WO2004096597A1

WO2004096597A1 - Antriebsstrang mit einem doppelkupplungsgetriebe sowie verfahren zum steuern desselben

Info

Publication number: WO2004096597A1
Application number: PCT/DE2004/000819
Authority: WO
Inventors: Marian Preisner; Reinhard Berger
Original assignee: Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2004-11-11
Also published as: US20060122031A1; DE112004000068D2; US7329205B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang mit einem Doppelkupplungsgetriebe und ein Verfahren zum Steuern desselben.

Description

Antriebsstranq mit einem Doppelkupplungsgetnebe sowie Verfahren zum Steuern desselben

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Getriebeeingangswellen, wobei jede der beiden Getriebeeingangswellen mittels einer Reibungskupplung mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine koppelbar ist.

Derartige Antriebsstränge mit einem Doppelkupplungsgetriebe mit zumindest zwei Getriebeeingangswellen sind bekannt und werden vorteilhafter Weise mittels einer automatisierten Getriebeaktorik in der Weise eingesetzt, dass bei geschlossener Kupplung der ersten Getriebeeingangswelle das Fahrzeug über einen zwischen dieser Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle angeordneten und eingelegten Gang oder Übersetzungsstufe angetrieben wird, während auf der anderen Getriebeeingangswelle bei geöffneter Kupplung bereits der nächste Gang eingelegt wird. Derartige Anordnungen erlauben ebenfalls, das Kraftfahrzeug in Abhängigkeit vom Beladungszustand und/oder Steigungen der Straße mit unterschiedlichen Anfahrübersetzungen anzufahren, wobei eine kleinere Übersetzung einer ersten Getriebeeingangswelle oder einer ge- genüber dieser größeren Übersetzung auf der anderen Getriebeeingangswelle zum Anfahren benutzt werden kann. Hierbei wird der Beladungszustand des Fahrzeugs und gegebenenfalls die Steigung der Straße mittels entsprechender Erfassungseinrichtungen ermittelt oder vom Fahrer eingegeben daraus eine Auswahl der Anfahrübersetzung zu wählen. Die Bereitstellung derartiger Erfassungseinrichtungen ist jedoch mit Kosten ver- bunden und entsprechend aufwendig, eine Eingabe durch den Fahrer unkomfortabel und fehlerbehaftet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Auswahlmechanismus vorzuschlagen, der ohne zusätzliche Erfassungseinrichtungen auskommt und entsprechend kostengünstig ist. Eine weitere Teilaufgabe ist der Schutz des Fahrzeugs vor Überbelastung während des Anfahrvorgangs. Weiterhin soll eine verschleiß- und wartungsarme Möglichkeit zur Entscheidungsfindung, in welcher Anfahrübersetzung angefahren werden soll, gefunden werden.

Die Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug gelöst, der eine mittels einer Lastanforderungseinrichtung gesteuerte Brennkraftmaschine und ein mittels einer Betätigungseinrichtung automatisiert betätigbares Doppelkupplungsgetriebe mit einer ersten und einer zweiten Getriebeeingangswelle enthält, die jeweils mittels einer ers- ten und einer zweiten Reibungskupplung an eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine koppelbar sind, wobei zumindest ein erster Satz zwischen der ersten Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle schaltbarer Gangradpaare mit einem ersten Gangradpaar mit einer ersten Anfahrübersetzung und zumindest ein zweiter Satz zwischen der zweiten Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle schaltbarer Gangradpaare mit einem zweiten Gangradpaar mit einer zum ersten Gangradpaar unterschiedlichen Anfahrübersetzung vorgesehen sind und während eines Anfahrvorgangs des Kraftfahrzeugs in einer ersten Phase das erste und das zweite Gangradpaar zwischen den Getriebeeingangswellen und der Getriebeausgangswelle geschaltet sind und beide Reibungskupplungen schlupfend mit der Brennkraftmaschine gekuppelt sind und in einer zweiten Phase eine Reibungskupplung geöffnet und die andere vollständig ge- schlössen wird, wobei in der ersten Phase die Beschleunigung des Kraftfahrzeuges unter Zuhilfenahme zumindest eines direkt aus dem Antriebsstrang ableitbaren Parameters abgeschätzt und mit dieser Abschätzung eine Entscheidung getroffen wird, mit welcher der beiden Anfahrübersetzungen der Anfahrvorgang nach Abschluss der ersten Phase fortgesetzt wird. Auf diese Weise ist unabhängig von Sensorsignalen bezüglich des Fahrzeugsgewichts und der Steigung der Straße lediglich mit Informationen, die sowieso im Antriebsstrang vorhanden sind, eine Beurteilung des Beschleunigungsvermögens des Fahrzeugs und somit des Trägheitsmoments möglich, so dass mit der optimalen Anfahrübersetzung angefahren werden kann.

