EP1642053A1 - Getriebe bzw. verfahren zur steuerung eines getriebes für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Getriebe bzw. verfahren zur steuerung eines getriebes für ein kraftfahrzeug

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Publication number
EP1642053A1
EP1642053A1 EP04718638A EP04718638A EP1642053A1 EP 1642053 A1 EP1642053 A1 EP 1642053A1 EP 04718638 A EP04718638 A EP 04718638A EP 04718638 A EP04718638 A EP 04718638A EP 1642053 A1 EP1642053 A1 EP 1642053A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gear
shift rail
shift
controlled
assigned
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04718638A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carsten Adomeit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of EP1642053A1 publication Critical patent/EP1642053A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/24Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms each of the final output mechanisms being moved by only one of the various final actuating mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/04Smoothing ratio shift
    • F16H61/0403Synchronisation before shifting
    • F16H2061/0418Synchronisation before shifting by using different synchronisation devices simultaneously, e.g. for faster synchronisation

Definitions

  • the invention relates to a transmission for a motor vehicle, in particular an automated manual transmission, with a plurality of insertable and removable gear stages for realizing gear changes, the engagement and removal of the gear stages being possible with the aid of coupling units, in particular with the aid of sliding sleeves which can be engaged and disengaged.
  • the coupling units can be controlled via provided shift rails and via respective actuators and with certain gear stages being assigned to certain shift rails.
  • the invention relates to a method for controlling the gearbox mentioned at the beginning, with several gear stages being inserted and / or removed in the gearbox to implement gear changes, the engagement and removal of the gear stages with the aid of coupling units, in particular with the aid of sliding sleeves which can be engaged and disengaged , is realized, wherein the coupling units are controlled via the provided shift rails and via respective actuators and with certain gear steps being assigned to certain shift rails.
  • transmissions or methods for controlling transmissions for motor vehicles are known in which the transmissions have a certain number of shift rails.
  • the shift rails are functionally arranged here between the respective coupling units and the respective actuator.
  • a coupling unit which is preferably designed as a sliding sleeve that can be engaged and disengaged, and with the help of which the respective gear stage can be inserted or removed within the transmission, is moved over the shift rail, which is movably arranged within the transmission, with the help of the respective Actuator actuated, whereupon the respective gear stage is either engaged or removed.
  • certain gear steps have so far been assigned to specific shift rails.
  • the first and second gear stages are assigned to a first shift rail, the third and fourth gear stages to a second shift rail and the fifth and sixth gear stages to a third shift rail.
  • the respective sequential ones Gear changes between the first and second, the third and the fourth gear, etc. can be implemented by only one shift rail being activated or moved accordingly.
  • a device or a method in which or in order to reduce shift times when changing gears within the transmission, several mutually separate coupling units are provided.
  • these separate coupling units provided within the transmission which can each be controlled individually by separate actuators, preferably with the aid of cable pulls, implement the individual gear changes within the transmission in a relatively short time, since, for example, in the case of sequential gear changes, e.g. when shifting from first to second gear, two actuator actuators or two coupling units are controlled simultaneously in order to implement the corresponding gear change, so that the shift times are reduced accordingly here.
  • the invention is therefore based on the object of designing and developing the above-mentioned transmission or the above-mentioned method in such a way that the shift times which are reduced when changing gears, without the need for costly, fault-prone control technology and yet allowing a compact construction of the transmission is.
  • the task outlined above is now achieved for the transmission by assigning several gear stages to at least two different shift rails, that the respective successive gear stages are assigned to different shift rails, so that the respective shift rails can be controlled at least partially simultaneously when changing gear.
  • the invention is based on the principle that in a transmission with correspondingly provided shift rails, the respective gear stages are assigned to the certain different shift rails in a certain way, namely in such a way that the sequentially successive gear stages lie on different, namely different shift rails.
  • This enables a partially simultaneous control of the different shift rails on which the respective gear stages are arranged, whereby due to the simultaneous partial control of these different shift rails, the corresponding shift time for realizing the gear change can be kept correspondingly short.
  • short switching times can be achieved in this way, the number of shift rails in the transmission and also the control technology not having to be increased with the associated costs, as a result of which the disadvantages mentioned at the outset are avoided.
  • 1 is a schematic representation of the shift rail principle previously known in the prior art
  • 2 shows the previous switching sequence known in the prior art according to the switching rail principle shown in FIG. 1
  • Fig. 4 shows the switching sequence according to the shift rail principle according to the invention shown in Fig. 3 in a schematic representation
  • Fig. 5 shows a further embodiment for an inventive shift rail principle in a schematic representation.
  • the transmission has shift rails which are arranged so as to be movable essentially within the transmission.
  • the coupling units which are known per se, are provided within the transmission in order to implement the corresponding gear changes.
  • the coupling units are preferably designed as sliding sleeves which can be engaged and disengaged and which can be actuated with the aid of the shift rails.
  • Each individual shift rail is controlled by a corresponding actuator, i. H. moved or postponed accordingly.
  • the actuator actuating the shift rails can be implemented in different ways. Electrically designed actuators and / or also hydraulically designed actuators are conceivable. This depends on the respective gear and / or motor vehicle type.
  • the transmission is preferably designed as an automated manual transmission, but other transmission forms, in particular automatic transmissions, are also possible.
