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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität und sämtliche Rechte der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/212,231, eingereicht am 31. August 2015 und hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit ausdrücklich mit eingeschlossen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Schaltgetriebe und insbesondere ein System und ein Verfahren zur elektronischen Synchronisation von Drehzahlen beim Gangwechsel in Handschaltgetrieben, Doppelkupplungsgetrieben und automatisierten Schaltgetrieben.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Herkömmliche Fahrzeuge umfassen üblicherweise eine Kraftmaschine, die eine Abtriebsbewegung erzeugt, die für ein Schaltgetriebe, wie etwa ein Handschaltgetriebe für einen Antriebsstrangsystem des Fahrzeugs, eine Antriebsbewegung darstellt. Das Schaltgetriebe verändert die Drehzahl und das Drehmoment, die/das vom Abtrieb der Kraftmaschine bereitgestellt werden, durch eine Reihe vorher festgelegter Zahnradsätze in einem Getriebe, um Kraft zu einem oder mehreren Rädern des Fahrzeugs zu übertragen, wobei ein Wechseln zwischen den Zahnradsätzen ermöglicht, das Fahrzeug bei gegebener Kraftmaschinendrehzahl mit unterschiedlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten fortzubewegen.
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Wenn ein Fahrzeugführer oder Fahrer von einem Gang in einen anderen wechseln möchte, tritt er ein Kupplungspedal des Fahrzeugs. Dadurch wird über ein Gestänge eine Einzelkupplung betätigt, die den Abtrieb der Kraftmaschine vom Getriebeeingang trennt und den Kraftfluss zur Hauptwelle unterbricht. Dann wählt der Fahrzeugführer unter Verwendung eines Schalthebels einen neuen Gang aus, wobei es sich um einen Vorgang handelt, der üblicherweise mit einem Bewegen eines Zahnkranzes von einem Zahnrad zu einem anderen Zahnrad anderer Größe verbunden ist. Im Getriebe gleichen Synchronisiereinrichtungen die Zahnräder aneinander an, bevor sie in Eingriff gebracht werden, um ein Schaltknirschen zu verhindern. Sobald der neue Gang eingelegt ist, gibt der Fahrer das Kupplungspedal frei, wodurch der Abtrieb der Kraftmaschine wieder mit dem Getriebeeingang verbunden wird, um Kraft zu den Rädern zu übertragen.
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Bei einem Fahrzeug kann ein anderer Typ von Schaltgetriebe eingesetzt werden, der fachsprachlich mitunter als „Doppelkupplungsgetriebe” bezeichnet wird. Das Doppelkupplungsgetriebe verwendet zwei Kupplungen, und das Fahrzeug hat kein Kupplungspedal. Die Steuerung der Kupplungen erfolgt elektronisch und hydraulisch auf ähnliche Weise wie bei einem üblichen Automatikgetriebe. Bei einem Doppelkupplungsgetriebe arbeiten die Kupplungen jedoch unabhängig voneinander. Beispielsweise ist eine Kupplung für die ungeraden Gänge (erster Gang, dritter Gang, fünfter Gang und Rückwärtsgang), während die andere die geraden Gänge (zweiter Gang, vierter Gang und sechster Gang) betreibt. Bei dieser Ausgestaltung kann ein Gangwechsel ohne Unterbrechung des Kraftflusses von der Kraftmaschine zur Hauptwelle erfolgen.
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Bei einem Fahrzeug kann noch ein anderer Typ von Schaltgetriebe verwendet werden, der fachsprachlich mitunter als „automatisiertes Schaltgetriebe” bezeichnet wird. Im Allgemeinen handelt es sich bei dem automatisierten Schaltgetriebe (ASG) um ein Handschaltgetriebe mit einem elektromechanischen Kupplungsaktor. Zum Betätigen der Kupplung verwendet der elektronisch gesteuerte Kupplungsaktor einen Elektromotor anstelle eines herkömmlichen Kupplungspedals und einer Gestänge-Betätigungseinrichtung. Im Kupplungsaktor wird die Drehbewegung des Elektromotors via einen Zahnradsatz in eine lineare Bewegung überführt, die zum Ein- und Ausrücken der Kupplung via eine Druckplatte benötigt wird. Die Betätigung der Kupplung erfolgt über einen Ausrückhebel und ein Lager, mit deren Hilfe die Zahnräder im Getriebe in Eingriff oder außer Eingriff gebracht werden können.
