um die Abtriebswellendrehzahl nAB zu bestimmen. In einer anderen Ausführungsform könnte auch die Drehzahl der Räder 54 des Fahrzeugs bestimmt bzw. gemessen werden. ,
  • Voraussetzung für die Durchführung des Verfahrens ist nur dass ein schaltbares Element im Hybridantriebsstrang vorliegen muss.
  • In einem ersten Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der erste Gang, der Zielgang Z, eingelegt, während das Fahrzeug steht.
  • Am Anfang dreht sich die Rotorwelle 51 der elektrischen Maschine 2 mit einer bestimmten Drehzahl nM nahezu lastfrei mit einem Drehmoment minimal > ONm. Die elektrische Maschine wird hochgefahren und die Drehzahl nM bestimmt. Wenn kein Gang eingelegt ist, kann die Drehzahl erhöht werden, ohne dass die Drehzahl an der Antriebswelle und der Abtriebswelle steigt.
  • Wäre zum Zeitpunkt, an dem die elektrische Maschine die Drehzahl erhöht, ein Gang eingelegt gewesen, wären die Antriebswelle und die Abtriebswelle des Getriebes miteinander verbunden gewesen. Dann hätte sich die Drehzahl der Antriebswelle nAN nicht an die Drehzahl nM der elektrischen Maschine angeglichen.
  • Das Verhalten der Antriebswellendrehzahl nach dem Hochfahren der Drehzahl der elektrischen Maschine wird erfasst und verfolgt. Aus den so gewonnenen Daten kann man z.B. durch Bilden der Ableitung die Steigung - und somit die Änderung - der Antriebswellendrehzahl feststellen. Ergibt sich keine Steigung, folgt als logische Konsequenz, dass noch ein Gang eingelegt ist. Die Steuerung erkennt, dass ein Fehler vorliegt, und kann das System sperren, um weitergehende und schwerwiegendere Beschädigungen des Getriebes zu verhindern.
  • Eine Gefahr des ungewollten Anfahrens besteht nicht, da das Drehmoment von der EM zu gering ist, falls eine formschlüssige Verbindung zum Abtrieb versehentlich eingelegt sein sollte. Im Notfall könnte aber auch im Fahrzeugstillstand die Bremse zur Absicherung betätigt werden.
  • Bei jedem Hochschalten im Block der Schalteinheit 53 durchläuft der Schaltprozess eine Neutralstellung.
  • In der Neutralstellung sollte die Antriebswelle von der Abtriebswelle getrennt sein. Wieder wird zum Beginn des Verfahrens die elektrische Maschine in ihrer Drehzahl hochgefahren und relativ kurz danach wieder in eine nahezu Null-Moment Phase zurückgeführt. Wenn die Schaltkupplung tatsächlich offen ist, sollte sich die Drehzahl der Antriebswelle in Richtung einer voreingestellten Drehzahl der elektrischen Maschine, hier in Richtung des exemplarischen Leerlaufs LL, bewegen. Sollte noch immer ein Gang eingelegt sein, würde die Antriebswellendrehzahl nAN nahezu unverändert bleiben. Ist aber die Schaltung geöffnet, fällt die Antriebswellendrehzahl nAN in kurzer Zeit sehr steil ab.
  • Das Verfahren findet in einem kurzen Zeitraum statt, so dass die Schaltung ohne für den Fahrer merkliche Verzögerung betätigt werden kann.
  • Beispielhaft wird ein Schaltvorgang beschrieben, bei dem aus dem zweiten Gang während einer Fahrt in den dritten Gang geschaltet wird.
