DE60216192T2

DE60216192T2 - Schaltsteuerverfahren für Doppelkupplungsgetriebe

Info

Publication number: DE60216192T2
Application number: DE60216192T
Authority: DE
Inventors: Jr. Richard G. Royal Oak Reed; Jeffrey P. Troy Cherry
Original assignee: DaimlerChrysler Co LLC
Current assignee: FCA US LLC
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: EP1271007A3; EP1271007A2; US6463821B1; EP1271007B1; CA2391547C; CA2391547A1; DE60216192D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Motorfahrzeuge. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Getriebes. Im Besonderen und ohne Einschränkung auf das spezielle Ausführungsbeispiel und/oder den zu Veranschaulichungszwecken abgebildeten und beschriebenen Einsatz, betrifft die vorliegende Erfindung die Steuerung eines Getriebes mit einem Doppelkupplungssystem während dem Anfahren des entsprechenden Fahrzeugs.
Für gewöhnlich werden in herkömmlichen Kraftfahrzeugen zwei typische Kraftübertragungen eingesetzt. Bei der ersten und ältesten Art der Kraftübertragung handelt es sich um das manuell betätigte Getriebe bzw. die manuell betriebene Kraftübertragung. Diese Kraftübertragungen sind dadurch gekennzeichnet, dass sie manuelle Getriebe mit einem Kupplungspedal links neben einem Bremspedal und einem Schalthebel aufweisen, der für gewöhnlich in der Mitte des Fahrzeugs direkt hinter dem Armaturenbrett angebracht ist. Für die Betätigung des manuellen Getriebes muss der Fahrer das Drücken bzw. Treten des Kupplungspedals und des Gaspedals mit der Stellung des Schalthebels koordinieren, um den gewünschten Gang auszuwählen. Die richtige Bedienung eines manuellen Getriebes ist dem Fachmann auf dem Gebiet allgemein bekannt und hierin nicht näher beschrieben.
In einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe wird kein Kupplungspedal benötigt. Die normale H-Konfiguration des Schalthebels wird durch einen Schalthebel ersetzt, der für gewöhnlich vor und zurück bewegt wird. Der Fahrer muss dabei nur die Auswahl zwischen Park (Parken), Reverse (Rückwärts), Neutral (Leerlaufstellung), Drive (Fahrstellung) und einem oder zwei unteren Gängen treffen. Wie dies im Fach allgemein bekannt ist, wird der Schalthebel an einer von mehreren Stellungen platziert, die mit P, R, N, D, 2 und möglicherweise 1 bezeichnet sind, wobei diese entsprechend Park, Reverse, Neutral, Drive und einem oder zwei unteren Gängen entsprechen. Der Fahrzeugbetrieb, wenn sich der Schalthebel an einer dieser Stellungen befindet, ist im Fach allgemein bekannt. Im Besonderen in dem Modus Drive (Fahren) wählt das Getriebe automatisch einen Gang aus den verfügbaren Vorwärtsgängen aus. Wie dies allgemein bekannt ist, sind ältere Systeme für gewöhnlich mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Gang ausgerüstet gewesen, während neuere Systeme die Gänge eins bis drei sowie einen vierten und möglicherweise einen fünften und einen sechsten Schongang aufweisen. Die Schongänge sorgen für einen verbesserten Kraftstoffverbrauch bei höheren Geschwindigkeiten. Wie dies allgemein bekannt ist, handelte es sich bei den ersten Getrieben fast ausschließlich um manuell betätigte Getriebe.
Im Zuge der konstanten Entwicklung von Automatikgetrieben haben sich die Fahrer immer mehr der leichten Bedienung von Automatikgetrieben zugewandt. Mitte der 1970er Jahre führten jedoch zunehmende Sorgen in Bezug auf die damals aktuelle und zukünftige Knappheit von fossilen Brennstoffen zur Einsetzung von in mehreren Ländern gültigen Corporation Average Fuel Economy-Vorschriften (CAFÉ-Vorschriften), d.h. Vorschriften hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs. Diese Anforderungen in Bezug auf den Kraftstoffverbrauch haben es erforderlich gemacht, sich mit der Verbesserung bzw. Senkung des Kraftstoffverbrauchs in Motorfahrzeugen zu beschäftigen, um behördliche Vorschriften erfüllen zu können. Diese behördlichen Vorschriften führten zu einer allmählichen bzw. langsamen Rückkehr zu manuellen Getrieben, die für gewöhnlich effizienter arbeiten als Automatikgetriebe.
In den folgenden Jahren wurden viele mechanisch betriebene Fahrzeugsysteme durch elektronische Steuersysteme ersetzt bzw. zumindest gesteuert. Diese elektronischen Steuerungssysteme haben den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugmotoren erheblich verbessert und eine allmähliche Rückkehr zu dem Komfort von Automatikgetrieben ermöglicht. Darüber hinaus haben elektronische Steuerungen, die in Verbindung mit Automatikgetrieben eingesetzt werden, den Schaltplan und die Gangwechselwahrnehmung von Automatikgetrieben stark verbessert, und ferner haben sie die Implementierung von vierten und fünften Schon- bzw. Spargängen ermöglicht, wodurch wiederum der Kraftstoffverbrauch weiter verbessert werden konnte. Automatikgetriebe haben somit wieder an Beliebtheit gewonnen.
Automatik- und manuelle Getriebe bieten verschiedene konkurrierende Vorteile und Nachteile. Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, ist ein Hauptvorteil eines manuellen Getriebes der verbesserte Kraftstoffverbrauch. Im Gegensatz dazu bieten Automatikgetriebe vor allem eine einfache Bedienung, so dass der Fahrer während der Fahrt nicht beide Hände, eine für das Lenkrad und die andere für den Schalthebel, und beide Füße, einen für das Kupplungspedal und den anderen für das Gaspedal und das Bremspedal einsetzen muss. Beim Betrieb eines Automatikgetriebes kann der Fahrer sowohl eine Hand wie auch einen Fuß frei haben. Darüber hinaus bietet ein Automatikgetriebe besonders hohen Komfort bei stehendem bzw. zähem Verkehr, da sich der Fahrer nicht darum kümmern bzw. sorgen muss, ständig die Gänge zu wechseln, um sich an die sich ständig verändernden Verkehrsgeschwindigkeiten anzupassen.
Der Hauptgrund für die überlegene Effizienz des manuellen Getriebes gegenüber dem Automatikgetriebe liegt in der grundlegenden Funktionsweise des Automatikgetriebes. Bei den meisten Automatikgetrieben ist der Ausgang des Motors über einen Drehmomentwandler mit dem Eingang des Getriebes verbunden. Die meisten Drehmomentwandler weisen ein Eingangslaufrad auf, das mit der Ausgangswelle bzw. Abtriebswelle des Motors verbunden ist, und mit einer Eingangsturbine, die mit der Eingangs- bzw. Antriebswelle des Getriebes verbunden ist. Die Bewegung des Laufrads auf der Eingangsseite führt zu einem Fluss von Hydraulikfluid, der eine entsprechende Bewegung der Eingangswelle des Getriebes bewirkt. Während Drehmomentwandler eine ruckfreie Kopplung zwischen dem Motor und dem Getriebe bereitstellen, führt das Rutschen des Drehmomentwandlers zu einem parasitären Verlust, wodurch die Effizienz der Kraftübertragung verringert wird. Ferner erfordert der Schaltvorgang in einem Automatikgetriebe eine Hydraulikpumpe, die ein Fluid für den Kupplungseingriff unter Druck setzt. Die erforderliche Leistung bzw. Kraft, um das Fluid unter Druck zu setzen, führt zusätzliche parasitäre Verluste der Effizienz in die Kraftübertragung ein.
Bevor ein Wechsel der Übersetzungsverhältnisse bei einem manuellen Getriebe auftreten kann, müssen die Drehzahl der Antriebswelle und die Drehzahl der Abtriebswelle synchronisiert werden. Für gewöhnlich wird die Synchronisierung in einem manuellen Getriebe durch einen Synchronisierungsmechanismus erreicht, wie etwa eine manuelle Synchronisiereinrichtung, die im Fach allgemein bekannt ist. Die mechanische Synchronisiereinrichtung verändert die Drehzahl der Antriebswelle, so dass diese an die Drehzahl der Abtriebswelle angepasst wird, um einen ruckfreien Eingriff der ausgewählten Getriebeanordnung zu ermöglichen. Bei einem Hochschaltvorgang verwendet die mechanische Synchronisiereinrichtung zum Beispiel Reibungskräfte, um die Drehzahl der Antriebswelle zu reduzieren, so dass ein ruckfreier Eingriff mit dem gewünschten Rad der Antriebswelle erfolgt, um das gewünschte Zahnrad der Abtriebswelle anzutreiben. Im Gegensatz dazu erhöht die mechanische Synchronisiereinrichtung beim Herunterschalten die Drehzahl der Antriebswelle, so dass ein ruckfreier Eingriff mit dem gewünschten Zahnräderwerk bzw. Zahnrad erfolgt, um das gewünschte Zahnrad der Abtriebswelle anzutreiben.
Bei einem manuellen Getriebe existiert für gewöhnlich eine Verzögerungsperiode zwischen dem Ausrücken des sich aktuell im Eingriff befindenden Gangs bzw. Zahnrads und der folgenden Synchronisierung und dem Einrücken des gewünschten Vorgeleges. Während diesem Vorgang muss ferner die Kupplungsverbindung zwischen der Motorabtriebswelle und der Getriebeantriebswelle vor dem Gangwechselvorgang ausgerückt werden, und wobei ein erneuter Eingriff nach der Synchronisierung erfolgen muss. Diese Verzögerungen und Perioden des Kupplungsausrückens erzeugen Perioden der Drehmomentunterbrechung, die allgemein unerwünscht sind und für gewöhnlich zu erkennbarem Rütteln führen, wenn die Gänge gewechselt werden. Ein derartiges Rütteln ist besonders erkennbar beim Wechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Gang während der Fahrzeugbeschleunigungsphase.
Um dieses Rütteln zu verringern und weiterhin die Vorteile manueller Getriebe zu nutzen und ein automatisiertes Gangwechsel- bzw. Schaltsystem bereitzustellen, wurden verschiedene Konstruktionen vorgeschlagen. Im Besonderen wurden verschiedene manuelle Getriebe mit Doppelkupplung vorgeschlagen, die automatisierte elektromechanische Schaltmechanismen und entsprechende Verfahren aufweisen. Zum Beispiel offenbaren die hierin durch Verweis enthaltenen U.S. Patente US-A-6.044.719 und US-A-6.012.561 jeweils ein elektromechanisches Automatikgetriebe mit Doppelkupplung.