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Bei den vorstehend beschriebenen Schaltgetrieben werden üblicherweise mechanische Synchronisiereinrichtungen verwendet, um während eines Schaltens Drehzahlen zwischen Zahnrädern anzugleichen oder zu synchronisieren, um ein leichtes Einlegen der Gänge zu ermöglichen. Die Synchronisiereinrichtung ermöglicht einem Kranz und einem Zahnrad, ihre Drehzahlen zu synchronisieren, während sie bereits in Kontakt sind, jedoch bevor der Schaltkranz in Eingriff ist. Beispielsweise kann ein Kegel an einem Zahnrad in eine kegelförmige Vertiefung am Kranz passen. Die Synchronisation der Drehzahlen von Zahnrad und Zahnkranz erfolgt durch die Reibung zwischen den beiden. Dann bewegt sich der äußere Teil des Zahnkranzes aus dem Weg, sodass der Schaltkranz mit dem Zahnrad in Eingriff gelangen kann. Da jedoch für zusätzliche Ganggruppen Platz geschaffen werden soll, ist es wünschenswert, die Synchronisiereinrichtungen, die beim Gangwechsel in Schaltgetrieben Drehzahlen angleichen oder synchronisieren, aus dem Weg zu räumen. Daher besteht im Fachgebiet ein Bedarf an einer Bereitstellung eines Systems und eines Verfahrens zum Synchronisieren von Drehzahlen beim Gangwechsel in einem Schaltgetriebe, das ohne herkömmliche Synchronisiereinrichtungen auskommt.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt ein System zur elektronischen Synchronisation von Drehzahlen beim Gangwechsel in einem Schaltgetriebe bereit, mit einem elektronischen Steuerungsmodul und einem elektronischen Synchronisationsmodul in Kommunikation mit dem elektronischen Steuerungsmodul und dafür geeignet, mit mindestens einer Eingangswelle des Schaltgetriebes zusammenzuwirken. Das elektronische Steuerungsmodul ist dafür konfiguriert, ein Signal, dass ein Schalten des Schaltgetriebes beginnt, zu empfangen, einen gewünschten Gang des Schaltgetriebes eigenständig zu antizipieren und mittels des elektronischen Synchronisationsmoduls die Drehzahlen zwischen der mindestens einen Eingangswelle des Schaltgetriebes und dem gewünschten Gang zu synchronisieren.
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Außerdem stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur elektronischen Synchronisation von Drehzahlen beim Gangwechsel in einem Schaltgetriebe eines Fahrzeugs bereit, das die Schritte des Bereitstellens eines elektronischen Steuerungsmoduls und des Bereitstellens eines elektronischen Synchronisationsmoduls in Kommunikation mit dem elektronischen Steuerungsmodul und dafür geeignet, mit mindestens einer Eingangswelle des Getriebes zusammenzuwirken, umfasst. Außerdem umfasst das Verfahren die Schritte: Empfangen, durch das elektronische Steuerungsmodul, eines Signals, dass ein Schalten des Schaltgetriebes beginnt; Antizipieren, durch das elektronische Steuerungsmodul, eines gewünschten Gangs des Schaltgetriebes und Synchronisieren, mittels des elektronischen Synchronisationsmoduls, der Drehzahlen zwischen der Eingangswelle des Schaltgetriebes und dem gewünschten Gang.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein System und ein Verfahren zur elektronischen Synchronisation von Drehzahlen beim Gangwechsel in einem Schaltgetriebe eines Fahrzeugs bereitgestellt werden. Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das System und das Verfahren für eine elektronische Synchronisation von Drehzahlen beim Schalten durch Abgleichen einer Eingangsdrehzahl mit der Drehzahl eines gewünschten oder Zielgangs, der einzulegen ist, sorgen. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass von dem System und dem Verfahren ein Elektromotor benutzt wird, der über eine mechanische Verbindung, wie etwa eine Kette oder einen Zahnradsatz, mit einer oder mehreren Eingangswellen verbunden ist. Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das System und das Verfahren herkömmliche Synchronisiereinrichtungen überflüssig machen und zwar durch das Ersetzen einer mechanischen Kupplung, wie etwa einer Klauenkupplung oder einer mehrere Betriebsarten aufweisenden Kupplung, im Schaltgetriebe. Ein nochmals weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das System und das Verfahren eine geringere Länge von Handschaltgetrieben, insbesondere bei einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb, ermöglichen.
