DE10303048A1

DE10303048A1 - Verfahren zur Verbesserung der Schaltqualität in automatisierten Schaltgetrieben und Steuervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10303048A1
Application number: DE10303048A
Authority: DE
Inventors: Heinz Tengler
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2004-05-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Schaltqualität in automatisierten Schaltgetrieben, umfassend einen Getriebeeingang und einen Getriebeausgang mit dazwischen angeordneter Eingangskupplung und Nachschaltstufen und Nebenverbrauchern, welche über die Antriebsmaschine mit Leistungs versorgt werden; DOLLAR A - bei welchen bei Vorgabe eines Fahrerwunsches zur Änderung des Fahrzustandes durch Schaltstufenwechsel ein Öffnen der Eingangskupplung erfolgt; DOLLAR A - bei welchem nach dem Öffnen die Schaltelemente der gehenden Schaltstufe gelöst werden; DOLLAR A - bei welchem die miteinander in Wirkverbindung bringbaren Schaltelemente der kommenden Schaltstufe hinsichtlich ihrer Drehzahl synchronisiert werden; DOLLAR A - bei welchem die Schaltelemente der kommenden Gangstufe betätigt werden und die Eingangskupplung geschlossen wird. DOLLAR A Die Erfindung ist gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: DOLLAR A - Die Drehzahldifferenz zwischen den einzelnen Elementen der Eingangskupplung wird durch die Leistungsaufnahme der Nebenverbraucher gesteuert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Schaltqualität in automatisierten Schaltgetrieben, insbesondere zur Reduktion der Synchronisationszeit, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1; ferner eine Steuervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Automatisierte Schaltgetriebe sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Diese werden für Straßenfahrzeuge in Form von Omnibussen oder Nutzkraftwagen in Form von Lkw's angeboten. Diese Getriebe zeichnen sich dabei durch einen einfachen Aufbau und einen hohen Wirkungsgrad aus und sind in der Regel als Mehrganggetriebebaueinheiten ausgeführt, welche eine Vielzahl von unterschiedlichen Schaltstufen umfassen, die über die Aktivierung von Schaltelementen in Form von Kupplungseinrichtungen oder Bremseinrichtungen eingelegt werden können. Ein wesentliches Merkmal automatisierter Schaltgetriebe besteht dabei in der Zugkraftunterbrechung während des Schaltvorganges. Zu diesem Zweck weisen derartige Getriebe zwischen der Getriebeeingangswelle und den Schaltstufen eine sogenannte Getriebeeingangskupplung auf, welche als mechanische Kupplung ausgeführt ist und die bei jedem Gangwechsel gelöst wird, das heißt, die Verbindung zwischen der Getriebebaueinheit und der Antriebsmaschine, welche in der Regel als Verbrennungsmaschine ausgeführt ist, unterbricht. Um einen ruckfreien Schaltvorgang zu gewährleisten und des weiteren die am Schaltvorgang beteiligten Schaltelemente hinsichtlich der Belastung zu schonen, erfolgt zwischen den einzelnen Elementen der zu betätigenden Schaltelemente der kommenden Gangstufe eine Synchronisation. Zur Synchronisierung werden dabei in der Regel Reibelemente eingesetzt. Es ist jedoch ferner bekannt, die Synchronisation elektronisch durch Variation der Motordrehzahl in Form eines sogenannten elektronischen Zwischengases oder durch eine sogenannte Getriebebremse zu erzeugen. Stellvertretend wird dabei auf ein Prospekt der Firma ZF verwiesen, welches ein derartiges Verfahren zur Synchronisation beispielhaft verdeutlicht. Für einen Hochschaltvorgang, das heißt einen Wechsel in eine höhere Gangstufe, welche durch eine geringere Antriebsmaschinendrehzahl beziehungsweise Drehzahl an der Getriebeeingangswelle und ein höheres Moment charakterisiert ist, wird durch die Getriebesteuerung die Eingangskupplung der Getriebebaueinheit geöffnet. Die Motorleistung und damit auch die Drehzahl wird reduziert und die Schaltelemente werden per Getriebebremse im Getriebe synchronisiert und geschaltet. Anschließend wird die Eingangskupplung wieder geschlossen und parallel dazu die Motorleistung erhöht. Während dieses Vorganges tritt jedoch Verschleiß an der Eingangskupplung der Getriebebaueinheit auf. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Drehzahl der Antriebsmaschine noch stark von der Eingangsdrehzahl der Getriebebaueinheit beziehungsweise unter Berücksichtigung eventueller weiterer Übersetzungsstufen zwischen Antriebsmaschine und Getriebebaueinheit abweicht. Dies bedeutet, daß an der Eingangskupplung eine sehr hohe Drehzahldifferenz anliegt und zwar zwischen dem mit der Getriebeeingangswelle gekoppelten Kupplungselement und dem mit den Schaltstufen gekoppelten Kupplungselement. Für einen Rückschaltvorgang, das heißt einen Wechsel in eine niedrigere Gangstufe, die durch eine höhere Drehzahl und ein geringeres Moment bei gleicher Antriebsmaschinenleistung charakterisiert ist, wird ebenfalls die Eingangskupplung geöffnet. Anschließend wird durch das Teilschließen der Kupplung und eine gezielte Drehzahlerhöhung der Antriebsmaschine in Form eines Zwischengases eine Synchronisation der Schaltelemente der kommenden Gangstufe, das heißt der einzulegenden Gangstufe erzielt. Während dieses Vorganges ist ein erhöhter Verschleiß ebenfalls nicht auszuschließen, wenn die Drehzahl der Antriebsmaschine nicht schnell genug erhöht werden kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Antriebsmaschine durch zusätzliche Verbraucher, beispielsweise einen Kompressor oder Generator, belastet wird.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung der Schaltqualität in automatisierten Schaltgetrieben zu entwickeln, welches einen optimalen Schaltvorgang ruckfrei und mit möglichst geringem Verschleiß der am Schaltvorgang beteiligten Elemente, insbesondere auch der Eingangskupplung ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet Anwendung in automatisierten Schaltgetrieben in Antriebssträngen, umfassend eine Antriebsmaschine, welche wenigstens indirekt mit dem Getriebeeingang der automatisierten Schaltgetriebeeinheit verbunden ist, d. h. direkt oder über weitere Übertragungselemente und die wenigstens mit einem Nebenverbraucher gekoppelt ist. Dabei wird bei Vorgabe eines Fahrerwunsches zur Änderung des Fahrzustandes durch Wechsel der Schaltstufe die Eingangskupplung geöffnet bzw. gelöst. Nach dem Öffnen der Eingangskupplung werden die Schaltelemente der gehenden, d. h. der aktuellen Ausgangsschaltstufe gelöst. Die miteinander in Wirkverbindung bringbaren Elemente der Schaltelemente der kommenden Schaltstufe hinsichtlich ihrer Drehzahl synchronisiert werden. Die Schaltelemente der kommenden Schaltstufe werden dann geschlossen und die Eingangskupplung ebenfalls. Die Drehzahldifferenz zwischen den einzelnen miteinander in Wirkverbindung bringbaren Elementen der Eingangskupplung wird erfindungsgemäß durch die Leistungsaufnahme der Nebenverbraucher gesteuert.
Dies bietet den Vorteil, daß bei Hochschaltvorgängen die Motordrehzahl nach Rücknahme der Leistung schnell absinkt, so daß nach Abschluß der Schaltung nur eine geringe Differenzdrehzahl an der Eingangskupplung ansteht, ferner beim Rückschaltvorgang die Motordrehzahl möglichst rasch erhöht wird. Aufgrund der dann nunmehr nur noch geringen Differenzdrehzahl an der Eingangskupplung ist diese nicht mehr dem starken Verschleiß gegenüber den im Stand der Technik dargestellten Möglichkeiten unterworfen.