Ein Parameter zur Beurteilung des Anfahrverhaltens, wie beispielsweise dem Beschleunigen des Fahrzeugs, kann die Auswertung des über eine oder beide Reibungskupplungen übertragenen Kupplungsmoments bzw. der in eine oder beide Reibungskupplungen eingetragenen Energie sein. Diese Kupplungsmomente können beispielsweise über Kupplungsdrehmomentsensoren direkt gemessen oder vorzugsweise aus dem in Abhängigkeit von der Stellung einer Lastanforderungseinrichtung aus einem Kennfeld gewonnenen Motormoments bei einem vorgegebenen Reibwert bestimmt werden. Dabei kann der Reibwert wiederum aus dem Öffnungsgrad der Kupplung ermittelt werden, wobei entsprechende Kupplungsreibwerte, die über die Lebensdauer des Fahrzeugs von verschiedenen Parametern wie beispielsweise der Kupplungstemperatur, der Laufdauer, dem Verschleißzustand und dergleichen abhängig sein und entsprechend adaptiert werden können. Der Öffnungsgrad der Kupplung kann aus den Signalen eines Wegsensors des Kupplungsstellers, beispielsweise eines elektrischen , hydraulischen, elektrohydrau- lischen oder pneumatischen Aktors gewonnen werden, wobei bei der Verwendung elekt- rischer Motoren bereits die Anzahl der Umdrehungen und Rückrechnung unter Zuhilfe- nähme der aktiven Übersetzung zum Ausrücken der Kupplung oder andere elektrische Größen wie Strom, Spannung, Leistung Impulsweitenvariation und dergleichen ein Wegmaß darstellen können.

Weiterhin kann als Parameter die Kupplungstemperatur einer oder beider Kupplungen herangezogen werden. Auf diese Weise kann entschieden werden, welche der beiden Kupplungen unter thermischen Voraussetzungen die geeignetere Kupplung zum Anfahren ist. Dabei kann der kumulative Effekt der Erwärmung der Kupplung miteinbezogen werden, wenn beispielsweise mehrere Anfahrgänge hintereinander erfolgt sind. Diese Kupplungstemperatur kann allein den Parameter bilden oder in Abhängigkeit von weiteren Parametern wie beispielsweise der Stellung der Lastanforderungseinrichtung, der Beschleunigung des Fahrzeugs oder dergleichen modifiziert werden. Dabei kann die Kupplungstemperatur direkt durch einen oder mehrere Kupplungstemperatursensoren erfasst oder durch eine Modellierung, beispielsweise aus den eingetragenen Momenten und der Reibleistung ermittelt werden.

Nach dem erfinderischen Gedanken kann weiterhin der Parameter aus einer in Abhängigkeit von der Stellung der Lastanforderungseinrichtung ermittelte Geschwindigkeit sein, die in einem vorgegebenen Zeitintervall nach Beginn des Anfahrvorgangs erzielt wird. Es versteht sich, dass der Parameter dabei auch als Umkehrfunktion vorteilhaft sein kann, indem die Geschwindigkeit vorgegeben wird und eine entsprechende Zeitdauer, die bis zur Erreichen dieser Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Stellung der Lastanforderungseinrichtung benötigt wird, ausgewertet wird. Weiterhin kann der Parameter aus einer Verknüpfung der Motorsolldrehzahl mit der Ge- t ebeeingangswellendrehzahl ermittelt werden, beispielsweise indem eine Differenz zwischen der Motorsolldrehzahl und der Getriebeeingangswellendrehzahl gebildet wird. Die Verwendung der Motorsolldrehzahl anstatt der aktuell vorliegenden Motordrehzahl ist in der Weise vorteilhaft, dass die von der Stellung der Lastanforderungseinrichtung abhängige Motorsolldrehzahl eine vorausschauendere Regelung der Kupplungen ermöglicht als die tatsächlich vorliegende Motordrehzahl.