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Weitere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ohne Weiteres anerkannt werden, da sie nach einem Lesen der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung besser verstanden werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist eine schematische Darstellung eines Systems, gemäß der vorliegenden Erfindung, zur elektronischen Synchronisation von Drehzahlen beim Gangwechsel in einem Schaltgetriebe.
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2 ist eine schaubildliche Darstellung einer Ausführungsform des Systems von 1 zur Verwendung bei einem Viergang-Schaltgetriebe.
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3 ist eine schaubildliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Systems von 1 zur Verwendung bei einem Doppelkupplungsgetriebe.
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4 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens, gemäß der vorliegenden Erfindung, zur elektronischen Synchronisation von Drehzahlen beim Gangwechsel in einem Handschaltgetriebe unter Verwendung des Systems von 1.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nun zu den Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen gleichartige Strukturen bezeichnen, sofern nichts anderes angegeben ist, ein System 10, gemäß der vorliegenden Erfindung zum Synchronisieren von Drehzahlen beim Gangwechsel in einem Schaltgetriebe, in 1 allgemein mit 12 bezeichnet, für ein Fahrzeug (nicht gezeigt). Das Fahrzeug umfasst eine Kraftmaschine 14 und das Schaltgetriebe 12. In einer Ausführungsform ist die Kraftmaschine 14 eine herkömmliche Verbrennungskraftmaschine, die allgemein bekannt ist. Bei dem Schaltgetriebe 12 kann es sich um ein Handschaltgetriebe (HG), ein Doppelkupplungsgetriebe (DKG) oder ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) handeln. Die Kraftmaschine 14 weist eine drehbare Abtriebswelle auf, die für das Schaltgetriebe 12 die antreibende Seite (Kraftmaschine) 16 darstellt. Das Schaltgetriebe 12 überführt die Bewegung der antreibenden Seite (Kraftmaschine) 16 in eine Abtriebsbewegung, um Kraft zu einem oder mehreren Rädern (nicht gezeigt) des Fahrzeugs zu übertragen. Es versteht sich, dass das Schaltgetriebe 12 von 1 von einem Typ ist, der in einem herkömmlichen Antriebsstrangsystem für einen „Frontantrieb mit quer eingebauter Kraftmaschine” verwendet werden kann. Außerdem versteht sich, dass die Kraftmaschine 14 und/oder das Schaltgetriebe 12 von irgendeinem Typ sein könnte(n), der geeignet ist, das Fahrzeug anzutreiben, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzukommen.
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Das Schaltgetriebe 12 umfasst ein Getriebe 18 mit mindestens einer Eingangswelle 20 und mindestens einer Kupplung 22 zwischen der antreibenden Seite (Kraftmaschine) 16 und der Eingangswelle 20 des Getriebes 18. Das Getriebe 18 umfasst mindestens eine Abtriebswelle 24 zum Bereitstellen einer Abtriebsbewegung des Schaltgetriebes 12. Der Abtrieb der Abtriebswelle 24 wird einer Differentialbaugruppe (nicht gezeigt) zugeführt, von dort wird eine Abtriebsbewegung zum Antreiben der Gleichlaufgelenke (nicht gezeigt) weitergeleitet und wiederum zu den Rädern des Fahrzeugs weitergeleitet. Außerdem weist das Getriebe 18 zwischen der Eingangswelle 20 und der Abtriebswelle 24 einen oder mehrere Zahnradsätze, allgemein mit 26 bezeichnet, auf. In einer Ausführungsform umfassen die Zahnradsätze 26 einen ersten Zahnradsatz 26a für eine erste Gangübersetzung, einen zweiten Zahnradsatz 26b für eine zweite Gangübersetzung, einen dritten Zahnradsatz 26c für eine dritte Gangübersetzung und einen vierten Zahnradsatz 26d für eine vierte Gangübersetzung des Schaltgetriebes 12. In dieser Ausführungsform ist das Schaltgetriebe 12 ein Viergang-Getriebe, es versteht sich jedoch, dass es in anderen Ausführungsformen weitere Zahnradsätze aufweisen kann, um weitere Gangübersetzungen bereitzustellen.
