DE19936886A1 - Zahnräderwechselgetriebe mit zwei im Kraftfluß parallel zueinander angeordneten Teilgetrieben - Google Patents

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Zahnräderwechselgetriebe, bei dem eine Eingangswelle mit einer Ausgangswelle zumindest durch ein erstes und ein zweites Teilgetriebe verbunden ist, die im Kraftfluß parallel zueinander angeordnet sind und je eine reibschlüssige Lastschaltkupplung aufweisen, die von jeweils einem Kupplungsaktor betätigbar sind und mit zumindest einer Steuereinheit und zumindest einer Sensoreinheit. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß die Sensoreinheit wenigstens eine Kenngröße für die von den Lastschaltkupplungen übertragenen Drehmomente erfaßt, die Steuereinheit die Summe der Kenngrößen mit einem Grenzwert vergleicht und beim Überschreiten des Grenzwerts wenigstens eine Sicherungsmaßnahme einleitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe mit zwei im Kraftfluß parallel zueinander angeordneten Teilgetrieben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die in Kraftfahrzeugen vorherrschenden Handschaltgetriebe mit einer Reibkupplung sind einfach und robust, haben jedoch den Nachteil, daß während des Gangwechsels eine Zugkraftunterbre­ chung auftritt. Konventionelle Automatikgetriebe mit einem hy­ drodynamischen Wandler vermeiden zwar eine Zugkraftunterbre­ chung während des Gangwechsels, besitzen jedoch aufgrund des Wandlers einen schlechteren Wirkungsgrad als Handschaltgetrie­ be. Ferner besitzen sie ein höheres Gewicht und sind kostenin­ tensiver.

Bei einem Zahnräderwechselgetriebe mit zwei reibschlüssigen Lastschaltkupplungen und zwei im Kraftfluß parallel zueinander angeordneten Teilgetrieben können Gangwechsel unter Last durch­ geführt werden, und zwar mit einer Überschneidungssteuerung der Lastschaltkupplungen. Damit können kostengünstige Automatikge­ triebe mit einem guten Wirkungsgrad erreicht werden. In der Re­ gel sind die geraden Getriebegänge dem einen Teilgetriebe und die ungeraden Getriebegänge dem anderen Teilgetriebe zugeord­ net, so daß sequentiell unter Last geschaltet werden kann. Fer­ ner sind verschiedene Konzepte bekannt, unter Last Doppelhoch­ schaltungen und Doppelrückschaltungen durchzuführen.

Die Lastschaltkupplungen werden jeweils über einen Kupplungsak­ tor betätigt. Um die Lastschaltkupplungen genau ansteuern zu können, ist bekannt, den Verfahrweg der Kupplungsaktoren mit Lagesensoren zu erfassen. Verschleiß, Toleranzen und andere Ab­ weichungen oder Veränderungen können vorteilhaft mit einer so­ genannten Greifpunktadaption ausgeglichen werden, wobei der Greifpunkt bei einer Position beginnender Drehmomentübertragung liegt. Zur Greifpunktadaption sind verschiedene Verfahren und Algorithmen bekannt.

Fällt beispielsweise ein Kupplungsaktor im geschlossenen Zu­ stand aus und der zweite Kupplungsaktor schließt die ihm zuge­ ordnete Lastschaltkupplung, kann dies zu einem Blockieren und zu Beschädigungen des Getriebes führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Zahnräder­ wechselgetriebe mit zumindest zwei im Kraftfluß parallel zuein­ ander angeordneten Teilgetrieben und mit zumindest zwei Last­ schaltkupplungen ein Blockieren und Beschädigen beim Ausfall eines Kupplungsaktors sicher zu vermeiden. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung geht aus von einem Zahnräderwechselgetriebe, ins­ besondere für ein Kraftfahrzeug, bei dem eine Eingangswelle mit einer Ausgangswelle zumindest durch ein erstes und ein zweites Teilgetriebe verbunden ist, die im Kraftfluß parallel zueinan­ der angeordnet sind und je eine reibschlüssige Lastschaltkupp­ lung aufweisen, die von jeweils einem Kupplungsaktor betätigbar sind und mit zumindest einer Steuereinheit und zumindest einer Sensoreinheit.

