DE19937054B4

DE19937054B4 - Automatisiertes Getriebe

Info

Publication number: DE19937054B4
Application number: DE19937054A
Authority: DE
Inventors: Dr. Salecker Michael
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1998-08-12
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2013-09-05
Anticipated expiration: 2019-08-06
Also published as: DE19937054A1

Abstract

Automatisiertes Getriebe im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer Kupplung und einem Antriebsmotor, mit zumindest einer Aktuatorikeinheit zur automatisierten Betätigung von getriebeinternen Schaltelementen zur Auswahl der Gangstellung des Getriebes und mit einer Aktuatorikeinheit zur automatisierten Betätigung der Kupplung, mit zumindest einer Steuereinheit zur Steuerung der Aktuatoren, mit einem Bedienelement zur fahrerseitigen Einstellung von Getriebepositionen oder Getriebeschaltprogrammen, wobei das Bedienelement zumindest in eine Parkstellung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einstellung des Bedienelementes in die Parkstellung P der Antriebsmotor automatisiert abgeschaltet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisiertes Getriebe im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Getriebe sind beispielsweise durch die DE 197 34 023 bekannt geworden. Bei diesen Getrieben wird die Betätigung des Getriebes mittels Aktuatoren durchgeführt und die Anweisung zum Schaltvorgang wird entweder automatisiert von einer Steuereinheit durchgeführt oder fahrerseitig mittels Bedienelement, wie Wählhebel. Dabei kann das Bedienelement in eine Neutralstellung betätigt werden, bei welcher im Getriebe keine Kopplung und keine Momentenübertragung vom Eingangselement zum Ausgangselement vorliegt.
Bei manchen Getrieben kann das Bedienelement in eine Parkstellung betätigt werden, bei welcher im Getriebe eine Kopplung und eine Momentenübertragung vom Eingangselement zum Ausgangselement vorliegt, die bei abgeschaltetem Antriebsmotor und bei eingelegter Parkstellung ein Wegrollen des Fahrzeuges aufgrund des Motorschleppmomentes verhindert.
Bei solchen Fahrzeugen ist es oft nachteilig, daß der Fahrer nach dem Bedienen des Zündschlüssels im Zündschloß beispielsweise zum Entriegeln des Lenkradschlosses erst den Wählhebel in die Neutralstellung bedienen Muß und danach wieder den Zündschlüssel bedienen muß um mittels des Zündsystems den Antriebsmotor starten zu können. Ebenso ist es beim Abschalten des Antriebsmotors besonders umständlich, daß bei laufendem Motor erst die Parkstellung eingelegt werden muß um anschließend den Motor manuell mittels des Schlüssels abzustellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Ablauf in der Bedienung eines automatisierten Getriebes der eingangs genannten Art reibungsloser zu gestalten und somit das Getriebe komfortabler zu gestalten.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß bei einem automatisiertes Getriebe im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer Kupplung und einem Antriebsmotor, mit zumindest einer Aktuatorikeinheit zur automatisierten Betätigung von getriebeinternen Schaltelementen zur Auswahl der Gangstellung des Getriebes und gegebenenfalls mit einer Aktuatorikeinheit zur automatisierten Betätigung einer Kupplung, mit zumindest einer Steuereinheit zur Steuerung der Aktuatoren, mit einem Bedienelement zur fahrerseitigen Einstellung von Getriebepositionen oder Getriebeschaltprogrammen, wobei das Bedienelement zumindest in eine Parkstellung einstellbar ist, bei Einstellung des Bedienelementes in die Parkstellung der Antriebsmotor automatisiert abgeschaltet wird.
Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn vor dem Abschalten des Antriebsmotors die Kupplung ausgerückt wird. Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn vor dem Abschalten des Antriebsmotors ein Gang oder eine Parkstellung im Getriebe eingelegt wird.
Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn nach dem Abschalten des Antriebsmotors die Kupplung wieder eingerückt wird.
Die Erfindung ist im folgenden Anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine schematische Darstellung des Getriebes.