Die Steuerung der Leistungsaufnahme der Nebenverbraucher kann willkürlich, durch Zuschalten weiterer Nebenverbraucher oder aber gezielt durch Entnahme einer vordefinierbaren Leistung erfolgen. Während im ersten Fall keine zusätzliche Steuerungsmaßnahmen ergriffen werden müssen, sondern lediglich nur eine schwarz/weiß Betätigung, Zuschaltung oder Abschaltung von Nebenverbrauchern vorgenommen wird, kann im zweiten Fall die Steuerung der Leistungsaufnahme gezielt zur Beeinflussung der Drehzahl bzw. der Differenzdrehzahl an der Eingangskupplung genutzt werden. Diese stellt dann eine Funktion der Leistungsaufnahme der Nebenverbraucher dar. In diesem Fall sind jedoch sowohl die aktuellen Ist-Werte für die einzelnen Drehzahlen an der Motorabtriebswelle, der Getriebeeingangswelle sowie den Schaltelementen der gehenden Schaltstufe und die theoretisch sich einstellende Drehzahl nach Einlegen der kommenden Schaltstufe erfaßt und berücksichtigt werden. Eine zusätzliche Synchronisation durch elektronisches Zwischengas kann somit entfallen.
Beinhaltet der Wechsel der Schaltstufe eine Hochschaltung, wird die Leistungsaufnahme des oder der Verbraucher gegenüber der bei Vorliegen des Schaltstufenwechselsignales aktuell erforderlichen Leistung erhöht. Beim Rückschaltvorgang wird die Leistungsaufnahme reduziert oder vollständig unterbunden.
Vorrichtungsmäßig wird zur Realisierung der Steuerung der Leistungsaufnahme der Nebenverbraucher eine Steuervorrichtung genutzt, umfassend eine Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung ist dabei mit einer Einrichtung zur Erfassung eines Fahrerwunsches nach Änderung eines Fahrzustandes koppelbar. Mindestens ein Ausgang der Steuereinrichtung ist mit einer Steuereinrichtung der Eingangskupplung des automatisierten Schaltgetriebes und den einzelnen Schaltelementen der Nachschaltstufe gekoppelt. Ein Ausgang der Steuereinrichtung ist des weiteren mit einer Einrichtung zur Steuerung der Leistungsaufnahme von Nebenverbrauchern verbunden, in der Regel von Stelleinrichtungen an den Nebenverbraucher. Unter Steuereinrichtung wird dabei entweder ein Steuergerät in Form einer baulichen Einheit oder ein virtuelles Steuergerät in Form der funktionalen Zusammenfassung einer Vielzahl von Einzelelementen, umfassend mindestens einen Mikrorechner, eine Speichereinheit, einen Einlesespeicher, einen Auslesespeicher etc. verstanden. Unter Steuervorrichtung wird dabei die Gesamtheit aus Steuereinrichtung, Erfassungseinrichtungen sowie die Kopplung dieser mit der Steuereinrichtung und die Stellelemente sowie die Kopplung dieser mit dem Ausgang verstanden. Es kann sich dabei um das ohnehin dem automatisierten Schaltgetriebe zugeordnete Steuergerät handeln oder aber um eine übergeordnete Steuereinrichtung, beispielsweise die Fahrsteuerung.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt: Die 1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung anhand eines Signalflußbildes das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 verdeutlicht anhand eines Signalflußbildes eine Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Hochschaltvorganges;
3 verdeutlicht anhand eines Signalflußbildes das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Lösung für einen Rückschaltvorgang;
