DE10114880A1

DE10114880A1 - Getriebe

Info

Publication number: DE10114880A1
Application number: DE10114880A
Authority: DE
Inventors: Martin Brandt
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2001-10-11
Also published as: ITMI20010703A0; AU7381701A; ITMI20010703A1; GB0225321D0; US20030110875A1; FR2807128B1; WO2001074619A2; US6729198B2; GB2381840B; GB2381840A; FR2807128A1; JP2004512472A; DE10191213D2; WO2001074619A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe und ein Verfahren zum Steuern eines automatisierten Getriebes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren insbesondere zur Steuerung oder Schaltung eines Getriebes, sowie ein Getriebe zur Verwendung des Verfahrens.

Bei solchen Getrieben ist es häufig nachteilig, daß sich der Reibwert von Last schaltkupplungen oder anderer Kupplungen während des Betriebes des Ge triebes, auch kurzfristig, ändern kann, wie beispielsweise als Funktion der Temperatur der Kupplung. Dadurch entsteht ein relativ unkomfortables Steue rungsverhalten, da die Kupplung aufgrund des Unterschiedes des von der Steuerung verwendeten Wertes des Reibwertes zu dem real vorliegenden Wert des Reibwertes unter Umständen nicht das Solldrehmoment überträgt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren zu schaffen, welche die oben beschriebenen Probleme mildert bzw. vermeidet.

Dies wird gemäß des Merkmals des Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.

Im weiteren wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Aus führungsbeispielen beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Getriebes,

Fig. 2 eine Schaltbild zur Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfah rens zur Reibwertadaption.

Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Getriebe 1 eines Kraftfahrzeuges, welches einer Antriebseinheit 2, wie Motor oder Brennkraftmaschine, und einer Anfahr- oder Schaltkupplung 3, wie beispielsweise eine Reibungskupplung, nachgeord net ist. Das Getriebe 1 weist eine Eingangswelle 4, eine Vorgelegewelle 5 und gegebenenfalls eine zusätzliche Ausgangswelle 6 auf, wobei im Ausführungs beispiel der Fig. 1 die Vorgelegewelle gleich der Ausgangswelle ist. In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, wenn eine zusätzliche Ausgangswelle 6 zur Eingangswelle 4 und zur Vorgelegewelle 5 vorgesehen ist. Zwischen Motor 2 und Getriebe 1 ist ein Schwungrad 10 ange ordnet, auf welchem die Reibungskupplung 3 mit Druckplatte und Kupplungs deckel angeordnet ist. Ebenso kann statt des starren Schwungrades 10 ein Zweimassenschwungrad vorgesehen sein, welches zwei relativ zueinander ver drehbar gelagerte Schwungmassen aufweist, die entgegen Rückstellkräften beispielsweise von zwischen den Schwungmassen angeordneten Kraftspeichern verdrehbar sind.

Zwischen Kupplungsmitnehmerscheibe 3a und Getriebeeingangswelle 4 ist ein Drehschwingungsdämpfer 11 angeordnet. Dieser weist zumindest zwei relativ zueinander verdrehbar gelagerte scheibenförmige Bauteile 11a, 11b auf, die entgegen Rückstellkräften beispielsweise von zwischen den Bauteilen angeord neten Kraftspeichern 12 verdrehbar sind. Radial außen an der Mitnehmerschei be sind vorzugsweise Reibbeläge angeordnet.

Die Wellen, wie Eingangswelle, Ausgangswelle und gegebenenfalls Vorgelege welle sind mittels Lager innerhalb eines Getriebegehäuses drehbar gelagert und in radialer Richtung zentriert und gegebenenfalls in axialer Richtung gelagert. Diese Lager sind jedoch nicht explizit dargestellt.

Die Eingangswelle 4 und die Ausgangswelle 5 sind im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet angeordnet. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Ausgangswelle auch koaxial zur Eingangswelle angeordnet sein, wobei diese ebenfalls innerhalb des Getriebegehäuses gelagert und zentriert sein kann.

Die Anfahr- oder Schaltkupplung 3 ist in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel beispielsweise als naß laufende Reibungskupplung beispielsweise innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet. In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbei spiel ist die Kupplung 3 beispielsweise als Trockenreibungskupplung beispiels weise innerhalb einer Kupplungsglocke zwischen Motor 2 und Getriebe 1 ange ordnet.