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebsmotor 1, wie Verbrennungskraftmaschine, mit einem Drehmomentübertragungssystem 2 und einem Getriebe 3 im Antriebsstrang. Weiterhin ist ein Differential 4, sind Abtriebswellen 5 und von den Abtriebswellen angetriebene Räder 6 dargestellt. An den Rädern können nicht dargestellte Drehzahlsensoren angeordnet sein, welche die Drehzahlen der Räder detektieren. Die Drehzahlsensoren können auch zu anderen Elektronikeinheiten funktional zugehören, wie beispielsweise einem Antiblockiersystem (ABS). Aus zumindest einer Raddrehzahl kann mittels einer Steuereinheit 7 zumindest eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine Getriebedrehzahl bestimmt werden.
Die Antriebseinheit 1, kann auch als Hybridantrieb mit beispielsweise einem Elektromotor, einem Schwungrad mit Freilauf und einer Verbrennungskraftmaschine ausgestaltet sein.
Das Drehmomentübertragungssystem 2 ist als Reibungskupplung ausgestaltet, wobei das Drehmomentübertragungssystem auch beispielsweise als Magnetpulverkupplung, Lamellenkupplung oder Drehmomentwandler mit Wandlerüberbrückungskupplung oder einer anderen Kupplung ausgestaltet sein kann. Die Reibungskupplung kann auch als eine einen Verschleiß nachstellende selbsteinstellende Kupplung ausgebildet sein.
Die Vorrichtung zur automatisierten Betätigung eines Getriebes 3 umfaßt eine Steuereinheit 7 und einen von der Steuereinheit 7 ansteuerbaren Aktor 8. Ebenso kann die Steuereinheit 7 einen Aktor 11 ansteuern, zur automatisierten Betätigung des Drehmomentübertragungssystems 2. In der 1 ist eine Steuereinheit 7 und einen schematisch dargestellten Aktor 8 zu erkennen. Die Steuereinheit 7 kann als integrierte Steuereinheit ausgebildet sein, welche die Steuerung oder Regelung beispielsweise des Drehmomentübertragungssystems und des Getriebes durchführt. Weiterhin kann auch eine Motorelektronik in der Steuereinheit integriert sein. Ebenso kann die Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems und des Getriebes, respektive der Aktoren 7, 11 zur Betätigung des Drehmomentübertragungssystems und des Getriebes von unterschiedlichen Steuereinheiten durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf die ältere Anmeldung DE 19504847 , deren Inhalt ausdrücklich zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung gehört.
Ebenso ist es möglich, daß die Steuereinheiten von Drehmomentübertragungssystem, Getriebe und/oder Motorsteuerung getrennt angeordnet sind und über Daten- und/oder Signalleitungen miteinander kommunizieren.
Weiterhin stehen die Steuereinheiten oder Elektronikeinheiten mit Sensoren in Signalverbindung, die der Steuereinheit oder den Steuereinheiten die Betriebsparameter des aktuellen Betriebspunktes übermitteln.
Ebenso ist es möglich, daß die Steuereinheit alle benötigten Informationen über Datenleitungen oder einen Datenbus erhält.
Die Steuereinheit 7 ist mit einer Computereinheit ausgestattet um die eingehenden Signale und Systemgrößen empfangen, verarbeiten, abspeichern, abrufen und weiterleiten zu können. Weiterhin generiert die Steuereinheit Steuergrößen und/oder Signale zur Ansteuerung von Aktoren zur Betätigung, sowie zur Weiterleitung an andere Elektronikeinheiten.
Das Drehmomentübertragungssystem 2 ist auf ein Schwungrad 2a montiert oder mit diesem verbunden. Das Schwungrad kann als einteiliges Schwungrad oder als geteiltes Schwungrad mit Primärmasse und Sekundärmasse ausgestaltet sein, wobei zwischen den Einzelschwungmassen, wie beispielsweise zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse, eine Torsionsschwingungsdämpfungseinrichtung angeordnet ist. Weiterhin kann ein Anlasserzahnkranz 2b an dem Schwungrad angeordnet sein. Die Kupplung weist eine Kupplungsscheibe 2c mit Reibbelägen und eine Druckplatte 2d sowie ein Kupplungsdeckel 2e und eine Tellerfeder 2f auf. Die selbsteinstellende Kupplung weist zusätzlich noch Mittel auf, welche eine Verstellung und ein Verschleißnachstellung erlauben, wobei ein Sensor, wie Kraft- oder Wegsensor vorhanden ist, welcher eine Situation detektiert, in welcher eine Nachstellung aufgrund beispielsweise von Verschleiß notwendig ist und bei einer Detektion auch selbsttätig durchgeführt wird.