  • Die Drehzahl des zweiten Gangs (Quellgang) ist Q2. Die Drehzahl eines ersten Zielgangs (dritter Gang) ist Z3 und die Drehzahl eines zweiten Zielgangs (vierter Gang) ist Z4. Die Drehzahl der elektrischen Maschine wird hier wieder auf den Leerlauf LL eingestellt, der Verbrennungsmotor ist entkoppelt oder im Leerlauf. Es versteht sich, dass die vorbestimmte Drehzahl der elektrischen Maschine auf einen anderen geeigneten Wert (anders als LL) eingestellt werden könnte, wie z.B. auf einen Wert, der bspw. sehr viel höher als Q2, Z3 und Z4 ist oder der dazwischen liegt. In besonderen Fällen (benachbarte Gänge) kann alternativ Drehzahl des Quellgangs beibehalten werden.
  • Vom Beginn des Tests ist die Schaltkupplung geschlossen, d.h. Antriebswelle und Abtriebswelle drehen gleich schnell. Beide Antriebseinheiten, die elektrische Maschine und/oder der Verbrennungsmotor treiben an, da das Fahrzeug fährt.
  • Der Verbrennungsmotor wird entweder abgekoppelt oder in den Leerlauf gebracht, die elektrische Maschine in ihrem Drehmoment reduziert. Antriebswelle und Abtriebswelle drehen vorerst mit unveränderter Geschwindigkeit, da das Fahrzeug weiterhin fährt. Das Fahrzeug könnte in dieser Phase auch von einer weiteren elektrischen Maschine, welche direkt an der Abtriebswelle des Getriebes sitzt oder an einer zweiten Achse des Fahrzeugs, weiter angetrieben werden.
  • Im nächsten Schritt wird die Schaltkupplung geöffnet, d.h. Antriebswelle und Abtriebswelle werden getrennt. In diesem Moment fällt die Drehzahl nAN in Richtung des Leerlaufs des Motors und der elektrischen Maschine ab, da ein Drehmoment (Schleppmoment) von der Abtriebswelle auf die Antriebswelle des Getriebes übertragen wird.
  • Kurze Zeit später hat die Antriebswelle die gleiche Geschwindigkeit wie die elektrische Maschine.
  • Wäre der Gang nicht tatsächlich ausgelegt worden, wäre die Drehzahl der Antriebswelle nahezu unverändert geblieben. In diesem Fall würde die Steuerung erkennen, dass ein Fehler vorliegt.
  • Zu einem späteren Zeitpunkt erhält das Getriebe ein Gangwechselsignal, um vom zweiten Gang in den dritten Gang hochzuschalten. Dazu wird die Synchronisierungseinrichtung des dritten Gangs allmählich in Eingriff mit dem entsprechenden Zahnrad gebracht. Sobald der dritte Gang eingelegt ist, ist die Schaltkupplung vollständig geschlossen und die Drehzahl der elektrischen Maschine erhöht. Der Verbrennungsmotor wird parallel oder auch zeitversetzt hochgefahren und/oder wieder an das Getriebe angebunden.
  • Das Verfahren wird auch beim Herunterschalten angewendet, was am Beispiel einer Herunterschaltung aus dem vierten Gang in den dritten Gang beschreiben wird.
  • Dazu wird zum Beginn des Verfahrens der Verbrennungsmotor abgekoppelt oder in den Leerlauf heruntergefahren und die Drehzahl der elektrischen Maschine reduziert. Anschließend wird die Schaltkupplung zu einem Zeitpunkt vollständig geöffnet. Normalerweise fällt die Drehzahl der Antriebswelle zur voreingestellten Drehzahl der elektrischen Maschine ab. Dann kann der dritte Gang eingelegt werden, der bekanntlich höher dreht als der vierte Gang. Die Schaltkupplung des dritten Gangs wird vollständig geschlossen.
  • Da man jedoch auf die Information von Wegsensoren bzw. Wegsensoren als solche verzichten kann, kann es passieren, dass bei einem Schaltvorgang zwei Gänge betätigt werden, die sich direkt gegenüberliegen, d.h. die durch ein und dieselbe Synchronisierungseinrichtung betätigt werden. Um zu verhindern, dass die Synchronisierungseinrichtung dann zu weit bewegt wird, d.h. aus dem Quellgang auskoppelt und bereits in den eventuell nicht gewünschten gegenüberliegenden Gang einkoppelt, wird der gesamte zeitliche Verlauf der Antriebsdrehzahl während der kritischen Zeitdauer beobachtet.
