WO2003074906A2 - Getriebe und schaltstrategie für ein getriebe, insbesondere für ein doppelkupplungsgetriebe, eines fahrzeuges - Google Patents

Getriebe und schaltstrategie für ein getriebe, insbesondere für ein doppelkupplungsgetriebe, eines fahrzeuges Download PDF

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WO2003074906A2
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Dietmar Lang
Alexander Schweizer
Brad Shellhammer
Jeremy Whitmer
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    • F16H63/46—Signals to a clutch outside the gearbox

Definitions

  • the present invention relates to a transmission and a shift strategy for a transmission, in particular for a dual clutch transmission, of a vehicle, in which a target gear is preselected on a transmission input shaft that does not transmit torque.
  • Gearboxes and their shift strategies are known from vehicle technology. If z. B. a dual clutch transmission or a parallel transmission in a gear with a constant state, a gear engaged with the non-activated or non-torque transmitting transmission input shaft can be switched. This additional gear change can also, for. B. be carried out in an automated manual transmission. This additional gear change can, in particular in the double clutch transmission, cause greater wear in the synchronization compared to the automated manual transmission.
  • the present invention is therefore based on the object of proposing a transmission and a shift strategy for a transmission, in particular for a dual clutch transmission, of a vehicle, by means of which the wear during synchronization is reduced in particular and the time for synchronizing the selected gear is also reduced.
  • This task is solved procedurally by a shift strategy for a transmission, in particular for a double clutch transmission, of a vehicle, in which a target gear is selected on a transmission input shaft that does not transmit torque, in which the speed of the transmission input shaft that does not transmit torque is increased during the gear preselection.
  • the shift strategy according to the invention supports synchronization during the gear preselection in a transmission, in particular in a parallel shift transmission or the like.
  • the differential speed during synchronization can be significantly reduced.
  • the proposed shift strategy can provide that the clutch of the transmission input shaft that does not transmit torque is preferably closed during the neutral phase in the preselection, in order in this way to increase the speed of the transmission input shaft that does not transmit torque.
  • the speed of the transmission input shaft, which does not transmit torque or is not activated is matched to the engine speed or the like. This is particularly the case if the engine speed lies between the speed of the transmission input shaft that does not transmit torque before and after the preselection of the gear. This means that the engine speed should lie between the later target speed and the speed of the transmission input shaft that does not transmit torque before the preselection.
  • the shift strategy according to the invention can further provide that after the increase in the rotational speed of the transmission input shaft which does not transmit torque, the preselected gear is synchronized. Due to the lower speed difference, the synchronization can be carried out faster and with less wear on the gearbox.
  • the clutch assigned to the transmission input shaft that does not transmit the torque can preferably be closed to a defined, predetermined value via a predetermined ramp curve of the clutch torque or a defined ramp function, the clutch preferably being opened again after reaching the engine speed and the preselected gear is synchronized.
  • the use of the shift strategy according to the invention in a downshift is particularly advantageous. Furthermore, use in a parallel transmission with two transmission input shafts and two associated clutches is preferably provided. It is however, it is also possible that the proposed shift strategy is used in other transmission systems.
  • the object on which the invention is based can be achieved in terms of the device by a transmission, in particular a double clutch transmission, for a vehicle with at least two transmission input shafts, each of which is assigned a clutch, in particular for carrying out the proposed shift strategy, in which at least one control device or the like for Increasing the speed of the transmission input shaft that does not transmit torque is provided during the gear preselection of a gear.
  • the gear change can be carried out faster and with less wear on the transmission according to the invention.
  • FIG. 1 shows a flow diagram of a shift strategy according to the invention.
  • Figure 2 different courses of engine and transmission sizes during a
  • FIG. 1 shows a flow diagram of a possible exemplary embodiment of the shift strategy according to the invention. At the beginning it is checked whether a gear pre-selection is desired for a gear change during a downshift, however this gear change must not be active yet. If these requirements are not met, the shift strategy according to the invention is ended.
  • a further step is checked to determine whether the engine speed NEng_y is between the target speed of the Transmission input shaft and the speed of the transmission input shaft is before the gear preselection. If not, the switching strategy according to the invention is ended.
  • the clutch of the transmission input shaft that does not transmit torque is closed to a defined value via a defined ramp function in order to match the speed Nlps_i1y of the transmission input shaft to the engine speed NEng_y. Only then is the clutch opened and the synchronization of the preselected gear carried out further and then the shift strategy according to the invention ended.
  • FIG. 2 shows courses of different engine and transmission sizes during a downshift according to the proposed shift strategy.
  • NEng_y (1) is the engine speed
  • Nlps_i1y (2) or Nlps_i2y (3) is the speed of the non-torque-transmitting transmission input shaft or the torque-transmitting transmission input shaft
  • TrqCIAct_i1m (4) the current clutch torque of the non-torque-transmitting transmission input shaft
  • cg_so_drvdelay cg_so_drvdelay
  • cg_bo_act_i1m (6) or cg_bo_act_i2m denotes the current engaged gear for the non-torque-transmitting transmission input shaft or the torque-transmitting transmission input shaft.
  • the speed difference to be synchronized is considerably reduced.
  • the synchronous speed in the shift strategy according to the invention can thus be reduced by more than half to about 500 U / min (rpm).
  • the subsequent synchronization which is indicated by an arrow in FIG. 2, can be carried out more quickly and with less wear due to the lower speed difference.
  • the reduction in wear during synchronization during gear preselection during upshifts can be estimated by estimating the speed of the Transmission input shaft can be realized during the neutral phase.
  • Speed behavior can then be modulated accordingly.
  • the speed model can be influenced by factors such as the friction (i.e. influence of temperature) or the age of the speed model.

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Abstract

Es wird eine Schaltstrategie für ein Getriebe, insbesondere für ein Doppelkupplungsgetriebe, eines Fahrzeuges, bei der ein Zielgang an einer nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle vorgewählt wird, vorgeschlagen, bei der die Drehzahl (Nlps_ily) der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle während der Vorwahl eines Ganges erhöht wird. Ferner wird ein Getriebe, insbesondere ein Doppelkupplungsgetriebe, für ein Fahrzeug mit zumindest zwei Getriebeeingangswellen, denen jeweils eine Kupplung zugeordnet ist, insbesondere zum Durchführen der Schaltstrategie, vorgeschlagen, bei dem zumindest eine Steuerungseinrichtung zum Erhöhen der Drehzahl (Nlps_ily) der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle während der Vorwahl eines Ganges vorgesehen ist.

Description

Getriebe und Schaltstrategie für ein Getriebe, insbesondere für ein Doppelkupplunqsgetriebe, eines Fahrzeuges
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe und eine Schaltstrategie für ein Getriebe, insbesondere für ein Doppelkupplungsgetriebe, eines Fahrzeuges, bei der ein Zielgang an einer nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle vorgewählt wird.
Aus der Fahrzeugtechnik sind Getriebe und deren Schaltstrategien bekannt. Wenn sich z. B. ein Doppelkupplungsgetriebe oder ein Parallelschaltgetriebe in einem Gang mit konstantem Zustand befindet, kann ein mit der nicht aktivierten bzw. nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle in Eingriff stehender Gang geschaltet werden. Dieser zusätzliche Gangwechsel kann auch z. B. bei einem automatisierten Schaltgetriebe durchgeführt werden. Dieser zusätzliche Gangwechsel kann insbesondere bei dem Doppelkupplungsgetriebe, verglichen mit dem automatisierten Schaltgetriebe, einen höheren Verschleiß bei der Synchronisation bewirken.
Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe und eine Schaltstrategie für ein Getriebe, insbesondere für ein Doppelkupplungsgetriebe, eines Fahrzeuges vorzuschlagen, durch die insbesondere der Verschleiß bei der Synchronisierung verringert und zudem die Zeit zum Synchronisieren des gewählten Ganges reduziert wird.
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch eine Schaltstrategie für ein Getriebe, insbesondere für ein Doppelkupplungsgetriebe, eines Fahrzeuges, bei der ein Zielgang an einer nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle vorgewählt wird, gelöst, in dem die Drehzahl der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle während der Gang- Vorwahl erhöht wird.
Demnach wird durch die erfindungsgemäße Schaltstrategie eine Unterstützung der Synchronisation während der Gang-Vorwahl bei einem Getriebe, insbesondere bei einem Parallelschaltgetriebe oder dergleichen, realisiert. Durch die Erhöhung der Drehzahl der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle kann die Differenzdrehzahl bei der Synchronisation erheblich verringert werden.
Die vorgeschlagene Schaltstrategie kann gemäß einer Weiterbildung vorsehen, dass die Kupplung der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle vorzugsweise während der Neutralphase bei der Vorwahl geschlossen wird, um auf diese Weise die Drehzahl der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle zu erhöhen.
Besonders vorteilhaft für die spätere Synchronisation des vorgewählten Ganges ist es, wenn bei der erfindungsgemäßen Schaltstrategie die Drehzahl der nicht momentübertragenden bzw. nicht aktivierten Getriebeeingangswelle an die Motordrehzahl oder dergleichen angeglichen wird. Dies insbesondere dann, wenn die Motordrehzahl zwischen der Drehzahl der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle vor und nach der Vorwahl des Ganges liegt. Dies bedeutet, dass die Motordrehzahl zwischen der späteren Zieldrehzahl und der vor der Vorwahl vorgesehenen Drehzahl der kein momentübertragenden Getriebeeingangswelle liegen sollte.
Die erfindungsgemäße Schaltstrategie kann des weiteren vorsehen, dass nach dem Erhöhen der Drehzahl der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle der vorgewählte Gang synchronisiert wird. Durch die geringere Drehzahldifferenz kann die Synchronisierung schneller und auch verschleißärmer bei dem Getriebe durchgeführt werden.
Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle zugeordnete Kupplung vorzugsweise über einen vorbestimmten Rampenverlauf des Kupplungsmoments oder eine definierte Rampenfunktion auf einen definierten, vorbestimmten Wert geschlossen werden, wobei bevorzugt nach Erreichen der Motordrehzahl die Kupplung wieder geöffnet und der vorgewählte Gang synchronisiert wird.
Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltstrategie bei einer Rückschaltung. Ferner ist vorzugsweise der Einsatz bei einem Parallelschaltgetriebe mit zwei Getriebeeingangswellen und zwei zugeordneten Kupplungen vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, dass die vorgeschlagene Schaltstrategie bei anderen Getriebesystemen verwendet wird.
Ferner kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe vorrichtungsmäßig durch ein Getriebe, insbesondere ein Doppelkupplungsgetriebe, für ein Fahrzeug mit zumindest zwei Getriebeeingangswellen, denen jeweils eine Kupplung zugeordnet ist, insbesondere zum Durchführen der vorgeschlagenen Schaltstrategie, gelöst werden, bei dem zumindest eine Steuerungseinrichtung oder dergleichen zum Erhöhen der Drehzahl der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle während der Gang-Vorwahl eines Ganges vorgesehen ist.
Durch die Erhöhung der Drehzahl der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle und der damit verbundenen Reduzierung der zu synchronisierenden Drehzahldifferenz kann der Gangwechsel schneller und verschleißärmer bei dem erfindungsgemäßen Getriebe durchgeführt werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1 ein Flussdiagramm einer erfindungsgemäßen Schaltstrategie; und
Figur 2 verschiedene Verläufe von Motor- und Getriebegrößen während eines
Gangwechsels gemäß der vorgeschlagenen Schaltstrategie.
In Figur 1 ist ein Flussdiagramm eines möglichen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltstrategie dargestellt. Zu Beginn wird geprüft, ob eine Gang- Vorwahl für einen Gangwechsel bei einer Rückschaltung gewünscht ist, jedoch darf dieser Gangwechsel noch nicht aktiv sein. Wenn diese Voraussetzungen nicht vorliegen, wird die erfindungsgemäße Schaltstrategie beendet.
Sollten die vorgenannten Voraussetzungen vorliegen, wird in einem weiteren Schritt geprüft, ob die Motordrehzahl NEng_y zwischen der Zieldrehzahl der Getriebeeingangswelle und der Drehzahl der Getriebeeingangswelle vor der Gangvorwahl liegt. Wenn nicht wird die erfindungsgemäße Schaltstrategie beendet.
Ansonsten wird während der Neutralphase die Kupplung der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle über eine definierte Rampenfunktion auf einen definierten Wert geschlossen, um die Drehzahl Nlps_i1y der Getriebeeingangswelle an die Motordrehzahl NEng_y anzugleichen. Erst danach wird die Kupplung geöffnet sowie die Synchronisierung des vorgewählten Ganges weiter durchgeführt und dann die erfindungsgemäße Schaltstrategie beendet.
In Figur 2 sind Verläufe von verschiedenen Motor- und Getriebegrößen während einer Rückschaltung gemäß der vorgeschlagenen Schaltstrategie dargestellt. Dabei sind mit NEng_y (1) die Motordrehzahl, mit Nlps_i1y (2) bzw. Nlps_i2y (3) die Drehzahl der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle bzw. der momentübertragenden Getriebeeingangswelle, mit TrqCIAct_i1m (4) das aktuelle Kupplungsmoment der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle, mit cg_so_drvdelay (5) der Zielgang zum Fahren und mit cg_bo_act_i1m (6) bzw. cg_bo_act_i2m der aktuelle eingekuppelte Gang bei der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle bzw. der momentübertragenden Getriebeeingangswelle bezeichnet.
Durch das Schließen der Kupplung während der Neutralphase und dem damit verbundenen Anstieg der Drehzahl Nlps_i1y der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle bis auf die Motordrehzahl NEng_y wird die zu synchronisierende Drehzahldifferenz erheblich reduziert. Im Vergleich mit bekannten Schaltstrategien kann somit die Synchrondrehzahl bei der erfindungsgemäßen Schaltstrategie um mehr als die Hälfte auf etwa 500 U/min (rpm) reduziert werden.
Die nachfolgende Synchronisierung, welche in Figur 2 durch einen Pfeil angedeutet ist, kann aufgrund der geringeren Drehzahldifferenz schneller und verschleißärmer durchgeführt werden.
Die Verringerung des Verschleißes bei der Synchronisierung während der Gang-Vorwahl bei Hochschaltungen kann durch eine Abschätzung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle während der Neutralphase realisiert werden. Das
Drehzahlverhalten kann dann entsprechend moduliert werden. Das Drehzahlmodell kann von Faktoren, wie z.B. der Reibung (d.h. Einfluss der Temperatur) oder dem Alter des
Getriebes abhängig sein. Bei der Verwendung eines Drehzahlsensors an der
Getriebeeingangswelle können diese Faktoren geeignet berücksichtigt werden. Es ist auch möglich, noch andere Modifikationen bei der vorgestellten Schaltstrategie vorzusehen, um diese weiter zu verbessern.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

Patentansprüche
Schaltstrategie für ein Getriebe, insbesondere für ein Doppelkupplungsgetriebe, eines Fahrzeuges, bei der ein Zielgang an einer nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle vorgewählt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl (Nlps_i1y ) der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle während der Gang-Vorwahl erhöht wird.
Schaltstrategie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle während der Neutralphase bei der Gang-Vorwahl geschlossen wird.
Schaltstrategie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl (Nlps_i1y ) der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle an die Motordrehzahl (NEng_y) angeglichen wird, wenn die Motordrehzahl (NEng_y) zwischen der Drehzahl (Nlps_i1y ) der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle vor und nach der Gang-Vorwahl des Gangwechsels liegt.
Schaltstrategie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgewählte Gang nach dem Erhöhen der Drehzahl (Nlps_i1y ) der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle synchronisiert wird.
Schaltstrategie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn geprüft wird, ob eine Vorwahl für einen gewünschten Gangwechsel aktiviert ist und ob die Motordrehzahl (NEng_y) zwischen der Drehzahl (Nlps_i1y ) der Getriebeeingangswelle vor und nach dem Gangwechsel liegt.
Schaltstrategie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Neutralphase die Kupplung der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle geschlossen wird, um die Drehzahl (Nlps_i1y ) der Getriebeeingangswelle an die Motordrehzahl (NEng_y) anzugleichen. Schaltstrategie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung über einen vorbestimmten Momentenverlauf auf einen definierten Wert geschlossen wird.
Schaltstrategie nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen der Motordrehzahl (NEng_y) die Kupplung geöffnet und der vorgewählte Gang synchronisiert wird.
Schaltstrategie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Rückschaltung verwendet wird.
Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Fahrzeug mit zumindest zwei Getriebeeingangswellen, denen jeweils eine Kupplung zugeordnet ist, insbesondere zum Durchführen der Schaltstrategie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Steuerungseinrichtung zum Erhöhen der Drehzahl der nicht momentübertragenden Getriebeeingangswelle während der Vorwahl eines Ganges vorgesehen ist.
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