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Außerdem umfasst das System 10 eine Schaltbaugruppe 28, um einem Fahrzeugführer zu ermöglichen, Zahnräder der Zahnradsätze 26 des Schaltgetriebes 12 in ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis zu bringen. In einer Ausführungsform weist die Schaltbaugruppe 28 einen Schalthebel 30 zum Schalten der Zahnradsätze 26 auf, der über einen Kabelzug 32 mit dem Getriebe 18 verbunden ist. Es versteht sich, dass eine Bewegung des Schalthebels 30 zur Folge hat, dass Schaltgabeln (nicht gezeigt) im Schaltgetriebe 12 mit Schaltmuffen (nicht gezeigt) in Eingriff gelangen und sie in die vom Fahrer gewünschten Positionen schieben, um das angestrebte Übersetzungsverhältnis bereitzustellen. Außerdem versteht sich, dass die Schaltbaugruppe 28 allgemein bekannt ist.
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Das System 10 umfasst ein elektronisches Synchronisationsmodul, allgemein mit 34 bezeichnet, um die Drehzahl der Eingangswelle 20 des Schaltgetriebes 12 mit der Drehzahl eines gewünschten oder Zielgangs der Zahnradsätze 26, der einzulegen ist, elektronisch zu synchronisieren. Das elektronische Synchronisationsmodul 34 umfasst mindestens einen Elektromotor (EM) 36 und mindestens eine mechanische Verbindung 38, die an einen Abtrieb des Elektromotors 36 und die Eingangswelle 20 des Schaltgetriebes 12 gekoppelt ist. In einer Ausführungsform kann die mechanische Verbindung 38 eine Kette oder ein Zahnradsatz sein. Es versteht sich, dass die Abtriebsbewegung des Elektromotors 36 via die mechanische Verbindung 38 zur Eingangswelle 20 übertragen wird, um die Drehzahl der Eingangswelle 20 des Schaltgetriebes 12 zu erhöhen oder zu verringern.
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Außerdem umfasst das System 10 ein elektronisches Steuerungsmodul (ECM) 40, das an den Elektromotor 36 des elektronischen Synchronisationsmoduls 34 angeschlossen ist. Das ECM 40 kommuniziert via einen Bus zwischen dem Elektromotor 36 und anderen Sensoren (nicht gezeigt) des Fahrzeugs, um Parameter, wie etwa Kraftmaschinendrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Drosselklappenstellung usw., zu verfolgen Das System 10 umfasst einen Drehzahlsensor 42, der mit dem ECM 40 kommuniziert und in der Nähe der mechanischen Verbindung 38 angeordnet ist, um die Drehzahl der mechanischen Verbindung 38 zu bestimmen.