Insgesamt ist es von Vorteil, den Anfahrvorgang in zwei Phasen zu unterteilen, wobei die erste Phase eine sogenannte Suchphase darstellen kann, indem die Entscheidung, in welcher Anfahrübersetzung angefahren wird, getroffen wird. Im Sinne der Erfindung wird diese erste Phase zeitlich begrenzt, vorteilhafter Weise so, dass eine Entscheidung spätestens dann getroffen wird, wenn die Motordrehzahl gleich der Getriebeeingangswellendrehzahl der Getriebeeingangswelle mit der kleineren Anfahrübersetzung ist. Hierbei kann das Ende der ersten Phase aus dem Quotienten der Differenz zwischen einer von der Lastanforderungseinrichtung vorgegebenen Solldrehzahl der Brennkraftmaschine und der Drehzahl der Getriebeeingangswelle mit der kleinen Anfahrübersetzung einerseits und der Beschleunigung der ersten Getriebeeingangswelle andererseits ermittelt werden. Eine weitere Möglichkeit zur Begrenzung der ersten Phase kann in der Weise vorgesehen sein, dass eine voreingestellte Differenzdrehzahl zwischen der Motorsolldrehzahl und der Getriebeeingangswelle mit der kleineren Anfahrübersetzung nicht unterschritten wird. Wird die letztgenannte Maximalzeit überschritten, wird vorteilhafter Weise der Anfahrvorgang mit der kleineren Anfahrübersetzung fortgesetzt und die Kupplung für die Getriebeeingangswelle mit der größeren Anfahrübersetzung ausgerückt. Ei- ne Fortsetzung der Anfahrt mit der kleineren Anfahrübersetzung kann insbesondere dann erfolgen, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

- Die Anfahrzeit bis zum Erreichen einer vorgegebenen, aus der Motorsolldrehzahl und der Drehzahl einer der Getriebeeingangswellen ermittelten Differenzdrehzahl wird überschritten;

- eine theoretische Beschleunigungszeit bis zur Drehzahlgleichheit zwischen Kurbelwelle und der Getriebeeingangswelle mit der größeren Anfahrübersetzung wird überschritten;

- in die Reibungskupplung der Getriebeeingangswelle mit der größeren Anfahrüberset- zung wird eine Energie eingetragen, die größer als ein vorgegebener Energiegrenzwert ist;

- die Temperatur der Reibungskupplung der Getriebeeingangswelle mit der größeren Anfahrübersetzung überschreitet einen vorgegebenen Temperaturgrenzwert.

- die Beschleunigung des Fahrzeugs ist kleiner als eine vorgegebene Grenzbeschleu- nigung

Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Anfahrzeit und/oder die theoretische Beschleunigung vom Grad der Betätigung der Lastanforderungseinrichtung abhängig festgelegt wird. Der Energiegrenzwert kann vorteilhafter Weise von der in die Reibungskupplung der Getriebeeingangswelle mit der kleineren Anfahrübersetzung eingetragenen Energie abhängig festgelegt werden. Der Temperaturgrenzwert kann von der in der Reibungskupplung der Getriebeeingangswelle mit der kleineren Anfahrübersetzung ermittelten Kupplungstemperatur abhängig festgelegt werden.

Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 die schematische Darstellung eines Doppelkupplungsgetriebes, Figur 2 ein Flussdiagramm zur Anwendung der Erfindung in dem Getriebe nach Figur 1 ,

Figur 3 Diagramm zur Darstellung der Drehmomente und Drehzahlen beim Anfahrvorgang mit kleinerer Übersetzung und

Figur 4 Diagramm zur Darstellung der Drehmomente und Drehzahlen beim Anfahrvorgang mit größerer Übersetzung.

In Fig. 1 ist ein Antriebsstrang mit einem Vertreter 100 der in großer Variationsbreite bekannten Strukturen eines Doppelkupplungsgetriebes schematisches Skelett 100 darge- stellt. Es versteht sich, dass die Anfahrsteuerung gemäß des erfinderischen Gedankens für alle Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Gangsätzen auf jeweils einer Getriebeeingangswelle anwendbar ist und daher dieses Ausführungsbeispiel in keinster Weise als einschränkend zu betrachten ist. Über einen Antriebsmotor wird eine Welle 101 angetrieben, die mit dem Gehäuse 111 eines als Doppelkupplung ausgebildeten Kupplungs- aggregates 110 verbunden ist. Das Kupplungsgehäuse 111 kann mit einer ersten Kupplungsscheibe 112 und/oder mit einer zweiten Kupplungsscheibe 113 verbunden werden. Beide Kupplungsscheiben 112, 113 können Einrichtungen zur Schwingungsdämpfung 114, 115 enthalten. Die beiden Reibungskupplungen werden vorteilhafterweise voneinander unabhängig durch die Aktorik 150, die elektrisch mit einem die Ausrückmechanik direkt oder mittels eines Getriebes beaufschlagenden Elektromotors, einem Piezzoele- ment oder dergleichen, elektrohydraulisch über ein Geber-/Nehmerzylindersystem mit einem den Geberzylinder beaufschlagenden Elektromotor oder pneumatisch ausgebildet sein kann. Die Aktorik 150 wird in Abhängigkeit von der Betriebssituation des Kraftfahrzeugs von dem Steuergerät 160 gesteuert, in dem die entsprechenden Kennlinien und Informationen zum Betrieb der Reibungspupplungen abgelegt sind und/oder das in Signalverbindungen mit anderen Steuergeräten steht, um die entsprechenden Informationen abzufragen und für den Steuerprozess auszuwerten. Insbesondere werden im Steuergerät 160 die Daten für den Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs bearbeitet.