  • the shift rail principle according to the invention described here is therefore not limited to an automated manual transmission.
  • control system has a control device that is implemented on an electronic and / or electrical basis.
  • the control unit determines, in particular in the case of an automatic manual transmission, for example the vehicle speed of the motor vehicle engine control parameters or those for controlling the transmission processes, that is to say those in the transmission necessary control parameters corresponding to the gear changes to be realized.
  • the control device then controls the corresponding individual actuator actuators via the provided control lines to implement the gear change or to insert and remove the respective gear stage. All of this is essentially known and therefore requires no further detailed explanation.
  • each shift rail a to e is assigned an actuator, not shown here, by means of which the respective shift rail a to e can be controlled or moved accordingly.
  • each shift rail a to e within the transmission is correspondingly effectively connected to a corresponding coupling unit, preferably with a sliding sleeve that can be engaged and disengaged. It is crucial that so far in the prior art, as represented by FIG.
  • the first shift rail a is assigned the first gear stage 1 and the second gear stage 2
  • the second shift rail b the third gear stage 3 and the fourth gear stage 4
  • the third shift rail c the fifth gear stage 5 is assigned and the fifth shift rail e the reverse gear R is assigned.
  • the first shift rail a is assigned the first gear stage 1 and the third gear stage 3, the second shift rail b the second gear stage 2 and the fourth gear stage 4 and the third shift rail c the fifth gear stage 5 and the seventh gear stage 7.
  • the illustration in FIGS. 1 and 3 shows a total of eight gear steps, so that the fourth shift rail d - according to FIG. 3 - is assigned to the sixth gear step 6 and the eighth gear step 8, but according to FIG. 1 to the fourth shift rail d the seventh Gear 7 and the eighth gear 8 are assigned.
  • reverse gear R is assigned to fifth shift rail e on its own.
  • at least some of the forward gear stages are always arranged or assigned on different shift rails a to e, so that when changing gear, in particular a sequential gear change from gear 1 to gear 2 or from gear 2 to gear 3 or from gear 4 for gear level 5 etc., the respective different shift rails can always be controlled at least partially at the same time.
  • This also shortens the phase of the interruption of the tractive force during the switching process, which is noticeable as an improvement in the switching comfort in the case of load shifts.
  • FIG. 4 now shows the shift sequence of the shift rail arrangement according to the invention according to FIG. 3.
  • a gear change from gear 1 to gear 2 is shown here, for example.
  • the first gear stage 1 is removed, that is, the first shift rail a is moved accordingly, the movement beginning at time t1.
  • the second shift rail b is moved to the start of the pre-chronosion from a certain point in time, the first shift rail a stopping at the neutral position “0”.
  • the second gear stage 2 is synchronized accordingly and the second gear stage 2 is reinserted at the time t2 for this shift sequence implemented according to the method according to the invention with the aid of the transmission according to the invention, the time period between the times t2new and t1 is now.
  • the new shift time ts (t2new - 11), where (t2new - t1 ) ⁇ (t2 - t1), this results in a saving of a switching time of dt, shown in FIG. 4.
  • the invention is therefore fundamentally based on the principle that shifting movements of different shift rails are made possible in parallel for sequential gear changes in particular. This is achieved in particular by changing the respective gear allocation, that is to say the allocation of the gear stages to the individual shift rails.
  • all sequential gear changes ie the gear changes from R to first gear step 1, from first gear step 1 to second gear step 2, from second gear step 2 to third gear step 3, from the third gear step 3 to the fourth gear step 4, etc. with parallel movement of the different shift rails a to e.
  • all sequential gear changes ie the gear changes from R to first gear step 1, from first gear step 1 to second gear step 2, from second gear step 2 to third gear step 3, from the third gear step 3 to the fourth gear step 4, etc. with parallel movement of the different shift rails a to e.
  • FIG. 5 now shows a further embodiment for a shift rail principle according to the invention.
  • five shift rails a to e are provided here in the embodiment according to FIG. 5.
  • the assignment of the gear stages 1 to 8 or R to these shift rails a to e is realized in a different way than in the embodiment according to FIG. 3.
  • the first shift rail a the first gear stage 1 and the fifth gear stage 5, the second gear rail b the second gear stage 2 and the sixth gear stage 6, the third gear rail c the third gear stage 3 and the seventh gear stage 7 and finally the fourth gear rail d the fourth gear stage 4 and the eighth Assigned gear 8.
  • the illustration in FIG. 5 thus also shows a total of eight gear steps, as in FIG. 3.
  • reverse gear R is assigned to fifth shift rail e on its own.
  • several forward gear stages are always at least partially arranged or assigned on different shift rails a to d, so that when changing gear, for example, a sequential gear change from gear 1 to gear 2 or from gear 2 to gear 3 or from gear 3 to gear 4 etc., the respective different shift rails can always be controlled at least partially, which in turn reduces the shift times for a gear change, since the individual movement phases of the different shift rails can overlap, so that the total shift time is shortened.
  • downshifts in the transmission it is particularly advantageous that here, in particular in downshifts in the transmission, several gear stages can be skipped, that is to say that the directly following gear stage does not have to be engaged in the transmission.
