DE19904129C1

DE19904129C1 - Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen bei einem Antriebssystem

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Publication number: DE19904129C1
Application number: DE19904129A
Authority: DE
Inventors: Thomas John; Thomas Kuhn; Erich Nenninger; Hans-Juergen Schneider
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2000-02-24
Anticipated expiration: 2019-02-04
Also published as: FR2789023A1

Abstract

Ein Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen bei einem Antriebssystem, wobei das Antriebssystem ein Antriebsaggregat (12), ein automatisiertes Schaltgetriebe (22) mit einer Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung (34) sowie eine automatisierte Reibungskupplung (16) mit einer Kupplungs-Stellgliedanordnung (32) umfaßt, durch welche Reibungskupplung (16) eine Drehmomentübertragungsverbindung zwischen dem Antriebsaggregat (12) und dem Schaltgetriebe (22) herstellbar ist, umfaßt die folgenden Schritte: a) Erfassen des Initiierens eines Schaltvorgangs, b) nach erfaßtem Initiieren eines Schaltvorgangs, Absenken eines zu übertragenden Drehmomentes, c) nach erfaßtem Initiieren eines Schaltvorgangs Ansteuern der Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung (34) zum Erzeugen einer Schaltkraft durch diese, so daß bei eingerückter Reibungskupplung (16) eine vor Initiierung des Schaltvorgangs eingelegte Gangstufe dann ausgelegt wird, wenn die durch die Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung (34) erzeugte Schaltkraft im wesentlichen gleich einer im Schaltgetriebe (12) durch das zu übertragende Drehmoment erzeugten Gegenkraft ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen bei einem Antriebssystem, wobei das Antriebssystem ein Antriebsaggregat, ein automatisiertes Schaltgetriebe mit einer Schaltge triebe-Stellgliedanordnung sowie eine automatisierte Reibungskupplung mit einer Kupplungs-Stellgliedanordnung umfaßt, durch welche Reibungskupp lung eine Drehmomentübertragungsverbindung zwischen dem Antriebs aggregat und dem Schaltgetriebe herstellbar ist.

Aus der EP 0 576 156 B1 ist ein Verfahren zur Durchführung von Schaltvor gängen bekannt, bei welchem beispielsweise der Fahrer durch Nieder drücken verschiedener Knöpfe eine Gangstufe auswählen kann, in welche zu schalten ist. Um dann nach Auswahl einer bestimmten Gangstufe die Schaltprozedur zu initieren, d. h. eine Stellgliedanordnung eines automati sierten Schaltgetriebes in Betrieb zu setzen, ist das Erfassen weiterer Parameter erforderlich, die letztendlich erkennen lassen, zu welchem Zeitpunkt der Fahrer das Schalten in die bereits ausgewählte Gangstufe wünscht. Als Anzeichen für das gewünschte Auslösen der Schaltprozedur kann beispielsweise das Verändern des Niederdrückens des Gaspedals durch den Fahrer herangezogen werden, d. h. entweder das Absenken des Maschinendrehmoments oder das Erhöhen des Maschinendrehmoments, oder es kann das Ausrücken der durch den Fahrer zu betätigenden Reibungskupplung als Indikator dafür herangezogen werden, daß der Fahrer nun zu schalten wünscht. Da also verschiedene Vorgänge, wie z. B. die Steuerung des Maschinenmoments oder die Ansteuerung der Kupplung zur Durchführung eines Schaltvorgangs hier durch den Fahrer vorzunehmen sind, ist es schwer, einen Schaltvorgang in möglichst kurzer Zeit durch zuführen.