Mit der ersten Kupplungsscheibe 112 ist eine erste Getriebeeingangswelle 102 antreibbar, die über ein Zahnradpaar 120, das durch die Zahnräder 120a und 120b gebildet wird, eine erste Vorgelegewelle 104 antreibt. Die erste Vorgelegewelle 104 trägt die Losräder 121a, 122a und 123a der Zahnradpaare 121, 122 und 123, die die Gänge 1, 3 und 5 bilden. Gang 1 ist dabei als Anfahrgang mit der entsprechenden Anfahrübersetzung zu verstehen. Die Losräder 121a, 122a und 123a sind mittels Schaltkupplungen 143 und 144 drehfest mit der Vorgelegewelle 104 verbindbar.

Mit der zweiten Kupplungsscheibe 113 ist eine zweite Getriebeeingangswelle 103 antreibbar, die über ein Zahnradpaar 130, das durch die Zahnräder 130a und 130b gebildet wird, eine zweite Vorgelegewelle 105 antreibt. Die zweite Vorgelegewelle 105 trägt die Gangräder 131a und 132a, sowie das Losrad 133a der Zahnradpaare 131, 132 und 133, die die Gänge 2, 4 und 6 bilden. Der Gang 2 mit einer größeren Übersetzung als Gang 1 ist dabei als der Anfahrgang der Getriebeeingangswelle 103 zu betrachten. Die Gangräder 131a und 132a sind drehfest mit der Vorgelegewelle 105 verbunden, das Losrad 133a ist mittels einer Schaltkupplung 142 mit ihr verbindbar. Die Losräder 131b und 132b der Gänge 2 und 4, sowie die Gangräder 121b, 122b, 123b und 133b der Gänge 1, 3, 5 und 6 sind auf der Abtriebswelle 106 angeordnet, wobei die Gangräder 121b, 122b, 123b und 133b drehfest mit der Abtriebswelle 106 verbunden sind und die Losräder 131b und 132b über eine Schaltkupplung 141 drehfest mit ihr ver- bindbar sind.

Weiterhin ist eine Schaltkupplung 140 zur Verbindung der zweiten Eingangswelle 103 mit der ersten Vorgelegewelle 104 respektive der ersten Eingangswelle 102 mit der zweiten Vorgelegewelle 105 vorhanden.

Die Schaltkupplungen 141, 142, 143 und 144 verbinden jeweils die Losräder 121a, 131b, 122a, 132b, 123a und 133a über eine Schiebemuffe und ein mit der Welle drehfest verbundenes Kupplungsteil mit den Wellen 104, 105 bzw. 106. Die Schaltkupplung 140 verbindet über eine Schiebemuffe das Gangrad 120a mit dem Losrad 131b. Die Schaltkupplungen 140, 141, 142, 143 und 144 können Elemente zur Drehzahlsynchroni- sierung enthalten. Die Schaltkupplungen 140, 141 , 142, 143 und 144 sind automatisiert mittels der Getriebeaktorik 170 betätigbar, die wie beispielhaft anhand der Schaltkupplung 140 gezeigt, die Schiebemuffen der Schaltkupplungen elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch verlagern.

Erfindungsgemäß wird vorzugsweise in der Weise angefahren, dass Gang 1 durch Verbinden des Losrads 121a mittels der Schaltkupplung 143 mit der Vorgelegewelle 104 und Gang 2 durch Verbinden des Losrads 131b mittels der Schaltkupplung 141 mit der Abtriebswelle 106 eingelegt und durch schlupfenden Betrieb der beiden Kupplungsscheiben 112, 113 Drehmoment von der Kurbelwelle 101 über die Getriebeeingangswellen 102, 103, die Vorgelegewellen 104, 105 und die geschalteten Gänge 1 und 2 auf die Getriebeausgangswelle und von dort auf die Antriebsräder übertragen wird. Entspre- chend des Flussdiagramms der Figur 2 erfolgt eine Entscheidung, wie der Anfahrvorgang abläuft.

