DE19751456A1 - Verfahren zum Schalten eines Doppelkupplungsgetriebes - Google Patents
Verfahren zum Schalten eines DoppelkupplungsgetriebesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schalten eines Doppelkupplungsgetriebes,
insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit zwei Getriebeeingangswellen und einer
Getriebeabtriebswelle, wobei jeder Getriebeeingangswelle eine Reibkupplung zugeordnet ist
und im Ausgangszustand eine erste der beiden Kupplungen im Haftzustand oder bei
geringem Schlupf ein Motormoment überträgt und die entsprechend andere zweite Kupplung
geöffnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Doppelkupplungsgetriebe ist ein Getriebe, in dem eine Schaltung mit Hilfe von zwei
unabhängig voneinander betätigbaren Kupplungen zugkraftunterbrechungsfrei ausführbar
ist. Hierbei wird ein Gang bei geöffneter Kupplung der momentan nicht
drehmomentübertragenden zweiten Getriebeeingangswelle eingelegt und im Anschluß daran
eine Überschneidungsschaltung durchgeführt. Das bedeutet, daß die erste Kupplung
ausgerückt und die andere zweite Kupplung entsprechend eingerückt wird, so daß ein zu
übertragendes Drehmoment langsam und möglichst kontinuierlich von einer Kupplung auf
die andere übergeht. Dabei ist herkömmlicherweise eine Kupplung mit einer
Getriebeeingangswelle für die ungeraden Gänge und die entsprechend andere Kupplung mit
einer Getriebeeingangswelle für die geraden Gänge verbunden.
Bevor jedoch die Überschneidungsschaltung durchgeführt werden kann, muß die Kupplung
für den kommenden bzw. gewünschten Gang vorbefüllt werden, damit diese während der
Überschneidungsschaltung sofort und ohne Ruck ein Drehmoment übertragen kann.
Diese Vorbefüllung erfolgt in der Regel so, daß nach dem Auftreten einer
Schaltungsanforderung die Kupplung über einen vorbestimmten Zeitraum von beispielsweise
300 bis 500 ms mit einem niedrigen Druck beaufschlagt wird. Die Vorbefüllung sorgt dafür,
daß Kupplungslamellen anliegen und ein Moment im Schlupfzustand übertragen werden
kann. Hierbei ist es jedoch problematisch, daß bei zu hohem Druck bei der Vorbefüllung
zwar die Vorbefüllzeit geringer wird, aber eine Verspannung der beiden Kupplungen durch
ungleichmäßigen Drehmomentübergang von einer Kupplung zur anderen zu einem Ruck
führt. Andererseits wird mit niedrigerem Druck für die Vorbefüllung die Vorbefüllzeit größer,
was die Schaltung in unerwünschter Weise verzögert. Wird nämlich hierbei die Schaltung zu
früh eingeleitet kommt es ebenfalls zu einem Ruck.
Bei herkömmlichen Doppelkupplungsgetrieben ist daher eine fehlende Spontanität auf
Gangwechselanforderungen aufgrund langer Vorbefüllzeiten zu beobachten. Dies ist
graphisch in den Fig. 1 und 2 für herkömmliche Doppelkupplungsgetriebe einmal für eine
Zug-Hochschaltung (Fig. 1) und einmal für eine Schub-Rückschaltung (Fig. 2) dargestellt.
Auf einer vertikalen Achse ist eine Drehzahl n und auf einer horizontalen Achse ist eine Zeit t
aufgetragen. G, G-1 und G+1 bezeichnen Drehzahlniveaus von momentanem Gang und
nächst niedrigerem bzw. nächst höherem Gang. Mit gestrichelter Linie (Fig. 1) und N-Ein2 ist
eine momentane Drehzahl einer momentan nicht drehzahlübertragenden
Getriebeeingangswelle dargestellt und N-Mot bezeichnet eine momentane Motordrehzahl
eines Antriebsaggregats. PKp1 bezeichnet einen Kupplungsdruck der ersten Kupplung des
momentan eingelegten Ganges und PKp2 bezeichnet einen Kupplungsdruck der zweiten
Kupplung des kommenden Ganges.
Die Phase A bezeichnet einen Zeitraum, in dem mit dem alten Gang gefahren wird. Am
Punkt F erfolgt die Entscheiden für einen Gangwechsel bzw. eine Schaltanforderung. Im
Zeitraum B wird die Kupplung Kp2 vorbefüllt, d. h. Zugefahren bis zum Schlupfpunkt.