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Das System 10 kann einen Kupplungspedalsensor 44 umfassen, der mit dem ECM 40 kommuniziert und in der Nähe eines Kupplungspedals (nicht gezeigt) angeordnet ist, um die Stellung des Kupplungspedals zu erfassen. Außerdem kann das System 10 einen Stellungssensor 46 umfassen, der mit dem ECM 40 kommuniziert und in der Nähe der Schaltbaugruppe 28 angeordnet ist, um die Stellung des Schalthebels 30 der Schaltbaugruppe 28 zu bestimmen. Ferner umfasst das System 10 eine Sperrvorrichtung 48, die mit dem ECM 40 kommuniziert und mit der Schaltbaugruppe 28 zusammenwirkt, derart, dass sie vom ECM 40 aktiviert wird, um zu verhindern, dass der Schalthebel 30 in eine Schaltkulisse (nicht gezeigt) der Schaltbaugruppe 28 gelangt. Es versteht sich, dass das ECM 40 via einen Bus, Festverdrahtungen oder eine Kombination davon mit den Sensoren kommunizieren kann. Außerdem versteht sich, dass in einer Ausführungsform der Stellungssensor 46 und die Sperrvorrichtung 48 separat an das ECM 40 angeschlossen sind. Ferner versteht sich, dass die Eingangswelle 20 und die Abtriebswelle 24 mit Drehzahlsensoren 50 ausgerüstet sein können.
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Nun unter Bezugnahme auf
2: Es ist eine Ausführungsform des Systems
10 von
1 zur Verwendung mit einem Viergang-Schaltgetriebe
12 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform tragen Teile, die denen des Schaltgetriebes
12 von
1 gleich sind, dieselben Bezugszeichen. Bei dem Handschaltgetriebe
12 sind die herkömmlichen Synchronisiereinrichtungen entfernt und durch mechanische Kupplungen
52, wie etwa eine Klauenkupplung oder ein mehrere Betriebsarten aufweisendes Kupplungsmodul (MMCM: Multi-Mode Clutch Module (engl.)) ersetzt worden. Bei dieser Ausführungsform ist der Elektromotor
36 durch die mechanische Verbindung
38 mit entweder einem Kettenantrieb oder einem Zahnradantrieb mit der Eingangswelle
20 verbunden. Es versteht sich, dass das System
10 ähnlich wie das System von
1 funktioniert. Außerdem versteht sich, dass das MMCM jenem ähnlich sein kann, das in der PCT-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
WO 2014/120 595 offenbart ist, deren gesamte Offenbarung hiermit durch die Bezugnahme ausdrücklich mit eingeschlossen ist.
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Nun unter Bezugnahme auf 3: Es ist eine weitere Ausführungsform des Systems 10 von 1 zur Verwendung mit einem Doppelkupplungsgetriebe 12 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform tragen Teile, die denen des Schaltgetriebes 12 von 1 gleich sind, dieselben Bezugszeichen. Bei dem Doppelkupplungsgetriebe (DKG) 12 sind die herkömmlichen Synchronisiereinrichtungen entfernt und durch mechanische Kupplungen 52, wie etwa eine Klauenkupplung oder ein MMCM, ersetzt worden. Außerdem gibt es zwei Eingangswellen 20, die von dem elektronischen Synchronisationsmodul 34 jeweils über eine mechanische Verbindung 38, wie etwa ein Zahnrad oder eine Kette, mit einem Elektromotor 36, der mit jeder Eingangswelle 20 verbunden ist und sie bewegt, separat gesteuert werden. Bei dieser Ausführungsform ist ein Elektromotor 36 über eine mechanische Verbindung 38 mit entweder einem Kettenantrieb oder einem Zahnradantrieb mit einer Eingangswelle 20 verbunden. Es versteht sich, dass bei dieser Ausführungsform der Stellungssensor 46 und die Sperrvorrichtung 48 für die Schaltbaugruppe 28 entfallen. Es versteht sich, dass das System 10 ähnlich wie das System von 1 funktioniert.
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In noch einer weiteren Ausführungsform kann das System 10 von 1 mit einem automatisierten Schaltgetriebe (ASG) 12 verwendet werden. Bei dem automatisierten Schaltgetriebe 12 können die herkömmlichen Synchronisiereinrichtungen weggelassen und durch mechanische Kupplungen 52, wie etwa eine Klauenkupplung oder ein MMCM, ersetzt werden. Bei dieser Ausführungsform ist der Elektromotor 36 durch die mechanische Verbindung 38 mit entweder einem Kettenantrieb oder einem Zahnradantrieb mit der Eingangswelle 20 verbunden. Es versteht sich, dass auch bei dieser Ausführungsform der Stellungssensor 46 und die Sperrvorrichtung 48 für die Schaltbaugruppe 28 entfallen.