Mit der Eingangswelle 4 des Getriebes 1 sind die Gangräder 20, 21, 22, 23, 24 und 25 axial fest und drehfest verbunden. Die Gangräder 20 bis 25 kämmen Zahnräder 30, 31, 32, 33, 34 und 35, wie Losräder, die auf der Vorgelegewelle 5 verdrehbar und mittels Kupplungen mit der Welle 5 drehfest verbindbar sind. Zwischen Zahnrad 25 und Zahnrad 35 ist das Zwischenzahnrad 36 zur Dreh richtungsumkehr angeordnet. Die Zahnradpaarung 25, 35, 36 stellt somit die Paarung für den Rückwärtsgang R dar. Die Zahnradpaarung 24, 34 stellt die Paarung für den ersten Gang dar. Die Zahnradpaarung 23, 33 stellt die Paarung für den zweiten Gang dar. Die Zahnradpaarung 22, 32 stellt die Paarung für den dritten Gang dar. Die Zahnradpaarung 21, 31 stellt die Paarung für den vierten Gang dar. Die Zahnradpaarung 20, 30 stellt die Paarung für den fünften Gang dar. Die Losräder 30 bis 35 können in einem weiteren vorteilhaften Ausfüh rungsbeispiel auch auf der Eingangswelle angeordnet sein und die Gangräder auf der Vorgelegewelle. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können auf jeder Welle sowohl Los- als auch Gangräder vorgesehen sein.

Die Zahnräder 30, 31 sind unter axialer Verlagerung der Kupplung 40, wie Schie bemuffe, mit der Vorgelegewelle 5 drehfest formschlüssig verbindbar. Gleiches gilt für die Zahnräder 32, 33 welche unter axialer Verlagerung der Schiebemuffe 41 mit der Vorgelegewelle 5 drehfest formschlüssig verbindbar sind. Dies gilt auch für die Zahnräder 34, 35, welche unter axialer Verlagerung der Schiebe muffe 42 mit der Ausgangswelle 5 formschlüssig verbindbar sind. Dabei kann nur jeweils ein Zahnrad mittels einer Schiebemuffe mit der Welle verbunden werden, da die Schiebemuffen durch die axiale Verlagerung in die eine oder in die andere axiale Richtung eine formschlüssige Verbindung zwischen Welle und Zahnrad erzeugen kann und die Schiebemuffen jeweils zwischen zwei Zahnrä dern angeordnet ist.

Das Getriebe 1 weist, wie dargestellt, drei Baugruppen auf, die durch jeweils zwei Zahnradpaare und eine dazwischen angeordnete Kupplung, wie Schiebe muffe, gebildet sind. Die eine Baugruppe A ist durch die Zahnradpaare 20, 30 und 21, 31 und die Schiebemuffe 40 gebildet. Die zweite Baugruppe B ist durch die Zahnradpaare 22, 32 und 23, 33 und die Schiebemuffe 41 gebildet. Die dritte Baugruppe C ist durch die Zahnradpaare 24, 34 und 25, 35, 36 und die Schiebe muffe 42 gebildet.

Die Kupplungen 40, 41 und/oder 42 können vorteilhaft als formschlüssige Kupp lungen, wie Klauenkupplungen, gebildet sein. Ebenso können sie in einem weite ren Ausführungsbeispiel als reibschlüssige Kupplungen mit konischen oder ebenen kreisringförmigen Reibflächen mit einer oder mehr als einer Reibfläche, wie als Lamellenkupplung, ausgebildet sein. Weiterhin können sie in einem anderen Ausführungsbeispiel mit einer Synchronisiereinrichung mit einem oder mehr als einem Synchronisierring 50 ausgebildet sein. Ebenso können auch Kombinationen von reibschlüssigen und formschlüssigen Kupplungen ausgebil det sein.

Wie zu erkennen ist, bilden die Zahnradpaare des ersten und Rückwärtsganges die erste Baugruppe und die Zahnradpaare des zweiten und dritten Ganges die zweite Baugruppe und die Zahnradpaare des vierten und fünften Ganges die dritte Baugruppe. Es können auch andere erfindungsgemäße Baugruppen zusammengestellt werden.