Spätestens im Punkt "Ein" wird der neue Gang eingelegt und im Zeitraum C erfolgt die
Überschneidung. In Abschnitt D wird die Drehzahl angepaßt und E bezeichnet einen
Zeitabschnitt, in dem mit dem neuen Gang gefahren wird.
Es tritt deutlich hervor, daß der Zeitabschnitt B, also die Vorbefüllungsphase, den
eigentlichen Schaltvorgang lange Zeit hinauszögert.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbessertes Verfahren
der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei die obengenannten Nachteile
überwunden werden und eine verzögerungsfreie Schaltung gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o. g. Art mit den in Anspruch 1
gekennzeichneten Merkmalen und Verfahrensschritten gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß bereits vor dem Auftreten einer
Schaltanforderung an das Doppelkupplungsgetriebe auf der lastfrei laufenden zweiten
Getriebeeingangswelle ein Gang vorgewählt oder nicht eingelegt wird und die zweite
Kupplung der zweiten Getriebeeingangswelle derart geregelt geschlossen wird, daß die
zweite Kupplung in einem Schlupfbetrieb die zweite Getriebeeingangswelle auf einem
vorbestimmten Drehzahlniveau hält.
Dies hat den Vorteil, daß die Zeit zum Einlegen eines Ganges verringert ist, da die
Synchronisierung eine kleiner Drehzahldifferenz verarbeiten muß. Die Vorbefüllungszeit B
der kommenden Kupplung ist Null, da diese bereits vorbefüllt ist bzw. am Schlupfpunkt steht.
Eine Schaltung kann somit ohne Verzögerung sofort bei Eintreffen einer Schaltanforderung
(Punkt F) eingeleitet werden. Ferner ergibt sich eine verringerte Synchronisationsarbeit.
Zweckmäßigerweise ist das vorbestimmte Drehzahlniveau dicht unterhalb einer
Synchrondrehzahlniveau eines momentan eingelegten Ganges der ersten
Getriebeeingangswelle. Dadurch hat die zweite Getriebeeingangswelle eine vorbestimmte
Drehzahl, welche von möglichen nachfolgenden Drehzahlen für benachbarte und ggf. als
nächstes zu schaltende Gänge wenig entfernt ist.
Im Falle eines Schubbetriebes des Getriebes und wenn der höchste Gang bereits eingelegt
ist oder eine weitere Hochschaltung bei der aktuellen Fahrgeschwindigkeit zu einer
unzulässig niedrigen Motordrehzahl führen würde, ist ein Herunterschalten
wahrscheinlicher, so daß in vorteilhafter Weise ein dicht unterhalb einer
Synchrondrehzahlniveau eines momentan eingelegten Ganges als vorbestimmtes
Drehzahlniveau gewählt wird.
Im Falle eines Zugbetriebes des Getriebes und wenn der niedrigste Gang bereits eingelegt
ist oder eine Rückschaltung bei der aktuellen Fahrgeschwindigkeit zu einer unzulässig
hohen Motordrehzahl führen würde, ist ein Hochschalten wahrscheinlicher, so daß in
vorteilhafter Weise ein Synchrondrehzahlniveau eines bezüglich eines momentan
eingelegten Ganges der ersten Getriebeeingangswelle höheren Ganges als vorbestimmtes
Drehzahlniveau gewählt wird.
Für eine Optimierung einer Schaltzeit für ein Hochschalten ist in vorteilhafter Weise das
vorbestimmte Drehzahlniveau ein Synchrondrehzahlniveau eines bezüglich des momentan
eingelegten Ganges der ersten Getriebeeingangswelle höheren Ganges. Dieser höhere
Gang ist bevorzugt der nächst höhere Gang bezüglich des momentan eingelegten Ganges.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung
anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in
Fig. 1 eine Zug-Hochschaltung mit einem herkömmlichen Schaltverfahren eines
Doppelkupplungsgetriebes,
Fig. 2 eine Schub-Rückschaltung mit einem herkömmlichen Schaltverfahren eines
Doppelkupplungsgetriebes,
Fig. 3 eine Zug-Hochschaltung gemäß dem erfindungsgemäßen Schaltverfahren,
Fig. 4 eine Schub-Rückschaltung gemäß dem erfindungsgemäßen Schaltverfahren und
Fig. 5 ein Doppelkupplungsgetriebe in schematischer Darstellung.