  • downshifts in particular can be implemented in the transmission which skip several gear steps and also take place under load. For example, with reference to FIG. 5, from the eighth gear 8 to the sixth gear 6 or even to fifth gear stage 5 are downshifted without the intermediate gear stages or the shift rails assigned to these gear stages being moved. This in turn can shorten the corresponding switching times accordingly.
  • gear changes ie gear changes, which cannot run in parallel even with a changed gear assignment
  • gear changes can be made faster if the non-functional area is reduced by the neutral position.
  • it must be ensured here that there is a sufficiently large range of movement between the pre-synchronization positions, which also ensures safe deactivation of the corresponding gear stages.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe bzw. ein Verfahren zur Steuerung eines Getriebes für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, mit mehreren einlegbaren und herausnehmbaren Gangstufen (1-8) zur Realisierung von Gangwechseln, wobei das Einlegen und Herausnehmen der Gangstufen (1-8) mit Hilfe von Kopplungseinheiten, insbesondere mit Hilfe von ein- und ausrückbaren Schiebemuffen, realisierbar ist und wobei die Kopplungseinheiten über vorgesehene Schaltschienen )a-e) und über jeweilige Aktuatoren ansteuerbar sind, wobei bestimmte Gangstufen (1-8) bestimmten Schaltschienen (a-e) zugeordnet sind. Die Schaltzeiten sind dadurch verringert und eine kompakte Bauweise des Getriebes ist dadurch erreicht, dass mehrere Gangstufen (1-8) derart zumindest zwei unterschiedlichen Schaltschienen zugeordnet sind, dass die jeweils aufeinanderfolgenden Gangstufen (1-8) verschiedenen Schaltschienen (a-e) zugeordnet sind, so dass bei einem Gangwechsel die jeweiligen Schaltschienen (a-e) zumindest teilweise gleichzeitig ansteuerbar sind.

Description

Getriebe bzw. Verfahren zur Steuerung eines Getriebes für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe, mit mehreren einlegbaren und herausnehmbaren Gangstufen zur Realisierung von Gangwechseln, wobei das Einlegen und Herausnehmen der Gangstufen mit Hilfe von Kopplungseinheiten, insbesondere mit Hilfe von ein- und ausrückbaren Schiebemuffen, realisierbar ist, wobei die Kopplungseinheiten über vorgesehene Schaltschienen und über jeweilige Aktuaktoren ansteuerbar sind und wobei bestimmte Gangstufen bestimmten Schaltschienen zugeordnet sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung des eingangs genannten Getriebes, wobei im Getriebe mehrere Gangstufen zur Realisierung von Gangwechseln eingelegt und/oder herausgenommen werden, wobei das Einlegen und Herausnehmen der Gangstufen mit Hilfe von Kopplungseinheiten, insbesondere mit Hilfe von ein- und ausrückbaren Schiebemuffen, realisiert wird, wobei die Kopplungseinheiten über vorgesehene Schaltschienen und über jeweilige Aktuaktoren angesteuert werden und wobei bestimmte Gangstufen bestimmten Schaltschienen zugeordnet sind.
Im Stand der Technik sind Getriebe bzw. Verfahren für die Steuerung von Getrieben für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen die Getriebe eine bestimmte Anzahl von Schaltschienen aufweisen. Die Schaltschienen sind hier funktional wirksam zwischen den jeweiligen Kopplungseinheiten und den jeweiligen Aktuaktoren angeordnet. Anders ausgedrückt, eine Kopplungseinheit, die vorzugsweise als ein- und ausrückbare Schiebemuffe ausgeführt ist, und mit deren Hilfe die jeweilige Gangstufe innerhalb des Getriebes einlegbar bzw. herausnehmbar ist, wird über die Schaltschiene, die innerhalb des Getriebes bewegbar angeordnet ist, mit Hilfe des jeweiligen Aktuaktors betätigt, woraufhin dann die jeweilige Gangstufe entweder eingelegt bzw. herausgenommen wird. Hierbei sind im Stand der Technik bisher bestimmte Gangstufen bestimmten Schaltschienen zugeordnet. So ist die erste und zweite Gangstufe einer ersten Schaltschiene, die dritte und vierte Gangstufe einer zweiten Schaltschiene und die fünfte und sechste Gangstufe einer dritten Schaltschiene zugeordnet. Anders ausgedrückt, mit Hilfe der ersten, zweiten bzw. dritten Schaltschiene sind die jeweiligen sequentiellen Gangwechsel zwischen dem ersten und zweiten, dem dritten und dem vierten Gang etc. realisierbar, indem jeweils nur eine Schaltschiene entsprechend angesteuert wird bzw. bewegt wird.
Im Stand der Technik ist weiterhin eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren bekannt (DE 199 12 817 A1), bei der bzw. bei dem zur Verringerung von Schaltzeiten bei Gangwechseln innerhalb des Getriebes mehrere voneinander getrennte Kopplungseinheiten vorgesehen sind. Anders ausgedrückt, diese innerhalb des Getriebes vorgesehenen separaten Kopplungseinheiten, die jeweils einzeln durch wiederum vorgesehenen separate Aktuaktoren vorzugsweise mit Hilfe von Seilzügen, ansteuerbar sind, realisieren die einzelnen Gangwechsel innerhalb des Getriebes in relativ kurzer Zeit, da bspw. bei sequentiellen Gangwechseln, also bspw. beim Schalten vom ersten in den zweiten Gang jeweils zwei Aktuaktoren bzw. zwei Kopplungseinheiten gleichzeitig angesteuert werden, um den entsprechenden Gangwechsel zu realisieren, so daß die Schaltzeiten hier entsprechend verringert sind.