4 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung anhand eines Blockschaltbildes eine mögliche Ausführung einer Steuervorrichtung zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die 1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung anhand eines Signalflußbildes das Grundprinzip eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verbesserung der Schaltqualität in automatisierten Schaltgetrieben, insbesondere zur Reduktion der Synchronisatioriszeit am Beispiel einer Hochschaltung. Bei Hochschaltungen handelt es sich dabei um Schaltvorgänge, die bei Bereitstellung gleicher Leistung durch die Antriebsmaschine in der kommenden Schaltstufe durch eine geringere Drehzahl der Antriebsmaschine bei höherem Moment charakterisiert sind. Gemäß 1 ist der erste Schritt durch ein Signal für einen gewünschten oder erforderlichen Schaltstufenwechsel, welcher auch als Gangstufenwechsel bezeichnet wird, charakterisiert. Dieser kann dabei ausgehend von der aktuellen noch eingelegten Schalt- bzw. Gangstufe, welche als gehende Schalt- bzw. Gangstufe, das heißt zu verlassende Schaltstufe bezeichnet wird, in eine beliebige nächsthöhere Schaltstufe unter Überspringung von Schaltstufen oder direkt in die nächsthöhere erfolgen. Die einzulegende Schalt- bzw. Gangstufe wird dabei als kommende Schaltstufe bezeichnet. Nach Vorliegen eines Signales für einen gewünschten Schaltstufenwechsel werden Nebenverbraucher zugeschaltet. Die Zuschaltung der Nebenverbraucher kann dabei willkürlich oder entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung in 2 gesteuert erfolgen. Gleichzeitig oder mit geringer zeitlicher Verzögerung dazu wird die Eingangskupplung der automatisierten Schaltgetriebebaueinheit gelöst. Die Zeitdauer zwischen Zuschaltung der Nebenverbraucher und Lösung der Eingangskupplung wird auch als Vorhaltezeit t_vor bezeichnet. Nach Lösung der Eingangskupplung wird die gehende Gangstufe gelöst, indem die entsprechenden Schaltelemente, die zur Charakterisierung dieser Gangstufe betätigt werden müssen, gelöst werden. Während des Lösens der Schaltelemente der gehenden Gangstufe oder alternativ mit Abschluß des Lösens werden die Schaltelemente der kommenden Gangstufe, das heißt des gewünschten einzulegenden Ganges betätigt. Nach Kopplung d. h. Eingriff der Schaltelemente der kommenden Gangstufe wird die Eingangskupplung geschlossen und die zusätzlichen Nebenverbraucher abgeschaltet beziehungsweise die zusätzlich durch diese angeforderte Leistung wieder reduziert. Die Reduktion kann dabei auf das Niveau vor dem Gangstufenwechsel erfolgen oder jedoch entsprechend eines neuen Bedarfes, welcher jedoch geringer als der nach dem Gangstufenwechselsignal eingestellte Leistungsbedarf der Nebenverbraucher ist. Beim Einlegen der kommenden Gangstufe werden die miteinander in Eingriff zu bringenden Schaltelemente synchronisiert. Dies kann beispielsweise über eine Getriebebremse zur Drehzahlangleichung erfolgen. Dabei wird die Getriebebremse bei Erreichen einer minimalen Drehzahldifferenz der Schaltelemente der kommenden Gangstufe abgeschaltet, und der neue Gang wird eingelegt. Die Eingangskupplung kann dabei parallel zur Beendigung des Aktivierens der Schaltelemente beziehungsweise des Schließens der Schaltelemente der kommenden Gangstufe geschlossen werden.