Die Schiebemuffen 40, 41 und 42 zur Schaltung der Gänge des Getriebes 1 werden durch die Betätigungseinheiten 60, 61, 62 betätigt, wie axial verlagert, wobei zwischen den Betätigungseinheiten und den Schiebemuffen jeweils eine Verbindung, wie ein Gestänge, eine hydrostatische Strecke oder ein Seilzug oder ein Bowdenzug oder eine Schaltwelle vorgesehen ist. Die Betätigungsein heit kann einen elektromotorischen, einen elektromagnetischen und/oder einen druckmittelbetätigten Antrieb, wie beispielsweise eine Hydraulikeinheit, vorse hen. Diesbezüglich verweisen wir auf die DE 44 26 260, DE 195 04 847, DE 196 27 980, DE 196 37 001. Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf diese älteren Patentanmeldungen, deren Inhalt hiermit ausdrücklich zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Patentanmeldung gehört.

In zumindest einer Verbindung zwischen Betätigungseinheit und Schiebemuffe kann eine Übersetzung i vorgesehen sein.

Entsprechende erfindungsgemäße Getriebe könne auch beispielsweise mit einem Vierganggetriebe mit Rückwärtsgang (vier Vorwärtsfahrgänge) oder mit einem Sechsganggetriebe mit Rückwärtsgang (sechs Vorwärtsfahrgänge) ohne Beschränkung der Allgemeinheit ausgebildet werden.

Zur Detektion der Getriebeausgangsdrehzahl, der Drehzahl der Welle 5 ist ein Drehzahlsensor 70 vorgesehen. Zur Detektion der Getriebeeingangsdrehzahl, der Drehzahl der Welle 4 kann weiterhin ein zusätzlicher Drehzahlsensor vorge sehen sein. Zur Detektion der Motordrehzahl ist ein Drehzahlsensor 71 vorgese hen. Zur Steuerung der Betätigung von Anfahr/Schaltkupplung und der Kupplun gen zur Getriebeübersetzungsänderung ist eine elektronische Steuereinheit vorgesehen, die mit Speicher und Computereinheit versehen ist und anhand der eingehenden Signale Steuersignale generiert zur Ansteuerung der Betätigungs einheiten. Die Drehzahlen von Wellen können auch anhand gemessener Dreh zahlen von anderen Wellen mit der gegebenen Übersetzung berechnet werden.

Mit einem der Zahnräder 30 bis 34 ist eine Kupplung 80, wie Lastschaltkupplung, verbunden, die das Zahnrad mit der Welle 5 verbindet, wenn sie eingerückt ist. Die Kupplung 80 ist über den Betätigungsaktor 65 über die Verbindung 65b betätigbar, wie einrückbar und ausrückbar. Die Kupplung 80 wird mit dem vor teilhaft mit dem gleichen Betätigungsaktor oder einem separaten Aktor betätigt, wie die Anfahr- oder Schaltkupplung 3, die mittels des Betätigungsaktors 65 mittels der Verbindung 65a ein- und ausrückbar ist.

Vorteilhaft ist es, wenn die Kupplung 80 an dem axialen Ende der Welle 5 angeordnet ist, die der Kupplung 3 benachbart ist. In einem weiteren vorteil haften Ausführungsbeispiel ist es zweckmäßig, wenn die Kupplung 80 an dem axialen Ende der Welle 5 angeordnet ist, die der Kupplung 3 entgegengesetzt ist.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal des Getriebes ist, daß über ein Zahnrad des Getriebes, wie beispielsweise Zahnrad 20 bis 24 eine Elektromaschine, wie Starter, Generator oder auch Startergenerator 90 des Antriebsmotors die Welle 4 antreiben kann. Ebenso kann damit ein Elektrogenerator, wie Lichtma schine, angetrieben werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Starter und der Generator zu einer kombinierten Elektromaschine, wie Starter-Generator, zusammen gefaßt ist. Die Elektromaschine kann somit den Antriebsmotor starten, in einem weiteren Betriebsmodus jedoch auch Drehmoment an den Abtrieb des Getriebes geben und somit eine Antriebsunterstützung zu dem Antriebsmotor liefern. In geeigneter Weise kann die Elektromaschine bei ge ringen Drehmoment- oder Leistungsanforderungen auch alleine zum Antrieb des Fahrzeuges zumindest kurzfristig oder kurzzeitig verwendet werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel oder Anwendungsbeispiel der Erfindung kann die Elektromaschine dazu verwendet werden, um aus der kinetischen Energie des Fahrzeuges einen Teil der Energie in elektrische Energie umzu wandeln und beispielsweise in einer Batterie zu speichern. Dies kann bei spielsweise im Schubbetrieb des Motors 2 beispielsweise bei Bergabfahrten und/oder bei Bremsvorgängen des Fahrzeuges erfolgen. Ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Getriebe kann dadurch in vorteilhafter Art den Treibstoffverbrauch und die Schadstoffemission senken. Die Elektromaschine kann auch bei Schaltvorgängen ein Momentenniveau anheben.