  • Sobald die Synchronisierungseinrichtung in den gegenüberliegenden Gang eingreift, kommt es zu einem „Ansynchronisieren“ des gegenüberliegenden Gangs, was sich darin äußert, dass sich die Drehzahl der Antriebswelle entsprechend dem „falschen“ Gang auf einem bestimmten Drehzahlniveau einpendelt, welches ungleich nLL ist und dem falschen Gang entspricht. Dies wird vom Steuergerät erkannt. Es versteht sich, dass je nach Gangpaar und Ist-Zustand des Fahrzeugs auch eine Drehzahländerung eintreten kann, die sich nicht in einem Richtungswechsel äußert, sondern sich die Drehzahl auf einem niedrigeren Niveau einstellt (benachbarter Gang ist ein höherer Gang).
  • Die Steuerung kann diesen Zustand erkennen, und dann geeignete Gegenmaßnahmen einleiten, um den nicht beabsichtigten Gang wieder auszulegen.
  • Bezugnehmend auf 3 ist ein Flussdiagramm schematisch dargestellt, das einen Vorgang zeigt, bei dem ein Gang eingelegt wird. Die 3 beschreibt einen Einlegevorgang aus einer Neutralstellung kommend.
  • Der Verbrennungsmotor wird in Leerlauf versetzt und/oder abgekoppelt. Die elektrische Maschine wird in einen Zustand versetzt, indem sie ein Drehmoment von wenigen Newtonmetern übertragt (Block 62). Die elektrische Maschine wird also auf eine geeignete Drehzahl eingeregelt. Besonders geeignet sind Drehzahlen, die sich von der Drehzahl des auszulegenden Gangs und/oder der Drehzahl des einzulegenden Gangs (bei einem Schalten von Gang zu Gang) bzw. der Drehzahl eines falschen (gegenüberliegenden) Ganges hinreichend unterscheiden.
  • Dann wird z.B. hydraulisch oder elektrisch, je nach verwendetem Aktuator, eine Kraft auf die Synchronisierungseinrichtung aufgeprägt, um die Synchronisierungseinrichtung in eine ihrer Schließstellungen zu zwingen (Block 64).
  • Wenn die Antriebswelle des Getriebes die Zieldrehzahl erreicht (Block 66), kann der Zielgang bzw. dessen Synchronisierungseinrichtung für eine vorbestimmte Zeit nachgedrückt werden (Block 68). Der Zielgang ist dann eingelegt und das Einlegeprogramm ist vorerst beendet (Block 70).
  • Wenn die Zieldrehzahl noch nicht erreicht ist (Block 66), wobei Toleranzen vorgegeben werden können, wird überprüft, ob eine maximale Zeit abgelaufen ist (Block 72), innerhalb der die Zieldrehzahl inklusive eventueller Toleranzen erreicht sein muss. Diese maximale Zeit stellt eine zeitliche Begrenzung des Vorgangs dar, um bei tatsächlichen Fehlern keine unendlich langen Versuche durchzuführen, den Zielgang einzulegen. Die Überprüfung der Zieldrehzahl (Block 66) wird so lange durchgeführt, bis eine vorgegebenen Maximalzeit abgelaufen ist. Wenn die maximale Zeit abgelaufen ist, ohne dass die Zieldrehzahl erreicht wurde, dann wird der Einlegevorgang abgebrochen. Der Gang oder das Getriebe wird ggf. gesperrt (Block 74).
  • Bezugnehmend auf 4 ist ein Flussdiagramm gezeigt, das einen Auslegevorgang gemäß der vorliegenden Erfindung am Beispiel eines Auslegevorgangs aus der Gangstellung in die Neutralstellung veranschaulicht.