Die 2 verdeutlicht anhand eines Signalflußbildes für einen Hochschaltvorgang gemäß 1 eine vorteilhafte Weiterentwicklung. Dabei wird die durch Zuschaltung von Nebenverbrauchern bedingte erforderliche Leistung, welche nicht für die Getriebebaueinheit und damit am Getriebeausgang zur Verfügung steht, hinsichtlich ihrer Größe gesteuert. Dabei kann in Abhängigkeit der aktuellen erforderlichen Leistung P_NVaktuell der Nebenverbraucher die Leistungserhöhung vorzugsweise gezielt gesteuert werden. Der sich daraus ergebende Leistungssollwert P_NVsoll bestimmt sich dabei aus der Differenz der von der Antriebsmaschine bereitgestellten Leistung P_AM bei eingelegter kommender Gangstufe und der am Getriebeausgang zu Verfügung zu stellenden Leistung P_{Gkommende GS}. Dabei wird vorzugsweise die durch den Nebenverbraucher abzunehmende Leistung P_NVsoll entweder auf einen bestimmten Wert, welcher für jede gewünschte Gangstufe vordefiniert ist, begrenzt oder der Leistungssollwert P_NVsoll wird aus den Kenndaten der kommenden Gangstufe dahingehend berechnet, daß eine bestimmte Drehzahl der Antriebsmaschine n_Amsoll eingestellt wird. Diese kann dabei im Idealzustand der Abtriebsdrehzahl n_A am Getriebeausgang für die eingelegte Gangstufe unter Berücksichtigung der Übersetzung der kommenden Gangstufe nach Einlegung der Gangstufe entsprechen. In diesem Fall liegt nach Abschluß des Schaltvorganges, das heißt nach Einkupplung der Eingangskupplung an dieser keine oder nur eine sehr geringe Drehzahldifferenz vor. Die zusätzlichen Nebenverbraucher beziehungsweise die von diesem geforderte Zusatzleistung P_{NVzusätzlich}, die sich aus der Differenz P_NVsoll – P_NVaktuell ergibt, wird dann nach Abschluß der Schaltung wieder zurückgenommen, so daß der dabei zur Verfügung stehende Leistungsüberschuß wieder für den Antrieb über die Getriebebaueinheit genutzt werden kann und somit die Antriebsdrehzahl der Antriebsmaschine langsam wieder steigt bei Erhöhung der Last.
Die 3 verdeutlicht anhand eines Signalflußbildes das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Lösung für einen Gangstufenwechsel in Form eines Rückschaltvorganges, wobei ein Gangstufenwechsel von einer aktuellen Gangstufe G_aktuell in eine unmittelbar darauffolgende niedrigere Gangstufe G_aktuell-1 oder eine beliebige niedrigere Gangstufe G_aktuell-n erfolgt. Die einzulegenden Gangstufen beim Rückschaltvorgang, welche auch als kommende Gangstufen bezeichnet werden, sind dabei durch höhere Drehzahlen bei niedrigerem abgebbarem Moment von der Antriebsmaschine charakterisiert. Bei der Rückschaltung erfolgt dabei entweder gleichzeitig oder mit geringem zeitlichem Versatz zum Vorliegen eines Signales für einen Gangstufenwechsel zwischen der aktuellen Gangstufe G_aktuell und der kommenden Gangstufe G_kommend das Lösen der Eingangskupplung und die wenigstens teilweise kurzzeitige Abschaltung der Nebenverbraucher, wobei mit Abschaltung der Nebenverbraucher die für diese erforderliche Leistung vollständig in den Antriebsstrang in Richtung des Getriebes eingespeist werden kann. Die zur Verfügung stehende zusätzliche Leistung bewirkt ein Ansteigen der Drehzahl der Antriebsmaschine n_AM, wobei der Anstieg gleichmäßig oder aber beschleunigt erfolgen kann. Die Eingangskupplung wird dann gelöst, wobei das mit der Getriebeeingangswelle und damit wenigstens mittelbar mit der Abtriebswelle der Antriebsmaschine gekoppelte Kupplungselement der Eingangskupplung mit einer proportionalen Drehzahl zur Drehzahl der Antriebsmaschine n_AM rotiert. Dies gilt auch kurzzeitig zumindest für das zweite Kupplungselement der Eingangskupplung, welches mit den Nachschaltstufen gekoppelt ist. Die aktuelle, das heißt die gehende Gangstufe wird gelöst durch Lösen der Schaltelemente. Über eine Getriebebremse werden die Schaltelemente der kommenden Gangstufe in Eingriff gebracht und mit Abschluß wird die Eingangskupplung wieder geschlossen. Die abgeschalteten Nebenverbraucher werden nunmehr wieder zugeschaltet. Die Zuschaltung erfolgt dabei gleichzeitig oder geringfügig zeitlich versetzt zur Beendigung des Schließvorganges der Eingangskupplung. Diese bewirkt dann wieder eine Verringerung der Drehzahl an der Getriebeeingangswelle und damit über die gesamte Getriebebaueinheit. Auch hier kann die Reduktion der Abschaltung bzw. der Leistungsaufnahme der Nebenverbraucher analog zu der in 2 dargestellten Vorgehensweise gesteigert werden.