Die Elektromaschine 90 kann gemäß Fig. 1 beispielsweise von einem Zahn rad angetrieben werden und parallel zu der Getriebeeingangswelle oder der Getriebeausgangswelle angeordnet sein. Zwischen einem Gangrad beispiels weise 20 und dem Antriebsritzel 91 der Elektromaschine 90 kann ein Zwi schenzahnrad 92 vorgesehen sein. Auch kann die Elektromaschine mittels Riemen oder Kette angetrieben werden. Zur Übersetzung und Antrieb von/zu der Elektromaschine kann ein stufenlos einstellbares Getriebe, ein Stufenge triebe, ein umschaltbares oder ein fest eingestelltes Getriebe dienen. Weiterhin kann die Elektromaschine auch koaxial zu der Getriebeeingangs welle angeordnet sein.

Bei der Erfindung handelt es sich um ein lastschaltendes oder lastschaltfähi ges Getriebe 1. Die Lastschaltung wird dadurch erreicht oder durchgeführt, daß der Verbrennungsmotor 2 inklusive Eingangswelle 4 mittels einer Last schaltkupplung 80 gegen den Abtriebsstrang des Fahrzeuges gebremst wird. Die kinetische Energie des Motors 2 wird somit teilweise in kinetische Energie des Fahrzeugs umgewandelt.

Erfindungsgemäß ist zumindest ein Kupplungsbetätigungsaktor vorgesehen, der sowohl die Anfahrkupplung oder Schaltkupplung 3 als auch die Lastschalt kupplung 80 betätigt. Vorteilhaft ist dabei, daß die Anfahrkupplung 3 zumindest teilweise geschlossen ist, während die Lastschaltkupplung betätigt wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist es zweckmäßig, wenn die Anfahr kupplung bereits vollständig geschlossen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders vorteilhaft aufgrund einfa cher Getriebestrukturen und der geringen Anzahl von Betätigungsaktoren.

Vorteile dieses Getriebes sind: hoher Schaltkomfort durch die zumindest nahe zu unterbrechungsfreie Lastschaltung, geringe Baulänge durch gegebenenfalls teilweisen Entfall von Synchronisierungen, geringes Gewicht, hoher Wirkungs grad.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die kinetische Energie des Mo tors beim Schaltvorgang, nicht durch Bremsen vernichtet, sondern als An triebsmoment anteilig genutzt. Der Motor wird also gegen den Abtriebsstrang gebremst. Hierdurch ist keine Zugkraftunterbrechung mehr gegeben.

Dies ist besonders vorteilhaft bei Zug-Hochschaltungen. Vorteilhaft ist dies auch bei Schub-Rückschaltungen, da hier die kinetische Energie des Fahr zeugs für das Anheben der Motordrehzahl genutzt wird.

Das Lastschaltgetriebe 1 ist ein Vorgelegegetriebe mit Stirnrädern. Eine Rei bungskupplung 3 zwischen Motor 2 und Eingangswelle 4 dient als Anfahr kupplung. Ein Feder/Dämpfersystem 11 als Torsionsschwingungsdämpfungs einrichtung ist vorzugsweise in die Kupplungsscheibe integriert. Diese Einrich tung kann jedoch auch in ein Zwei-Massen-Schwungrad integriert sein.