Im Allgemeinen versuchen diese Doppelkupplungssysteme das der Drehmomentunterbrechung zugeordnete Rütteln zu reduzieren, wenn die Gänge gewechselt werden, indem der Eingriff mit dem nächsten Gang bzw. Vorgelege mit einer Kupplung beginnt, während der aktuelle Gang mit der anderen Kupplung ausgerückt wird. Zur weiteren Reduzierung des Gangwechseln in derartigen Getrieben zugeordneten Rüttelns wurden ferner Verfahren zur Steuerung von Doppelkupplungsgetrieben vorgeschlagen.
Zum Beispiel offenbaren die U.S. Patente US-A-5.950.781 und US-A-5.915.512 jeweils ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Eingangs- bzw. Antriebswellen sowie ein Verfahren zur Steuerung des Getriebes. Die erste Antriebswelle ist an den primären Antriebsrädern angebracht, und die zweite Antriebswelle ist an einem oder mehreren Hilfsrädern angebracht. Das offenbarte Verfahren dient der Steuerung eines Gangwechsels zwischen primären Getrieben an der ersten Antriebswelle, wobei ein Zusatzgetriebe an der zweiten Antriebswelle ein Fülldrehmoment während dem Wechsel der primären Getriebe bereitstellt. Dieses Verfahren ist so gestaltet, dass es durch den Einsatz des Fülldrehmoments das den primären Getriebe- bzw. Gangwechseln zugeordnete Rütteln reduziert.
Der Einsatz eines Füll- bzw. Zwischengetriebes bzw. -zahnrads kann zwar das mit dem Wechsel von dem ersten primären Getriebe bzw. Gang in den zweiten primären Gang verbundene Rütteln reduzieren, wobei das Fülldrehmomentverfahren jedoch weiterhin den Wechsel aus dem 1. in den 2. Gang umfasst, was zumindest ein gewisses Rütteln aufweist, das auf den typischen großen Unterschied zwischen diesen Übersetzungsverhältnissen zurückzuführen ist. Dieses Verfahren belastet ferner die dem ersten Antriebszahnrad zugeordnete Kupplung stark, die für gewöhnlich anfänglich ein großes Drehmoment übertragen muss, um das Fahrzeug aus dem Stillstand in Bewegung zu setzen. Folglich wird in dieser Kupplung beim Anfahren eines Fahrzeugs für gewöhnlich große Hitze erzeugt. Die Kupplung wird während dem Anfahren des Fahrzeugs weiter belastet, wenn das Fahrzeug eine große Last zieht.
Alternativ offenbaren die U.S. Patente US-A-4.790.418, US-A-4.611.698, US-A-4.527.678, US-A-4.519.484, US-A-4.412.461 und US-A-4.376.473 jeweils ein Verfahren zur Steuerung eines Mehrkupplungsgetriebes. Im Besonderen offenbart jedes dieser Patene ein Verfahren zur Steuerung des Getriebes während einem Gangwechsel, und jedes Patent lehrt, dass die dem eingerückten Antriebszahnrad bzw. -getriebe zugeordnete Kupplung ausgerückt wird, während die dem nächsten einzurückenden Gang zugeordnete Kupplung im Wesentlichen und gleichzeitig eingerückt wird. Diese Verfahren verringern zwar das Rütteln bei Gangwechseln, jedoch umfassen sie weiterhin den Gangwechseln zwischen dem 1. und dem 2. Gang, der zumindest ein gewisses Rütteln aufweist, das durch den für gewöhnlich großen Unterschied dieser Übersetzungsverhältnisse begründet ist. Diese Verfahren belasten darüber hinaus beim Anfahren stark die Kupplung, die dem ersten Gang zugeordnet ist, speziell wenn eine große Last gezogen wird. Folglich wird in dieser Kupplung beim Anfahren des Fahrzeugs große Hitze erzeugt.
Das U.S. Patent US-A-5.493.927, das den verwandtesten Stand der Technik darstellt, offenbart ein unter Last schaltbares Getriebe, das eine Antriebswelle aufweist, die mit mindestens einer weiteren Welle gekoppelt ist, die sich parallel zu der Antriebswelle erstreckt, und zwar über ein Paar von Zahnrädern, um verschiedene Getriebestufen zu realisieren.
Zur Adressierung dieser Unzulänglichkeiten und zur allgemeinen Beseitigung des Hochschaltens vom 1. Gang in den 2. Gang wurden verschiedene Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes entwickelt. Diese weisen jedoch alle bestimmte Beschränkungen auf.
Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Steuerung des Getriebes eines Motorfahrzeugs, wobei das Motorfahrzeug mit einem Motorschwungrad, wobei das Getriebe eine erste Kupplungseinheit zur Drehmomentübertragung von dem Motorschwungrad zu einem ersten Antriebsrad aufweist und eine zweite Kupplungseinheit zur Drehmomentübertragung von dem Schwungrad auf ein zweites Antriebsrad, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: das Einleiten eines Starts bzw. des Anfahrens des Motorfahrzeugs, wobei die erste Kupplungseinheit das Schwungrad weniger als vollständig mit dem ersten Antriebsrad koppelt, und wobei die zweite Kupplungseinheit das Schwungrad weniger als vollständig mit dem zweiten Antriebsrad koppelt; gekennzeichnet durch das Steuern der ersten Kupplungseinheit oder der zweiten Kupplungseinheit, so dass das Schwungrad und das erste Antriebsrad oder das zweite Antriebsrad bei einem vorbestimmten ersten Kupplungsrutschwert auf der Basis eines unverzögerten Fahrzeugträgheitswertes entkoppelt werden; wobei der erste Kupplungsrutschwert variabel ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die allgemeine Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Getriebes mit einem Doppelkupplungssystem bereitzustellen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Motorfahrzeuggetriebes vorzusehen, das im Wesentlichen die Drehmomentunterbrechung eliminiert, die dem Gangwechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Gang zugeordnet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Motorfahrzeuggetriebes vorzusehen, das das Anfahren des Fahrzeugs an einer Position ermöglicht, so dass selektiv maximale Leistung oder ein besserer Kraftstoffverbrauch bereitgestellt wird, abhängig von der Fahrzeugbelastung oder der Anfahrträgheit.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, die Wärme abzuleiten, die in einem Getriebe beim Anfahren eines Fahrzeugs durch zwei Kupplungseinheiten erzeugt wird, was zu niedrigeren Temperaturen und einer besseren Haltbarkeit der Kupplungseinheit führt.
In einer Ausführung stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes eines Motorfahrzeugs bereit, wobei die erste Kupplung so arbeitet, dass Drehmoment auf ein erstes Abtriebszahnrad übertragen wird, und wobei eine zweite Kupplung so arbeitet, dass Drehmoment auf ein zweites Abtriebszahnrad übertragen wird. Die Steuerung des Getriebes umfasst die folgenden Schritte: das Bestimmen eines vorbestimmten ersten Kupplungsrutschwertes auf der Basis der wahrgenommenen Fahrzeuglast, das Einleiten des Anfahrens bzw. Startens des Motorfahrzeugs, wobei die erste und die zweite Kupplung beide teilweise eingerückt sind, das Bestimmen des Fahrzeugträgheitswertes auf der Basis der Summe der unverzögerten Fahrzeugträgheitswerte während dem Anfahren des Fahrzeugs, und das Steuern entweder der ersten oder der zweiten Kupplung, so dass diese ausrückt, wenn der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert erreicht wird.
Die wahrgenommene Fahrzeuglast wird vorzugsweise zu Beginn auf der Basis der Gesamtmasse des Fahrzeugs und der sich darin befindenden Fahrgäste bestimmt, wobei die Bestimmung aber auch auf der wahrgenommenen Steigung des Bodens basieren kann. Alternativ kann der Schritt des Bestimmens des ersten Kupplungsrutschwertes auftreten, nachdem das Anfahren des Fahrzeugs eingeleitet worden ist, und die wahrgenommene Fahrzeuglast kann entweder auf einer Reihe von unverzögerten Trägheitsmessungen oder einer Bewertung der Höhe des übertragenen Fahrzeugdrehmoments basieren.
Der Schritt des Bestimmens des Fahrzeugträgheitsmoments erfolgt vorzugsweise während dem Anfahren des Fahrzeugs, wobei er aber auch auf einer Bestimmung basieren kann, die erfolgt, bevor das Fahrzeug anfährt. Der Fahrzeugträgheitswert wird vorzugsweise auf der Basis der Addition der unverzögerten Fahrzeugträgheitswerte während dem Anfahren des Fahrzeugs bestimmt, und wobei jeder der unverzögerten Fahrzeugträgheitswerte vorzugsweise auf einem Vergleich einer unverzögerten Fahrzeuggeschwindigkeit und der entsprechenden unverzögerten Fahrzeuggeschwindigkeit basiert.
Der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert ist vorzugsweise eine Funktion der wahrgenommenen Fahrzeuglast. Die wahrgenommene Fahrzeuglast wird vorzugsweise durch Fahrzeuglastmessungen bestimmt; wobei sie aber auch aus anderen Faktoren bestimmt werden kann, wie etwa einem Vergleich des Motordrehmoments mit der Fahrzeuggeschwindigkeit während dem Anfahren des Fahrzeugs. Der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert wird vorzugsweise bestimmt durch einen Vergleich der Drehzahl des Motorschwungrads und der Drehzahl der Getriebeantriebswelle, die der ersten Kupplung zugeordnet ist; wobei er aber auch auf andere Weise bestimmt werden kann, wie etwa durch die Überwachung der Stellung bzw. der Position eines elektromechanischen ersten Kupplungsstellglieds. Wenn der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert erreicht wird, wird der Schritt der Steuerung einer der Kupplungen zum Ausrücken vorzugsweise auf der Basis des Fahrzeugträgheitswertes ausgeführt. Um diesen Schritt zu realisieren, bewertet die Getriebesteuereinheit vorzugsweise den Fahrzeugträgheitswert, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug die maximale Leistung benötigt, wobei die Steuereinheit in diesem Fall die zweite Kupplung anweist, auszurücken, und wobei das Fahrzeug weiter in dem ersten Antriebsgang anfährt, oder ob ein verbesserter Kraftstoffverbrauch angemessen ist, wobei die Steuereinheit in diesem Fall die Steuereinheit die erste Kupplung zum Ausrücken anweist und das Fahrzeug weiter in dem zweiten Gang anfährt.
Weitere Vorzüge und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann auf dem Gebiet, an den sich die vorliegende Erfindung richtet, beim Lesen der folgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels und der anhängigen Ansprüche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der genauen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen besser verständlich. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Schnittansicht eines elektromechanischen Automatikgetriebes des Typs, der durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert wird;
2 eine detaillierte Querschnittsansicht der Doppelnockeneinheit, die zum Ausrücken der Doppelkupplungseinheiten gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
2A eine Darstellung des 2-4-6 Nockenprofils für einen Bremszusatz zum Aufwärtsfahren;
2B eine Darstellung des R-1-3-5-Nockenprofils;
3 eine Seitenansicht des Kupplungsstellglieds der R-1-3-5-Seite gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 eine Seitenansicht des Kupplungsstellglieds der 2-4-6-Seite für einen Bremszusatz zum Aufwärtsfahren gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 eine Endansicht der Doppelkupplungseinheit gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung;
6 eine Endansicht der Kupplungsstellgliedeinheit und der Doppelnockeneinheit gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung, wobei sich jede der Kupplungsstellgliedeinheiten an der ausgerückten Position befindet;
7 eine Endansicht des Kupplungsstellglieds und der Doppelnockeneinheit aus 6, wobei sich das Kupplungsstellglied der rechten Seite an der ausgerückten Position befindet;
8 eine Endansicht des Kupplungsstellglieds und der Doppelnockeneinheit aus 6, wobei sich das Kupplungsstellglied der rechten Seite an der Anpassungsposition befindet;
9 eine des Kupplungsstellglieds und der Doppelnockeneinheit aus 6, wobei sich das Kupplungsstellglied der linken Seite an der ausgerückten Position befindet;
10 eine Endansicht des Kupplungsstellglieds und der Doppelnockeneinheit aus 6, wobei sich das Kupplungsstellglied der linken Seite an der Anpassungsposition befindet;
11 eine Draufsicht der Schaltschieneneinheit gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung;
12 eine Schnittansicht des R-1-3-5-Schaltstellglieds gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung;
13 eine Schnittansicht des 2-4-6-Schaltstellglieds für einen Bremszusatz zum Aufwärtsfahren gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung;
14 eine Darstellung der Nockenrillen, die in der 2-4-6-Schaltnocke für einen Bremszusatz zum Aufwärtsfahren vorgesehen sind gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung;
15 eine Darstellung der Nockenrillen der R-1-3-5-Schaltnocke gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung;
16 eine Endansicht des elektromechanischen Automatikgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei Bauteile entfernt worden sind, um die Schaltstellglieder, die Parkbremse und den Rücklaufrad-/Schmiermittelpumpen-Mechanismus gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen;
17 eine Draufsicht der zentralen Platte mit daran angebrachter Parkbremsen- bzw. Parkfreilauf- und Rücklaufradeinheit;
18 eine Querschnittsansicht der zentralen Platte durch den Rücklaufrad-/Pumpenmechanismus;
19 eine Draufsicht der Vorderseite der zentralen Platte, wobei die darin zur Übertragungsverbindung mit der Rotorpumpe bereitgestellten Schmierkanäle und der in der ersten Antriebswelle bereitgestellte Schmierkanal veranschaulicht werden;
20 eine Seitenansicht der zentralen Platte aus 19;
21 eine Draufsicht der zentralen Platte aus 19;
22 eine schematische Darstellung des Steuerungssystems für das elektromechanische Automatikgetriebe gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung;
23 ein Flussdiagramm der Schritte des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
24 einen Graphen des prozentualen Eingriffs der ersten und der zweiten Kupplung im Vergleich zu dem Zeitraum während dem Anfahren des Fahrzeugs bei geringer Last, wenn das beispielhafte elektromechanische Automatikgetriebe aus den Abbildungen der 1 bis 22 gemäß den in der Abbildung aus 23 veranschaulichten Verfahren gesteuert wird;
25 einen Graphen des prozentualen Eingriffs der ersten und der zweiten Kupplung im Vergleich zu dem Zeitraum während dem Anfahren des Fahrzeugs bei mittlerer Last, wenn das beispielhafte elektromechanische Automatikgetriebe aus den Abbildungen der 1 bis 22 gemäß den in der Abbildung aus 23 veranschaulichten Verfahren gesteuert wird;
26 einen Graphen des prozentualen Eingriffs der ersten und der zweiten Kupplung im Vergleich zu dem Zeitraum während dem Anfahren des Fahrzeugs bei schwerer Last, wenn das beispielhafte elektromechanische Automatikgetriebe aus den Abbildungen der 1 bis 22 gemäß den in der Abbildung aus 23 veranschaulichten Verfahren gesteuert wird; und
27 ein Flussdiagramm der Schritte des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes. Die vorliegende Erfindung ist zwar auf praktisch jedes Doppelkupplungsgetriebe anwendbar, jedoch wird das Verfahren gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in Verbindung mit dem elektromechanischen Automatikgetriebe veranschaulicht, dass in dem U.S. Patent US-A-6.012.561 offenbart wird, das auf den gleichen Zessionar wie die vorliegende Erfindung übertragen worden ist.
In Bezug auf die beigefügten Zeichnungen werden nachstehend das elektromechanische Automatikgetriebe 10 mit zwei Kupplungen und das Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes während dem Anfahren des Fahrzeugs 410 gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das beispielhafte elektromechanische Automatikgetriebe 10 wird in Bezug auf die Abbildungen der 1 bis 22 zuerst adressiert, wobei die Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes während dem Anfahren eines Fahrzeugs 510 danach in Bezug auf die Abbildungen der 23 bis 27 beschrieben wird.
Das elektromechanische Automatikgetriebe 10 ist somit mit einem Getriebezug 12 versehen, der eine erste Antriebswelle 14 und eine zweite hohle Antriebswelle 16 aufweist, die zu der ersten Antriebswelle 14 konzentrisch ist. Jede der Antriebswellen 14, 16 trägt bzw. stützt eine Mehrzahl von drehbare angebrachten Antriebsrädern, die mit entsprechenden Abtriebszahnrädern eingreifen, die an einer Antriebswelle 18 angebracht sind. Eine erste Reibungs- bzw. Rutschkupplung 20 ist bereitgestellt, um Drehmoment von der Motorabtriebswelle (nicht abgebildet) auf die erste Antriebswelle 14 zu überragen. Eine zweite Rutschkupplung 22 ist bereitgestellt, um Antriebsdrehmoment von der Motorabtriebswelle 16 zu übertragen. Eine Doppelnockeneinheit 24 ist in Verbindung mit ersten und zweiten Kupplungsstellgliedern 26, 28 (siehe 3 bis 4 und 6 bis 10) bereitgestellt, um die ersten und zweiten Rutschkupplungen 20, 22 selektiv auszurücken.
Der Getriebezug 12 weist ein Zahnrad Rückwärts 30, ein erstes 32, drittes 34 und fünftes 36 Gangrad auf, die drehbar an der ersten Antriebswelle 14 angebracht sind. Eine Rückwärts-1. Gang-Synchronisiervorrichtung 38 ist bereitgestellt, um selektiv das Rückwärtszahnrad 30 und das erste Gangrad 32 mit der ersten Antriebswelle 14 einzurücken. Eine dritter Gangfünfter Gang Synchronisiervorrichtung 40 ist bereitgestellt, um selektiv das dritte und das fünfte Gangrad 34, 36 mit der ersten Antriebswelle 14 einzurücken. Das zweite Gangrad 42, das vierte Gangrad 44 und das sechste Gangrad 46 sind drehbar an der zweiten Antriebswelle 16 angebracht. Eine zweiter Gang-vierter Gang Synchronisiervorrichtung 48 ist bereitgestellt, um das zweite Gangrad 42 bzw. das vierte Gangrad 44 selektiv an der zweiten Antriebswelle 16 einzurücken. Eine sechster Gang/Bremszusatz zum Aufwärtsfahren Synchronisiervorrichtung 50 ist bereitgestellt, um das sechste Gangrad 56 an der zweiten Antriebswelle 16 einzurücken. Darüber hinaus greift die sechster Gang/Bremszusatz zum Aufwärtsfahren Synchronisiervorrichtung 50 auch mit einer Freilauf-Einwegkupplungsvorrichtung (Bremszusatz zum Aufwärtsfahren) 52 ein, um es zu verhindern, dass das Fahrzeug an einer Steigung nach unten rollt.
Die erste Antriebswelle 14 wird durch eine Lagereinheit 54 getragen. Die Lagereinheit 54 weist eine innere Bahn 51a auf, die an der ersten Antriebswelle 14 getragen wird, und eine zweite Bahn 54b, die an der zweiten Antriebswelle 16 getragen wird. Die zweite Antriebswelle 16 weist eine zweiteilige Konstruktion mit einem ersten Wellenabschnitt 16A und einem zweiten Wellenabschnitt 16B auf, die jeweils durch eine Mehrzahl von Befestigungseinrichtungen und/oder Stiften 53 allgemein in der Nähe des Lagers 54 aneinander angebracht sind. Darüber hinaus ist eine Dichtung 55 zwischen dem ersten Wellenabschnitt 16A der zweiten Antriebswelle 16 und der ersten Antriebswelle 14 bereitgestellt. An einem zweiten Ende wird die erste Antriebswelle 14 durch eine Nadellagereinheit 60 getragen, die sich in einem zentralen Nabenabschnitt des fünften Gangrads 36 befindet. Das fünfte Gangrad 36 wird durch die Endplatte 62 über eine Lagereinheit 64 getragen. Eine zentrale Platte 66 ist in dem Gehäuse 58 bereitgestellt und ist mit einer Öffnung 68 versehen, durch die sich die ersten und zweiten Antriebswellen 14, 16 erstrecken. Die zweite Antriebswelle 16 wird in einer Vorderplatte 56 des Getriebegehäuses 58 über eine Lagereinheit 70 getragen, die allgemein konzentrisch zu dem Lager 54 ist. Die Abtriebswelle 18 wird an einem vorderen Ende durch die Frontplatte 56 über eine Lagereinheit 72 getragen und an einem hinteren Ende durch die Endplatte 62 über eine Lagereinheit 74. Die Abtriebswelle 18 ist mit einem Rückwärts-Abtriebszahnrad 76, einem ersten Gang Abtriebszahnrad 78, einem zweiten Gang Abtriebszahnrad 80, einem dritten Gang Abtriebszahnrad 82, einem vierten Gang Abtriebszahnrad 84, einem fünften Gang Abtriebszahnrad 86, einem sechsten Gang Abtriebszahnrad 88 und einem Parkzahnrad 90 bereitgestellt. Die Abtriebswelle 18 erstreckt sich durch eine Öffnung 92 in der zentralen Platte 66 und wird durch die Nadellagereinheit 94 getragen.
Die erste Antriebswelle 14 greift antriebsfähig mit der Motorabtriebswelle über die erste Kupplung 20 ein, während die zweite Antriebswelle 16 über die zweite Kupplung 22 mit der Motorabtriebswelle eingreift. Die ersten und zweiten Kupplungen 20, 22 weisen eine Schwungradeinheit auf, die ein erstes Schwungrad 96 aufweist, das an der Motorabtriebswelle (nicht abgebildet) angebracht ist. Ein zweites Schwungrad 98 ist zur Rotation damit an dem ersten Schwungrad 96 angebracht. Die erste Kupplung 20 weist eine Reibungsplatte 100 auf, die zwischen dem ersten Schwungrad 96 und einer Druckplatte 102 angeordnet ist. Die Druckplatte 102 wird durch eine Tellerfeder 104 an eine im Normalzustand eingerückte Position vorbelastet. Die Reibungsplatte 100 greift mit einem Nabenabschnitt 106 ein, der über eine Keilverbindung an der ersten Antriebswelle 14 angebracht ist. Ein Torsionsfedersystem 108 ist zwischen der Reibungsplatte und der Nabe 106 vorgesehen, wie dies im Fach allgemein bekannt ist. Eine Mehrzahl von Hebeln 110 greift mit der Doppelnockeneinheit 24 ein und ist an Verbindungen 112 angebracht, die an der Druckplatte 102 angebracht sind, um die Druckplatte 102 von der Reibungsplatte 100 auszurücken, um die erste Kupplung 20 nach der Betätigung des Kupplungsstellglieds 28 und der Doppelnockeneinheit 24 auszurücken. Die Hebel 110 drehen sich um Drehzapfen 113, die an der Kupplungsabdeckplatte 122 angebracht sind. Die Verbindungen 112 sind durch einen Drehzapfen 114 an den Hebeln 110 und an dem Drehzapfen 115 an der Druckplatte 102 angebracht. Wenn die Hebel 110 durch die Doppelnockeneinheit 24 um die Drehzapfen 113 gedreht werden, werden die Hebel 112 in eine Richtung von dem ersten Schwungrad 96' weggehend gezogen, wodurch die erste Kupplung 20 ausgerückt wird.
Die zweite Kupplung 22 weist in ähnlicher Weise eine Reibungsplatte 116 auf, die sich zwischen dem zweiten Schwungrad 98 und einer Druckplatte 118 befindet. Eine Tellerfeder 120 ist zwischen der Druckplatte 118 und einer Kupplungsabdeckplatte 122 vorgesehen. Die zweite Kupplung 22 weist eine Nabe 124 auf, die über eine Keilverbindung mit der zweiten Antriebswelle 16 verbunden ist. Die Reibungsplatte 116 ist, wie dies im Fach allgemein bekannt ist, über eine Torsionsfedereinheit 126 mit der Nabe 124 verbunden. Eine Mehrzahl von Ausrückhebeln 128 greift mit der Doppelnockeneinheit 24 ein und an mit einer Mehrzahl von Verbindungen 130 angebracht und einsatzfähig, um die zweite Kupplung 22 auszurücken. Die Ausrückhebel 128 drehen sich um Drehzapfen 129, die an der Kupplungsabdeckplatte 122 angebracht sind. Die Verbindungen 130 sind durch einen Drehzapfen 131 an den Hebeln 128 und an einem Drehzapfen 133 an der Druckplatte 118 angebracht. Wenn die Hebel 128 durch die Doppelnockeneinheit 24 um die Drehzapfen 129 gedreht werden, werden die Verbindungen 130 in eine von dem zweiten Schwungrad 98 weggehenden Richtung gezogen, um die zweite Kupplung 22 auszurücken.
Die ersten und zweiten Kupplungen 20, 22 werden durch das Schwungrad 96 in Verbindung mit der Doppelnockeneinheit 24 und den Kupplungsstellgliedern 26, 28 in einem Glockengehäuse 132 getragen, und wobei die Stellglieder durch das Glockengehäuse 132 getragen werden. Das Schwungrad 96 wird durch die Motorabtriebswelle (nicht abgebildet) getragen. In Bezug auf die Abbildungen der 3 und 4 werden nachstehend die Kupplungsstellglieder 26 und 28 beschrieben. Hiermit wird festgestellt, dass die Kupplungsstellglieder 26, 28 der linken und der rechten Seite eine praktisch identische Konstruktion aufweisen. Folglich erfolgt nur eine Beschreibung in Bezug auf die Kupplungsstellglieder 26, 28 der rechten und linken Seite, wobei gemeinsame Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Kupplungsstellglieder 26, 28 weisen einen Elektromotor 134 auf, der eine Planetenuntersetzungsgetriebeeinheit 136 antreibt. Die Planetenuntersetzungsgetriebeeinheit 136 ist mit einer verzahnten Abtriebswelle versehen, die mit einer entsprechenden verzahnten Welle 138 eingreift. Ein Klinkenarm 140 ist an der verzahnten Welle 138 für eine Rotation mit dieser angebracht. Ein Drehzapfen 142 ist in dem Ende des Klinkenarms 140 vorgesehen. Eine Klinkeneinheit 144 ist an dem Drehzapfen 142 angebracht und an einem Ende mit einer Klinke 146 versehen und mit einer Rolle 148 an einem zweiten Ende, wie dies in den Abbildungen der 7 bis 10 am besten ersichtlich ist. Die Klinke 146 greift mit einer Einstellplatte 150 ein, die mit einer halbkreisförmigen radialen äußersten Oberfläche versehen ist, die darin eine Mehrzahl bereitgestellter Zähne aufweist. Die Einstellplatte 150 ist an einem Nabenabschnitt 152 eines Schwenkarms 154 angebracht. Der Schwenkarm 154 der Kupplungsstellglieder 26, 28 der linken und der rechten Seite ist an einer Verbindung 156 angebracht, die an einem Nockenhaltehebel 158, 160 der Doppelnockeneinheit 24 angebracht ist, wie dies in den Abbildungen der 6 bis 10 dargestellt ist. Der Schwenkarm 154 ist mit einer Wellenverlängerung 162 versehen, die mit einem Potentiometer 164 verbunden ist, das die Position des Schwenkarms 154 misst.
Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, sind die Schwenkarme 154 der Kupplungsstellglieder 26, 28 der rechten und der linken Seite an Verbindungen 156 angebracht, die wiederum mit Nockenhaltehebeln 158, 160 der Doppelnockeneinheit 24 verbunden sind. In Bezug auf die Abbildung aus 2 wird die Doppelnockeneinheit 24 später im Text näher beschrieben. Die Doppelnockeneinheit 24 ist mit einer Kupplungsrampennabe 170 bereitgestellt, die mit einem Flanschabschnitt 172 versehen ist, der an der Vorderplatte 56 und des zylindrischen Gehäuseabschnitts 174 angebracht ist. Der 2-4-6-Nockenhalteheel 160 ist über eine Lagereinheit 176 drehbar an dem zylindrischen Gehäuseabschnitt 174 der Kupplungsrampennabe 170 angebracht. Der Nockenhaltehebel bzw. Nockensicherungshebel 160 weist einen ringförmigen Gehäuseabschnitt 178 und einen Hebelarmabschnitt 180 auf, der sich radial von diesem erstreckt. Der Ringabschnitt 178 des Nockenhaltehebels 160 stützt bzw. trägt eine Mehrzahl von Nockenrollen 182 entlang der ringförmigen Rille 184. Ein Nockenring 186 ist mit einer Mehrzahl von sich axial erstreckenden Nockenoberflächen 188 versehen, die mit den Nockenrollen 184 eingreifen. Die Abbildung aus 2A veranschaulicht das Profil der Nockenoberflächen 188 des Nockenrings 186. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Profil drei Nockenoberflächen 188 auf, die jeweils einer Nockenrolle 182 entsprechen. Der Nockenring 186 ist durch axiale Keilwellen 187 verschiebbar verbunden mit der Kupplungsrampennabe 170, wobei die Rotation des Nockenhaltehebels 160 im Verhältnis zu dem Nockenring 186 bewirkt, dass sich der Nockenring 186 axial im Verhältnis zu der Kupplungsrampennabe 170 bewegt, wenn die Nockenrollen 182 gegen die schrägen Nockenoberflächen 188 laufen.
Der R-1-3-5-Nockenhaltehebel 158 weist einen ringförmigen Gehäuseabschnitt 189 und einen Hebelarmabschnitt 190 auf, der sich radial davon erstreckt. Der ringförmige Gehäuseabschnitt 189 ist mit einer Lagereinheit 191 an der radialen Oberfläche des 2-4-6-Nockenhaltehebels 160 vorgesehen, so dass sich der Nockenhaltehebel 158 im Verhältnis zu dem Nockenhaltehebel 160 drehen kann. Der Nockenhaltehebel 158 trägt bzw. stützt ebenfalls eine Mehrzahl von Nockenrollen 182' entlang der ringförmigen Rille 184'. Jede Nockenrolle 182' entspricht einer geneigten bzw. schrägen Nockenoberfläche 188' eines äußeren Nockenrings 192. Die Abbildung aus 2B veranschaulicht das Profil der Nockenoberflächen 188' des äußeren Nockenrings 192. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Profil drei Nockenoberflächen 188' auf, die jeweils einer Nockenrolle 182' entsprechen. Der äußere Nockenring 192 ist bei 193 mit dem inneren Nockenring 186 verzahnt und in der Lage, sich axial im Verhältnis dazu zu bewegen. Beim Drehen des Nockenhaltehebels 158 bewegen sich die Nockenoberflächen 188' in Eingriff mit den Nockenrollen 182', so dass bewirkt wird, dass sich der äußere Nockenring 192 im Verhältnis zu der Kupplungsrampennabe 170 axial bewegt. Der innere Nockenring 186 und der äußere Nockenring 192 sind jeweils mit einem Nockenfreigabeelement 194, 194' versehen, das über eine Lagereinheit 196, 196' entsprechend über die inneren und äußeren Nockenringe 186, 192 gestützt bzw. getragen werden kann. Ein O-Ring-Halter 198, 198' und ein Haltering 200, 200' sind vorgesehen, um die Nockenfreigabeelemente 194, 194' an einer Position im Verhältnis zu den inneren und äußeren Nockenringen 186, 192 zu halten. In Bezug auf die Abbildung aus 1 weisen der Hebel 110 der ersten Kupplung 20 und der Hebel 128 der zweiten Kupplung 22 jeweils einen Endabschnitt auf, die mit den Nockenfreigabeelementen 194, 194' der Doppelnockeneinheit 24 eingreifen. Durch Rotation der Nockenhaltehebel 158, 160, welche eine axiale Bewegung der Nockenfreigabeelemente 194, 194' bewirkt, kann somit ein selektives Ausrücken der ersten und zweiten Kupplungseinheiten 20, 22 erreicht werden.
In Bezug auf die Abbildungen der 6 bis 10 wird die Funktionsweise der Kupplungsstellglieder zum Einrücken der ersten und zweiten Kupplungen 20, 22 beschrieben. Wie dies in der Abbildung aus 6 dargestellt ist, sind die Kupplungsstellglieder 26, 28 jeweils an der ausgerückten Position dargestellt. Jedes Kupplungsstellglied 26, 28 ist mit einer Hilfsfeder 202 versehen, die verstellbar an einem ersten Ende des Glockengehäuses 132 durch eine Kugelpfannenverbindung 204 angebracht ist, und die an einem zweiten Ende mit einem Hilfsarm 206 verbunden ist, der sich von dem Klinkenarm 140 erstreckt, wie dies in den Abbildungen der 7 bis 10 am besten dargestellt ist. Die Hilfsfedern 202 können über eine Federeinstellvorrichtung 216 eingestellt werden, die zum Beispiel eine Gewindeeinstellvorrichtung aufweisen kann, um die Höhe der Kompression der Hilfsfeder 202 stetig anzupassen. Der Klinkenarm 140 ist ferner mit einem Schalteraktivierungsarm 208 versehen, der mit einem Schalter 210 eingreift, der den Elektromotor 134 der Stellglieder 26, 28 abschaltet. Die Hilfsfeder 202 ist so gestaltet, dass sie eine zunehmende Hilfskraft bereitstellt, wenn der Klinkenarm 140 aus den eingerückten an die ausgerückten Positionen gedreht wird. Anders ausgedrückt wirkt die Federkraft der Hilfsfeder 202 gemäß der Abbildung aus 7 über die Rotationsachse des Klinkenarms 140. Wenn der Elektromotor 134 den Klinkenarm 140 antreibt, nimmt das Moment, mit dem die Hilfsfeder 202 auf den Klinkenarm 140 wirkt, mit der Rotation des Klinkenarms 140 zu. Dies ist in der Abbildung aus 6 am besten ersichtlich, wobei der Klinkenarm 140 an der ausgerückten Stellung so gedreht wird, dass die Hilfsfeder 202 auf einen großen Momentarm X wirkt, um eine große Hilfskraft bereitzustellen. Die Notwendigkeit für die zunehmende Hilfskraft geht auf die zunehmende Federkraft der Tellerfedern 104 und 120 zurück, welche die Druckplatten 102 und 118 der ersten und zweiten Kupplungen 20, 22 entsprechend an den Normalzustand der eingerückten Position vorbelasten. Wenn die Druckplatten 102, 118 somit aus der eingerückten Position weg bewegt werden, nimmt die Kraft der Tellerfeder 104, 120 zu. Um somit einheitlich die erforderliche Motorkraft zum Ausrücken der Kupplungen 20, 22 zu reduzieren, stellen die Hilfsfeder 202 und die Armanordnung mit zunehmendem Moment gemäß der vorliegenden Erfindung eine konstant ansteigende Hilfskraft bereit.
Nach der Rotation des Klinkenarms 140 überträgt die Klinke 146 der Klinkenarmeinheit 144 Drehmoment auf die Einstellplatte 150 und den Schwenkarm 154, der für eine Rotation damit angebracht ist. Wenn sich die Kupplungsstellglieder 26, 28 an der im Normalzustand eingerückten Position befinden, wie dies in den Abbildungen der 7 und 7 entsprechend dargestellt ist, ruht der Schalteraktivierungsarm 208 an dem Schalter 210, und die Rolle 148 der Klinkeneinheit 144 ruht an der Anschlagoberfläche 212.
Für den Fall des Verschleißes der Kupplungsscheiben sind die Kupplungsstellglieder 26, 28 mit einer automatischen Einstellfunktion versehen, wobei wenn die Rolle 148 der Klinkeneinheit 144 an der Anschlagoberfläche 212 ruht, die Klinke 146 von den Zähnen der Einstellplatte 150 ausrücken kann, so dass die Einstellplatte 150 sich frei bewegen kann im Verhältnis zu der Klinkeneinheit 144. Vorbelastungsfedern 213 sind bereitgestellt, um eine Spannkraft zwischen der Einstellplatte 150 und dem Klinkenarm 140 auszuüben, um die Einstellplatte 150 vorzubelasten und somit die Doppelnockeneinheit an die vollständig eingerückte Stellung zu bringen. Beim Verschleiß der Kupplungsscheiben drehen sich die Einstellplatten 150 weiter als bei der Vorbelastung durch die Vorbelastungsfeder 213 während der Anpassung, damit die Kupplung vollständig eingreift. Nach der folgenden Aktivierung des Kupplungsstellglieds greift die Klinke 146 wieder mit der Einstellplatte 150 ein, und das Kupplungsstellglied wird automatisch eingestellt, um den Verschließ der Kupplungsscheiben zu kompensieren. Somit werden die Kupplungsklemmbelastung und die Drehmomentkapazität aufrechterhalten. Die Kupplungsstellglieder 26, 28 sind durch Kupplungsstellgliedbefestigungen 214 an dem Gehäuse 132 angebracht. Für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Erfindung ist es leicht erkennbar, dass die Funktionsweise der Kupplungsstellglieder 26, 28 der linken und der rechten Seite identisch ist, und dass eine nähere Beschreibung in Bezug auf die Kupplungsstellglieder 26, 28 der linken und der rechten Seite in Anbetracht der gleichen Funktionsweise nicht erforderlich ist.
Nachstehend werden Schalt- bzw. Gangwechselstellglieder 218, 219 gemäß der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Abbildungen der 11 bis 16 beschrieben. Das elektromechanische Automatikgetriebe 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einer ersten Schaltschiene 220 und einer zweiten Schaltschiene 222 versehen, die jeweils mit einem Schaltansatz 224 versehen sind, der fest an den Schaltschienen befestigt ist und die jeweils eine Nockenrolle 226 (gemäß der Abbildung aus 12) aufweisen, die funktionsfähig mit Rillen 228 eingreifen, die in einer trommelförmigen Schaltnocke 230 des R-1-3-5-Schaltstellglieds 218 vorgesehen sind. Die Konfiguration der Nockenrillen 228 für das R-1-3-5-Schaltstellglied 218 ist in der Abbildung aus 15 dargestellt. Gemäß der Abbildung aus 12 weist das R-1-3-5-Schaltstellglied 218 einen Elektromotor 234 auf, der eine Planetenuntersetzungsgetriebeeinheit 236 antreibt. Die Planetenuntersetzungsgetriebeeinheit 236 treibt eine Welle 238 an, die über eine Keilnut 240 mit der Schaltnocke 230 verbunden ist. Die Schaltnocke 230 ist in einem Gehäuse 242 vorgesehen und wird durch ein Paar von Lagern 244 getragen bzw. gelagert. Ein Potentiometer 246 ist bereitgestellt, um die Position der Schaltnocke 230 zu messen. Das Potentiometer 246 ist durch einen Koppler 248 mit der Welle 238 verbunden, wobei der Koppler in einer Gehäuseverlängerung 250 angeordnet ist. Wenn die Schaltnocke 230 sich dreht, treibt sie Schaltansätze 224 an, die an ersten und zweiten Schaltschienen 220, 222 angebracht sind, um die Schaltschienen selektiv zu bewegen und somit auch die Schaltgabeln 252, 254, die an den entsprechenden Schaltschienen 220, 222 angebracht sind, wie dies in der Abbildung aus 11 dargestellt ist. Die Schaltgabel 252 ist der Rückwärts-1. Gang Synchronisiervorrichtung 38 zugeordnet. Die Schaltgabel 254 ist der 3. Gang-5.Gang Synchronisiervorrichtung 40 zugeordnet.
Das elektromechanische Automatikgetriebe ist ferner mit entsprechenden dritten und vierten Schaltschienen 256, 258 versehen, die jeweils mit einem Schaltansatz 224 versehen sind, der an jeder Schaltschiene 256, 258 angebracht ist. Jeder Schaltansatz 224 weist eine Nockenrolle 226 auf, die funktionsfähig mit den Rollenrillen 260 eingreifen, die in der Schaltnocke 262 des Schaltstellglieds 219 bereitgestellt sind, wie dies in der Abbildung aus 13 dargestellt ist. Die Nockenrillen 260 für das Schaltstellglied 219 sind in der Abbildung aus 14 dargestellt. Eine 2-4-Schaltgabel 263 ist an der Schaltschiene 256 angebracht, um die 2.Gang-4. Gang Synchronisiervorrichtung 48 zu betätigen. Eine 6.Gang-Bremszusatz zum Aufwärtsfahren Schaltgabel 264 ist an der Schaltschiene 258 angebracht, um selektiv mit der 6.Gang-Bremszusatz zum Aufwärtsfahren Synchronisiervorrichtung 50 einzugreifen. In Bezug auf die Abbildungen der 13 weist das 2-4-6-Schaltstellglied 219 im Wesentlichen die gleiche Bauweise bzw. Konstruktion auf wie das R-1-3-5-Schaltstellglied 218 aus der Abbildung aus 12.
In Bezug auf die Abbildungen der 1 und der 17 bis 21 wird das Schmiersystem gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Schmiersystem weist eine Rotorpumpe 272 (in den Abbildungen der 18 und 19 am besten dargestellt) auf, die an der zentralen Platte 66 angebracht ist und durch das Rücklaufrad 274 angetrieben wird. Das Rücklaufrad 274 ist durch einen Befestigungsträger 276 an der zentralen Platte 66 angebracht, wobei der Träger durch ein Paar von Befestigungseinrichtungen 278 an der zentralen Platte 66 angebracht ist, wie dies in der Abbildung aus 17 dargestellt ist. Das Rücklaufrad 274 greift mit dem Rückwärtsantriebsrad 30 und dem Rückwärtsabtriebsrad 76 ein. Das Rücklaufrad 274 ist mit einer zentralen Welle 304 versehen, die an dem Befestigungsträger 276 angebracht ist, und wobei sie mit Lagereinheiten 306 versehen ist, um die zentrale Welle 304 zu tragen. Die Rotorpumpe 272 ist an der zentralen Welle 304 angebracht und ist in einer Pumpenkammer 279 bereitgestellt und mit einer Abdeckung 280 versehen. Ein Ölkanal 282 ist in Übertragungsverbindung mit der Rotorpumpe 272 vorgesehen und empfängt Öl von einer Ölaufnahmeleitung 284, wie dies in der Abbildung aus 17 dargestellt ist. Ein zweiter Ölkanal 286 befindet sich in Übertragungsverbindung mit dem Auslass der Rotorpumpe 272 und einer Schmierrille 288, die Schmiermittelfluid mit dem Schmiermittelkanal 290 in der ersten Antriebswelle 14 kommuniziert. Die erste Antriebswelle 14 ist mit radialen Durchgängen bzw. Kanälen 290a–290g bereitgestellt, die mit dem Schmiermittelkanal 290 kommunizieren bzw. eine Übertragungsverbindung aufweisen, um das Rücklaufrad 30 und die ersten bis sechsten Gangräder 32, 42, 34, 44, 36, 46 zu schmieren. Ein Parkfreilauf 294 ist bereitgestellt, um mit dem Parkzahnrad 90 einzugreifen, das an der Abtriebswelle 18 vorgesehen ist. Der Parkfreilauf 294 ist durch einen Befestigungsvorsprung 296 an der zentralen Platte 66 angebracht. Der Parkfreilauf 294 ist an einer Stangeneinheit 298 angebracht, die an der Parkhebeleingriffseinheit 300 angebracht ist. Die zentrale Platte 66 ist mit einer Mehrzahl von Befestigungsöffnungen 301 zur Aufnahme von Gewindebefestigungseinrichtungen 302 versehen, zur Anbringung der zentralen Platte 66 an dem Gehäuse 58.
In Bezug auf die Abbildung aus 22 ist eine Getriebesteuereinheit 320 vorgesehen, um die Kupplungsstellglieder 26, 28 sowie die Schaltstellglieder 218, 219 zu bedienen bzw. zu betätigen. Die Getriebesteuereinheit 320 stellt Signale an die Antriebsmotoren 134 der Kupplungsstellglieder 26, 28 sowie an die Antriebsmotoren 234 der Schaltstellglieder 218, 219 bereit. Die Getriebesteuereinheit 320 überwacht ferner die Position der Kupplungsstellglieder 26, 28 sowie der Schaltstellglieder 218, 219 über entsprechende Potentiometer 164, 246. Die unterbrechungsfreie Kraftübertragung zwischen den Zahnrädern wird durch den Eingriff des gewünschten Zahnrads vor einem Schaltereignis erreicht. Das Getriebe 10 gemäß der vorliegenden Erfindung kann sich gleichzeitig in zwei unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen befinden, wobei vorzugsweise nur eine Kupplung 20, 22 eingerückt ist, um bei normalem Betrieb Kraft zu übertragen; wie dies jedoch bereits vorstehend beschrieben worden ist, können während dem Anfahren des Fahrzeugs oder während Gangwechselvorgängen auch beide Kupplungen einrücken. Für ein Umschalten in ein neues Übersetzungsverhältnis wird die aktuell angetriebene Kupplung über ein entsprechendes Kupplungsstellglied freigegeben, und die freigegebene Kupplung rückt mit dem entsprechenden Kupplungsstellglied ein. Die beiden Kupplungsstellglieder führen einen schnellen und ruckfreien Gangwechsel gemäß der Vorgabe durch die Getriebesteuereinheit 320 aus, die die Drehzahl der Antriebswellen 14 und 16 über die Drehzahl in den entsprechenden Sensoren 322 und 324 misst, sowie die Drehzahl der Abtriebswelle 18 über einen Drehzahlsensor 326. Alternativ kann die Steuereinheit 320 die Drehzahl der Antriebswellen 14 und 16 auf der Basis des bekannten Übersetzungsverhältnisses und der Drehzahl der Abtriebswelle 18 gemäß der Erkennung durch den Sensor 326 bestimmen. Ein Motordrehzahlsensor 327 ist ebenfalls vorgesehen und detektiert die Drehzahl des Schwungrads 96. Auf der Basis der Stellung des Gaspedals gemäß der Erkennung durch den Sensor 328, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des aktuellen Übersetzungsverhältnisses antizipiert die Getriebesteuereinheit 320 das nächste Übersetzungsverhältnis des nächsten Gangwechsels und treibt die Schaltstellglieder 218, 219 entsprechend an, um das nächste Übersetzungsverhältnis einzurücken, während sich das entsprechende Kupplungsstellglied an der ausgerückten Position befindet. Wenn ein Gang bzw. Zahnrad eingerückt wird, wird die entsprechende Antriebswelle, die von der Motorabtriebswelle ausgerückt ist, mit der Drehzahl der Abtriebswelle 18 synchronisiert. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kupplung ausgerückt, die der aktuell angetriebenen Antriebswelle zugeordnet ist, und die andere Kupplung wird eingerückt, um die dem ausgewählten Gang zugeordnete Antriebswelle anzutreiben.
In Bezug auf die Abbildungen der 22 bis 26 wird nachstehend ein bevorzugtes Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes während dem Anfahren eines Fahrzeugs 410 gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie dies im Besonderen in der Abbildung aus 23 dargestellt ist, umfasst das Verfahren 410 zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes während dem Anfahren eines Fahrzeugs allgemein die folgenden Schritte: das Bestimmen 412 des vorbestimmten ersten Kupplungsrutschwertes 413 auf der Basis der wahrgenommenen Fahrzeuglast; das Einleiten 414 des Anfahrens des Motorfahrzeugs, wobei sowohl die erste als auch die zweite Kupplung teilweise eingerückt sind; das Bestimmen 416 des Fahrzeugträgheitswertes 417 auf der Basis der Summierung der unverzögerten Fahrzeugträgheitswerte während dem Anfahren des Fahrzeugs; und das Steuern 418 der ersten oder der zweiten Kupplung zum Ausrücken, wenn der erste Kupplungsrutschwert 413 erreicht wird.
Zur Ausführung des Schritts des Bestimmens 412 des vorbestimmten ersten Kupplungsrutschwertes 413 wird zuerst die wahrgenommene Fahrzeuglast beurteilt. Die wahrgenommene Fahrzeuglast wird vorzugsweise bestimmt als eine Funktion der Gesamtmasse des Fahrzeugs und der Fahrzeuginsassen, wobei die Bestimmung zusätzlich auch auf der wahrgenommenen Steigung des Bodens basieren kann. Der Fachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass die Gesamtmasse des Fahrzeugs und die Masse der Fahrzeuginsassen auf unterschiedliche Art und Weise bestimmt werden können, wie etwa durch den Einsatz von in dem Fahrzeug verteilt angeordneten Lastsensoren. In ähnlicher Weise erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, dass die Steigung des Bodens im Verhältnis zu dem Fahrzeug auf verschiedene Art und Weise bestimmt werden kann, wie etwa unter Verwendung von Niveauindikatoren, Kreisel bzw. Gyros und dergleichen. Im Betrieb empfängt die Getriebesteuereinheit 320 in diesem Schritt Eingaben von den Lastsensoren, Niveauindikatoren und dergleichen, und auf der Basis dieser Eingaben beurteilt bzw. bewertet sie die wahrgenommene Fahrzeuglast. Auf der Basis der wahrgenommenen Fahrzeuglast führt die Getriebesteuereinheit 320 diesen Schritt aus und bestimmt 412 den vorbestimmten ersten Kupplungsrutschwert 413. Die Getriebesteuereinheit führt zwar diesen Schritt 412 aus, wobei der Fachmann auf dem Gebiet jedoch erkennt, dass ein bordinterner Computer oder eine andere Steuereinheit die wahrgenommene Fahrzeuglast ebenfalls bewerten und dadurch den ersten Kupplungsrutschwert bestimmen kann.
Der Schritt des Einleitens 414 des Anfahrens des Motorfahrzeugs unter Verwendung beider Kupplungen ist möglich, da das elektromechanische Automatikgetriebe 10 gleichzeitig mit zwei unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen einrücken kann, und wobei es im Besonderen gleichzeitig zum Zwecke des Anfahrens des Fahrzeugs mit dem ersten Gang Abtriebsrad 78 und dem zweiten Gang Abtriebsrad 80 einrücken kann. Während diesem Schritt erfolgt ein antriebsfähiger Eingriff des ersten Gang Abtriebsrads 78 mit der Motorabtriebswelle über die erste Kupplung 20 und die erste Antriebswelle 14, und es erfolgt ein antriebsfähiger Eingriff des zweiten Gang Abtriebsrads 80 mit der Motorabtriebswelle über die zweite Kupplung 22 und die zweite Antriebswelle 16. Um dies zu erreichen, weist die Getriebesteuereinheit 320 die beiden Antriebsmotoren 234 der Schaltstellglieder 218, 219 an, mit dem ersten Gang Zahnrad 32 und dem zweiten Gang Zahnrad 42 einzurücken, und die Kupplungsstellglieder 26, 28 werden angewiesen, mit der ersten Kupplung 20 und der zweiten Kupplung 22 einzurücken. Für das Einrücken der Antriebswelle 18 mit zwei unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen während dem Anfahren des Fahrzeugs muss eine oder müssen beide Kupplungen rutschen können. In diesem Fall können beide Kupplungen rutschen, bevor eine der Kupplungen 20, 22 vollständig einrückt; wobei aber auch ein vollständiges Einrücken einer der Kupplungen 20, 22 erfolgen kann, während die andere Kupplung rutschen kann.
Der Einsatz von zwei Antriebsrädern zum Anfahren eines Fahrzeugs bietet zahlreiche Vorteile. Zum Beispiel können zwei Kupplungen an Stelle von einer die großen Belastungen besser absorbieren, die dem Anfahren eines Fahrzeugs zugeordnet sind, im Besonderen dann, wenn das Fahrzeug eine schwere Last trägt oder zieht. Aufgrund der während dem Anfahren eines Fahrzeugs auf das Fahrzeug ausgeübten hohen Belastung, und aufgrund der Tatsache, dass Kupplungen für gewöhnlich nach Reibungsgrundsätzen arbeiten, wird in einer Kupplung während dem Anfahren eines Fahrzeugs viel Wärme erzeugt. Durch das Einleiten des Anfahrens unter Verwendung von zwei Kupplungen, wird die Wärme durch beide Kupplungen abgeleitet, was die Nutzungsdauer beider Kupplungen verlängert. Da etwa die Hälfte des Kupplungsverschleißes für gewöhnlich mit dem Anfahren eines Fahrzeugs verbunden ist, verlängert der Einsatz von zwei Kupplungen beim Anfahren des Fahrzeugs die Kupplungslebensdauer und reduziert dadurch die Wartung, die dem Austausch von Kupplungen aufgrund von Verschleiß zugeordnet ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die erste Kupplung 20 und die zweite Kupplung 22 vorzugsweise so gestaltet, dass sie die gleiche Lebensdauer aufweisen, so dass sie beide gleichzeitig ersetzt werden können.
Der Schritt des Bestimmens 416 des Fahrzeugträgheitswertes erfolgt vorzugsweise während dem Anfahren des Fahrzeugs, wobei er aber auch auf einer Bestimmung vor dem Anfahren des Fahrzeugs basieren kann. Der Fahrzeugträgheitswert wird vorzugsweise bestimmt auf der Basis einer Summierung der unverzögerten Fahrzeugträgheitswerte, die während dem Anfahren des Fahrzeugs bestimmt werden, und jeder der unverzögerten Fahrzeugträgheitswerte basiert vorzugsweise auf einem Vergleich der unverzögerten Motordrehzahl und der entsprechenden unverzögerten Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Motordrehzahl wird durch den Motordrehzahlsensor 327 überwacht. Jeder unverzögerte Motordrehzahlablesewert entspricht einfach der Motordrehzahl, die zu einem bestimmten Augenblick durch den Motordrehzahlsensor 327 gemessen wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann auf verschiedene im Fach bekannte Verfahren gemessen werden. Zum Beispiel kann sie gemäß den herkömmlichen Verfahren gemessen werden, die für mechanische Geschwindigkeitsmesser, für Quarz-elektrische Geschwindigkeitsmesser oder digitale Mikroprozessor-Geschwindigkeitsmesser eingesetzt werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird sie vorzugsweise auf der Basis von Messen des Abtriebswellen-Drehzahlsensors 326 bestimmt, wobei die unverzögerte bzw. momentane Fahrzeuggeschwindigkeit eine einfache Funktion der Abtriebswellendrehzahl, gemessen durch den Drehzahlsensor 326, zu einem bestimmten Zeitpunkt ist. Jeder der unverzögerten Fahrzeugträgheitswerte wird vorzugsweise durch die Getriebesteuereinheit 320 auf der Basis eines Vergleichs während dem Anfahren des Fahrzeugs zwischen der durch den Motordrehzahlsensor 327 gemessenen unverzögerten Motordrehzahl und der entsprechenden unverzögerten Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Basis der Drehzahl der von dem Drehzahlsensor 326 gemessenen Abtriebswelle 18 bestimmt.
Um im Betrieb den Schritt des Bestimmens 416 des Fahrzeugträgheitswertes 416 zu realisieren, bewertet die Getriebesteuereinheit 320 kontinuierlich die unverzögerten Fahrzeugträgheitswerte während dem Zeitraum das Anfahrens. Auf der Basis einer Summierung dieser Werte bestimmt die Getriebesteuereinheit 320 kontinuierlich neu den Fahrzeugträgheitswert 417 insgesamt während dem Vorgang des Anfahrens, mindestens bis der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert im Wesentlichen erreicht ist. Dieser Schritt wird vorzugsweise zwar durch das Getriebe auf der Basis von Messungen de Motordrehzahlsensors 327 und des Abtriebswellen-Drehzahlsensors 326 ausgeführt, wobei er alternativ aber auch durch einen anderen bordinternen Computer ausgeführt werden kann.
Der Schritt der Steuerung einer der Kupplungen, so dass diese ausrückt 418, wird ebenfalls vorzugsweise primär durch die Getriebesteuereinheit ausgeführt. In diesem Schritt steuert die Getriebesteuereinheit 320 die Kupplungen 20, 22, so dass diese ausrücken, wenn der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert 413 im Wesentlichen erreicht wird. Um zu bestimmen, wann der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert 413 erreicht ist, überwacht die Steuereinheit 320 das Ausmaß des Rutschens der Kupplung während dem Anfahren des Fahrzeugs. Kupplungsrutschen kann auf unterschiedliche im Fach bekannte Methoden überwacht und bestimmt werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Stärke des Kupplungsrutschens für jede Kupplung bestimmt, indem die Motordrehzahl, die von dem Motordrehzahlsensor 327 gemessen wird, und die Drehzahl der entsprechenden Antriebswelle 14, 16, die von den entsprechenden Drehzahlsensoren 322, 324 gemessen wird, bestimmt wird. Alternativ kann die Position der Kupplungsstellglieder 26, 28 überwacht und die Höhe des Kupplungsrutschens daraus bestimmt werden; da die Stärke des Kupplungsrutschens jedoch im Verhältnis zu der Fahrzeuglast und der Steigung der Straße variiert, wird eine direkte Messung der Stärke des Kupplungsrutschens bevorzugt. Die Getriebesteuereinheit 320 kann zwar das Rutschen beider Kupplungen überwachen, jedoch basiert der Schritt des Steuerns 418 einer der Kupplungen, um auszurücken, vorzugsweise auf einem Vergleich des ersten Kupplungsrutschwertes mit dem vorbestimmten ersten Kupplungsrutschwert 413. Wenn der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert 413 im Wesentlichen erreicht ist, trifft die Getriebesteuereinheit 320 eine Entscheidung dahingehend, welche Kupplung ausgerückt werden soll, und mit dem Fahrzeug weiter entweder in dem ersten Gang 32 oder dem zweiten Gang 52 angefahren werden soll. Diese Entscheidung basiert vorzugsweise auf dem Fahrzeugträgheitswert.
Um zu entscheiden, welche Kupplung einrücken soll, beurteilt die Getriebesteuereinheit 320 auf der Basis des Fahrzeugträgheitswertes 417, ob das Fahrzeug die maximale Leistung benötigt, wobei die Steuereinheit in diesem Fall die zweite Kupplung 22 anweist, auszurücken, und wobei das Fahrzeug weiter in dem ersten Gang bzw. ersten Gangantriebsrad 32 anfährt, oder ob es angemessen ist, den Kraftstoffverbrauch zu senken, wobei die Steuereinheit in diesem Fall die erste Kupplung 20 anweist, auszurücken, und wobei das Fahrzeug weiter in dem zweiten Gang 42 anfährt. Nachdem die Getriebesteuereinheit 320 entschieden hat, welche Kupplung ausrückt, weist sie das entsprechende Kupplungsstellglied 26, 28 an, das dem aufzugebenden Gang entspricht, auszurücken, und wobei das Fahrzeug weiter in dem noch vorhandenen Gang anfährt.
In den meisten Fällen, im Besonderen beim Ziehen einer leichten bis mittleren Last, wird der erste Gang 32 aufgegeben, und das Fahrzeug fährt weiter in dem zweiten Gang 42 an. Das Ergebnis in diesem Fall ist es, dass der Gangwechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Gang entfällt. Da dieser Gangwechsel für gewöhnlich das stärkste Rütteln erzeugt, das Gangwechseln zugeordnet ist, weist dieses Verfahren den zusätzlichen Vorteil auf, dass dieser Wechsel vollständig entfällt, und wodurch die Ruckfreiheit des Anfahrens von Fahrzeugen stark verbessert wird.
In folgendem Bezug auf die Abbildungen der 24 bis 26 wird das Anfahren eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung grafisch dargestellt. Die Abbildung aus 24 veranschaulicht das Anfahren eines Motorfahrzeugs mit leichter bzw. geringer Last. Gemäß dem Schritt des Einleitens 414 des Anfahrens des Motorfahrzeugs unter Verwendung beider Kupplungen werden beide Kupplungsstellglieder 26, 28 angewiesen, beide Kupplungen 20, 22 mit verhältnismäßig gleichen Raten einzurücken. Für den Fall, dass das Fahrzeug eine leichte Last aufweist, nähert sich der erste Kupplungsrutschwert verhältnismäßig schnell Null und lange vor dem vollständigen Eingriff der Kupplung. In diesem Fall ist der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert 413 ziemlich hoch eingestellt, wie etwa auf 20%. Gemäß der Abbildung entscheidet sich die Steuereinheit 320 bei geringer Last für das Ausrücken der ersten Kupplung mit dem ersten Gang, und das Fahrzeug fährt weiter in dem zweiten Gang 80 an. Aufgrund der geringen Last kann die erste Kupplung 20 ziemlich schnell ausrücken, ohne das ruckfreie Anfahren des Fahrzeugs zu beeinflussen.
Die Abbildung aus 25 veranschaulicht das Anfahren eines Motorfahrzeugs mit mittlerer Last. Gemäß dem Schritt des Einleitens 414 des Anfahrens des Motorfahrzeugs unter Verwendung beider Kupplungen werden beide Kupplungen 26, 28 ferner angewiesen, mit verhältnismäßig übereinstimmenden Raten in diesem Fall mit beiden Kupplungen 20, 22 einzurücken. Wenn das Fahrzeug eine mittlere Last aufweist, nähert sich der erste Kupplungsrutschwert ebenfalls Null lange bevor die Kupplung vollständig einrückt. In diesem Fall wird der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert 413 ebenfalls auf einen verhältnismäßig hohen Wert von zum Beispiel 15% eingestellt. Bei gemäß der Abbildung mittlerer Last entscheidet sich die Steuereinheit 320 für gewöhnlich für ein Ausrücken der ersten Kupplung aus dem ersten Gang, und das Fahrzeug fährt weiter in dem zweiten Gang 80 an. Da die Last eine mittlere an Stelle einer geringen Last darstellt, rückt die erste Kupplung 20 mit langsamerer Rate aus, um sicherzustellen, dass sie das ruckfreie Anfahren des Fahrzeugs nicht beeinflusst.
Die Abbildung aus 26 veranschaulicht das Anfahren eines Motorfahrzeugs mit schwerer Last. Gemäß dem Schritt des Einleitens 414 des Anfahrens des Motorfahrzeugs unter Verwendung beider Kupplungen werden beide Kupplungsstellglieder 26, 28 ebenfalls angewiesen, mit beiden Kupplungen 20, 22 bei in diesem Fall verhältnismäßig übereinstimmenden Raten einzurücken. Wenn das Fahrzeug eine schwere Last aufweist, nähert sich der erste Kupplungsrutschwert Null jedoch deutlich näher an dem vollständigen Kupplungseingriff. In diesem Fall wird ein vorbestimmter erster Kupplungsrutschwert 413 auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert von zum Beispiel 5% gesetzt. Gemäß der Abbildung in Bezug auf eine schwere Last entscheidet sich die Steuereinheit 320 für gewöhnlich für ein Ausrücken der zweiten Kupplung aus dem zweiten Gang, und das Fahrzeug fährt weiter in dem ersten Gang 78 an. Da die Last schwer und nicht gering bzw. leicht ist, rückt die zweite Kupplung 22 mit langsamer Rate aus, um sicherzustellen, dass sie das ruckfreie Anfahren des Fahrzeugs nicht beeinflusst. Falls und wenn das Fahrzeug einen Punkt erreicht, der sich für das Wechseln in den zweiten Gang 80 eignet, so steuert die Getriebesteuereinheit 320 den Gangwechsel ebenso wie andere Gangwechsel.
In besonderem Bezug auf die Abbildung aus 27 wird nachstehend ein Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes während dem Anfahren 410 eines Fahrzeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass der Schritt des Bestimmens des vorbestimmten ersten Kupplungsrutschwertes auftritt, nachdem das Anfahren des Fahrzeugs eingeleitet worden ist. Mit Ausnahme von Präferenzen und Aspekten in Bezug auf diesen Unterschied entsprechen alle anderen Präferenzen und Aspekte denen des ersten Ausführungsbeispiels.
Gemäß der Abbildung aus 27 umfasst das Verfahren 510 zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes während dem Anfahren des Fahrzeugs allgemein die folgenden Schritte: das Einleiten 514 des Anfahrens des Motorfahrzeugs, wobei sowohl die erste wie auch die zweite Kupplung teilweise eingerückt sind; das Bestimmen 512 des vorbestimmten ersten Kupplungsrutschwertes 513, das Bestimmen 516 des Fahrzeugträgheitswertes; und das Steuern 518 der ersten oder der zweiten Kupplung, so dass diese ausrückt, wenn der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert 513 erreicht wird. Der Schritt des Bestimmens 512 des vorbestimmten ersten Kupplungsrutschwertes unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass er nach dem Einleiten des Anfahrens des Fahrzeugs auftritt, und dass er entweder auf einer Reihe von unverzögerten Trägheitsmessungen basiert oder auf einer Beurteilung der Höhe des übertragenen Drehmoments. Ob der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert auf Trägheitsmessungen oder einer Beurteilung des übertragenen Motordrehmoments basiert, ist weiterhin von der wahrgenommenen Fahrzeuglast abhängig, da beide Optionen eine Möglichkeit zur Wahrnehmung der Fahrzeuglast bieten.
In dem ersten Fall basiert die Getriebesteuereinheit 320 ihre Bestimmung des vorbestimmten ersten Kupplungsrutschwertes 513 auf den ersten Werten in der Reihe unverzögerter Fahrzeugträgheitswerte. Diese Werte werden so bestimmt, wie dies in dem Schritt des Bestimmens 416 des Fahrzeugträgheitswertes in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist. In diesem Fall ermöglichen es die ersten Fahrzeugträgheitswerte der Getriebesteuereinheit 320, die Last an dem Fahrzeug wahrzunehmen.
In dem zweiten Fall kann die Getriebesteuereinheit 320 ihre Entscheidung auf einen Vergleich der von dem Motorsensor 327 gemessenen Motordrehzahl mit der Geschwindigkeit der Abtriebswelle 18 begründen, sowie dem Ausmaß des Rutschens in den Kupplungen 20, 22. Der zweite Fall ermöglicht es der Getriebesteuereinheit 320, die wahrgenommene Fahrzeuglast zu beurteilen, indem das Ausmaß des zu der Abtriebswelle 18 übertragenen Motordrehmoments berücksichtigt wird.
In jedem Fall wird unmittelbar nach dem Einleiten des Anfahrens des Motorfahrzeugs der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert 513 durch die Getriebesteuereinheit 320 auf der Basis der wahrgenommenen Fahrzeuglast bestimmt. Der Grund dafür ist es, dass die Last des Fahrzeugs direkt die Trägheit des Fahrzeugs beim Anfahren beeinflusst, und wobei sie ferner durch die Höhe des erforderlichen Motordrehmoments bestimmt wird, um die Bewegung des Fahrzeugs bei gegebener Geschwindigkeit in Gang zu setzen. Das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel weist die zusätzlichen Vorteile auf, dass keine Lastsensoren oder Niveauindikatoren erforderlich sind, um die wahrgenommene Fahrzeuglast zu bestimmen, und wobei andere Faktoren, wie zum Beispiel ein hoher Rollwiderstand aufgrund von niedrigem Reifendruck, ein rauer Straßenbelag oder andere Aspekte automatisch in das Verfahren integriert sind.
Die vorliegende Erfindung ist in der Beschreibung und in den Zeichnungen in Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben und veranschaulicht, wobei der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, dass diesbezüglich verschiedene Abänderungen und Äquivalente als Ersatz für bestimmte Elemente möglich sind, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Erfindung gemäß der Definition in den Ansprüchen abzuweichen. Darüber hinaus sind zur Anpassung einer bestimmten Situation oder eines bestimmten Materials an die Lehren der vorliegenden Erfindung zahlreiche Modifikationen möglich, ohne dabei vom wesentlichen Umfang der Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung ist somit nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt, die in den Zeichnungen veranschaulicht und in der Beschreibung als beste zurzeit berücksichtigte Ausführungsbeispiele zur Ausführung der Erfindung beschrieben sind, vielmehr umfasst die vorliegende Erfindung alle Ausführungsbeispiele, die dem Umfang der Beschreibung der anhängigen Ansprüche entsprechen.

Claims

Verfahren (410, 510) zur Steuerung des Getriebes eines Motorfahrzeugs, wobei das Motorfahrzeug mit einem Motorschwungrad, wobei das Getriebe eine erste Kupplungseinheit zur Drehmomentübertragung von dem Motorschwungrad zu einem ersten Antriebsrad aufweist und eine zweite Kupplungseinheit zur Drehmomentübertragung von dem Schwungrad auf ein zweites Antriebsrad, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: das Einleiten (414, 514) eines Starts des Motorfahrzeugs, wobei die erste Kupplungseinheit das Schwungrad weniger als vollständig mit dem ersten Antriebsrad koppelt, und wobei die zweite Kupplungseinheit das Schwungrad weniger als vollständig mit dem zweiten Antriebsrad koppelt; gekennzeichnet durch das Steuern (418, 518) der ersten Kupplungseinheit oder der zweiten Kupplungseinheit, so dass das Schwungrad und das erste Antriebsrad oder das zweite Antriebsrad bei einem vorbestimmten ersten Kupplungsrutschwert auf der Basis eines unverzögerten Fahrzeugträgheitswertes entkoppelt werden; wobei der erste Kupplungsrutschwert variabel ist.
Verfahren (410, 510) zur Steuerung eines Getriebes nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Bestimmens (412, 512) des vorbestimmten ersten Kupplungsrutschwertes (413, 513) umfasst.
Verfahren (410, 510) zur Steuerung eines Getriebes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste vorbestimmte Kupplungsrutschwert eine Funktion eines wahrgenommenen Fahrzeuglastwertes ist.
Verfahren (410, 510) zur Steuerung eines Getriebes nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wahrgenommene Fahrzeuglastwert eine Funktion der Masse des Fahrzeugs, der Masse der von dem Fahrzeug getragenen Fracht, der Masse der Fahrgäste, der Masse der von dem Fahrzeug gezogenen Fracht und der Steigung des Bodens ist, auf dem das Fahrzeug gefahren wird.
Verfahren (410, 510) zur Steuerung eines Getriebes nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wahrgenommene Fahrzeuglastwert bestimmt wird, indem das durch den Motor erzeugte Gesamtdrehmoment mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs während dem Fahrzeugstart verglichen wird.
Verfahren (410, 510) zur Steuerung eines Getriebes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert als eine Funktion der Geschwindigkeit des Schwungrads und der Geschwindigkeit der ersten Antriebsradwelle bestimmt wird.
Verfahren (410, 510) zur Steuerung eines Getriebes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Kupplungseinheiten entsprechend durch ein erstes und ein zweites elektromechanisches Kupplungsstellglied angetrieben werden, und wobei der erste Kupplungsrutschwert als eine Funktion der Position des ersten elektromechanischen Kupplungsstellglieds bestimmt wird.
Verfahren (410, 510) zur Steuerung eines Getriebes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugträgheitswert einer Mehrzahl von unverzögerten Fahrzeugträgheitswerten während dem Fahrzeugstart bestimmt wird.
Verfahren (410, 510) zur Steuerung eines Getriebes nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder unverzögerte Fahrzeugträgheitswert eine Funktion der entsprechenden unverzögerten Motordrehzahl und der entsprechenden unverzögerten Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
Verfahren (410, 510) zur Steuerung eines Getriebes nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner den schritt des Bestimmens (416, 516) des Fahrzeugträgheitswertes während dem Fahrzeugstart ist.
Verfahren (410, 510) zur Steuerung eines Getriebes nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens des Fahrzeugträgheitswertes folgendes umfasst: das wiederholte Bestimmen der Differenz zwischen einer unverzögerten Motordrehzahl und der entsprechenden unverzögerten Motorgeschwindigkeit, bis der vorbestimmte erste Kupplungsrutschwert erreicht ist; und das Berechnen des Fahrzeugträgheitswertes als eine Funktion der kontinuierlichen Summierung der unverzögerten Geschwindigkeitsdifferenzen.
Verfahren (410, 510) zur Steuerung eines Getriebes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Kupplungseinheiten jeweils eine äquivalente Nutzungsdauer aufweisen.