Die 4 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung anhand eines Blockschaltbildes eine mögliche Ausführung einer Steuervorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zu erkennen ist die Antriebsmaschine 1, ein mit der Abtriebswelle 2 mechanisch gekoppeltes automatisiertes Schaltgetriebe 3 mit einer Eingangskupplung 4, die mit der Getriebeeingangswelle 5, die gleichzeitig drehfest mit der Abtriebswelle 2 der Antriebsmaschine gekoppelt ist. Die Kopplung erfolgt dabei durch ein erstes Kupplungselement 6.1 mit der Getriebeeingangswelle 5, während ein zweites Kupplungselement 6.2 mit den Nachschaltstufen 7 des automatisierten Schaltgetriebes in Eingriff steht. Die Nachschaltstufen sind mit dem Getriebeausgang A gekoppelt. Dieser steht wiederum in drehfester Verbindung mit den anzutreibenden Rädern des Fahrzeugs. Dabei ist es unerheblich, um welche Art von Fahrzeug es sich handelt. Beim Einsatz in Schienenfahrzeugen 8 werden zusätzliche Nebenverbraucher 9 über die Antriebsmaschine 1 mit Leistung versorgt. Dies erfolgt durch Ankopplung eines Generators 10 an die Antriebsmaschine, über welchen elektrische Leistung in das Bordnetz eingespeist wird. Der Leistungsbedarf ist dabei in der Regel sehr hoch, so daß ein Großteil der Antriebsleistung für den Antrieb von Nebenverbrauchern 9 verwendet wird.
Dem Antriebsstrang ist eine Steuervorrichtung 11 zugeordnet, welche mindestens eine Steuereinrichtung 12 umfaßt. Über diese werden die Gangstufenwechsel gesteuert. Der Antriebsmaschine ist in der Regel je nach Art und Ausführung der Antriebsmaschine eine eigenständige Motorsteuervorrichtung 13 zugeordnet. Bei Vorgabe eines Fahrerwunsches nach Änderung des Fahrzustandes, beispielsweise über ein entsprechendes Betätigungselement 14 in Form eines Fahrhebels wird von einer, die Betätigung am Betätigungselement 14 erfassenden Einrichtung 15 ein Signal aus der den Fahrerwunsch wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe durch das Betätigungselement 14 generiert. Dieses wird der Steuereinrichtung 12 zugeführt. In dieser werden entsprechend des Schaltablaufes die Stellgrößen zur Aktivierung und Deaktivierung der Eingangskupplung, der Lösung der Schaltelemente der aktuellen, das heißt gehenden Gangstufe und der Aktivierung der kommenden Gangstufe erzeugt. Dies kann über einen seriellen Ausgang 18 oder aber parallel erfolgen. Erfindungsgemäß wird dabei zusätzlich die für die Nebenverbraucher bereitgestellte Leistung, im dargestellten Fall die über den Generator 10 von der Antriebsmaschine 1 abgegriffene Leistung gesteuert. Entsprechend der Art des Schaltvorganges, Hoch- oder Rückschaltvorgang wird entweder die vom Generator 10 von der Antriebsmaschine geforderte Leistung erhöht oder aber erniedrigt bis vollständig auf Null zurückgefahren. Zu diesem Zweck umfaßt die Steuereinrichtung 12 des weiteren eine Kennungseinrichtung 16 zur Erkennung der Art des Gangstufenwechsels. Die am Generator einzustellende Sollleistung P_NGsoll ergibt sich dabei als Funktion aus der Art des Gangstufenwechsels. Bei Hochschaltungen wird zusätzlich die aktuelle geforderte Leistung P_NGaktuell aus einer, diese Größe wenigstens indirekt charakterisierten Größe ermitelt und auf dieser Grundlage wird die geforderte Änderung P_NGsoll ermittelt oder berechnet.