Bei den bisherigen im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen bzw. Verfahren, also bei den bisher bekannten Getrieben, ist deren Steuerungstechnik sehr komplex aufgebaut und daher nicht nur störanfällig, sondern es ist ein entsprechend großer Raumbedarf beim Bau des Getriebes notwendig, um dies entsprechend realisieren zu können. Entweder ist die Steuerungstechnik zur Verringerung der Schaltzeiten bei den bekannten Getrieben sehr teuer und auch störanfällig, wobei die Getriebe hier nicht kompakt gebaut werden können, oder die bekannten Getriebe können zwar kompakt und ohne aufwendige Steuerungstechnik gebaut werden, weisen dann aber relativ hohe Schaltzeiten bei einem Gangwechsel von sequentiell hintereinander angeordneter Gangstufen auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Getriebe bzw. das eingangs genannte Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, daß die Schaltzeiten die bei einem Gangwechsel verringert sind, ohne daß eine kostenintensive, störanfällige Steuerungstechnik notwendig ist und dennoch eine kompakte Bauweise des Getriebes ermöglicht ist.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun - für das Getriebe - dadurch gelöst, daß mehrere Gangstufen derart zumindest zwei unterschiedlichen Schaltschienen zugeordnet sind, daß die jeweils aufeinanderfolgenden Gangstufen verschiedenen Schaltschienen zugeordnet sind, so daß bei einem Gangwechsel die jeweiligen Schaltschienen zumindest teilweise gleichzeitig ansteuerbar sind.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun - für das Verfahren - dadurch gelöst, daß mehrere Gangstufen derart zumindest zwei unterschiedlichen Schaltschienen zugeordnet sind, daß die jeweils aufeinanderfolgenden Gangstufen verschiedenen Schaltschienen zugeordnet sind, so daß bei einem Gangwechsel die jeweiligen Schaltschienen zumindest teilweise gleichzeitig angesteuert werden.
Der Erfindung liegt grundsätzlich das Prinzip zugrunde, daß bei einem Getriebe mit entsprechend vorgesehenen Schaltschienen die jeweiligen Gangstufen den bestimmten unterschiedlichen Schaltschienen auf bestimmte Art und Weise zugeordnet werden, nämlich so, daß die sequentiell hintereinanderliegenden Gangstufen auf verschiedenen, nämlich unterschiedlichen Schaltschienen liegen. Dies ermöglicht eine teilweise gleichzeitige Ansteuerung der unterschiedlichen Schaltschienen, auf denen jeweils die hintereinanderliegenden Gangstufen angeordnet sind, wobei aufgrund der gleichzeitigen teilweisen Ansteuerung dieser unterschiedlichen Schaltschienen die entsprechende Schaltzeit zur Realisierung des Gangwechsels entsprechend gering gehalten werden kann. Im Ergebnis können hierdurch kurze Schaltzeiten realisiert werden, wobei die Anzahl der Schaltschienen im Getriebe sowie auch die Steuerungstechnik nunmehr eben nicht mit damit verbundenen Kosten erhöht werden muss, wodurch die eingangs genannten Nachteile vermieden sind.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Getriebe bzw. das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 bzw. dem Patentanspruch 6 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im folgenden soll nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der folgenden Zeichnung sowie Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung das bisher im Stand der Technik bekannte Schaltschienen- Prinzip, Fig. 2 den bisherigen im Stand der Technik bekannten Schaltablauf gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Schaltschienen-Prinzip,
Fig. 3 das erfindungsgemäße Schaltschienen-Prinzip in schematischer Darstellung,
Fig. 4 der Schaitablauf gemäß dem in Fig. 3 gezeigten erfindungsgemäßen Schaltschienen-Prinzip in schematischer Darstellung und
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Fig. 5 eine weitere Ausführungsform für ein erfindungsgemäßes Schaltschienen-Prinzip in schematischer Darstellung.
Die Fig. 1 bis 5 sind schematische Darstellungen und sollen die Schaltabläufe innerhalb eines hier nicht dargestellten Getriebes für ein Kraftfahrzeug darstellen. Hierbei wird grundsätzlich vorausgesetzt, daß das Getriebe Schaltschienen aufweist, die im wesentlichen innerhalb des Getriebes bewegbar angeordnet sind. Weiterhin sind innerhalb des Getriebes die an sich in üblicherweise bekannter Kopplungseinheiten vorgesehen, um die entsprechenden Gangwechsel zu realisieren. Die Kopplungseinheiten sind vorzugsweise als ein- und ausrückbare Schiebemuffen ausgeführt, die mit Hilfe der Schaltschienen betätigbar sind. Jede einzelne Schaltschiene wird von einem entsprechenden Aktuaktor angesteuert, d. h. entsprechend bewegt bzw. verschoben. Die die Schaltschienen ansteuernden Aktuaktoren können auf unterschiedliche Art und Weise realisiert sein. Denkbar sind elektrisch ausgeführte Aktuaktoren und/oder auch hydraulisch ausgeführte Aktuaktoren. Dies ist abhängig vom jeweiligen Getriebe- und/oder Kraftfahrzeugtyp. Vorzugsweise ist das Getriebe als automatisiertes Schaltgetriebe ausgeführt, es kommen aber auch andere Getriebeformen, insbesondere automatische Getriebe in Frage. Das hier geschilderte erfindungsgemäße Schaltschienen-Prinzip ist daher nicht auf ein automatisiertes Schaltgetriebe beschränkt.