Das Drehmomentübertragungssystem wird mittels eines Ausrückers 9 beispielsweise mit einem Ausrücklager 10 betätigt. Die Steuereinheit 7 steuert den Aktor 11 an, welcher die Betätigung der Kupplung durchführt. Die Betätigung des Ausrückers kann elektromotorisch, elektrohydraulisch, wie beispielsweise druckmittelbetätigt, wie hydraulisch oder mittels eines anderen Betätigungsmechanismus erfolgen. Der Ausrücker 9 mit Ausrücklager 10 kann als Zentralausrücker ausgebildet sein, der koaxial zur Getriebeeingangswelle angeordnet ist und mittels Beaufschlagung beispielsweise der Tellerfederzungen der Kupplung die Kupplung ein- und ausgerückt. Der Ausrücker kann aber auch als mechanischer Ausrücker ausgestaltet sein, welcher ein Ausrücklager oder ein vergleichbares Element betätigt, beaufschlagt oder bedient.
Der Aktor 8 betätigt insbesondere mit seinem zumindest einen Ausgangs- oder Betätigungselement oder mit mehreren Ausgangs- oder Betätigungselementen das Getriebe 3 zum Schalten und/oder Wählen. Die Ansteuerung der Schalt und/oder Wählbetätigung hängt von der Bauart des Getriebes ab.
Es sind insbesondere Getriebe mit einer zentralen Schaltwelle zu betrachten, bei welchen ein Schalt- oder Wählvorgang durch eine axiale Betätigung oder eine Betätigung in Umfangsrichtung der zentralen Schaltwelle, respektive umgekehrt erfolgt. Ein Aktor betätigt beispielsweise mit einem Betätigungselement die axiale Betätigung der zentralen Schaltwelle und mit einem anderen Betätigungselement die Betätigung der Welle in Umfangsrichtung. Dabei kann die Schaltbewegung in Umfangsrichtung erfolgen und die Wählbetätigung in axialer Richtung oder umgekehrt.
Weiterhin sind Getriebe mit zwei Wellen zu betrachten, bei welchen jeweils eine Welle zum Schalten und einer Welle zum Wählen der Getriebeübersetzung vorhanden sind, wobei beide Wellen in Umfangsrichtung betätigt werden um einen Schaltvorgang oder einen Wählvorgang durchzuführen.
Ebenso sind Getriebe mit Schaltstangen zu betrachten, bei welchen die Schaltstangen in axialer Richtung betätigt werden um mit einem Schaltvorgang eine Getriebeübersetzung zu schalten, wobei ein Wählvorgang durch die Auswahl der betätigten Schaltstange erfolgt.
Die Wellen oder Schaltstangen stellen getriebeinterne Schaltelemente dar oder die Wellen betätigen solche innerhalb des Getriebes bei einer Betätigung. Der Aktor 8 betätigt direkt oder indirekt getriebeinterne Schaltelemente zum Einlegen, Herausnehmen oder Wechseln von Gangstufen oder Übersetzungsstufen, wie eine zentrale Schaltwelle, Wellen oder Schaltstangen oder andere Schaltelemente.