Die aktuelle Leistung der Nebenverbraucher bzw. wenigstens eine der diese beschreibende Größe wird über einen Eingang 19 der Steuereinrichtung 12 zugeführt. Die Steuereinrichtung 12 umfaßt dazu ferner eine Stellgrößenbildungseinrichtung 17 zur Ansteuerung des Generators 10.
Die weiteren, beim Schaltvorgang üblicherweise erfaßten Signale werden hier im einzelnen nicht weiter genannt. Die entsprechenden Erfassungseinrichtungen sind ebenfalls Bestandteil der Steuervorrichtung.

1: Antriebsmaschine
2: Abtriebswelle
3: Automatisiertes Schaltgetriebe
4: Eingangskupplung
5: Getriebeeingangswelle
6.1: Erstes Kupplungselement der Eingangskupplung
6.2: Zweites Kupplungselement der Eingangskupplung
7: Schaltstufen
8: Schienenfahrzeug
9: Nebenverbraucher
10: Generator
11: Steuervorrichtung
12: Steuereinrichtung
13: Motorsteuervorrichtung
14: Betätigungselement
15: Erfassungseinrichtung
16: Erkennungseinrichtung
17: Stellgrößenbildner
18: Ausgang
A: Getriebeausgang
P_NV: Leistung der Nebenverbraucher
P_{NVzusätzlich}: zusätzliche vom Nebenverbraucher geforderte Leistung
P_NGsoll: vom Generator bereitzustellende Solleistung

Claims

Verfahren zur Verbesserung der Schaltqualität automatisierter Schaltgetriebe, umfassend einen Getriebeeingang und einen Getriebeausgang mit dazwischen angeordneter Eingangskupplung und Nachschaltstufen in Antriebssträngen, umfassend eine Antriebsmaschine, welche wenigstens indirekt mit dem Getriebeeingang verbunden ist und die mit wenigstens einem Nebenverbraucher gekoppelt ist; 1.1 bei welchen bei Vorgabe eines Fahrerwunsches zur Änderung des Fahrzustandes durch Wechsel der Schaltstufe ein Öffnen der Eingangskupplung erfolgt; 1.2 bei welchem nach dem Öffnen der Eingangskupplung die Schaltelemente der gehenden Schaltstufe gelöst werden; 1.3 bei welchem die miteinander in Wirkverbindung bringbaren Elemente der Schaltelemente der kommenden Schaltstufe hinsichtlich ihrer Drehzahl synchronisiert werden; 1.4 bei welchem die Schaltelemente der kommenden Schaltstufe geschlossen werden und die Eingangskupplung geschlossen wird; gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: 1.5 bei welchem die Drehzahldifferenz zwischen den einzelnen miteinander in Wirkverbindung bringbaren Elementen der Eingangskupplung durch die Leistungsaufnahme der Nebenverbraucher gesteuert wird.