Alternativ bei klarer Anfahrsituation in einem vordefinierten Gang, wenn die Steigungs- zustände der Strasse und die Lastverhältnisse klar sind oder wenn vom Fahrer dies ge- wünscht wird, kann wie folgt angefahren werden: zum Anfahren im 1. Gang wird das Losrad 121a mittels der Schaltkupplung 143 mit der Vorgelegewelle 104 drehfest verbunden, wobei die Schaltkupplung 144 geöffnet ist und über die erste Kupplungsscheibe 112 des Kupplungsaggregates 110 die Antriebswelle 101 mit der ersten Eingangswelle 102 verbunden wird. Für eine Hochschaltung in den 2. Gang wird das Losrad 131b mit- tels der Schaltkupplung 141 mit der Abtriebswelle 106 drehfest verbunden, wobei die Schaltkupplung 142 geöffnet ist, durch Lösen der ersten Kupplungsscheibe 112 vom Kupplungsgehäuse 111 wird die Antriebswelle 101 von der ersten Eingangswelle 102 getrennt und über die zweite Kupplung 113 wird die Antriebswelle 101 mit der zweiten Eingangswelle 103 verbunden. Auch bei allen weiteren Hoch- bzw. Rückschaltungen wird so verfahren, dass der Momentenfluss von einer Vorgelegewelle zur anderen umgeleitet wird, wobei jeweils die entsprechenden Schaltkupplungen geschlossen bzw. geöffnet sind.

Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm mit einer Anfahrroutine 200 einer ersten Phase eines Anfahrvorgangs, die sooft durchlaufen wird, bis das Entscheidungssignal E, das im Anfangsblock 201 zu FALSE gesetzt wird, den Wert TRUE erhält. Im Block 201 wird geprüft, ob die Beschleunigung ώ(GE1), das heißt, die Drehzahländerung über die Zeit, einer Getriebewelle - hier der Getriebewelle GE1 mit der kleineren Anfahrübersetzung - größer als die Beschleunigung ώ(M) des Motors bzw. der Kurbelwelle ist und die Be- schleunigung ώ(F) des Fahrzeugs größer Null ist, wobei die Beschleunigung des Fahrzeugs über die Drehzahlgradienten eines oder mehrerer Raddrehzahlsensoren ermittelt werden kann, um einen Beschleunigungssensor zu erübrigen. Es wird dabei geprüft, ob sich das Fahrzeug bereits in Betrieb gesetzt hat, nachdem beide Anfahrgänge geschal- tet wurden und die Kupplungen K1 und K2 in schlupfendem Betrieb zu schließen beginnen. Ist eine der beiden Bedingungen nicht erfüllt, wird die Anfahrroutine 200 erneut durchlaufen. Sind beide Bedingungen und eine der folgenden Bedingungen ebenfalls erfüllt, wird die Anfahrroutine 200 in Block 203 weitergeführt, das heißt, dass eine Entscheidung herbeigeführt wird: Die Anfahrzeit T1 ist größer als eine vorgegebene maximale Anfahrzeit KT1 , wobei KT1 ein empirischer, sich aus dem Fahrzeugleergewicht, ggf. der Stellung der Lastanforderungseinrichtung und weiteren Parametern gebildeter Wert sein kann und wodurch das Fällen einer Entscheidung zu einem zu frühen Zeitpunkt verhindert wird, oder die Zeit T2(K1 ) als Funktion

T2(K1 ) = (n(M) - n(GE1 ))/ ώ(GE1 ) bis zum Erreichen einer vorgegebenen, geringen, vorzugsweise vernachlässigbaren Drehzahldifferenz zwischen einer Sollmotordrehzahl n(M) und der Drehzahl n(GE1) der Getriebeeingangswelle GE1 mit der kleineren Anfahrübersetzung ist kleiner ist als ein vorgegebener, ggf. von der Stellung der Lastanforderungseinrichtung abhängig gestalteter Zeitschwellenwert KT2 (z.B. 100 - 500ms, vorzugsweise ca. 250 ms), wobei die Drehzahl der Getriebeeingangsdrehzahl und deren Ableitung nach der Zeit ώ(GE1) aus der Kenntnis eines oder mehrerer Radrehzahlsensoren in Verbindung mit der im Getriebe geschalteten Übersetzung ermittelt werden kann und eine Entscheidung eingeleitet wird, bevor eine Synchronisationsdrehzahl zwischen der Kurbelwelle und der Getriebeeingangswelle GE1 eingetreten ist, oder ein in die Kupplungen K1 , K2 eingetragener Energiewert E(K1 , K2), ist größer als ein vorgegebener Energiewert KE, der konstant vorgegeben oder in Abhängigkeit von der Stellung der Lastanforderungseinrichtung festgelegt werden kann, oder ein mittels eines Temperatursensors oder einer Modellrechnung ermittelter, eine oder beide Kupplungen K1 , K2 betreffender Kupplungstemperaturwert TEMP(K1 , K2) ist grö- ßer als ein vorgegebener Kupplungstemperaturwert KTEMP. oder die Beschleunigung ώ(F) des Fahrzeugs ist größer als eine vorgegebene Grenzbeschleunigung Kώ(F), die beispielsweise der Beschleunigung des Fahrzeugs mit Teil- o- der Vollbeladung und/oder dem Fahrwiderstand an einer vorgegebenen Steigung ent- sprechen kann.

In Block 203 wird entschieden, dass bei einem Energieeintrag E(K1) in die Kupplung K1 größer als einem vorgegebenen Schwellenwert KE(K1 ) oder bei einer Kupplungstemperatur TEMP(K1 ) der Kupplung K1 über einem vorgegebenen Temperaturschwellenwert KTEMP(K1) das Entscheidungssignal E zu TRUE gesetzt und die Entscheidung gefällt wird, dass mit der größeren Übersetzung der Getriebeeingangswelle GE2 angefahren, was durch Setzen des Gangsignals G1=FALSE in Block 204 signalisiert wird, und die Kupplung K1 die Getriebeeingangswelle GE1 mit der kleineren Anfahrübersetzung vom Motor trennt. Ist weder der Energieeintrag E(K1 ) an der Kupplung K1 größer als der Schwellenwert KE(K1) noch die Kupplungstemperatur TEMP(K1) der Kupplung K1 größer als der Schwellenwert KTEMP(K1) werden in Block 205 die Eigenschaften an der Kupplung K2 geprüft. Wird in Kupplung K2 ein Energieeintrag E(K2) größer als ein vorgegebener Schwellenwert KE(K2) eingetragen oder ist die Kupplungstemperatur KTEMP(K2) größer als der vorgegebene Schwellenwert KTEMP wird in Block 206 das Schaltsignal G1 und das Entscheidungssignal jeweils auf TRUE gesetzt, was bedeutet, dass das Fahrzeug nach der Entscheidungsphase im kleineren Gang, das heißt, mit der kleineren Anfahrübersetzung weiterbetrieben und die Kupplung K2 geöffnet wird. Sind der Energieeintrag E(K2) und die Kupplungstemperatur TEMP(K2) kleiner als die entsprechenden Schwellenwerte KE(K2), KTEMP(K2), wird die Entscheidung über die geeignete Anfahrübersetzung in Block 207 entschieden. Ist die bereits oben näher erläuterte Zeit T1 kleiner als der dort definierte Schwellenwert KT1 sowie eine der folgenden Bedingungen erfüllt, wird bei größerer, trifft keine der Bedingungen zu , wird bei kleinerer Anfahrübersetzung angefahren, wobei Entscheidungssignal E und Gangsignal G1 in den Blöcken 204, 206 entsprechend gesetzt werden: Die Zeit T3(K2) nach der Gleichung

T3(K2) = (n(M) - n(GE2))/ ώ(GE2), bei der bei vorgegebener Beschleunigung der Getriebeeingangswelle ώ(GE2), die wie die Beschleunigung der Getriebeeingangswelle GE1 aus Informationen der Raddrehzahlen bestimmt werden kann, praktisch Drehzahlgleichheit zwischen der Motorsolldrehzahl n(M) und der Drehzahl der Getriebeeingangswelle GE2 mit der größeren Anfahrübersetzung erreicht wird, ist kleiner als eine Schwellenzeit KT3 oder die Beschleunigung ώ(F) des Fahrzeugs ist größer als eine vorgegebene Grenzbeschleunigung Kώ(F), die beispielsweise der Beschleunigung des Fahrzeugs mit Teil- o- der Vollbeladung und/oder dem Fahrwiderstand an einer vorgegebenen Steigung entsprechen kann.

Sobald die Entscheidung durch Setzen des Entscheidungssignals E getroffen ist, wird die erste Phase beendet und entsprechend dem gesetzten Gangsignal eine der Kupp- lung K1 , K2 geöffnet und die Anfahrt in der zweiten Phase mit der anderen Kupplung fortgesetzt.

Figur 3 zeigt ein Diagramm mit Drehmomentverläufen M und zugehörigen Drehzahlen n im zeitlichen Ablauf t eines Anfahrvorgangs. Dabei zeigt die Kurve 301 das rechnerisch ermittelte, maximal über die der Getriebeeingangswelle GS1 mit der kleineren Anfahr- Übersetzung zugeordnete Kupplung K1 übertragbare Moment M(T), das zumindest von der Schlupfdrehzahl zwischen Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle GE1 , von der Aktorgeschwindigkeit, mit der die Kupplung K1 betätigt werden kann, von der Stellung des Lastanforderungseinrichtung und einer zeitaktuell bestimmten Beschleunigung der Getriebeeingangswelle GE1 abhängt. Auf diese Weise kann mit dem Moment M(T) ein Maß dafür zur Verfügung gestellt werden, welches Kupplungsmoment mittels einer Kupplung- saktorik mit systembedingter Verstellgeschwindigkeit bei Fortschreiten des Einkuppelvorgangs der Kupplung K1 in der Phase 1 , bei der mit beiden Kupplungen K1 , K2 angefahren wird, übertragen werden kann, um bei einer Entscheidung mit der Kupplung K2 anzufahren und dabei die Kupplung K1 noch öffnen zu können, ohne dass sich die Kupplung K1 in der noch verbleibenden Zeit der Entscheidungsphase (Phase 1) bereits in der Haftphase (vernachlässigbarer Schlupf zwischen Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle GE1) befindet.