Die Steuereinheit 7 ist über die Signalverbindung 12 mit dem Aktor 8 verbunden, so daß Steuersignale und/oder Sensorsignale oder Betriebszustandssignale ausgetauscht, weitergeleitet oder abgefragt werden können. Weiterhin stehen die Signalverbindung 13 und 14 zur Verfügung, über welche die Steuereinheit mit weiteren Sensoren oder Elektronikeinheiten zumindest zeitweise in Signalverbindung stehen. Solche anderen Elektronikeinheiten können beispielsweise die Motorelektronik, eine Antiblockiersystemelektronik oder eine Antischlupfregelungselektronik sein. Weitere Sensoren können Sensoren sein, die allgemein den Betriebszustand des Fahrzeuges charakterisieren oder detektieren, wie zum Beispiel Drehzahlsensoren des Motors oder von Rädern, Drosselklappenstellungssensoren, Gaspedalstellungssensoren oder andere Sensoren. Die Signalverbindung 15 stellt eine Verbindung zu einem Datenbus her, wie beispielsweise CAN-Bus, über welchen Systemdaten des Fahrzeuges oder anderer Elektronikeinheiten zur Verfügung gestellt werden können, da die Elektronikeinheiten in der Regel durch Computereinheiten miteinander vernetzt sind.
Ein automatisiertes Getriebe kann derart geschaltet werden oder einen Gangwechsel erfahren, daß dies von dem Fahrer des Fahrzeuges initiiert wird, in dem er mittels beispielsweise eines Schalters, eines Tasters oder einer anderen Getriebewahleinrichtung 40 ein Signal zum herauf- oder herunterschalten gibt. Weiterhin könnte auch ein Signal zur Wahl des nächsten einzulegenden Ganges gegeben werden. Entsprechend kann auch mittels eines elektronischen Schalthebels ein Signal zur Verfügung gestellt werden, in welchen Gang das Getriebe schalten soll.
In einem anderen Getriebeprogramm kann eine automatisierte Betätigung des Getriebes gewählt werden, so daß die Wahl des aktuellen Ganges in Abhängigkeit von den Betriebsparametern durchgeführt wird und gegebenenfalls ein Schaltvorgang automatisiert eingeleitet wird. Ein automatisiertes Getriebe kann aber auch mittels beispielsweise Kennwerten, Kennlinien oder Kennfeldern und auf der Basis von Sensorsignalen bei gewissen vorbestimmten Punkten einen Gangwechsel selbständig durchführen, ohne daß der Fahrer einen Gangwechsel veranlassen muß.
Weiterhin kann beispielsweise eine Neutralposition N eingestellt werden, in welcher keine Antriebsverbindung zwischen Getriebeeingang und Getriebeausgang vorliegt. Weiterhin kann eine Parkstellung P gewählt werden, in welcher eine Parksperre realisiert wird. Diese Parkstellung kann auch automatisch gewählt werden, wenn beispielsweise der Zündschlüssel 51 aus dem Zündschloß abgezogen wird und der Betriebszustand des Fahrzeuges dies erlaubt. Beispielsweise sei ein Abziehen des Zündschlüssels bei hohen Geschwindigkeiten genannt, wobei in dieser Situation eine Parksperre nicht automatisiert eingelegt werden sollte.
Die Getriebewahleinheit 40 kann somit auf einen Bereich M, wie manuelle fahrerseitige Gangwahl, einen Bereich D, wie automatische Gangwahl zum Fahrbetrieb, einen Bereich P, wie Parksperre, und/oder einen Bereich N, wie Neutralstellung, eingestellt werden. Weiterhin kann über beispielsweise Schalter oder einen Hebel ein manuelles Schalten eingeleitet werden.
Das Fahrzeug ist vorzugsweise mit einem elektronischen Gaspedal 23 oder Lasthebel ausgestattet, wobei das Gaspedal 23 einen Sensor 24 ansteuert, mittels welchem die Motorelektronik 20 beispielsweise die Kraftstoffzufuhr, Zündzeitpunkt, Einspritzzeit oder die Drosselklappenstellung über die Signalleitung 21 des Motors 1 steuert oder regelt. Das elektronische Gaspedal 23 mit Sensor 24 ist über die Signalleitung 25 mit der Motorelektronik 20 signalverbunden. Die Motorelektronik 20 ist über die Signalleitung 22 mit der Steuereinheit 7 in Signalverbindung. Weiterhin kann auch eine Getriebesteuerelektronik 30 in Signalverbindung mit den Einheiten 7 und 20 stehen. Eine elektromotorische Drosselklappensteuerung ist hierfür zweckmäßig, wobei die Position der Drosselklappe mittels der Motorelektronik angesteuert wird. Bei solchen Systemen ist eine direkte mechanische Verbindung zum Gaspedal nicht mehr notwendig oder zweckmäßig.