Verfahren zur Verbesserung der Schaltqualität nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechsel der Schaltstufe eine Hochschaltung beinhaltet und die Leistungsaufnahme des oder der Nebenverbraucher gegenüber der bei Vorliegen eines Schaltstufenwechselsignals aktuell erforderlichen Leistung erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsbedarffurch den oder die Nebenverbraucher eine vordefinierbare Zeitdauer vor dem Öffnen der Eingangskupplung auf einen vordefinierbaren Wert erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Nebenverbraucher eine vordefinierbare Zeitdauer vor dem Öffnen der Eingangskupplung mit einer vordefinierbaren Leistung zugeschaltet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gangstufenwechsel eine Rückschaltung beinhaltet, wobei die vom Nebenverbraucher oder den. Nebenverbrauchern aufgenommene Leistung eine vordefinierbare Zeitdauer vor dem Öffnen der Eingangskupplung reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion auf einen vordefinierbaren Wert erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenverbraucher nach Abgabe des Gangschaltsignales und eine bestimmte Zeitdauer vor dem Öffnen der Eingangskupplung abgeschaltet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die für den oder die Nebenverbraucher bereitzustellende Leistung als Funktion aus der aktuellen zum Zeitpunkt des Vorliegens des Gangwechselsignales aufgenommenen Leistung, den aktuellen Drehzahlen an der Getriebeeingangswelle und den sich unter diesen Voraussetzungen einstellenden Drehzahlen an der Getriebeeingangswelle und am Getriebeausgang ermittelt werden und die Nebenverbraucher angesteuert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zeitpunkt des vollständigen Schließens der Eingangskupplung oder zeitlich verzögert dazu der oder die Nebenverbraucher derart angesteuert werden, daß deren Leistungsaufnahme dem Wert zum Zeitpunkt der Abgabe des Gangschaltsignales oder zeitlich verzögert dazu vor dem Lösen der Eingangskupplung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsaufnahme der Nebenverbraucher zum oder nach dem Schließen der Eingangskupplung auf einen Wert ungleich der Leistungsaufnahme zum Zeitpunkt des Gangwechselsignales oder zeitlich verzögert dazu vor dem Lösen der Eingangskupplung entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisation der Elemente der Schaltelemente der kommenden Gangstufe durch Abbremsung des mit der Getriebeeingangswelle gekoppelten Elementes der Schaltelemente erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsaufnahme der Nebenverbraucher geregelt wird.
Steuervorrichtung für automatisierte Schaltgetriebe in Antriebssträngen, umfassend eine Antriebsmaschine, ein mit dieser gekoppeltes automatisiertes Schaltgetriebe und mit der Antriebsmaschine koppelbare Nebenverbraucher; 13.1 mit einer Steuereinrichtung; 13.2 die Steuereinrichtung ist mit einer Einrichtung zur Erfassung eines Fahrerwunsches nach Änderung des Fahrzustandes koppelbar; 13.3 mindestens ein Ausgang der Steuereinrichtung ist mit einer Stelleinrichtung der Eingangskupplung des automatisierten Schaltgetriebes und den einzelnen Schaltelementen der Nachschaltstufe gekoppelt; 13.4 ein Ausgang der Steuereinrichtung ist des weiteren mit einer Einrichtung zur Steuerung der Leistungsaufnahme von Nebenverbrauchern gekoppelt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge und Ausgänge als serielle Eingänge und Ausgänge ausgeführt sind.
Steuervorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Erkennungseinrichtung für die Art des Gangstufenwechsels aufweist und ferner einen Stellgrößenbildner für die Ansteuerung der Nebenverbraucher.
Steuervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellgrößenbildner Berechnungseinrichtungen umfaßt, die in Abhängigkeit der aktuellen Leistungsanforderung durch den Nebenverbraucher, die aktuellen Kennwerte der Antriebsmaschine die Änderung des Leistungsbedarfes der Nebenverbraucher berechnet.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß diese als Getriebesteuervorrichtung ausgeführt ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß diese von einer Fahrantriebssteuerung gebildet wird.