Die Losräder können auf der Eingangswelle oder Vorgelegewelle mit dieser über Kupplungen oder Schiebemuffen verbindbar angeordnet sein. Die Losrä der können durch Schaltkupplungen mit der Welle verbunden werden; Schie bemuffen verbinden die Vorgelegwelle 5 mit den Losrädern durch beispiels weise Klauenkupplungen. Die formschlüssige Kupplung von Gang 1 oder R kann mit einer Reibkupplung, wie Synchronisierung, kombiniert sein, siehe den Synchronring 50 für Gang 1 und R. Die Kupplungen 40, 41, 42 werden durch mindestens einen Betätigungsaktor betätigt.

Eine leistungsfähige Reibkupplung 80, wie Lastschaltkupplung, verbindet das Losrad 30 eines hohen Ganges, wie beispielsweise des fünften Ganges, mit der Welle 5. Ein Kupplungsbetätigungsaktor 65 betätigt sowohl die Lastschalt kupplung 80 als auch die Anfahrkupplung 3. Der Betätigungsweg des Kupp lungsbetätigungsaktors ist derart aufgeteilt, daß die Lastschaltkupplung 80 erst dann geschlossen werden kann, wenn die Anfahrkupplung 3 geschlossen wurde.

Das System umfaßt weiterhin eine elektronische Steuereinheit 99 mit Mikro prozessor zur elektronischen Steuerung des Getriebes und der Kupplungen, eine Drehzahlerfassung, eine elektronische Drosselklappensteuerung oder Motorbefüllung und ein elektronisches Motorsteuerungssystem für den Ver brennungsmotor, ein manuell betätigbares Element zur Gangwahl, wie Hebel, Schalter oder ähnliches zur manuellen und/oder automatisierten Gangwahl, eine Anzeige im Fahrzeuginnenraum zur Ganganzeige. Dazu steht die Steuer einheit in Signalverbindung mit den Aktuatoren 60, 61, 62 und 65.

Eine Elektromaschine, welche als Starter, Generator und gegebenenfalls als Retarter und Zusatzantrieb genutzt werden kann, kann weiterhin vorteilhaft vorgesehen sein.

Für einen Anfahrvorgang wird ein niedriger Gang (Gang 1 oder 2) im Getriebe eingelegt. Die Anfahrkupplung 3 schließt durch die Betätigung des Betäti gungsaktors 65, während der Motor 2 unter Gaspedalbetätigung Drehmoment aufbaut, um das Fahrzeug zu beschleunigen. Der Anfahrvorgang ist abge schlossen wenn die Anfahrkupplung haftet. Das Motormoment wird nun über die geschlossene Kupplung und den eingelegten Gang auf die Abtriebswelle 5 übertragen.

Der Schaltvorgang wird in jedem Fall durch den Schaltwunsch des Fahrers oder der automatischen Steuerung eingeleitet.

Bei Zug-Hochschaltung beginnt der Kupplungsbetätigungsaktor die Lastschalt kupplung 80 kontrolliert zu schließen, während die Anfahrkupplung 3 geschlos sen bleibt. Je mehr Drehmoment die Lastschaltkupplung 80 überträgt, desto weniger Drehmoment belastet die Kupplung 40, 41 oder 42 des eingelegten (alten) Ganges. Ist das Drehmoment der Kupplung des alten eingelegten Gan ges im wesentlichen auf Null abgesunken so wird die Kupplung des alten Gan ges geöffnet. Durch das übertragene Drehmoment der reibenden Lastschalt kupplung 80 wird der Verbrennungsmotor inklusive Eingangswelle in der Dreh zahl abgesenkt, das heißt die kinetische Energie des Motors wird reduziert. Das Drehmoment der reibenden Lastschaltkupplung 80 wird am Abtriebsstrang abgestützt und gibt somit einen Teil der kinetischen Energie des Verbren nungsmotors 2 an das Fahrzeug ab. Das Drehmoment am Abtriebsstrang bleibt also während der Synchronisierung erhalten, das Getriebe ist lastschaltend.

Hat die Kupplung 40, 41 oder 42 des einzulegenden neuen Ganges die Syn chrondrehzahl erreicht, so wird diese durch eine Aktorbetätigung geschlossen. Gleichzeitig wird die Lastschaltkupplung 80 geöffnet. Der neue Gang ist ein gelegt und der Schaltvorgang abgeschlossen.