Es wird vorgeschlagen, daß die Sensoreinheit wenigstens eine Kenngröße für die von den Lastschaltkupplungen übertragenen Drehmomente erfaßt, die Steuereinheit die Summe der Kenngrößen mit einem Grenzwert vergleicht und beim Überschreiten des Grenzwerts wenigstens eine Sicherungsmaßnahme einleitet. Fällt beispielsweise ein Kupplungsaktor im geschlossenen Zustand aus und der zweite Kupplungsaktor schließt, wird ab einer bestimm­ ten Stellung des zweiten Kupplungsaktors ein Drehmomentgrenz­ wert überschritten. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Lösung erkannt, so daß unmittelbar Maßnahmen eingeleitet werden kön­ nen, um Beschädigungen und Verschleiß zu vermeiden. Der Grenz­ wert kann dabei von einem konstanten Wert gebildet sein, bei­ spielsweise einem maximalen Drehmoment einer Brennkraftmaschi­ ne, oder kann sich vorteilhaft abhängig von Betriebsbedingun­ gen, insbesondere von einem von einer Brennkraftmaschine abge­ gebenen Drehmoment einstellen. Das von der Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment kann grundsätzlich gemessen oder vorteil­ haft rechnerisch ermittelt werden.

Der Kupplungsaktor kann elektrisch oder hydraulisch ausgeführt sein und über ein mechanisches Gestänge und/oder eine hydrauli­ sche Strecke eine Schließ- und/oder Öffnungskraft auf die Last­ schaltkupplung übertragen. Die Lastschaltkupplungen können durch verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Vor­ richtungen gebildet sein, beispielsweise durch einscheibige oder mehrscheibige Trockenkupplungen oder Naßkupplungen.

Die Kenngrößen bzw. Kenngröße für die von den Lastschaltkupp­ lungen übertragenen Drehmomente können durch verschiedene, dem Fachmann als geeignet erscheinende Sensoren erfaßt werden, bei­ spielsweise durch einen Sensor, der ein übertragenes Drehmoment an der Eingangswelle des Zahnräderwechselgetriebes erfaßt. Be­ sonders vorteilhaft werden jedoch die in der Regel bereits vor­ handenen Lagesensoren genutzt, die Kenngrößen zu erfassen. Zu­ sätzliche Bauteile können vollständig vermieden und Bauraum, Montageaufwand und Kosten können eingespart werden. Die Lage­ sensoren können an verschiedenen Stellen im Kraftübertragungs­ system vom Aktor auf die Lastschaltkupplung angeordnet werden. Besonders kostengünstig können sie jedoch in den Kupplungsakto­ ren integriert werden.

Die Steuereinheit kann aus den Stellungen der Kupplungsaktoren bzw. der Lastschaltkupplungen direkt auf einen Fehler schließen oder sie kann aus den Stellungen der Lastschaltkupplungen die übertragenen Drehmomente ermitteln und zu einer Kenngröße auf­ summieren.

Die Steuereinheit kann aus jeweils einem Steuergerät je Last­ schaltkupplung bestehen, die über eine oder mehrere Datenlei­ tungen verbunden sind oder kann vorteilhaft nur ein Steuergerät aufweisen, in das die erfaßten Werte beider Lastschaltkupplun­ gen geleitet werden. Ein Steuergerät und Datenleitungen können eingespart werden.

Um Beschädigungen und Verschleiß zu vermeiden, wird als Siche­ rungsmaßnahme vorteilhaft der sich in Schließrichtung bewegende Kupplungsaktor in seiner Bewegung gestoppt und anschließend ge­ öffnet. Ferner wird vorteilhaft ein Warnsignal an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben.

Die erfindungsgemäße Lösung kann bei sämtlichen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden gattungsbildenden Zahnräderwechsel­ getrieben bzw. Doppelkupplungsgetrieben eingesetzt werden, bei­ spielsweise bei einem Doppelkupplungsgetriebe mit aktiv schlie­ ßenden und/oder mit aktiv öffnenden Lastschaltkupplungen und/oder mit Lastschaltkupplungen, die durch eine Feder oder eine sonstige geeignete Vorrichtung zu einem bestimmten Pro­ zentsatz geschlossen werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe­ schreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Er­ findung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthal­ ten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinn­ vollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zahnräderwechselgetriebes,

Fig. 2 ein Diagramm, bei dem ein Kupplungsmoment in Abhängig­ keit eines Verfahrwegs eines Kupplungsaktors aufgetra­ gen ist und

Fig. 3 eine Variante nach Fig. 1 mit nur einem Steuergerät.

Fig. 1 zeigt ein Zahnräderwechselgetriebe für ein Kraftfahr­ zeug, bei dem eine Eingangswelle 12 mit einer nicht näher dar­ gestellten Ausgangswelle durch ein erstes und ein zweites Teil­ getriebe verbunden ist, die im Kraftfluß parallel zueinander angeordnet sind und je eine reibschlüssige Lastschaltkupplung 2, 3 aufweisen. Die nicht näher dargestellten Teilgetriebe sind in einem Gehäuse 15 angeordnet. Die Lastschaltkupplungen 2, 3 besitzen jeweils eine schaltbare Reibeinheit mit einer Schwungscheibe 13, 14 und einer Anpreßplatte 16, 17, die dreh­ fest miteinander verbunden sind. Zwischen der Schwungscheibe 13, 14 und der Anpreßplatte 16, 17 ist jeweils eine Kupplungs­ scheibe 18, 19 mit nicht näher dargestellten Kupplungsbelägen angeordnet. Die Kupplungsscheiben 18, 19 sind drehfest mit kon­ zentrisch zueinander angeordneten Zwischenwellen 20, 21 verbun­ den, die mit den Teilgetrieben in Wirkverbindung stehen.