Das Gesamtkupplungsmoment M(G) in Kurve 302 setzt sich aus den beiden Kupplungsmomenten M(K1), M(K2) der Kupplung K1 (Kurve 303) und der Kupplung K2 (Kur- ve 304) im wesentlichen additiv zusammen und wird vorteilhafterweise so gesteuert, dass es nach dem Einschwingen dem Motormoment M(M) (Kurve 305) entspricht. Zu Beginn des Anfahrvorgangs bei T=0 wird durch Betätigen der Lastanforderungseinrichtung, die ein Fahrpedal, ein Gashebel oder dergleichen sein kann, erhöht sich die Drehzahl n(M) des Motors (Kurve 306) und infolge des sofort beginnenden Einkuppelvorgangs der Kupplungen K1, K2 die Drehzahlen n(GE1), n(GE2) der Getriebeeingangswelle GE1 mit der kleineren Anfahrübersetzung (Kurve 307) und der Getriebeeingangswelle GE 2 (Kurve 308). Die unterschiedlichen Drehzahlen n(GE1), n(GE2) resultieren aus den unterschiedlichen Übersetzungen der eingelegten Gangstufen und werden durch unterschiedliche Schlupfdrehzahlen der Kupplungen K1 , K2 ausgeglichen. Während Phase 1 wird eine Entscheidung zum Zeitpunkt T(E) gefällt, dass in der kleineren Anfahrübersetzung der Getriebeeingangswelle GE1 angefahren wird. Die Kupplung K2 wird geöffnet und das Moment M(K2) wird abgebaut, während das Moment M(K1) erhöht wird. Als Entscheidungskriterien kommt zumindest eines der unter Figur 2 beschriebenen Kriterien in Frage, wobei die konstante KT2 so gewählt werden kann, dass eine Entscheidung in den Zeitbereich fällt, in dem die beiden Momente M(T), M(K1) im wesentlichen gleich sind. Die Zeit t zwischen dem Beginn des Anfahrvorgangs T=0 und der Entscheidung T(E) ist fahrzeug-, beladungs- und steigungsabhängig, wobei sich in der Praxis Werte zwischen 0,5 und 10s als ungefähre Richtwerte gezeigt haben.

Figur 4 zeigt ein der Figur 3 entsprechendes Diagramm, bei dem eine Entscheidung zugunsten einer Anfahrt in der größeren Anfahrübersetzung gefällt wird. Die entsprechenden Kurvenbezeichnungen wurden gegenüber der Figur 3 um 10 erhöht und entsprechen ansonsten diesen. Durch die geringe Last und/oder Fahrt bei den Lastwiderstand verminderten Steigungsbedingungen der Strasse (leichte Steigung, Ebene, Gefälle) be- schleunigt das Fahrzeug sehr schnell, so dass die entsprechenden unter Figur 2 beschriebene Parameter (kurze Beschleunigungszeiten des Fahrzeugs, geringe Energieeinträge in die Kupplung, kleine Erwärmungen der Kupplungen) sehr schnell eine Entscheidung zugunsten der höheren Anfahrübersetzung, so dass die Phase 1 entsprechend kurz und die Phase 2 bis zur Drehzahlgleichheit der Getriebeeingangswelle GE2 und der Kurbelwelle länger ausfällt.

Claims

Patentansprüche

1. Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit einer mittels einer Lastanforderungseinrichtung gesteuerten Brennkraftmaschine und einem mittels einer Betätigungseinrich- tung automatisiert betätigbaren Doppelkupplungsgetriebe mit einer ersten und einer zweiten Getriebeeingangswelle, die jeweils mittels einer ersten und einer zweiten Reibungskupplung an eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine koppelbar sind, mit zumindest einer Getriebeausgangswelle und zumindest einem ersten Satz zwischen der ersten Getriebeeingangswelle und der zumindest einen Getriebeausgangswelle schaltbarer Gangradpaare mit einem ersten Gangradpaar mit einer ersten Anfahrübersetzung und zumindest einem zweiten Satz zwischen der zweiten Getriebeeingangswelle und der zumindest einen Getriebeausgangswelle schaltbarer Gangradpaare mit einem zweiten Gangradpaar mit einer zum ersten Gangradpaar unterschiedlichen zweiten Anfahrübersetzung, dadurch gekennzeichnet, dass während ei- nes Anfahrvorgangs des Kraftfahrzeugs in einer ersten Phase das erste und das zweite Gangpaar zwischen den Getriebeeingangswellen und der zumindest einen Getriebeausgangswelle geschaltet sind und beide Reibungskupplungen schlupfend mit der Brennkraftmaschine gekoppelt sind und in einer zweiten Phase eine Reibungskupplung geöffnet und die andere geschlossen wird, wobei in der ersten Phase die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs unter Zuhilfenahme zumindest eines direkt aus dem Antriebsstrang ableitbaren Parameters abgeschätzt und mit dieser Abschätzung eine Entscheidung getroffen wird, mit welcher der beiden Anfahrübersetzungen der Anfahrvorgang nach Abschluss der ersten Phase fortgesetzt wird.

2. Antriebsstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter ein während des Anfahrvorgangs über zumindest eine Reibungskupplung übertragenes Kupplungsmoment ist.

3. Antriebsstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das übertragene Kupplungsmoment aus einem an der zumindest einen Reibungskupplung anliegenden Motormoment und einem Reibwert dieser ermittelt wird.

4. Antriebsstrang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibwert eine rechnerische, adaptierbare Größe ist und vom Öffnungsgrad der zumindest einen

Reibungskupplung abhängt.

5. Antriebsstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter eine während des Anfahrvorgangs ermittelte Kupplungstemperatur ist.

6. Antriebsstrang nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungstemperatur mittels eines Temperatursensors gemessen oder mittels eines Wärmemodells ermittelt wird.

7. Antriebsstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter ein in Abhängigkeit von der Stellung der Lastanforderungseinrichtung ermitteltes Zeitintervall ist, in dem ab Beginn des Anfahrvorgangs eine vorgegebene Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erzielt wird.

8. Antriebsstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter eine in Abhängigkeit von der Stellung der Lastanforderungseinrichtung ermittelte Geschwindigkeit ist, die in einem vorgegeben Zeitintervall nach Beginn des Anfahrvorgangs erzielt wird.

9. Antriebsstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter aus einer Motorsolldrehzahl und einer der Getriebeeingangswellendrehzahlen ermittelt wird.

10. Antriebsstrang nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter aus der Differenz von Motorsolldrehzahl und Getriebeeingangswellendrehzahl gebildet wird.

11. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Phase eine zeitlich begrenzte, vorgebbare Dauer hat.

12. Antriebsstrang nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die zeitlich begrenzte Dauer aus dem Quotienten der Differenz zwischen einer von der Lastanforderungseinrichtung vorgegebenen Solldrehzahl der Brennkraftmaschine und der Drehzahl der Getriebeeingangswelle mit der kleineren Anfahrübersetzung und der

Beschleunigung der ersten Getriebeeingangswelle ermittelt wird.

13. Antriebsstrang nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer durch einen vorgegebenen Maximalwert begrenzt ist.

14. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Phase nach dem Fällen der Entscheidung spätestens dann beendet wird, wenn die Getriebeeingangswelle mit der kleineren Übersetzung die aktuell vorliegende Drehzahl der Brennkraftmaschine erreicht hat.

15. Antriebstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug nach erfolgter Entscheidung in einer kleineren Anfahrübersetzung angefahren wird, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

- die Anfahrzeit bis zum Erreichen einer vorgegebenen, aus der Motorsolldrehzahl und Drehzahl einer der Getriebeeingangswellen ermittelten Differenzdrehzahl wird überschritten;

- eine theoretische Beschleunigungszeit bis zur Drehzahlgleichheit zwischen Kurbelwelle und der Getriebeeingangswelle mit der größeren Anfahrübersetzung wird überschritten; - die Beschleunigung des Fahrzeugs ist kleiner als eine vorgegebene Grenzbeschleunigung;

- in die Reibungskupplung der Getriebeeingangswelle mit der größeren Anfahrübersetzung wird eine Energie eingetragen, die größer als ein vorgegebener Energiegrenzwert ist; - die Temperatur der Reibungskupplung der Getriebeeingangswelle mit der größeren Anfahrübersetzung überschreitet einen vorgegebenen Temperaturgrenzwert.

16. Antriebsstrang nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Anfahrzeit und/oder die theoretische Beschleunigungszeit vom Grad der Betätigung der Lastan- forderungseinrichtung abhängig festgelegt werden.

17. Antriebsstrang nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiegrenzwert von der in die Reibungskupplung der Getriebeeingangswelle mit der kleineren Anfahrübersetzung eingetragenen Energie abhängig festgelegt wird.

18. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturgrenzwert von der in der Reibungskupplung der Getriebeeingangswelle mit der kleineren Anfahrübersetzung ermittelten Kupplungstemperatur abhängig festgelegt wird.

19. Verfahren zum Steuern eines Doppelkupplungsgetriebes entsprechend den Ansprüchen 1 bis 18.

20. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter eine während des Anfahrvorgangs ermittelte Fahrzeugbeschleunigung ist.