Kurz vor Erreichen der Synchrondrehzahl werden Kupplungsmoment und Mo tormoment derart gesteuert, daß der Verbrennungsmotor nur noch gering und bei Synchrondrehzahl im wesentlichen nicht mehr beschleunigt wird. Nun wird die Kupplung des neuen Ganges geschlossen. Ist die Schaltkupplung ge schlossen, wird die Lastschaltkupplung geöffnet.

Die Lastschaltkupplung 80 ist vorzugsweise am Losrad des höchsten Ganges integriert, kann aber auch an einem Losrad eines niedrigeren Ganges einge setzt werden. Hierdurch sind die Schaltungen in höheren Gängen nicht mehr lastschaltfähig. Dafür weisen die Schaltungen in kleineren Gängen (Gang neu <= Gang mit Lastschaltkupplung) geringere Zugkrafteinbrüche auf.

Das Moment des Motors wird angehoben. Gleichzeitig übernimmt die Last schaltkupplung Drehmoment, so daß die Schaltkupplung des alten Ganges geöffnet werden kann. Anschließend kann das Drehmoment der Lastschalt kupplung reduziert und der Motor beschleunigt werden. Kurz vor Erreichen der Synchrondrehzahl schließt wieder die Lastschaltkupplung, der Motor wird ge bremst und bei Synchrondrehzahl wird der neue Gang eingelegt. Nun öffnet die Lastschaltkupplung und der neue Gang übernimmt das Motormoment.

Bei Rückschaltungen muß die Motordrehzahl angehoben werden. Hierzu wird die Eigendynamik genutzt um die kinetische Energie des Motors anzuheben. Das Drehmoment des Motors wird kontrolliert reduziert. Ist das Drehmoment des alten Ganges im wesentlichen auf Null abgesunken, so wird die Kupplung 40, 41 oder 42 des alten Ganges geöffnet. Nun wird das Drehmoment des Motors angehoben und der Motor mit Eingangswelle beschleunigt. Hat der Motor die Synchrondrehzahl zum neuen Gang erreicht, wird das Motormoment kurz zurück genommen und die Kupplung 40, 41 oder 42 des neuen Ganges geschlossen. Nun wird das Motormoment wieder kontrolliert entsprechend Fahrerwunsch eingestellt.

Zug-Rückschaltung können mit der Lastschaltkupplung 80 am hohen Gang komfortabler gestaltet werden, in dem ein Teil des Motormomentes welches zum Beschleunigen des Verbrennungsmotors gedacht ist am Antriebsstrang abgestützt wird. Hierdurch wird zwar der Synchronvorgang verlängert, jedoch bricht das Moment nicht völlig auf Null ein.

Hat das Getriebe eine zweite Lastschaltkupplung bei kleinstem Gang, kann bei Schub-Rückschaltung die Kupplung den Verbrennungsmotor gegen den Ab triebstrang hoch beschleunigen. Das Fahrzeug wird dann während der Syn chronisierung gebremst, da die Energie des Fahrzeugs in den Motor abge zweigt wird. Somit ist dann die Schub-Rückschaltung ebenfalls lastschaltend. Statt einer Lastschaltkupplung könnte am kleinsten oder am Rückwärtsgang, eine leistungsfähige Sperrsynchronisierung, wie Doppelkonussynchronisierung, genutzt werden.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild 100 zur Darstellung eines erfindungsge mäßen Verfahrens zur Reibwertadaption. In Block 101 wird abgefragt, ob eine Eingangsbedingung zur Durchführung einer Reibwertadaption vorliegt, wie zum Beispiel ein sicherer Fahrzeugzustand bei nicht eingelegtem Gang und betä tigter Bremse. Liegt dieser Zustand vor, wird die Reibwertadaption in Block 102 initialisiert. Anderenfalls wird bei 103 der Vorgang beendet.

In Block 104 wird eine erneute Eintrittsbedingung ausgewertet. Liegt eine Ein trittsbedingung vor, wird bei 106 das am Eingang der Kupplung wirkende Drehmoment M_real = J.dω_synchron/dt bestimmt. Anderenfalls wird bei 105 der Vorgang beendet. Dabei ist ω_synchron die Drehzahldifferenz an der Synchroni sierung und J das Massenträgkeitsmoment der Kupplung.

In Block 107 wird die Drehmomentdifferenz delta_M bestimmt zu M_real - M_Steuerung, also die Differenz zwischen dem real anliegenden Drehmoment und dem von der Steuerung verwendeten Wert des Drehmoments.

Anschließend wird die Momentendifferenz integriert zu I_delta_M + = delta_M und das am Eingang wirkende Drehmoment wird integriert zu I_M_real + = M_real.

Anschließend wird in Block 108 die am Eingang wirkende von der Steuerung verwendete Drehmoment bestimmt zu:
M_Steuerung = M_LSK - M_Motor, dabei ist M_LSK das von der Lastschaltkupplung übertragbare Drehmoment und M_Motor das Motordrehmoment.

In Block 109 wird eine gemittelte Differenz zwischen M_real und M_Steuerung bestimmt zu rel_M_diff.

In Block 110 wird abgefragt, ob rel_M_diff innerhalb einer vorgebbaren Berei ches liegt, der eine Reibwertadaption zuläßt. Ist dies der Fall, wird in Block 112 der Reibwert RW angepaßt. Anderenfalls wird in Block 111 das Verfahren beendet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steuerung mit einer Drehmomentsteue rung mit einer anschließenden Drehzahlregelung erfolgt. Die Steuerungsstra tegien können vorteilhaft beinhalten:

- Steuerung von Motor und Kupplungsmoment, um einen gesteuerten Syn chronisationsvorgang während einer Lastschaltung durchzuführen
- Kombination von Momentensteuerung und Drehzahlreglung, um auf Stö rungen im realen System sicher reagieren zu können
- Adaption der für die Steuerung des USG benötigten dynamischen Kon stanten des Verbrennungsmotors (Totzeit und Zeitkonstante eines PT1- Modells)
- Adaption des Reibwertes der Lastschaltkupplung während einer Last schaltung

Anhand der verschiedenen Phasen der Steuerung einer Lastschaltung kann der Schaltvorgang kurz skizziert werden. Der Schaltvorgang einer 1-2 Schal tung wird eingeleitet, indem der Zielgang von der Gangvorgabe der Getriebe steuerung entsprechend auf 2 gesetzt wird.

- (Initialisierung): Die für den Lastschaltablauf benötigten Größen werden initialisiert und die Strategie, nach der Motor- und Kupplungsmoment wäh rend der Schaltung gesteuert werden sollen, werden festgelegt.
- (Momentenübernahme): Das Moment von Lastschaltkupplung und Ver brennungsmotor werden koordiniert auf vordefinierte Momentenniveaus gebracht. Das Niveau der Lastschaltkupplung LSK liegt dabei unterhalb dem des Verbrennungsmotors, um ein verspannen des Getriebes bei ein gelegtem Gang zu verhindern.
- (Ausspurvorgang): Um den aktuellen Gang auslegen zu können, wird der Schaltaktuator mit einer definierten Kraft beaufschlagt und das Moment der Lastschaltkupplung LSK weiter auf das aktuelle Motormoment angehoben. Der aktuelle Gang wird hierdurch ausgelegt.
- (Momentensteuerung): In diesem Zustand findet die Steuerung des Syn chronisationsvorgang statt. Das Motormoment wird beispielsweise sprun gartig zurückgenommen. Nach der Totzeit des Verbrennungsmotors findet die Berechnung der Umschaltzeit von Motormoment und Kupplungsmo ment statt. Das Moment der Lastschaltkupplung wird entsprechend der Strategie auf ein höheres Niveau angehoben. Die Drehzahl von Motor und Getriebeeingang wird entsprechend der Gangübersetzung mit dem Diffe renzmoment vom Lastschaltkupplung und Motormoment reduziert.
- (Drehzahlregelung): Nachdem die Momentensteuerung den Großteil der Drehzahldifferenz synchronisiert hat, wird die Drehzahlregelung einge schaltet. Sie basiert auf einem PID-Regler, der die Drehzahldifferenz als Regelgröße und das Moment der Lastschaltkupplung als Stellgröße besitzt.
- (Einspurvorgang): Ist die Drehzahldifferenz und ihre Beschleunigung auf ein vordefiniertes Maß eingestellt, so wird der neue Gang eingelegt.
- (Momentenzurückführung): In diesem Zustand wird das Moment von Ver brennungsmotor und Lastschaltkupplung auf vordefinierte Niveaus zurück geführt. Die Lastschaltkupplurig wird bei der dargestellten Schaltung voll ständig geöffnet und der Schaltvorgang ist beendet.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine Steuerung vorse hen, die demgegenüber geringfügig abgewandelt ist. Der Unterschied zur er sten Strategie besteht darin, daß basierend auf der zu synchronisierenden Drehzahldifferenz und den Momentenniveaus von Motor und Kupplung wäh rend der Synchronisierung nicht nur der Umschaltzeitpunkt für Kupplungs- und Motormoment bestimmt wird, sondern gleichfalls der ideale Verlauf der zu synchronisierenden Drehzahldifferenz (DiffSpeedldeal) berechnet wird. Die Abweichung der realen Drehzahldifferenz von der idealen wird dann als Ein gangssignal eines PID-Reglers verwendet.

Die Stellgröße des Reglers wird dann dem der Steuerungsstrategie entspre chendem Sollwert des Lastschaltkupplungsdrehmomentes hinzuaddiert.

Vorteilhaft ist eine Adaption der dynamischen Konstanten des Verbrennungs motors. Die Steuerung des Synchronisiervorgangs gemäß der vorgeschlage nen Steuerung setzt vorteilhafterweise voraus, daß die dynamischen Kon stanten des angenommenen Verbrennungsmotormodells - nämlich die Totzeit und die Zeitkonstante bekannt sind. Diese Konstanten werden in der Getriebe steuerung in folgenden Situationen benötigt:

- Koordination von Motor und Lastschaltkupplungsdrehmoment
- Berechnung des idealen Drehzahlverlaufs während der Synchronisierung
- Berechnung der Momentenniveaus während der Synchronisierung

Diese Größen unterliegen Schwankungen, die kurzfristig aber auch langfristig sein können. Zudem hängen diese Größen vom jeweiligen Betriebspunkt (Drehzahl, Moment) des Verbrennungsmotors. Um dieser Tatsache gerecht zu werden, wird die Totzeit des Verbrennungsmotors, als auch seine Zeitkon stante adaptiert. Des weiteren werden diese Größen als Funktion des Be triebspunktes in Kennlinien hinterlegt, um dem funktionalen Zusammenhang zwischen den dynamischen Konstanten des Motors und dem jeweiligen Be triebspunkt gerecht zu werden.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Aus bildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des je weiligen 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 Tei lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteran sprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Ab änderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Ele mente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kom bination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemei nen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebe nen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Ver fahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegen stand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung eines Getriebes oder eines Gangwechsels eines Getriebes mit einer Anfahrkupplung und zumindest einer Lastschaltkupplung, sowie Schaltkupplungen zur Schaltung verschiedener Übersetzungen des Getriebes, weiterhin mit einer Steuereinheit zur Steuerung der Betätigung der Anfahrkupplung, der Lastschaltkupplung und/oder der Schaltkupplungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibwert zumindest einer Kupplung, wie der Lastschaltkupplung während des Betriebs des Getriebes adaptiert wird.

2. Verfahren zur Steuerung eines Getriebes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reibwertadaption das real wirkende Drehmoment am Eingang der Kupplung als M_real bestimmt oder berechnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Steuerung verwendete Wert des eingangsseitig anstehenden Momentes M_Steuerung ermittelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Differenz zwischen dem real wirkenden Drehmoment am Eingang der Kupplung (M_real) und dem von der Steuerung verwendete Wert des eingangsseitig anstehenden Momentes (M_Steuerung) bestimmt wird zu M_diff.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzwert zeitlich gemittelt wird zu rel_M_diff.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aktuelle Reibwert (RW) unter Berücksichtigung der Differenz oder der gemittelten Differenz verändert wird, wie RW_neu = RW_alt + f(M_diff oder rel_M_diff).

7. Verfahren zur Steuerung eines Schaltvorganges eines Getriebes oder eines Gangwechsels eines Getriebes mit einer Anfahrkupplung und zumindest einer Lastschaltkupplung, sowie Schaltkupplungen zur Schaltung verschiedener Übersetzungen des Getriebes, weiterhin mit einer Steuereinheit zur Steuerung der Betätigung der Anfahrkupplung, der Lastschaltkupplung und/oder der Schaltkupplungen, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Lastschaltkupplung einstellbare Drehmoment mittels einer Drehmomentsteuerung mit einer anschließenden Drehzahlregelung erfolgt.