  • Der Verbrennungsmotor wird in Leerlauf versetzt und/oder abgekoppelt. Die elektrische Maschine wird in einen Zustand versetzt, indem sie ein Drehmoment von wenigen Newtonmetern übertragt (Block 80). Ein Auslegen des Quellgangs gegen dieses Kupplungsdrehmoment sollte möglich sein.
  • Die elektrische Maschine wird auf eine Drehzahl eingeregelt, die ungleich der Drehzahl des Quellgangs ist. Soll anschließend ein neuer Gang eingelegt werden, so ist es von Vorteil, wenn die eingestellte Drehzahl des Motors ungleich der Drehzahl des Zielgangs bzw. des gegenüberliegenden Gangs ist. Die Drehzahl kann aber auch zwischen Quell- und Zielgang eingeregelt werden. Insbesondere wird die Drehzahl des Motors unterhalb der niedrigeren Drehzahl von Quell- und Zielgang oder oberhalb der höheren Drehzahl von Quell- und Zielgang eingeregelt. Das Einregeln der elektrischen Maschine ist in Block 82 dargestellt.
  • Dann wird eine Kraft auf den Getriebeaktuator ausgeübt, und zwar derart, dass die Synchronisierungseinrichtung in Richtung ihrer Neutralstellung bzw. Offenstellung bewegt wird (Block 84).
  • Dann wird überprüft, ob die Drehzahl des Quellgangs verlassen wurde (Block 86).
  • Falls die Quelldrehzahl verlassen wurde, kann überprüft werden, ob die Drehzahl eines zum Quellgang benachbarten Gangs erreicht wird (Block 88). Alternativ kann geprüft werden, ob die Antriebswelle die (vorab) eingestellte Drehzahl der elektrischen Maschine erreicht hat. Hier sei ergänzend bemerkt, dass bei der vorliegenden Beschreibung angenommen wird, dass eine Fahrtgeschwindigkeit während des Schaltens konstant bleibt. In der Praxis kann dies auch anders sein, so dass dieser Effekt bei der Wahl einer geeigneten Motordrehzahl entsprechend zu berücksichtigen ist.
  • Sollte sich die Drehzahl in Richtung der Drehzahl des benachbarten Gangs entwickeln, so wird eine weitere (entgegengesetzte) Kraft auf die Synchronisierungseinrichtung ausgeübt, um die Synchronisierungseinrichtung in ihre Neutralstellung zu bewegen (vgl. Block 84). Nähert sich die Drehzahl der Antriebswelle jedoch nicht der Drehzahl des benachbarten Gangs, so ist der Quellgang ausgelegt (Block 90).
  • Ergibt die Überprüfung des Blocks 86, dass die Quelldrehzahl noch nicht verlassen wurde, so wird überprüft, ob eine maximale Zeit abgelaufen ist (Block 92). Falls die maximale Zeit noch nicht abgelaufen ist, so wird weiterhin Kraft aufgeprägt und erneut überprüft, ob die Quelldrehzahl verlassen wurde. Wenn jedoch die maximale Zeit abgelaufen ist und die Quelldrehzahl wurde nicht verlassen, so ist davon auszugehen, dass tatsächlich ein Fehler vorliegt, so dass der Auslegevorgang abgebrochen wird (Block 94). Dies kann ggf. durch Sperren des (Teil-)Getriebes erfolgen.
  • Die im Zusammenhang mit den 3 und 4 angeführten „maximalen Zeiten“ stellen Wartezeiten dar, die an das jeweilige System und die herrschenden Bedingungen (Temperatur, etc.) angepasst sein sollten. Die Betätigung der Aktuatorik eines Gangs erfolgt üblicherweise nach definierten zeitlichen Verläufen. Die Zeiten, die üblicherweise benötigt werden, um einen Gang einzulegen oder auszulegen, sind abhängig vom Getriebe und dem Fachmann bekannt.