Das Fahrzeug verfügt weiterhin über eine Motorstarteinrichtung 50, welche ausgehend von einem fahrerseitigen Motorstartversuch mittels beispielsweise einer Betätigung des Zündschlüssels 51 im Zündschloß eine Motorelektronik und einen Anlasser ansteuert zum Starten und/oder Anlassen des Motors.
Vorliegend wird nach 2 die Motorabschaltung durch Ansteuerung der Motorsteuerung 20 oder der Zündung des Fahrzeuges durchgeführt, wenn das Bedienelement, wie beispielsweise Wählhebel 40, in die Parkstellung P betätigt wird, siehe 201. In dieser Situation wird die Kupplung ausgerückt, siehe 202, es wird das Getriebe mittels des Aktuators in eine Anfahrgetriebestellung, wie den ersten Gang, oder auch eine andere Getriebestellung geschaltet, siehe 203, der Motor wird abgeschaltet, siehe 204, und nach dem Abschalten des Motors wird die Kupplung eingerückt, siehe 205. Bei 206 wird die Routine beendet und es wird in eine andere Betriebssteuerung umgeschaltet.
Die Durchführung des Abschaltens des Antriebsmotors kann direkt durch einen Eingriff auf das Zündungssystem 50, 51 des Fahrzeuges erfolgen oder es kann durch eine Kommunikation einer Motorsteuerelektronik 20 mit einer Getriebesteuerelektronik 7 erfolgen. Bei Registrierung der der P-Stellung des Wählhebels 40 durch zumindest einen Sensor 41 am Wählhebel generiert die Steuereinheit 7 der Getriebesteuerung ein Steuersignal und sendet dieses über die Datenverbindung 22 an die Motorsteuerung 20. Diese Motorsteuerung 20 steuert anschließend die Motorabschaltung.
Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn das automatisierte Abschalten des Antriebsmotors erfolgt, wenn das Bedienelement des Getriebes in der Parkstellung P ist und gleichzeitig das Fahrzeug steht oder die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein Grenzwert von ca. 5 km/h ist. Diese Fahrzeuggeschwindigkeitssignale können beispielsweise über das im Fahrzeug vorhandene Tachometer ermittelt werden. Nach dem Abstellen des Antriebsmotors wird dann bei stehendem Motor die Kupplung eingerückt. Zuvor kann zur Bildung einer Parksperre ein Gang im Getriebe automatisiert eingelegt werden. Zum automatisierten Abschalten des Antriebsmotors wird von der Steuereinheit des automatisierten Getriebes ein Steuersignal S_Motorabstellen generiert, welches an die Motorsteuerung geleitet wird und woraufhin der Motor von der Motorsteuerung abgestellt wird.

Claims

Automatisiertes Getriebe im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer Kupplung und einem Antriebsmotor, mit zumindest einer Aktuatorikeinheit zur automatisierten Betätigung von getriebeinternen Schaltelementen zur Auswahl der Gangstellung des Getriebes und mit einer Aktuatorikeinheit zur automatisierten Betätigung der Kupplung, mit zumindest einer Steuereinheit zur Steuerung der Aktuatoren, mit einem Bedienelement zur fahrerseitigen Einstellung von Getriebepositionen oder Getriebeschaltprogrammen, wobei das Bedienelement zumindest in eine Parkstellung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einstellung des Bedienelementes in die Parkstellung P der Antriebsmotor automatisiert abgeschaltet wird.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Abschalten des Antriebsmotors die Kupplung ausgerückt wird.
Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Abschalten des Antriebsmotors ein Gang (1, ..., 6, R) oder eine Parkstellung P im Getriebe eingelegt wird.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abschalten des Antriebsmotors die Kupplung wieder eingerückt wird.