Vorliegend soll "zweite Getriebeeingangswelle" und "zweite Kupplung" immer die momentan
frei drehende Getriebeeingangswelle, welche kein Drehmoment überträgt, bzw. die
kommende Kupplung bezeichnen. Demgegenüber bezeichnet "erste Kupplung" die
momentane geschlossene Kupplung, welche das volle Drehmoment überträgt und "erste
Getriebeeingangswelle" die momentan Drehmoment übertragende Getriebeeingangswelle,
auf welcher ein alter bzw. momentaner Gang eingelegt ist. "Zug-Hochschaltung" bezeichnet
einen Betriebszustand, in dem der Motor beim Hochschalten ein positives Drehmoment an
das Getriebe abgibt, "Zug-Rückschaltung" bezeichnet einen Betriebszustand, in dem der
Motor beim Rückschalten ein positives Drehmoment an das Getriebe abgibt, "Schub-
Rückschaltung" bezeichnet einen Betriebszustand, in dem der Motor beim Rückschalten ein
negatives Drehmoment an das Getriebe abgibt und "Schub-Hochschaltung" bezeichnet
einen Betriebszustand, in dem der Motor beim Hochschalten ein negatives Drehmoment an
das Getriebe abgibt.
Fig. 5 zeigt schematisch ein Doppelkupplungsgetriebe mit einem Motor M und je einer
Kupplung Kp1 und Kp2 für Getriebeeingangswellen Ein1 und Ein2. Die
Getriebeeingangswelle Ein1 trägt Schaltelemente für Gänge 1, 3 und 5 und die
Getriebeeingangswelle Ein2 trägt Schaltelemente für Gänge 2, 4 und 6. Mittels nicht näher
dargestellter Schaltelemente ist eine Getriebeabtriebswelle Ga wahlweise mit den
Schaltelementen 1 bis 6 verbindbar, wobei bevorzugt die Schaltelemente 1, 3 und 5 frei und
unabhängig von den Schaltelementen 2, 4 und 6 mit der Getriebeabtriebswelle Ga
verbindbar sind. Die Kupplungen Kp1 und Kp2 sind unabhängig voneinander steuerbar.
Fig. 3 und 4 veranschaulichen jeweils für eine Zug-Hochschaltung und eine Schub-
Rückschaltung das erfindungsgemäße Verfahren. Für eine Schub-Hochschaltung und eine
Zug-Rückschaltung ist das Verhalten des Doppelkupplungsgetriebes unkritisch, da mit
einem geeignet Verfahren, wie beispielsweise einer Dauerschlupfregelung, die Schaltung
sofort durch Öffnen des gehenden Schaltelementes eingeleitet werden kann und über den
neuen Gang der Schaltung erst am Schaltungsende ein Drehmoment übertragen wird.
Auf einer vertikalen Achse ist eine Drehzahl n und auf einer horizontalen Achse ist eine Zeit t
aufgetragen. G, G-1 und G+1 bezeichnen Drehzahlniveaus von momentanem Gang und
nächst niedrigerem bzw. nächst höherem Gang. Mit N-Ein2 ist eine momentane Drehzahl
einer momentan nicht Drehmoment übertragenden zweiten Getriebeeingangswelle Ein2
dargestellt und N-Mot bezeichnet eine momentane Motordrehzahl eines Antriebsaggregats
M. PKp1 bezeichnet einen Kupplungsdruck der ersten Kupplung Kp1 des momentan
eingelegten Ganges und PKp2 bezeichnet einen Kupplungsdruck der zweiten Kupplung Kp2
des kommenden Ganges.
Die Phase A(B) bezeichnet einen Zeitraum, in dem mit dem alten Gang gefahren und
gleichzeitig die zweite Kupplung Kp2 derart vorbefüllt wird, daß diese an einem Schlupfpunkt
steht. Die Vorbefüllung ist dabei derart geregelt, daß sich für die zweite
Getriebeeingangswelle eine Drehzahl N-Ein2 ergibt, welche entweder dicht unterhalb der
Synchrondrehzahl G des momentanen Ganges oder im Bereich der Synchrondrehzahl G+1
des nächst höheren Ganges liegt. Zum Einstellen der Drehzahl N-Ein2 auf eine
Synchrondrehzahl G-1 des nächst niedrigeren Ganges ist in vorteilhafter Weise ein
Schleppmittel, wie beispielsweise ein Elektromotor, vorgesehen. Ohne dieses Schleppmittel
kann jedoch mittels der zweiten Kupplung Kp2 maximal die Drehzahl G des momentan
eingelegten Ganges, welche gleich der momentanen Drehzahl des Motors N-Mot in Phase
A(B) ist, eingestellt werden.
Am Punkt F erfolgt die Entscheidung für einen Gangwechsel bzw. eine Schaltanforderung.
Ein Zeitraum B, in dem die Kupplung Kp2 vorbefüllt, d. h. bis zum Schlupfpunkt zugefahren
wird, ist nicht vorhanden. Am Punkt "Ein" wird der neue Gang eingelegt und im Zeitraum C
erfolgt die Überschneidung. In Abschnitt D wird die Drehzahl angepaßt und E bezeichnet
einen Zeitabschnitt, in dem mit dem neuen Gang gefahren wird.
Durch den Wegfall der Phase B ist offensichtlich eine verzögerungsfreie Schaltung
gewährleistet, so daß das Doppelkupplungsgetriebe unmittelbar auf einen Fahrerwunsch
bezüglich eines Gangwechsels reagiert.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Ansteuerung der zweiten
Kupplung Kp2 beim Einlegen des Gangs kurzfristig geringfügig reduziert, um die
Synchronisationsarbeit zu verringern.
In vorteilhafter Weise sind verschiedenen Strategien für die Auswahl der Drehzahl der
zweiten Getriebeeingangswelle N-Ein2 im Zeitraum A(B) vorgesehen. In einem ersten
Modus wird der nächst höhere Gang vorgewählt, ohne diesen einzulegen. Die Drehzahl N-
Ein2 der freien zweiten Getriebeeingangswelle Ein2 wird mit der zweiten Kupplung Kp2 auf
die Synchrondrehzahl G+1 des nächst höheren Ganges geregelt.
In einem zweiten Modus wird die freie zweite Eingangswelle Ein2 auf eine Drehzahl N-Ein2
dicht unterhalb der Motordrehzahl N-Mot geregelt.
In einem dritten Modus erfolgt eine Auswahl von Modus eins oder zwei. Hierbei wird im
Zugbetrieb Modus eins und im Schubbetrieb Modus zwei gewählt, um jeweils kurze
Synchronisationszeiten für die Schaltung zu erhalten, bei der sofort ein Drehmoment über
den kommenden Gang übertragen werden muß. Der Vorteil dieser Auswahl ergibt sich
daraus, daß im Zugbetrieb ein Hochschalten und im Schubbetrieb ein Herunterschalten
wahrscheinlicher ist, so daß die Drehzahl N-Ein2 immer möglichst nah in der zu erwartenden
Drehzahl für einen Schaltvorgang gehalten wird.
In einem vierten Modus wird statt Modus eins der Modus zwei gefahren, wenn nicht mehr
hochgeschaltet werden kann, weil bereits der höchst Gang eingelegt ist oder eine weitere
Hochschaltung bei der aktuellen Fahrgeschwindigkeit zu einer unzulässig niedrigen
Motordrehzahl führen würde.
In einem fünften Modus wird statt Modus 2 der Modus 1 gefahren, wenn nicht mehr zurück
geschaltet werde kann, weil bereits der niedrigste Gang eingelegt ist oder eine
Rückschaltung bei der aktuellen Fahrgeschwindigkeit zu einer unzulässig hohen
Motordrehzahl führen würde.
Der Modus wird bevorzugt je nach Fahrsituation und beispielsweise auch lastabhängig
gewählt.
AFahren im alten Gang
A(B)Fahren im alten Gang, Kupplung am Schlupfpunkt
BVorbefüllung (Zufahren der Kupplung bis zum Schlupfpunkt)
CÜberschneidung
DSchaltung (Anpassung der Drehzahl)
EFahren im neuen Gang
EinZeitpunkt, an dem neuer Gang eingelegt wird
Ein1Getriebeeingangswelle
Ein2Getriebeeingangswelle
FEntscheidung für Hoch-/Rückschaltung (Schaltungsanforderung)
GDrehzahlniveau momentan eingelegter Gang
G+1Drehzahlniveau nächst höherer Gang
G-1Drehzahlniveau nächst niedriger Gang
GaGetriebeabtriebswelle
Kp1erste Kupplung
Kp2zweite Kupplung
MMotor
nDrehzahl
N-MotMotordrehzahl
N-Ein2Drehzahl der zweiten Getriebeeingangswelle
PKp1Druck der ersten Kupplung
PKp2Druck der zweiten Kupplung
tZeit
A(B)Fahren im alten Gang, Kupplung am Schlupfpunkt
BVorbefüllung (Zufahren der Kupplung bis zum Schlupfpunkt)
CÜberschneidung
DSchaltung (Anpassung der Drehzahl)
EFahren im neuen Gang
EinZeitpunkt, an dem neuer Gang eingelegt wird
Ein1Getriebeeingangswelle
Ein2Getriebeeingangswelle
FEntscheidung für Hoch-/Rückschaltung (Schaltungsanforderung)
GDrehzahlniveau momentan eingelegter Gang
G+1Drehzahlniveau nächst höherer Gang
G-1Drehzahlniveau nächst niedriger Gang
GaGetriebeabtriebswelle
Kp1erste Kupplung
Kp2zweite Kupplung
MMotor
nDrehzahl
N-MotMotordrehzahl
N-Ein2Drehzahl der zweiten Getriebeeingangswelle
PKp1Druck der ersten Kupplung
PKp2Druck der zweiten Kupplung
tZeit
Claims (11)
1. Verfahren zum Schalten eines Doppelkupplungsgetriebes, insbesondere eines
Kraftfahrzeuges, mit zwei Getriebeeingangswellen und einer Getriebeabtriebswelle,
wobei jeder Getriebeeingangswelle eine Reibkupplung zugeordnet ist und im
Ausgangszustand eine erste der beiden Kupplungen im Haftzustand oder bei
geringem Schlupf ein Motormoment überträgt und die entsprechend andere zweite
Kupplung geöffnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
bereits vor dem Auftreten einer Schaltanforderung an das Doppelkupplungsgetriebe
auf der lastfrei laufenden zweiten Getriebeeingangswelle ein Gang vorgewählt aber
nicht eingelegt wird und die zweite Kupplung der zweiten Getriebeeingangswelle
derart geregelt geschlossen wird, daß die zweite Kupplung in einem Schlupfbetrieb
die zweite Getriebeeingangswelle auf einem vorbestimmten Drehzahlniveau hält.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das vorbestimmte Drehzahlniveau dicht unterhalb einer Synchrondrehzahlniveau
eines momentan eingelegten Ganges der ersten Getriebeeingangswelle ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein dicht unterhalb einer Synchrondrehzahlniveau eines momentan eingelegten
Ganges als vorbestimmtes Drehzahlniveau gewählt wird, wenn sich das
Doppelkupplungsgetriebe im Schubbetrieb befindet.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, da
das dicht unterhalb einer Synchrondrehzahlniveau des momentan eingelegten
Ganges als vorbestimmtes Drehzahlniveau gewählt wird, wenn der höchste Gang
eingelegt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das vorbestimmte Drehzahlniveau ein Synchrondrehzahlniveau eines bezüglich des
momentan eingelegten Ganges der ersten Getriebeeingangswelle höheren Ganges
ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der höhere Gang der nächst höhere Gang bezüglich des momentan eingelegten
Ganges ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Synchrondrehzahlniveau eines bezüglich eines momentan eingelegten Ganges
der ersten Getriebeeingangswelle höheren Ganges als vorbestimmtes
Drehzahlniveau gewählt wird, wenn sich das Doppelkupplungsgetriebe im Zugbetrieb
befindet.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Synchrondrehzahlniveau eines bezüglich eines momentan eingelegten Ganges
höheren Ganges als vorbestimmtes Drehzahlniveau gewählt wird, wenn der
niedrigste Gang eingelegt ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Synchrondrehzahlniveau eines bezüglich eines momentan eingelegten Ganges
der ersten Getriebeeingangswelle höheren Ganges als vorbestimmtes
Drehzahlniveau gewählt wird, wenn eine vorbestimmte, gangabhängige
Fahrgeschwindigkeit überschnitten ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Synchrondrehzahlniveau eines bezüglich eines momentan eingelegten Ganges
höheren Ganges als vorbestimmtes Drehzahlniveau gewählt wird, wenn eine
vorbestimmte, gangabhängige Fahrgeschwindigkeit unterschritten ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kapazität der zweiten Kupplung beim Einlegen eines Gangs geringfügig reduziert
wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19751456A DE19751456B4 (de) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | Verfahren zum Schalten eines Doppelkupplungsgetriebes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19751456A DE19751456B4 (de) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | Verfahren zum Schalten eines Doppelkupplungsgetriebes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19751456A1 true DE19751456A1 (de) | 1999-05-27 |
DE19751456B4 DE19751456B4 (de) | 2013-09-26 |
Family
ID=7849319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19751456A Expired - Fee Related DE19751456B4 (de) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | Verfahren zum Schalten eines Doppelkupplungsgetriebes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19751456B4 (de) |
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