Ferner ist aus der DE 40 12 595 A1 ein Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen bei einem Antriebssystem mit einem automatisierten Schaltgetriebe und einer automatisierten Reibungskupplung bekannt, bei welchem nach Initiieren eines Schaltvorgangs gleichzeitig das Antriebs aggregat und die Kupplung angesteuert werden, um das Ausgangs drehmoment zu senken und die Kupplung in Richtung Ausrücken zu steuern. Da die Ansteuerung des Antriebsaggregats derart erfolgt, daß die Drehzahl des Antriebsaggregats nach Absenken des Momentes der zu erwartenden Drehzahl an der Getriebeeingangsseite nach Einlegen der neuen Gangstufe entspricht, ist hinsichtlich der zum Erlangen des Auslegens der vorangehend eingerichteten Gangstufe benötigten Zeit die bestimmende Größe die durch die Kupplung vorgegebene Ausrückzeitdauer. Erst wenn durch Ausrücken der Kupplung das durch diese auf das Getriebe übertragene Moment so weit abgesenkt worden ist, daß die im Getriebe vorhandene, einem Gang auslegen entgegenwirkende Kraft in den Bereich der durch die Schaltge triebe-Stellgliedanordnung erzeugten Schaltkraft gelangt, wird die vor angehend eingelegte Gangstufe ausgelegt und die nachfolgend einzulegende Gangstufe kann eingelegt werden. Auch mit einem derartigen Verfahren lassen sich sehr schnelle Schaltvorgänge, die insbesondere im Bereich von Sportfahrzeugen gewünscht werden, nicht realisieren.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen bei einem Antriebssystem vorzusehen, bei welchem Verfahren die zur Durchführung eines Schaltvorgangs benötigte Zeit verkürzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen bei einem Antriebssystem gelöst, wobei das Antriebssystem ein Antriebsaggregat, ein automatisiertes Schaltgetriebe mit einer Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung sowie eine automatisierte Reibungskupplung mit einer Kupplungs-Stellgliedanordnung umfaßt, durch welche Reibungskupplung eine Drehmomentübertragungsverbindung zwischen dem Antriebsaggregat und dem Schaltgetriebe herstellbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt dabei die folgenden Schritte:

a) Erfassen des Initiierens eines Schaltvorgangs,
b) nach erfaßtem Initiieren eines Schaltvorgangs, Absenken eines zu übertragenden Drehmomentes,
c) nach erfaßtem Initiieren eines Schaltvorgangs Ansteuern der Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung zum Erzeugen einer Schaltkraft durch diese, so daß bei eingerückter Reibungskupplung eine vor der Initiierung des Schaltvorgangs eingelegte Gangstufe dann ausgelegt wird, wenn die durch die Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung erzeugte Schaltkraft im wesentlichen gleich einer im Schaltgetriebe durch das zu übertragende Drehmoment erzeugten Gegenkraft ist.

Erfindungsgemäß wird also bei einem derartigen vollständig automatisierten Antriebssystem mit der Initiierung des Schaltvorgangs zum einen gleichzeitig durch entsprechende Ansteuerung das im Antriebsstrang zu übertragende Drehmoment gesenkt, um letztendlich den Antriebsstrang lastfrei zu machen, und es wird die Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung angesteuert, um so früh wie möglich eine Schaltkraft aufzubauen. Wenn die durch die Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung aufgebaute Schaltkraft und die im Antriebsstrang, insbesondere im Getriebe, vorhandenen, dem Auslegen einer Gangstufe entgegenwirkenden Kräfte sich näherungsweise gleichen, dann wird zwangsweise die zuvor eingelegte Gangstufe ausgelegt. Dieses Auslegen tritt völlig unabhängig davon auf, ob die Kupplung ausgerückt oder eingerückt ist. Das heißt, zum Ausfegen der Gangstufe vermittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein definiertes Ansteuern der Kupplung grundsätzlich nicht erforderlich. Es wird daher zumindest im ersten Teil einer Schaltprozedur diese unabhängig von der beim Stand der Technik die Durchführung von Schaltprozeduren bisher verzögernden, zum Vermeiden von Schwingungen relativ geringen Ausrückgeschwindigkeit der Kupplung. Insbesondere hat die erfindungsgemäße Vorgehensweise den Vorteil, daß eine Unterbrechung des Antriebsstrangs durch das zwangsweise Auslegen einer Gangstufe im Bereich des Getriebes auftritt, so daß die Gefahr von getriebeeingangsseitig auftretenden Antriebsstrangschwingungen vermieden ist. Es können daher gezielte Ansteuerprozeduren für die Kupplung, die bisher beim Stand der Technik dazu verwendet wurden, das Auftreten von Schwingungen durch gezieltes Ausrücken derselben zu dämpfen, vermieden werden.

Um einerseits die Belastung der verschiedenen Getriebekomponenten bei Durchführung der Schaltvorgänge so gering wie möglich zu halten, und andererseits bei gleichwohl erhaltener hoher Schaltgeschwindigkeit einen hohen Fahrkomfort beizubehalten, wird vorgeschlagen, daß die durch die Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung erzeugte Schaltkraft auf einen derartigen Wert eingestellt wird, daß das Auslegen der vor dem Initiieren des Schaltvorgangs eingelegten Gangstufe dann auftritt, wenn das zu über tragende Drehmoment im Bereich von Null ist.