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Wenn das Schaltgetriebe 12 entweder ein DKG oder ein ASG ist, umfasst das System 10 eine Getriebesteuereinheit (TCU: Transmission Control Unit (engl.)) (nicht gezeigt), und die Auswahl des nächsten Gangs wird von der TCU in Kommunikation mit dem ECM durchgeführt. Es versteht sich, dass bei dieser Ausführungsform der Stellungssensor 46 und die Sperrvorrichtung 48 für die Schaltbaugruppe 28 ebenfalls entfallen. Es versteht sich, dass das System 10 ähnlich wie das System 10 von 1 funktioniert.
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Mit Bezug auf 4: Für ein Schaltereignis beim Gangwechsel des Schaltgetriebes 12 ist ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des Systems 10 von 1 gezeigt. Um eine elektronische Synchronisation zu beginnen oder zu erreichen, umfasst das Verfahren, im Block 56, den Schritt des Tretens des Kupplungspedals. Das Verfahren beginnt zunächst damit, dass der Bediener oder Fahrer das Kupplungspedal tritt und sich die Kupplung 22 öffnet. Sobald die Kupplung 22 geöffnet ist, umfasst das Verfahren auch, im Block 58, den Schritt des Beginnens eines Schaltereignisses. Der Fahrer beginnt ein Schaltereignis des Schaltgetriebes 12, indem er den Schalthebel 30 in eine Schaltkulisse der Schaltbaugruppe 28 bewegt. Als Nächstes umfasst das Verfahren, im Block 60, den Schritt des Antizipierens eines gewünschten oder Zielgangs für das Schaltereignis. Sobald das Schalten vom Fahrer in die Wege geleitet worden ist, antizipiert das ECM 40 den gewünschten oder Zielgang. Das Verfahren umfasst, im Block 62, ein Aktivieren der Sperrvorrichtung 48. Das ECM 40 aktiviert die Sperrvorrichtung 48, um eine Bewegung des Schalthebels 30, um den gewünschten Gang einzulegen, so lange zu blockieren oder zu verhindern, bis die Drehzahlen synchronisiert sind. Das Verfahren umfasst, im Block 64, den Schritt des Einleitens der Synchronisation. Sobald die Sperrvorrichtung 48 aktiviert ist, leitet das ECM 40 die Synchronisation mit dem elektronischen Synchronisationsmodul 34 ein. Während der Synchronisation erfasst das ECM 40 Drehzahlen, um den Elektromotor 36 schneller oder langsamer zu betreiben, um die Drehzahl der Eingangswelle 20 entsprechend zu erhöhen oder zu verringern und sie an die Eingangsdrehzahl für den gewünschten oder Zielgang 80 anzugleichen (3). Das Verfahren umfasst, im Block 66, den Schritt des Abschließens der Synchronisation. Die Synchronisation ist abgeschlossen, sobald die Drehzahl der Eingangswelle 20 an die Eingangsdrehzahl für den ausgewählten Gang 80 angeglichen ist. Das Verfahren umfasst, im Block 68, den Schritt des Deaktivierens der Sperrvorrichtung. Sobald die Synchronisation abgeschlossen ist, deaktiviert das ECM 40 die Sperrvorrichtung 48, um dem Fahrer zu ermöglichen, den Schalthebel 30 zu bewegen, um das Einlegen des nächsten oder gewünschten Gangs abzuschließen. Das Verfahren umfasst, im Block 70, den Schritt des Abschlusses des Schaltereignisses durch den Fahrer. Nach der Deaktivierung der Sperrvorrichtung 48 durch das ECM 40 beendet der Fahrer ein Bewegen des Schalthebels 30 und schließt das Schaltereignis ab. Das Verfahren umfasst, im Block 72, den Schritt des Freigebens des Kupplungspedals. Nachdem der Fahrer das Schaltereignis abgeschlossen hat oder das Bewegen des Schalthebels 30 beendet hat, gibt er das Kupplungspedal frei. Dann endet das Verfahren.