  • Ferner versteht sich, dass die Neutralstellung des Getriebes, wenn kein Gang eingelegt ist, von den Begriffen „Quellgang“ und „Zielgang“ umfasst ist, wenn es um die vorliegende Beschreibung eines Schaltvorgangs geht. Wenn ein Gang ausgelegt wird, dann stellt die Neutralstellung (vorerst) einen „Zielgang“ dar, was den Wortlaut der nachfolgenden Patentansprüche betrifft.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2173594 B1 [0002]

Claims (7)

  1. Verfahren zum Schalten, insbesondere Ein- und/oder Auslegen, von Gängen eines Getriebes eines Hybrid-Kraftfahrzeugs, wobei das Getriebe mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine verbindbaren Antriebswelle (3,4) und eine an ein Antriebsrad bzw. Antriebsräder des Kraftfahrzeugs koppelbare Abtriebswelle (15) aufweist, wobei ein Schaltvorgang, in Abhängigkeit von Drehzahlen (n) der Wellen erfolgt, wobei jedem Gang eine als Schaltkupplung wirkende Synchronisierungseinrichtung zugeordnet ist, um die Antriebswelle (3,4) mit der Abtriebswelle (15) zu verbinden, mit den folgenden Schritten: - Abkoppeln des Verbrennungsmotors und/oder Herunterfahren auf Leerlaufdrehzahl; - Einstellen der Drehzahl der elektrischen Maschine auf einen vorbestimmten Wert, der sich von einer Drehzahl eines Quellgangs bzw. einer Drehzahl eines Zielgangs hinreichend unterscheidet; - Stellen der Schaltkupplung des Quellgangs in Richtung einer geöffneten Stellung, um die Antriebswelle (3,4) und Abtriebswelle (15) voneinander zu trennen; - Erfassen der Drehzahl (nAN) der Antriebswelle für eine vorbestimmte Zeitdauer, die sich zumindest an einen Zeitpunkt, wenn die Schaltkupplung des Quellgangs in der geöffneten Stellung ist, anschließt; - Bestimmen einer Änderung der Drehzahl (nAN) der Antriebswelle (3,4) während der vorbestimmten Zeitdauer; und - Bestimmen, ob die so bestimmte Änderung innerhalb vorgegebener Toleranzen einer erwarteten Drehzahländerung liegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt aufweist: - wenn sich die Drehzahl (nAN) der Antriebswelle (3,4) während der vorbestimmten Zeitdauer nicht auf einen erwarteten Wert ändert, Rückstellen der Schaltkupplung des Quellgangs, um in die geöffnete Stellung zu gelangen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das ferner den Schritt aufweist: - Ausüben einer Stellkraft auf eine Synchronisierungseinrichtung des Zielgangs zum Gangeinlegen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schaltvorgang abgebrochen wird, wenn die so bestimmte Drehzahländerung außerhalb der vorgegebenen Toleranzen um die erwartete Drehzahländerung herum liegt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei entweder der Gang, bei dem die Abweichung erkannt wurde, oder das gesamte Getriebe gesperrt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zeitlicher Ablauf des Schaltens in Abhängigkeit von Betriebsparametern, insbesondere von der Temperatur, erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren als Notfallprogramm angewendet wird, wenn ein Wegsensor einer der Schaltkupplungen ausfällt.