Weiterhin sind die üblichen Komponenten für das zu realisierende, hier nicht im einzelnen dargestellte Steuerungsschema bzw. Steuersystem vorgesehen. Insbesondere weist das Steuersystem ein Steuergerät auf, daß auf elektronischer und/oder elektrischer Basis realisiert ist. Das Steuergerät ermittelt, insbesondere bei einem automatischen Schaltgetriebe, bspw. die Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs Motorsteuerparameter bzw. die zur Steuerung der Getriebeabläufe, also der im Getriebe zu realisierenden Gangwechsel entsprechenden notwendigen Steuerparameter. Über vorgesehene Steuerleitungen, steuert das Steuergerät dann die entsprechenden einzelnen Aktuaktoren zur Realisierung der Gangwechsel bzw. des Einlegens und Herausnehmens der jeweiligen Gangstufe an. Dies alles ist im wesentlichen bekannt und bedarf daher keiner weiteren ausführlichen Erläuterung.
Die Fig. 1 zeigt nun das bisher im Stand der Technik bekannte Schaltschienen-Prinzip. Dargestellt sind hier insgesamt fünf Schaltschienen a bis e in einer schematischen Darstellung. Jeder der hier dargestellten Schaltschienen a bis e ist jeweils ein hier nicht dargestellter Aktuaktor zugeordnet, durch den die jeweilige Schaltschiene a bis e entsprechend ansteuerbar bzw. bewegbar ist. Weiterhin ist jede Schaltschiene a bis e innerhalb des Getriebes mit einer entsprechenden Kopplungseinheit, vorzugsweise mit einer ein- und ausrückbaren Schiebemuffe entsprechend wirksam verbunden. Entscheidend ist nun, daß bisher im Stand der Technik, sowie dies durch die Fig.1 dargestellt ist, der ersten Schaltschiene a jeweils die erste Gangstufe 1 und die zweite Gangstufe 2 zugeordnet sind, der zweiten Schaltschiene b die dritte Gangstufe 3 und die vierte Gangstufe 4, sowie der dritten Schaltschiene c die fünfte Gangstufe 5 zugeordnet ist sowie der fünften Schaltschiene e der Rückwärtsgang R zugeordnet ist.
Im folgenden soll nun der Schaltablauf für die Anordnung bzw. Zuordnung der Schaltschienen bzw. Gangstufen gemäß Fig. 1 anhand der Fig. 2 näher erläutert werden: Bei einem Gangwechsel von der ersten Gangstufe 1 zur zweiten Gangstufe 2 führt die Schaltschiene a gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm die folgende Bewegung aus. Zunächst wird die erste Gangstufe 1 herausgenommen. Die Bewegung der Schaltschiene a startet im Zeitpunkt t1. Die Schaltschiene a fährt nun in ihre Neutralposition, d. h. überfährt diese nämlich bis zum Zeitpunkt tO, wo die Vorsynchronisation der zweiten Gangstufe 2 beginnt. Erst wenn die zweite Gangstufe 2 entsprechend synchronisiert ist, wird die zweite Gangstufe 2 eingelegt. Aus dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm ergibt sich eine entsprechende Schaltzeit ts zwischen den Zeitpunkten t1 und t2, folglich gilt Schaltzeit ts =(t2-t1 ).
Die bisherigen im Stand der Technik bekannten Nachteile sind nun durch das erfindungsgemäße Schaltschienen-Prinzip, daß in Fig. 3 dargestellt ist vermieden. Grundsätzlich gilt nun, daß mehrere Gangstufen derart zumindest zwei unterschiedlichen Schaltschienen zugeordnet sind, daß die jeweils aufeinanderfolgenden Gangstufen verschiedenen Schaltschienen zugeordnet sind, so daß bei einem Gangwechsel, vzw. einem sequentiellen Gangwechsel die jeweiligen Schaltschienen zumindest teilweise gleichzeitig ansteuerbar sind. Hierbei müssen nicht unbedingt alle Vorwärts-Gangstufen, die sequentiell hintereinander liegen unterschiedlichen Schaltschienen zugeordnet sein. Es können bspw. auch nur mehrere, bspw. nur die ersten vier Gangstufen den unterschiedlichen Schaltschienen entsprechend zugeordnet sein.