Wie bereits vorangehend ausgeführt, kann das erfindungsgemäße Verfahren völlig unabhängig von der am Beginn eines Gangwechsels eingenommenen Stellung der Reibungskupplung durchgeführt werden. Um jedoch nach dem Auslegen der zuvor eingelegten Gangstufe so schnell wie möglich in eine neue Gangstufe gelangen zu können, wird vorgeschlagen, daß bei oder nach erfolgtem Auslegen der Gangstufe die Kupplungs-Stellgliedanordnung zum wenigstens teilweisen Unterbrechen der Drehmomentübertragungsver bindung durch die Kupplung angesteuert wird.

Das Erreichen eines lastfreien oder näherungsweise lastfreien Antriebs strangs zum Auslegen einer zuvor eingerichteten Gangstufe erfordert je nach dem Betriebszustand eines Antriebssystems verschiedene Maßnah men. Ist das Antriebssystem in einem Zugbetrieb, d. h. wird ein Antriebs moment vom Antriebsaggregat über die Kupplung auf das Getriebe und Antriebsräder übertragen, so wird vorgeschlagen, daß das Absenken des zu übertragenden Drehmoments durch Absenken des Ausgangsdrehmoments des Antriebsaggregats erfolgt. Ist das Antriebssystem in einem Schubbe trieb, in welchem ein Motorbremseffekt genutzt wird und ein Drehmoment von den Antriebsrädern über das Getriebe und die Kupplung zum Antriebs aggregat geleitet wird, dann kann das Absenken des zu übertragenden Drehmoments durch Erhöhen des Ausgangsmoments des Antriebsaggregats erfolgen.

Gemäß einem weiteren eigenständigen Aspekt sind bei einem erfindungs gemäßen Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen die folgenden Schritte vorgesehen:

a) Ermitteln einer Getriebeausgangsdrehzahl,
b) Ermitteln einer Ist-Getriebeeingangsdrehzahl,
c) Ermitteln einer Soll-Getriebeeingangsdrehzahl beruhend auf der ermittelten Getriebeausgangsdrehzahl und einem Drehzahlverhältnis einer einzulegenden Gangstufe,
d) Einleiten von Maßnahmen zum Beenden des Schaltvorgangs dann, wenn die Ist-Getriebeeingangsdrehzahl im Bereich der Soll-Getrie beeingangsdrehzahl liegt.

Durch Überwachung der Getriebeeingangsdrehzahl kann unmittelbar darauf geschlossen werden, in welchem Zustand das Getriebe ist. Das heißt, nähert sich die Getriebeeingangsdrehzahl derjenigen Drehzahl an, die für eine einzulegende Gangstufe bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit auf der Getriebeeingangsseite zu erwarten ist, so ist dies ein Indikator dafür, daß die einzulegende Gangstufe eingelegt ist, und es kann dann der Schaltvorgang beispielsweise durch Ansteuern der Kupplungs-Stellglied anordnung oder/und durch Ansteuern des Antriebsaggregats beendet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ferner vorgesehen sein, daß nach erfaßtem Initiieren eines Schaltvorgangs die Kupplungs-Stellgliedanord nung zum Stellen der Reibungskupplung in Richtung Ausrücken derart angesteuert wird, daß das durch die Reibungskupplung übertragbare Drehmoment wenigstens so lange größer ist, als das zu übertragende Drehmoment, bis das Auslegen der vor der Initiierung des Schaltvorgangs eingelegten Gangstufe begonnen hat. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß bei immer noch eingerückter Kupplung, d. h. bei das momentan zu übertragende Drehmoment noch vollständig übertragender Kupplung, nach Beginn des Auslegens einer bestimmten Gangstufe die Zeitdauer, die dann bis zum Ausrücken der Kupplung so weit, daß auch in der Kupplung die Drehmomentübertragungsverbindung zumindest teilweise unterbrochen ist, erforderlich ist, weiter deutlich gesenkt werden kann, da bereits ein Teil des dabei zu durchlaufenden Ausrückweges zurückgelegt ist. Es wird hier darauf hingewiesen, daß diese Vorbereitungsmaßnahme das Auslegen einer Gangstufe im Getriebe nicht beeinflußt, da, wie bereits angesprochen, die Kupplung noch das volle, im Antriebsstrang zu übertragende Drehmoment überträgt und sich daher hinsichtlich des übertragenen Drehmoments im Getriebe keine veränderte Situation einstellt.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Antriebssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend: einen Antriebsaggregat, ein automatisier tes Schaltgetriebe mit einer Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung, eine automatisierte Reibungskupplung mit einer Reibungskupplungs-Stellglied anordnung, durch welche Reibungskupplung eine Drehmomentübertragungs verbindung zwischen dem Antriebsaggregat und dem Schaltgetriebe herstellbar ist, eine Steueranordnung zum Ansteuern der Schaltgetriebe- Stellgliedanordnung, der Kupplungs-Stellgliedanordnung und des Antriebs aggregats.

Bei diesem Antriebssystem ist erfindungsgemäß dann vorgesehen, daß die Steueranordnung dazu ausgebildet ist, nach Initiierung eines Schaltvorgangs das Antriebsaggregat zum Absenken eines zu übertragenden Drehmomentes anzusteuern und nach Initiierung eines Schaltvorgangs die Schaltgetriebe- Stellgliedanordnung zum Erzeugen einer Schaltkraft anzusteuern, so daß bei eingerückter Reibungskupplung eine vor Initiierung des Schaltvorgangs eingelegte Gangstufe dann ausgelegt wird, wenn die durch die Schaltge triebe-Stellgliedanordnung erzeugte Schaltkraft im wesentlichen gleich einer im Schaltgetriebe durch das zu übertragende Drehmoment erzeugten Gegenkraft ist.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines Antriebssystems;

Fig. 2 den zeitlichen Verlauf der Kupplungsstellung bei Durchführung einer erfindungsgemäßen Prozedur;

Fig. 3 den zeitlichen Verlauf des Motormomentes bei Durchführung der erfindungsgemäßen Prozedur; und

Fig. 4 den zeitlichen Verlauf der durch eine Schaltgetriebe-Stellglied anordnung aufgebauten Schaltkraft und der Getriebestellung bei Durchführung der erfindungsgemäßen Prozedur.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Antriebssystem 10 schematisch dargestellt. Dieses Antriebssystem 10 umfaßt ein Antriebsaggregat, z. B. eine Brennkraftmaschine 12, die mit einer Eingangsseite 14 einer schema tisch dargestellten automatisierten Reibungskupplung 16 verbunden ist. Eine Ausgangsseite 18 der Reibungskupplung steht über eine Getriebeeingangs welle 20 in Verbindung mit einem automatisierten Schaltgetriebe 22. Das Schaltgetriebe 22 steht über eine Ausgangswelle 24 in Antriebsverbindung mit nicht dargestellten Antriebsrädern.

Das Antriebssystem 10 umfaßt ferner eine allgemein mit 26 bezeichnete Steuereinrichtung, welche die verschiedenen Stellglieder des Systems ansteuert. So steuert die Steuereinrichtung 26 ein Drosselstellglied 28 an, über welches eine allgemein mit 30 bezeichnete Drossel im Luftein laßsystem der Brennkraftmaschine 12 angesteuert werden kann. In entsprechender Weise kann durch die Steuereinrichtung 26 ein Einspritzsy stem für die Brennkraftmaschine 12 angesteuert werden. Ferner steuert die Steuereinrichtung 26 ein Kupplungsstellglied 32 an, durch welches die Reibungskupplung in automatisiert gesteuerter Art und Weise eingerückt und ausgerückt werden kann. Auch eine stilisiert dargestellte Schaltge triebe-Stellgliedanordnung 34 wird durch die Steuereinrichtung 26 angesteuert, so daß die verschiedenen Gangstufen im Schaltgetriebe 22 entsprechend einer Betätigung eines Schalthebels 36 eingelegt werden können.

Zur Erfassung verschiedener Betriebsparameter sind mehrere Sensoren vorgesehen. So erfaßt ein Sensor 38 die Umdrehung der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine 12, beispielsweise also der Kurbelwelle derselben, und ein Sensor 40 erfaßt die Umdrehung der Getriebeeingangswelle 20. Ferner erfaßt ein Sensor 42 die Umdrehung der Ausgangswelle 24, welche letztendlich auch mit der Drehzahl der Antriebsräder und somit der Fahrzeuggeschwindigkeit korrespondiert. Auch dem Schalthebel 36 kann ein Sensor 44 zugeordnet sein, welcher über eine Signalleitung 46 ein die einzulegende Gangstufe bezeichnendes Signal in die Steuereinrichtung 26 eingeben kann. In gleicher Weise können von dem Kupplungsstellglied 32 beziehungsweise der Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung 34 jeweils Signale in die Steuereinrichtung 26 geleitet werden, welche die momentane Stellung der verschiedenen Stellglieder oder Stellgliedanordnungen bezeichnen, um Information darüber zu gewinnen, in welchem Ausrückzustand die Reibungskupplung 16 ist oder in welchem Schaltzustand das Schaltgetriebe 22 sich befindet. Ferner empfängt die Steuereinrichtung 26 von einem Gaspeldalsensor 48 ein das Niederdrück-Ausmaß eines Gaspedals 50 bezeichnedes Signal.

Im folgenden wird mit Bezug auf die Fig. 2 bis 4 eine Vorgehensweise beschrieben, mit welcher gemäß der vorliegenden Erfindung das Antriebs aggregat 12, die Reibungskupplung 16 und das Schaltgetriebe 22 zur Durchführung von Schaltprozeduren angesteuert werden. Es sei zunächst angenommen, daß zu einem Zeitpunkt t₀ der Fahrer durch Antippen des Schalthebels 36 zu erkennen gibt, daß und in welche Richtung er zu schalten wünscht. Es sei beispielsweise angenommen, daß der Fahrer von einer in Fig. 4 mit S₁ bezeichneten ersten Gangstufe zu einer mit S₂ bezeichneten zweiten Gangstufe zu schalten wünscht. Unmittelbar bei Erfassung der durch Antippen des Schalthebels 36 erfolgten Initiierung des Gangschaltvorgangs wird durch die Steuervorrichtung 26 das Antriebsaggregat 12, d. h. die Brennkraftmaschine 12, nicht mehr gemäß dem Ausmaß des Nieder drückens des Gaspedals 50 mit Brennstoff versorgt, sondern das Motormo ment wird, so wie in Fig. 3 dargestellt, von einem momentanen Zustand M_ist abgesenkt. Es wird dabei davon ausgegangen, daß das System zuvor in einem Zugbetrieb war, d. h. es ist vom Antriebsaggregat 12 ein Drehmo ment in den Antriebsstrang eingeleitet worden, um ein Fahrzeug zu bewegen.

Gleichzeitig mit dem Beginn des Absenkens des Motormoments M_mot wird durch entsprechende Ansteuerung vermittels der Steuereinrichtung 26 in der Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung 34 eine Schaltkraft F_gang aufgebaut, welche in der Fig. 4 durch die Kurve A repräsentiert ist. Dieses Aufbauen der Schaltkraft F_gang kann beispielsweise durch Aufbauen eines Hydraulik drucks, durch Spannen irgendwelcher Federelemente oder Erregen irgendwelcher Antriebsmotoren erfolgen. Zum Zeitpunkt t₁ erreicht diese Schaltkraft F_gang ihren maximalen Wert. Zu diesem Zeitpunkt t₁ weist das Motormoment M_mot noch einen relativ hohen Wert auf, so daß durch das dann immer noch über die Reibungskupplung 16 und das Schaltgetriebe 22 zu über tragende Drehmoment die Verzahnungen der verschiedenen im Getriebe wirksamen Zahnradzüge noch so stark in Eingriff gebracht sind, daß die Schaltkraft F_gang nicht ausreicht, um die momentan eingelegte Gangstufe S₁ auszulegen. Erst im Bereich des Zeitpunkts t₂, in welchem das Motormo ment M_mot sich dem Wert Null angenähert hat oder diesen Wert erreicht, wird die Schaltkraft F_gang ausreichend groß sein, um die im Schaltgetriebe 22 dem Auslegen entgegenwirkenden Kräfte zu überwinden und verschiedene Getriebekomponenten, beispielsweise eine Schalthauptwelle des Getriebes, zu verschieben. Man erkennt in der Kurve B von Fig. 4, daß beginnend mit dem Zeitpunkt t₂ die Schaltstellung des Schaltgetriebes 22, d. h. beispielsweise die Lage einer Schalthauptwelle, sich zu ändern beginnt und sich in Richtung auf die neu einzurichtende Schaltstellung S₂ hin bewegt. Man erkennt, daß auch gleichzeitig mit dem Beginn des Auslegens der Gangstufe S₁ begonnen wird, die Reibungskupplung von ihrer eingerückten Stellung ("zu" in Fig. 2) in Richtung ihrer Ausrückstellung ("auf" in Fig. 2) zu stellen. Dabei gibt die Stellung "zu" in Fig. 2 nicht notwendigerweise die vollständig eingerückte Stellung der Reibungskupplung 16 wieder. Diese Stellung kann auch eine Kupplungsstellung sein, in welche die Kupplung nach Initiierung des Schaltvorgangs zum Zeitpunkt t₀ durch entsprechende Ansteuerung des Kupplungsstellglieds 32 gebracht worden ist, in welcher Stellung die Kupplung immer noch das jeweils momentan zu übertragende Drehmoment, d. h. das Motorausgangsmoment, vollständig übertragen kann. Das heißt, das Getriebe merkt letztendlich noch nicht, daß im Bereich der Kupplung sich irgendetwas geändert hat. Erst mit Beginn des Auslegens der Gang stufe S₁ wird dann auch die Reibungskupplung 16 weiter ausgerückt, um letztendlich das Einlegen einer neuen Gangstufe zu ermöglichen. Dabei nähert sich die Kupplungsstellung S_k einem Punkt GW an, welcher den Zeitpunkt definiert, zu welchem die Kupplung ein Drehmoment nicht mehr übertragen kann. Zwischen dem Zeitpunkt t₂ und dem Zeitpunkt t₃ kann durch gezielte Ansteuerung des Antriebsaggregats 12 aufgrund der dann noch vorhande nen Drehmomentübertragungskapazität der Reibungskupplung 16 noch auf die Getriebeeingangswelle 20 eingewirkt werden, um vom Antriebsaggregat her eine Getriebesynchronisation vorzunehmen. Es kann nämlich, nachdem das Motormoment zum Zeitpunkt t₂ sich dem Wert von Null angenähert hat, je nachdem, in welche Richtung zu schalten ist, das Motormoment beispiels weise wieder erhöht werden, d. h. der Brennkraftmaschine kann wieder Kraftstoff zugeführt werden, um die Drehzahl derselben auf einen Wert zu bringen, welcher der zu erwartenden Drehzahl an der Getriebeeingangswelle 20 nach Einlegen der einzulegenden Gangstufe entspricht. Diese zu erwartende Drehzahl kann beispielsweise aus der Drehzahl an der Ausgangswelle 24 und dem an sich bekannten Übersetzungs- oder Untersetzungsverhältnis der einzulegenden Gangstufe berechnet werden. Nachdem durch die vermittels der Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung 34 aufgebaute Schaltkraft F_gang die Schaltstellung des Schaltgetriebes 22 sich der einzulegenden Gangstufe S₂ angenähert hat und beispielsweise auch eine Synchronisationsphase im Bereich einer Schaltstellung S_sync durchlaufen hat, wird zum Zeitpunkt t₄ die Schaltstellung für die neu einzulegende Gangstufe S₂ erreicht, und es wird unmittelbar die Ansteuerung der Schaltgetriebe- Stellgliedanordnung 34 zum Erzeugen einer Schaltkraft beendet. Nachdem zu diesem Zeitpunkt dann die neu einzulegende Gangstufe S₂ eingelegt ist, werden durch die Steuereinrichtung 26 sowohl die Reibungskupplung 16 als auch das Antriebsaggregat 12, d. h. die ihm zugeordneten Stellglieder, angesteu ert, um die Kupplung wieder in Richtung Einrücken zu steuern beziehungs weise das Motormoment wieder auf den gewünschten Wert zu bringen.

Dieses Beenden des Schaltvorgangs kann auch dadurch noch beschleunigt werden, daß zum Auslösen dieser Maßnahmen nicht abgewartet wird, bis anhand der Getriebe-Stellgliedanordnung 34 erkannt wird, daß die neu einzulegende Gangstufe S₂ tatsächlich eingelegt ist, sondern es kann die Drehzahl an der Getriebeeingangswelle 20 überwacht werden. Wie bereits ausgeführt, kann durch Erfassen der Drehzahl der Ausgangswelle 24 und unter Berücksichtigung des Über- beziehungsweise Untersetzungs verhältnisses der Gangstufe S₂ die nach dem Einlegen dieser Gangstufe zu erwartende Drehzahl an der Getriebeeingangswelle 20 berechnet werden. Vergleicht man diese zu erwartende Soll-Drehzahl der Getriebeeingangswelle 20 mit der durch den Sensor 40 erfaßten Ist-Getriebeeingangswellen drehzahl, so läßt sich der Prozeß der gegenseitigen Annäherung dieser beiden Werte verfolgen und nach Erreichen einer bestimmten Mindest differenz können noch vor tatsächlich vollständig beendeter Bewegung im Schaltgetriebe 22, d. h. noch vor vollständig hergestelltem Eingriff der Getriebe verzahnung, die vorangehenden Maßnahmen zum Beenden des Schaltvor gangs ergriffen werden. Es lassen sich somit Verzögerungen beispielsweise bei der Ansteuerung des Getriebestellglieds 34 beziehungsweise des Drosselstellglieds 28 vermeiden, und die Schaltzeit kann weiter verkürzt werden. Alternativ ist es möglich, durch Verfolgung der Drehzahl der Getriebeeingangs welle 20 genau den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem die Gangstufe vollständig eingelegt sein wird, so daß bereits im voraus dieser bestimmbare Zeitpunkt als der Zeitpunkt definiert werden kann, zu dem dann verschiedene andere Stellglieder zum Durchführen von Maßnahmen zum Beenden des Schaltvorgangs angesteuert werden.

Die vorangehend beschriebene Prozedur bei Durchführung eines Schaltvor gangs im Zugbetrieb läßt sich ebenso bei Durchführung eines Schaltvor gangs im Schubbetrieb, also beim Herunterschalten unter Ausnutzung des Motorbremseffekts, durchführen, Der einzige Unterschied besteht dann darin, daß zum Erreichen eines lastfreien oder näherungsweise lastfreien Zustands des Antriebsstrangs das Motormoment nicht gesenkt werden muß, sondern beispielsweise durch Öffnen der Drossel- oder Erhöhen der Einspritzmenge oder Ändern des Zündzeitpunkts das Ausgangsmoment des Antriebsaggregats 12 erhöht wird. Ansonsten sind die gleichen Maßnahmen zu ergreifen wie vorangehend beschrieben. Insbesondere ist auch die motorseitige Synchronisation des Getriebes so wie vorangehend be schrieben durchzuführen.

Es ist selbstverständlich, daß auch bei Durchführung des Schaltvorgangs im Zugbetrieb verschiedenste Maßnahmen zum Verändern des Motormoments genutzt werden können, so kann neben dem Verändern der Einspritzmenge, dem Verändern des Zündwinkels und dem Verändern der Lufteinlaßmenge die Anzahl der aktiven Zylinder des Motors verändert werden. Auch sei darauf hingewiesen, daß die vorangehend beschriebene Prozedur nicht auf den Einsatz einer Brennkraftmaschine als Antriebsaggregat beschränkt ist. Auch Elektromotoren oder Hybrid-Antriebe können durch die erfindungs gemäße Prozedur bei Durchführung von Schaltvorgängen angesteuert werden.

Ferner wird darauf hingewiesen, daß die in Fig. 4 anhand der Kurve A dargestellte Schaltkraft F_gang für verschiedene Schaltvorgänge unter schiedlich ausgewählt werden kann und darüber hinaus an verschiedene Fahrsituationen angepaßt ausgewählt werden kann. Wird beispielsweise anhand verschiedener Parameter, wie z. B. der Bedienweise des Gaspedals 50 erfaßt, daß der Fahrer in sportlicher Fahrweise zu fahren wünscht, so kann die maximale Schaltkraft F_gang erhöht werden, so daß bereits vor Erreichen des Motormoments O ein Ausgleich der einander entgegen wirkenden Kräfte erzielt wird und die Gangstufe zwangsweise ausgelegt wird. Bei ökonomischer oder auf Komfort bedachter Fahrweise des Fahrers kann die Schaltkraft F_gang so ausgewählt werden, daß das Auslegen des Gangs tatsächlich im Bereich des lastfreien Zustands des Antriebsstrangs auftritt.

Claims

1. Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen bei einem Antriebs system (10), wobei das Antriebssystem (10) in Antriebsaggregat (12), ein automatisiertes Schaltgetriebe (22) mit einer Schaltgetriebe-Stellglied anordnung (34) sowie eine automatisierte Reibungskupplung (16) mit einer Kupplungs-Stellgliedanordnung (32) umfaßt, durch welche Reibungskupplung (16) eine Drehmomentübertragungsverbindung zwischen dem Antriebsaggregat (12) und dem Schaltgetriebe (22) herstellbar ist, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

a) Erfassen des Initiierens eines Schaltvorgangs,

b) nach erfaßtem Initiieren eines Schaltvorgangs, Absenken eines zu übertragenden Drehmomentes (M_mot),

c) nach erfaßtem Initiieren eines Schaltvorgangs Ansteuern der Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung (34) zum Erzeugen einer Schaltkraft (F_gang) durch diese, so daß bei eingerückter Rei bungskupplung (16) eine vor Initiierung des Schaltvorgangs eingelegte Gangstufe (S₁) dann ausgelegt wird, wenn die durch die Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung (34) erzeugte Schaltkraft (F_gang) im wesentlichen gleich einer im Schaltge triebe (22) durch das zu übertragende Drehmoment (M_mot) erzeugten Gegenkraft ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung (34) erzeugte Schaltkraft (F_gang) auf einen derartigen Wert eingestellt wird, daß das Auslegen der vor dem Initiieren des Schaltvorgangs eingelegten Gangstufe (S₁) dann auftritt, wenn das zu übertragende Drehmoment (M_mot) im Bereich von Null ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei oder nach erfolgtem Auslegen der Gangstufe die Kupplungs-Stell gliedanordnung (32) zum wenigstens teilweisen Unterbrechen der Drehmomentübertragungsverbindung durch die Kupplung (16) angesteuert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Absenken des zu übertragenden Drehmomentes (M_mot) durch Absenken des Ausgangsmomentes (M_mot) des Antriebs aggregats (12) erfolgt, wenn das Antriebssystem (10) in einem Betriebszustand ist, in welchem ein Kraftfluß vom Antriebsaggregat (12) zum Schaltgetriebe (22) hin vorliegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Absenken des zu übertragenden Drehmomentes durch Erhöhen des Ausgangsmomentes (M_mot) des Antriebsaggregats (12) erfolgt, wenn das Antriebssystem (10) in einem Betriebszustand ist, in welchem ein Kraftfluß vom Schaltgetriebe (22) zum Antriebs aggregat (12) hin vorliegt.