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Im System 10 wählt das ECM 40 die zu synchronisierende Ganggruppe aus. Bei dem Handschaltgetriebe 12 von 2 kommuniziert der Stellungssensor 46 für die Schaltbaugruppe 28 mit dem ECM 40. Die Sperrvorrichtung 48 dient dazu zu verhindern, dass der Bediener oder Fahrer den gewünschten Gang einlegt, bevor die Drehzahl synchronisiert ist. Sobald die Drehzahl synchronisiert ist, bewegt sich die Sperrvorrichtung 48 und ermöglicht dem Fahrer, via den Schalthebel 30 den gewünschten Gang einzulegen. Es versteht sich, dass für ein Synchronisieren die Eingangsdrehzahl der Eingangswelle 20 an die Eingangsdrehzahl für den ausgewählten Gang 80 angeglichen werden muss.
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Bei einem Hochschalten muss der Elektromotor 36 die Drehzahl der Eingangswelle 20 verringern, damit sie zur nächsten Gangübersetzung, die vorgegeben ist, passt. Die Drehzahl der Eingangswelle 20 wird mittels des geschlossenen Regelkreises 10 geregelt; sobald an der Eingangswelle 20 die Zieldrehzahl erreicht ist, fährt die Sperrvorrichtung 48 ein und der Fahrer beendet das Schalten. Es versteht sich, dass die Wellenhülse oder mechanische Kupplung 52 in Eingriff gebracht kann, und damit ist die Synchronisation abgeschlossen.
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Bei einem Herunterschalten muss der Elektromotor 36 die Drehzahl der Eingangswelle 20 erhöhen, um die Zieldrehzahl zu erreichen. Sobald die Zieldrehzahl erreicht worden ist, führt die Sperrvorrichtung 48 ein und der Fahrer legt den Gang ein, um das Schalten abzuschließen. Es versteht sich, dass bei dem Doppelkupplungsgetriebe 12 und dem automatisierten Schaltgetriebe 12 ohne Stellungssensor 46 und Sperrvorrichtung 48 für die Schaltbaugruppe 28 die Funktionsweise ähnlich ist.
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Von daher ermöglicht das System 10 der vorliegenden Erfindung das Entfallen herkömmlicher Synchronisiereinrichtungen innerhalb des Getriebes 18 bei Ersatz einer mechanischen Kupplung 52, wie etwa einer Klauenkupplung oder eines MMCM. Das System 10 der vorliegenden Erfindung reduziert den gesamten Bauraum und die Baulänge bei einer insgesamt geringeren Masse des Schaltgetriebes 12. In Abhängigkeit von der gewählten Größe des Elektromotors 36 kann das System 10 der vorliegenden Erfindung eine Regenerierung während des Fahrens im Leerlauf umfassen, wodurch eine Verbesserung der Kraftstoffeffizienz um ungefähr 5 bis 10% ermöglicht werden würde. Wiederum abhängig von der Größe des Elektromotors 36 hat das System 10 der vorliegenden Erfindung auch das Potenzial zum Starten der Kraftmaschine 14, wobei der Elektromotor 36 verwendet wird, um über die Kupplung 22 die Kraftmaschine 14 anzudrehen, und ein Starter entfällt. Das System 10 der vorliegenden Erfindung könnte auch mit einer automatisierten Kupplung zusammengepackt werden, um ein Fahren im Leerlauf mit einem Start-Stopp-Betrieb zu kombinieren.
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Die vorliegende Erfindung ist in einer illustrativen Weise beschrieben worden. Es versteht sich, dass die Terminologie, die verwendet wurde, ihrem Wesen nach beschreibend ist und nicht als Einschränkung auszulegen ist.
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Angesichts der vorstehenden Lehren sind viele Abänderungen und Abwandlungen der vorliegenden Erfindung möglich. Deshalb kann die Erfindung innerhalb des Schutzbereiches der beigefügten Ansprüche anders ausgeübt werden, als im Besonderen beschrieben wurde.