Wie nun aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind hier ebenfalls - ähnlich wie Fig. 1 - fünf Schaltschienen a bis e vorgesehen. Allerdings ist die Zuordnung der Gangstufen 1 bis 8 bzw. R zu diesen Schaltschienen a bis e auf andere Art und Weise verwirklicht. Gemäß der Erfindung sind der ersten Schaltschiene a die erste Gangstufe 1 und die dritte Gangstufe 3, der zweiten Schaltschiene b die zweite Gangstufe 2 und die vierte Gangstufe 4 und der dritten Schaltschiene c die fünfte Gangstufe 5 sowie die siebte Gangstufe 7 zugeordnet. Die Darstellung in den Fig. 1 und 3 zeigt hier insgesamt acht Gangstufen, so daß die vierte Schaltschiene d - gemäß Fig. 3 - der sechsten Gangstufe 6 und der achten Gangstufe 8 zugeordnet ist, aber gemäß Fig.1 der vierten Schaltschiene d die siebte Gangstufe 7 und die achte Gangstufe 8 zugeordnet sind. Wie die Fig. 3 weiter erkennen lässt, ist der Rückwärtsgang R der fünften Schaltschiene e in Alleinstellung zugeordnet. Im Ergebnis sind daher zumindest teilweise mehrere Vorwärtsgangstufen jeweils immer auf unterschiedlichen Schaltschienen a bis e angeordnet bzw. zugeordnet, so daß bei einem Gangwechsel, insbesondere einem sequentiellen Gangwechsel von Gangstufe 1 zur Gangstufe 2 bzw. von Gangstufe 2 zur Gangstufe 3 oder auch von Gangstufe 4 zur Gangstufe 5 etc. immer die jeweiligen unterschiedlichen Schaltschienen zumindest teilweise gleichzeitig ansteuerbar sind. Dies verringert die Schaltzeiten für einen Gangwechsel dadurch, daß sich die einzelnen Bewegungsphasen der unterschiedlichen Schaltschienen überlappen können, so daß die Gesamtschaltzeit verkürzt wird. Hierdurch verkürzt sich ebenfalls die Phase der Zugkraftunterbrechung während des Schaltvorgangs, die sich bei Lastschaltungen als Verbesserung des Schaltkomforts bemerkbar macht. Es sei an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, daß die zeitgleiche Bewegung der unterschiedlichen Schaltschienen aufgrund der jeweils einzeln ansteuerbaren, den Schaltschienen zugeordneten Aktuaktoren realisiert ist, die Schaltschienen hier also nicht, wie bisher im Stand der Technik üblich, durch eine zentrale Schaltwelle angesteuert werden. Daher ist es notwendig, mechanisch und/oder elektronisch dafür Sorge zu tragen, daß wenn zwei unterschiedliche Schaltschienen (bspw. die Schaltschienen a und b) in Bewegung sind, nicht gleichzeitig auch zwei Gänge eingelegt werden können, da sonst das Getriebe zerstört werden könnte. Eine gleichzeitige Synchronisationsphase beider Gangstufen ist ebenfalls zu vermeiden, da sich sonst ein erhöhter Verschleiß der Synchronisationseinrichtungen einstellen würde.
Fig. 4 zeigt nun den Schaltablauf der erfindungsgemäßen Schaltschienen-Anordnung gemäß der Fig. 3. Bei einer Schaltung zwischen zwei Gangstufen, also bei einem Gangwechsel mit unterschiedlichen Schaltschienen lassen sich Teile der Bewegungen der Schaltschienen parallelisieren. Gemäß dem in Fig. 4 dargestellten Diagramm ist hier bspw. ein Gangwechsel von der Gangstufe 1 in die Gangstufe 2 dargestellt. Hierbei wird zunächst die erste Gangstufe 1 herausgenommen, also die erste Schaltschiene a entsprechend bewegt, wobei die Bewegung beim Zeitpunkt t1 beginnt. Parallel wird ab einem bestimmten Zeitpunkt die zweite Schaltschiene b auf den Beginn der Vorchronosisation gefahren, wobei die erste Schaltschiene a auf der Neutralposition „0" stoppt. Parallel wird die zweite Gangstufe 2 entsprechend synchronisiert und die zweite Gangstufe 2 im Zeitpunkt t2neu eingelegt. Die Schaltzeit für diesen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe des erfindungsgemäßen Getriebes realisierten Schaltablauf beträgt nun den Zeitraum zwischen den Zeitpunkten t2neu und t1. Verglichen mit Fig. 2 gilt daher, daß die neue Schaltzeit ts = (t2neu - 11 ) ist, wobei (t2neu - t1) < (t2 - t1). Es ergibt sich daher eine Einsparung einer Schaltzeit von dt, dargestellt in Fig. 4.
Der Erfindung liegt daher grundsätzlich das Prinzip zugrunde, daß Schaltbewegungen von unterschiedlichen Schaltschienen parallel für insbesondere sequentielle Gangwechsel ermöglicht ist. Dies wird insbesondere durch die Änderung der jeweiligen Gangzuordnung, d. h. Zuordnung der Gangstufen zu den einzelnen Schaltschienen erreicht. Für die Anordnung, wie in Fig. 3 dargestellt, können alle sequentiellen Gangwechsel, d. h. die Gangwechsel von R zur ersten Gangstufe 1 , von der ersten Gangstufe 1 zur zweiten Gangstufe 2, von der zweiten Gangstufe 2 zur dritten Gangstufe 3, von der dritten Gangstufe 3 zur vierten Gangstufe 4 usw. unter Parallelisierung der Bewegungsabläufe der unterschiedlichen Schaltschienen a bis e erfolgen. Grundsätzlich kann bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung keine Parallelisierung der Bewegungen der einzelnen Schaltschienen a bis e erfolgen, wenn bspw. eine Gangstufe ausgelassen werden soll, anders ausgedrückt eine Gangstufe übersprungen werden soll. Dies scheint im allgemeinen nicht unbedingt notwendig, da eine derartige Schaltung nicht immer unter Volllast erfolgt und damit auch mehr Zeit beanspruchen darf. Es ist aber auch denkbar, daß durch eine entsprechend veränderte Gangstufen-Zuordnung aber auch dieser Schaltungsfall (mit Überspringen einer entsprechenden Gangstufe) mit entsprechenden teilweise zeitgleichen parallelisierten Bewegungsanteilen von unterschiedlichen Schaltschienen realisiert werden kann.
Die Fig. 5 zeigt nun eine weitere Ausführungsform für ein erfindungsgemäßes Schaltschienen-Prinzip. Wie auch bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 3 sind hier bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 5 fünf Schaltschienen a bis e vorgesehen. Allerdings ist die Zuordnung der Gangstufen 1 bis 8 bzw. R zu diesen Schaltschienen a bis e auf andere Art und Weise verwirklicht als bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 3. Bei der hier nunmehr in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sind der ersten Schaltschiene a die erste Gangstufe 1 und die fünfte Gangstufe 5, der zweiten Schaltschiene b die zweite Gangstufe 2 und die sechste Gangstufe 6, der dritten Schaltschiene c die dritte Gangstufe 3 und die siebte Gangstufe 7 und schließlich der vierten Schaltschiene d die vierte Gangstufe 4 und die achte Gangstufe 8 zugeordnet. Die Darstellung in der Fig. 5 zeigt also ebenfalls wie in der Fig. 3 insgesamt acht Gangstufen. Weiterhin ist der Rückwärtsgang R der fünften Schaltschiene e in Alleinstellung zugeordnet. Auch hier bei der in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sind daher immer zumindest teilweise mehrere Vorwärtsgangstufen jeweils immer auf unterschiedlichen Schaltschienen a bis d angeordnet bzw. zugeordnet, so dass bei einem Gangwechsel, bspw. einen sequentiellen Gangwechsel von Gangslufe 1 zur Gangstufe 2 bzw. von Gangstufe 2 zur Gangstufe 3 oder auch von Gangstufe 3 zu Gangstufe 4 etc. immer die jeweiligen unterschiedlichen Schaltschienen zumindest teilweise ansteuerbar sind, was wiederum die Schaltzeiten für einen Gangwechsel verringert, da sich die einzelnen Bewegungsphasen der unterschiedlichen Schaltschienen überlappen können, so dass die Gesamtschaltzeit verkürzt wird.
Allerdings ist bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel von besonderem Vorteil, dass hier, insbesondere bei Rückschaltungen im Getriebe mehrere Gangstufen übersprungen werden können, also eben nicht die jeweils direkt nachfolgende Gangstufe im Getriebe eingelegt werden muß. Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 5 können insbesondere Rückschaltungen im Getriebe realisiert werden, die mehrere Gangstufen überspringen und auch unter Last erfolgen. So kann bspw. mit Bezugnahme auf die Fig. 5 von der achten Gangstufe 8 durchaus in die sechste Gangstufe 6 oder sogar in die fünfte Gangstufe 5 zurückgeschaltet werden, ohne dass die dazwischenliegenden Gangstufen bzw. die diesen Gangstufen zugeordneten Schaitschienen bewegt werden. Dies kann die entsprechenden Schaltzeiten wiederum entsprechend verkürzen.
Es sind auch noch andere Anordnungen zusätzlich zu der in den Fig. 3 und 5 gezeigten Anordnungen denkbar, wo die einzelnen Gangstufen bestimmten Schaltschienen zugeordnet sind, so dass die entsprechenden Schaltzeiten verkürzbar sind.
Schließlich ist denkbar, daß Schaltungen, d. h. Gangwechsel, die auch mit einer veränderten Gang-Zuordnung nicht parallelisiert ablaufen können, schneller gemacht werden können, wenn der funktionslose Bereich um die Neutrallage verkleinert wird. Dies führt dazu, daß die zurückzulegende Wegstrecke kürzer wird und bei gleicher Geschwindigkeit entsprechend schneller durchlaufen wird. Hierbei ist allerdings zu achten, daß ein ausreichend großer Bewegungsbereich zwischen den Vorsynchronisationslagen verbleibt, der auch eine sichere Deaktivierung der entsprechenden Gangstufen gewährleistet.
BEZU GSZEIC H E N LISTE
1 1. Gangstufe
2 2. Gangstufe
3 3. Gangstufe
4 4.Gangstufe
5 δ.Gangstufe
6 Θ.Gangstufe
7 7.Gangstufe
8 δ.Gangstufe a 1. Schaltschiene b 2. Schaltschiene c 3. Schaltschiene d 4.Schaltschiene e δ.Schallschiene
R Rückwärtsgang
„0" Neulralposition to Zeitpunkt
11 Zeitpunkt
12 Zeitpunkt t2neu Zeilpunkt t5 Schaltzeit dt Verkürzung Schaltzeit

Claims

PAT E N TA N S P R Ü C H E
1. Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, mit mehreren einlegbaren und herausnehmbaren Gangstufen (1-8) zur Realisierung von Gangwechseln, wobei das Einlegen und Herausnehmen der Gangstufen (1-8) mit Hilfe von Kopplungseinheiten, insbesondere mit Hilfe von ein- und ausrückbaren Schiebemuffen, realisierbar ist, wobei die Kopplungseinheiten über vorgesehene Schaltschienen (a-e) und über jeweilige Aktuatoren ansteuerbar sind, und wobei bestimmte Gangstufen (1-8) bestimmten Schaltschienen (a-e) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gangstufen (1-8) derart zumindest zwei unterschiedlichen Schaltschienen (a-e) zugeordnet sind, daß die jeweils aufeinanderfolgenden Gangstufen (1-8) verschiedenen Schaltschienen (a-e) zugeordnet sind, so daß bei einem Gangwechsel die jeweiligen Schaltschienen (a- e) zumindest teilweise gleichzeitig ansteuerbar sind.
2. Getriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltschiene (a) durch einen ersten Aktuator ansteuerbar ist und der ersten Schaltschiene (a) die erste und dritte Gangstufe (1 , 3) zugeordnet ist.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltschiene (b) durch einen zweiten Aktuator ansteuerbar ist und der zweiten Schaltschiene (b) die zweite und vierte Gangstufe (2, 4) zugeordnet ist.
4. Getriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schaltschiene (c) durch einen dritten Aktuator ansteuerbar ist und der dritten Schaltschiene (c) die fünfte Gangstufe (5) und die siebte Gangstufe (7) zugeordnet ist.
5. Getriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Schaltschiene (d) durch einen vierten Aktuator ansteuerbar ist und der vierten Schaltschiene (d) die sechste und achte Gangstufe (6, 8) zugeordnet ist.
6. Getriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltschiene (a) durch einen ersten Aktuator ansteuerbar ist und der ersten Schaltschiene (a) die erste und fünfte Gangstufe (1 , 5) zugeordnet ist.
7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltschiene (b) durch einen zweiten Aktuator ansteuerbar ist und der zweiten Schaltschiene (b) die zweite und sechste Gangstufe (2, 6) zugeordnet ist.
8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schaltschiene
(c) durch einen dritten Aktuator ansteuerbar ist und der dritten Schaltschiene (c) die dritte und die siebte Gangstufe (3, 7) zugeordnet ist.
9. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Schaitschiene
(d) durch einen vierten Aktuator ansteuerbar ist und der vierten Schaltschiene (d) die vierte und achte Gangstufe (4, 8) zugeordnet ist.
10. Verfahren zur Steuerung eines Getriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eines Getriebes nach den Ansprüchen 1 bis 9, wobei im Getriebe mehrere Gangstufen (1-8) zur Realisierung von Gangwechseln eingelegt und/oder herausgenommen werden, wobei das Einlegen und Herausnehmen der Gangstufen (1-8) mit Hilfe von Kopplungseinheiten, insbesondere mit Hilfe von ein- und ausrückbaren Schiebemuffen, realisiert wird, wobei die Kopplungseinheilen über vorgesehene Schaltschienen (a-e) und über jeweilige Aktuatoren angesteuert werden, und wobei bestimmte Gangstufen (1-8) bestimmten Schaltschienen (a-e) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gangstufen (1-8) derart zumindest zwei unterschiedlichen Schaltschienen (a-e) zugeordnet sind, daß die jeweils aufeinanderfolgenden Gangstufen verschiedenen Schaltschienen (a-e) zugeordnet sind, so daß bei einem Gangwechsel die jeweiligen Schaltschienen (a-e) zumindest teilweise gleichzeitig angesteuert werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltschiene (a) durch einen ersten Aktuator angesteuert wird und mit Hilfe der ersten Schaltschiene (a) die erste und dritte Gangstufe (1 , 3) eingelegt bzw. herausgenommen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltschiene (b) durch einen zweiten Aktuator angesteuert wird und mit Hilfe der zweiten Schaltschiene (b) die zweite und vierte Gangstufe (2, 4) eingelegt bzw. herausgenommen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schaltschiene (c) durch einen dritten Aktuator angesteuert wird und mit Hilfe der dritten Schaltschiene (c) die fünfte und siebte Gangstufe (5, 7) eingelegt bzw. herausgenommen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Schaltschiene (d) durch einen vierten Aktuator angesteuert wird und mit Hilfe der vierten Schaltschiene (d) die sechste und achte Gangstufe (6, 8) eingelegt bzw. herausgenommen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltschiene (a) durch einen ersten Aktuator angesteuert wird und mit Hilfe der ersten Schaltschiene (a) die erste und fünfte Gangstufe (1 , 5) eingelegt bzw. herausgenommen wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltschiene (b) durch einen zweiten Aktuator angesteuert wird und mit Hilfe der zweiten Schaltschiene (b) die zweite und sechste Gangstufe (2, 6) eingelegt bzw. herausgenommen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schaltschiene (c) durch einen dritten Aktuator angesteuert wird und mit Hilfe der dritten Schaltschiene (c) die dritte und siebte Gangstufe (3, 7) eingelegt bzw. herausgenommen wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Schaltschiene (d) durch einen vierten Aktuator angesteuert wird und mit Hilfe der vierten Schaltschiene (d) die vierte und achte Gangstufe (6, 8) eingelegt bzw. herausgenommen wird.
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