6. Verfahren zur Durchführung von Schaltvorgängen bei einem Antriebs system, wobei das Antriebssystem ein Antriebsaggregat (12), ein automatisiertes Schaltgetriebe (22) mit einer Schaltgetriebe-Stellglied anordnung (34) sowie eine automatisierte Reibungskupplung (16) mit einer Kupplungs-Stellgliedanordnung (32) umfaßt, durch welche Reibungskupplung (16) eine Drehmomentübertragungsverbindung zwischen dem Antriebsaggregat (12) und dem Schaftgetriebe (22) herstellbar ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend die Schritte:

d) Ermitteln einer Getriebeausgangsdrehzahl,

e) Ermitteln einer Ist-Getriebeeingangsdrehzahl,

f) Ermitteln einer Soll-Getriebeeingangsdrehzahl beruhend auf der ermittelten Getriebeausgangsdrehzahl und einem Drehzahl verhältnis einer einzulegenden Gangstufe (S₂),

g) Einleiten von Maßnahmen zum Beenden des Schaltvorgangs dann, wenn die Ist-Getriebeeingangsdrehzahl im Bereich der Soll-Getriebeeingangsdrehzahl liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Schritt g) eingeleiteten Maßnahmen das Ansteuern der Kupplungs- Stellgliedanordnung (32) zum Stellen der Reibungskupplung (16) in Richtung Einrücken oder/und das Ansteuern des Antriebsaggregats (12) zum Erhöhen des Ausgangsmomentes (M_mot) desselben um fassen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß nach erfaßtem Initiieren eines Schaltvorgangs die Kupplungs-Stellgliedanordnung (32) zum Stellender Reibungskupp lung (16) in Richtung Ausrücken derart angesteuert wird, daß das durch die Reibungskupplung (16) übertragbare Drehmoment wenig stens so lange größer ist, als das zu übertragende Drehmoment (M_mot), bis das Auslegen der vor Initiierung des Schaltvorgangs eingelegten Gangstufe (S₁) begonnen hat.

9. Antriebssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend:

1. ein Antriebsaggregat (12),
2. ein automatisiertes Schaltgetriebe (22) mit einer Schaltge triebe-Stellgliedanordnung (34),
3. eine automatisierte Reibungskupplung (16) mit einer Reibungs kupplungs-Stellgliedanordnung (32), durch welche Reibungs kupplung (16) eine Drehmomentübertragungsverbindung zwischen dem Antriebsaggregat (12) und dem Schaltgetriebe (22) herstellbar ist,
4. eine Steuereinrichtung (26) zum Ansteuern der Schaltgetriebe- Stellgliedanordnung (34) der Kupplungs-Stellgliedanordnung (32) und des Antriebsaggregats (12),

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (26) dazu ausgebildet ist, nach Initiierung eines Schaltvorgangs das Antriebsaggregat (12) zum Absenken eines zu übertragenden Drehmomentes (M_mot) anzusteuern und nach Initiierung eines Schaltvorgangs die Schaltgetriebe-Stellgliedanord nung (32) zum Erzeugen einer Schaltkraft (F_gang) anzusteuern, so daß bei eingerückter Reibungskupplung (16) eine vor Initiierung des Schaltvorgangs eingelegte Gangstufe (S₁) dann ausgelegt wird, wenn die durch die Schaltgetriebe-Stellgliedanordnung (34) erzeugte Schaltkraft (F_gang) im wesentlichen gleich einer im Schaltgetriebe (22) durch das zu übertragende Drehmoment (M_mot) erzeugten Gegenkraft ist.

10. Antriebssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung zur Durchführung wenigstens einer der in den Ansprüchen 1 bis 8 angegebenen Steuermaßnahmen ausgebildet ist.