Die Lastschaltkupplungen 2, 3 bzw. die Reibeinheiten werden von gesteuerten Aktoren 10, 11 über jeweils ein Betätigungsgestänge 22, 23 und über jeweils ein Ausrücklager 24, 25 geschaltet. Die Aktoren 10, 11 besitzen jeweils einen integrierten Lagesensor 6, 7, über die die Stellungen der Lastschaltkupplung 2, 3 bzw. der Anpreßplatten 16, 17 erfaßbar sind. Die Lagesensoren 6, 7 sind über Datenleitungen 26, 27 mit Steuergeräten 28, 29 einer Steuereinheit 4 verbunden, wobei jeder Lagesensor 6, 7 mit je­ dem Steuergerät 28, 29 verbunden ist. Die Steuergeräte 28, 29 sind über eine Datenleitung 30 miteinander und über Datenlei­ tungen 31, 32 mit den Aktoren 10, 11 verbunden. Über die Steu­ ergeräte 28, 29 und die Lagesensoren 6, 7 werden Greifpunkte 1 der Lastschaltkupplungen 2, 3 regelmäßig erfaßt, die sich über der Zeit verändern können, beispielsweise durch Verschleiß usw. Im Greifpunkt 1 ist das übertragene Drehmoment M in guter Nähe­ rung Null (Fig. 2). Ab dem Greifpunkt 1 erhöht sich das über­ tragene Drehmoment M abhängig vom Verstellweg des Aktors 10, 11 bzw. der Anpreßplatte 16, 17 S_V in bekannter Weise.

Erfindungsgemäß werden aus den über die Lagesensoren 6, 7 er­ faßten Stellungen der Lastschaltkupplungen 2, 3 bzw. der An­ preßplatten 16, 17 die von den Lastschaltkupplungen 2, 3 über­ tragenen Drehmomente ermittelt, zu einer Kenngröße aufsummiert und mit einem Grenzwert verglichen. Übersteigt die Kenngröße den Grenzwert, werden Sicherungsmaßnahmen eingeleitet, und zwar wird der sich in Schließrichtung 9 bewegende Kupplungsaktor 10 oder 11 in seiner Bewegung gestoppt und anschließend geöffnet. Ferner wird ein Warnsignal an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben.

In Fig. 3 ist eine Variante zu dem in Fig. 1 dargestellten Zahnräderwechselgetriebe dargestellt, das eine alternative Steuereinheit 5 mit nur einem Steuergerät 8 aufweist. Im we­ sentlichen gleichbleibende Bauteile sind mit den gleichen Be­ zugszeichen beziffert. Die über die Sensoren 6, 7 erfaßten Wer­ te werden im Steuergerät 8 zu einer Kenngröße ausgewertet und mit einem Grenzwert verglichen. Beim Überschreiten des Grenz­ werts leitet das Steuergerät 8 die Sicherungsmaßnahmen ein.

Claims (6)

1. Zahnräderwechselgetriebe, bei dem eine Eingangswelle mit ei­ ner Ausgangswelle zumindest durch ein erstes und ein zweites Teilgetriebe verbunden ist, die im Kraftfluß parallel zueinan­ der angeordnet sind und je eine reibschlüssige Lastschaltkupp­ lung aufweisen, die von jeweils einem Kupplungsaktor betätigbar sind und mit zumindest einer Steuereinheit und zumindest einer Sensoreinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit wenigstens eine Kenngröße für die von den Lastschaltkupplungen (2, 3) übertragenen Drehmomente erfaßt, die Steuereinheit (4, 5) die Summe der Kenngrößen mit einem Grenzwert vergleicht und beim Überschreiten des Grenzwerts we­ nigstens eine Sicherungsmaßnahme einleitet.

2. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Grenzwert abhängig von Betriebsbedingungen ein­ stellt.

3. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit zur Ermittlung der Kenngrößen Lagesenso­ ren (6, 7) aufweist, über die die Stellungen der Lastschalt­ kupplungen (2, 3) erfaßbar sind.

4. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (4, 5) aus den Stellungen der Lastschalt­ kupplungen (2, 3) die übertragenen Drehmomente ermittelt und zur Kenngröße aufsummiert.

5. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (5) aus einem Steuergeräte (8) besteht.

6. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (4, 5) als Sicherungsmaßnahme den sich in Schließrichtung (9) bewegenden Kupplungsaktor (10, 11) in sei­ ner Bewegung stoppt und diesen anschließend öffnet.