DE102022201874.5A 2022-02-23 2022-02-23 Verfahren zum Ein- und/oder Auslegen von Gängen eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs Pending DE102022201874A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022201874.5A DE102022201874A1 (de) 2022-02-23 2022-02-23 Verfahren zum Ein- und/oder Auslegen von Gängen eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022201874.5A DE102022201874A1 (de) 2022-02-23 2022-02-23 Verfahren zum Ein- und/oder Auslegen von Gängen eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022201874A1 true DE102022201874A1 (de) 2023-08-24

Family

ID=87518766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022201874.5A Pending DE102022201874A1 (de) 2022-02-23 2022-02-23 Verfahren zum Ein- und/oder Auslegen von Gängen eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022201874A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011078670A1 (de) 2011-07-05 2013-01-10 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs
EP2173594B1 (de) 2007-07-27 2014-02-12 GETRAG Getriebe- und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH & Cie KG Verfahren zum schalten eines stufengetriebegangs eines kraftfahrzeugs in abhängigkeit von der antriebswellendrehzahl
DE102017200977A1 (de) 2017-01-23 2018-07-26 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Antriebseinrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2173594B1 (de) 2007-07-27 2014-02-12 GETRAG Getriebe- und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH & Cie KG Verfahren zum schalten eines stufengetriebegangs eines kraftfahrzeugs in abhängigkeit von der antriebswellendrehzahl
DE102011078670A1 (de) 2011-07-05 2013-01-10 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs
DE102017200977A1 (de) 2017-01-23 2018-07-26 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Antriebseinrichtung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1998064B1 (de) Verfahren zum Plausibilisieren der Stellung des Kupplungsaktors einer Kupplung, Verfahren zum Bestimmen des Tastpunktes einer Kupplung sowie Vorrichtung zum Durchführen der Verfahren
EP1733158B1 (de) Schaltoptimierungsverfahren und entsprechendes steuergerät
EP2376815B1 (de) Verfahren zum betreiben einer getriebevorrichtung eines fahrzeugantriebsstranges
EP2183507B1 (de) Verfahren zum steuern eines hochschaltvorganges in einem doppelkupplungsgetriebe
DE19709419B4 (de) Kraftfahrzeug mit einem Drehmomentübertragungssystem und einem Getriebe und ein Verfahren zur Steuerung einer Einrichtung eines Kraftfahrzeuges mit einem Drehmomentübertragungssystem und einem Getriebe
EP2173594B1 (de) Verfahren zum schalten eines stufengetriebegangs eines kraftfahrzeugs in abhängigkeit von der antriebswellendrehzahl
DE112012004159B4 (de) Doppelkupplungs-Automatikgetriebe
WO2006053670A1 (de) Verfahren zum betrieb eines antriebsstrangs eines kraftfahrzeugs
WO2004036079A2 (de) Verfahren und system zum steuern wenigstens eines aktors im antriebsstrang eines fahrzeuges
DE10308518B4 (de) Verfahren zur Ermittlung eines übertragbaren Drehmomentes einer Kupplung eines automatischen Getriebes eines Kraftfahrzeuges
DE10344106B4 (de) Schaltstrategie und Getriebesteuerung für ein Getriebe, insbesondere für ein Doppelkupplungsgetriebe
WO2005065982A1 (de) Schaltverfahren bei einem sensorausfall für ein automatisiertes schaltklauengetriebe
DE102017213844A1 (de) Verfahren zum Schutz vor einer Überlastung einer Synchronisiervorrichtung
DE19845604C5 (de) Stufengetriebe und Verfahren zum Auslegen eines Ganges eines Stufengetriebes
DE102022201874A1 (de) Verfahren zum Ein- und/oder Auslegen von Gängen eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs
DE102019123619B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Doppelkupplungsgetriebes für ein Kraftfahrzeug
WO2014019576A2 (de) Verfahren zum losbrechen einer nasslaufenden kupplung eines kraftfahrzeuges bei tiefen temperaturen
DE102016221698B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Mehrkupplungsgetriebes, Mehrkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einem Mehrkupplungsgetriebe
DE102010054285A1 (de) Verfahren zum Überwachen des Betriebs eines Antriebsstrangs
DE10236541B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges
DE102006058973B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Betriebes eines Parallelschaltgetriebes
DE10322619A1 (de) Automatisiertes Schaltgetriebe sowie Verfahren zum Betreiben einer Getriebeeinrichtung
DE19845689A1 (de) Verfahren zum Ermitteln der Drehzahl einer Getriebeeingangswelle
DE102012015150A1 (de) Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung
DE102007033697A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern von Schaltvorgängen eines in einem Fahrzeugantriebsstrang enthaltenden Parallelschaltgetriebes

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication