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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Wandlerschaltkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Wandlerschaltkupplungen werden häufig zusammen mit Schaltgetrieben in Nutzfahrzeugen für anspruchsvolle Einsatzzwecke genutzt, etwa im Schwerlastbereich, Baustellenbereich oder Militärbereich, um auch unter schwierigsten Bedingungen ein einfaches und verschleißarmes Anfahren des Fahrzeugs zu ermöglichen.
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Bekannte Wandlerschaltkupplungen sind im Antriebsstrang solcher Fahrzeuge zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Schaltgetriebe angeordnet und umfassen einen hydrodynamischen Drehmomentwandler zum Wandeln des Antriebsmoments des Verbrennungsmotors, eine vorzugsweise als Reibungskupplung ausgebildete Überbrückungskupplung, die parallel zum Drehmomentwandler im Antriebsstrang angeordnet ist und den Drehmomentwandler mechanisch überbrücken kann, oft einen Schubfreilauf, der den Drehmomentwandler im Schubbetrieb überbrücken kann, sowie eine Schalt- oder Trennkupplung, mit deren Hilfe das Schaltgetriebe während Getriebeschaltungen vom Motor abgekoppelt werden kann.
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Das Schaltgetriebe ist meistens ein automatisiertes Getriebe, das in der Regel im lastfreien Zustand, also bei geöffnetem Antriebstrang, geschaltet wird. Dieses automatisierte Schaltgetriebe kann einfache formschlüssige Klauenschaltelemente aufweisen oder mit Sperrsynchronisierungen ausgestattet sein, die jeweils über eine Reibungskupplung die Drehzahl der Schaltpartner angleichen und durch ein Sperrelement erst nach Abschluss der Synchronisierung das formschlüssige Einlegen des Ganges zulassen.
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Der hydrodynamische Drehmomentwandler besteht bekanntermaßen aus einem ölgefüllten Gehäuse, in dem ein Pumpenrad mit einer Kurbelwelle des Antriebs- bzw. Verbrennungsmotors verbunden oder verbindbar ist, und in dem ein Turbinenrad mit einer Abtriebswelle verbunden oder verbindbar ist, sowie einem zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad angeordneten, in einer Richtung auf einem Freilauf beweglichen Leitrad als Stützelement zur Drehmomentwandlung.
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Im Betrieb setzt das Pumpenrad, angetrieben vom Verbrennungsmotor des Fahrzeugs, die Ölfüllung des Drehmomentwandlers in Bewegung. Die kinetische Strömungsenergie des Öls wird vom Turbinenrad aufgenommen und in eine Drehbewegung umgesetzt, die auf die Eingangswelle des Getriebes übertragen wird. Das Leitrad lenkt das von dem Turbinenrad zurückströmende Öl um, so dass das an das Getriebe abgebbare Drehmoment des Turbinenrads höher ist als das vom Verbrennungsmotor aufgenommene Drehmoment des Pumpenrads. Der Drehmomentwandler arbeitet somit als ein stufenloses Getriebe, welches das Drehmoment des Antriebsmotors typischerweise um einen Faktor 2 bis 2,5 steigern kann. Da das Pumpenrad dem Turbinenrad stets vorauseilt, ergibt sich jedoch ein differenzdrehzahlabhängig zunehmender Schlupf, der den Wirkungsgrad des Wandlers herabsetzt. Zudem entsteht bei der Energieumwandlung im Drehmomentwandler Wärme, die das Öl aufheizt. Daher wird der hydrodynamische Drehmomentwandler in modernen Antrieben durchweg nur kurzzeitig in Beschleunigungsphasen betrieben, beispielsweise zum Anfahren im Zugbetrieb oder in Verzögerungsphasen, beispielsweise als Hilfsmittel bei Gangwechsel im Schubbetrieb. Ansonsten werden das Pumpenrad und das Turbinenrad des Drehmomentwandlers mittels der Überbrückungskupplung kraftschlüssig verbunden, so dass der Drehmomentwandler überbrückt und hydrodynamisch unwirksam ist.
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Bei Wandlerschaltkupplungen ist der Abtrieb des Turbinenrads bzw. die Ausgangsseite der Überbrückungskupplung im Vergleich zu konventionellen hydrodynamischen Drehmomentwandlern nicht direkt sondern schaltbar mit einer Getriebeeingangswelle des Schaltgetriebes verbunden. Dafür ist im Kraftfluss zwischen dem Turbinenrad und der Getriebeeingangswelle eine vorzugsweise als Reibungskupplung ausgebildete sowie von einem Steuerungsgerät ansteuerbare Schaltkupplung angeordnet. Der Verbrennungsmotor mit dem Drehmomentwandler ist somit bei Getriebeschaltungen von dem Schaltgetriebe und damit vom Abtrieb des Getriebes und den angetrieben Fahrzeugräder abkoppelbar.
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Zum Anfahren wird bei einem derart ausgebildeten Antriebsstrang ein Anfahrgang lastfrei eingelegt und die Schaltkupplung geschlossen. Über den Drehmomentwandler kann der antreibende Verbrennungsmotor dann ein Drehmoment an die Fahrzeugräder übertragen und das Fahrzeug anfahren. Nach dem Abschluss des Anfahrvorgangs wird die Überbrückungskupplung geschlossen und damit die Triebwelle des Antriebsmotors mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbunden. Während der Getriebeschaltungen zum Wechsel der Gänge im darauffolgenden Fahrbetrieb wird die Schaltkupplung jeweils geöffnet, um das Getriebe lastfrei zu schalten. Die Überbrückungskupplung kann dabei geschlossen bleiben. Der Drehmomentwandler ist konventionell, also bei geöffneter Überbrückungskupplung und geschlossener Schaltkupplung, als Anfahrelement wirksam, und die Schaltkupplung ist bei geschlossener Überbrückungskupplung beim Gangwechsel als Trenn- und Verbindungselement des Getriebes zum Antrieb wirksam.
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Da konventionelle manuelle und automatisierte Schaltgetriebe in der Regel nur im lastfreien Zustand geschaltet werden können, muss für die Schaltung immer zunächst das Motordrehmoment abgebaut und der Antriebsstrang durch die Schaltkupplung geöffnet werden. Erst nach dem erfolgten Einlegen eines Zielgangs kann die Schaltkupplung wieder geschlossen und das Motordrehmoment anschließend wieder angehoben werden. Daher kann es in Situationen mit großem Fahrwiderstand, insbesondere bei hohen Lasten, wie sie bei den eingangs erwähnten Anwendungen häufig vorhanden sind, durch die Zugkraftunterbrechung dazu kommen, dass das Fahrzeug während der Schaltung vergleichsweise stark an Fahrgeschwindigkeit verliert. Da hierbei die Schaltkupplung geöffnet und die Überbrückungskupplung geschlossen ist, kann das Drehmoment des Antriebsmotors und die Drehmomentwandlung des Drehmomentwandlers den Geschwindigkeitsverlust während der Getriebeschaltung nicht verhindern.
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Aus der
DE 2 011 206 A ist ein mechanisches Wechselgetriebe bekannt, mit einer Wandlerschaltkupplung, die dem Wechselgetriebe im Kraftfluss vorgeschaltet ist, und die einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, eine zu dem Drehmomentwandler parallel geschaltete Überbrückungskupplung und eine zwischen dem Drehmomentwandler und dem Wechselgetriebe angeordnete Trennkupplung umfasst. Bei dem Getriebe wird der durch den Drehmomentwandler gebotene Fahrkomfort in allen Gängen genutzt. Eine Schalteinheit ist dafür vorgesehen, die Überbrückungskupplung drehzahlabhängig in den Gängen des Getriebes zu öffnen oder zu schließen. Zur Bestimmung von Schaltpunkten der Überbrückungskupplung erhält die Schalteinheit als Eingangsgröße einen Drehzahlwert, der von einer Abtriebsdrehzahl und einer Antriebsdrehzahl des Getriebes abhängt. Die Abhängigkeitsbeziehung zwischen dem Drehzahlwert und der Antriebsdrehzahl sowie der Abtriebsdrehzahl kann elektronisch oder mechanisch realisiert sein. Die Antriebsdrehzahl kann die Motordrehzahl oder die aus dem Wandlerschlupf resultierende Getriebeeingangsdrehzahl sein. Die Abtriebsdrehzahl des Getriebes resultiert aus der Getriebeeingangsdrehzahl sowie der jeweils geschalteten Übersetzung und bestimmt die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Aus dem Drehzahlwert ergeben sich für jeden Gang individuelle Schaltpunkte zum Öffnen und Schließen der Überbrückungskupplung, um das Betriebsverhalten des Wechselgetriebes unter Ausnutzung des Drehmomentwandlers zu optimieren.
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Aus der
DE 10 2010 028 077 A1 ist ein automatisiertes Schaltgetriebe mit einem hydrodynamischen Anfahr- und Bremselement bekannt, das ein Pumpenrad, ein Turbinenrad sowie eine Überbrückungskupplung umfasst, und das dem Schaltgetriebe im Kraftfluss vorgeschaltet ist. Das Pumpenrad ist mit der Triebwelle eines Antriebsmotors verbunden und über die Überbrückungskupplung mit einer Zwischenwelle verbindbar, welche mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist. Das Turbinenrad ist über eine Freilaufkupplung mit der Zwischenwelle verbindbar und über eine Bremse gegenüber einem Gehäuse abbremsbar. Bei einer Hochschaltung werden zur Synchronisierung eines Zielgangs das Turbinenrad mittels der Bremse und die Getriebeeingangswelle mittels einer Synchronisierungsvorrichtung des Getriebes abgebremst. Das Abbremsen der Getriebeeingangswelle erfolgt schon während des Abbremsens des Turbinenrads, mit einem Zeitversatz beginnend. Durch die weitgehend parallel ablaufende Abbremsung des Turbinenrads und der Getriebeeingangswelle wird bei der Schaltung eine Verkürzung der Zugkraftunterbrechung des Getriebes sowie der gesamten Schaltdauer erreicht und damit der Fahrkomfort erhöht.
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Aus der
DE 10 2007 032 946 A1 ist ein Antriebsstrang mit einem Schaltgetriebe und einer Wandlerschaltkupplung bekannt, die dem Schaltgetriebe im Kraftfluss vorgeschaltet ist und die einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, eine zu dem Drehmomentwandler parallel geschaltete Überbrückungskupplung sowie eine zwischen dem Drehmomentwandler und dem Schaltgetriebe angeordnete Trennkupplung umfasst. Die Trennkupplung ist als eine Reibungskupplung ausgebildet und automatisiert betätigbar. Das Schaltgetriebe ist mit formschlüssigen Schaltkupplungen, wie Klauenkupplungen, versehen, die synchronisiert oder unsynchronisiert sein können. Die Trennkupplung wird grundsätzlich beim Unterschreiten einer Mindestfahrzeuggeschwindigkeit sowie nicht betätigtem Fahrpedal und betätigtem Bremspedal ausgerückt, sowie mit eingelegtem Anfahrgang bei Überschreiten der Mindestfahrzeuggeschwindigkeit oder betätigtem Fahrpedal oder nicht betätigtem Bremspedal eingerückt. Mit Hilfe eines wiederholt erfassten Betätigungsgrads des Bremspedals oder daraus abgeleiteten Größen, der jeweils mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichenen wird, werden bevorstehende Anfahrvorgänge und bevorstehende Anhaltvorgänge erkannt. Beim Anfahren des Fahrzeugs wird die Trennkupplung dann bereits vor dem Überschreiten einer vorgegebenen Fahrzeugmindestgeschwindigkeit oder dem Loslassen eines Bremspedals oder der Betätigung des Fahrpedals eingerückt. Beim Anhalten des Fahrzeugs wird die Trennkupplung bereits bei nicht betätigtem Fahrpedal und betätigtem Bremspedal dann schon vor dem Unterschreiten der Fahrzeugmindestgeschwindigkeit ausgerückt. Dadurch wird eine Überlastung der Reibungskupplung vermieden und der Fahrkomfort verbessert.
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Aus der
DE 692 03 932 T2 ist ein Verfahren zum Schalten eines automatischen mechanischen Fahrzeuggetriebesystemes mit einem mechanischen Getriebe, einem gemisch-/ kraftstoffgesteuerten Motor, einem antriebsmäßig zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordneten Drehmomentwandler, einer vom Fahrer einzustellenden Fahrsteuereinrichtung und einer zentralen Verarbeitungseinheit bekannt, im Rahmen dessen ein erforderliches Zurückschalten unter Last erfasst wird und auf das Erfassen eines erforderlichen Zurückschaltvorganges unter Last durch Bestimmen eines einzulegenden Zielganges als eine Funktion des Schlupfes des Drehmomentwandlers, der Fahrpedaleinstellung, der Fahrzeugverlangsamung und der gegenwärtig eingelegten Gangstufe reagiert wird.
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Aus der
DE 698 16 257 T2 ist bekannt, eine Überbrückungskupplung beispielsweise bei einer Steigung zu öffnen und damit die Drehmomentwandlerüberhöhung für das notwendige höhere Drehmoment zu nutzen, wodurch ein Schaltvorgang und somit auch das Problem der Zugkraftunterbrechung bei bestimmten Fahrzuständen verhindert oder verzögert wird.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Wandlerschaltkupplung anzugeben, das bei einem damit betriebenen Fahrzeug den Fahrkomfort verbessert und den Kupplungsverschleiß verringert.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Nutzfahrzeug für Schwer- und Offroad-Anwendungen, mit einem zugkraftunterbrechend schaltenden vorzugsweise automatisierten Getriebe und einem dem Getriebe vorgeschalteten hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung sowie einer Schaltkupplung zur Unterbrechung des Antriebsstrangs bei Getriebeschaltungen, Getriebeschaltungen bei hohem Fahrwiderstand durch eine bedarfsweise Nutzung des Drehmomentwandlers oft vermieden werden können und deren Anzahl dadurch insgesamt verringert werden kann.
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Demnach geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Steuerung einer Wandlerschaltkupplung, die einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, eine Überbrückungskupplung und eine Schaltkupplung aufweist sowie in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines schweren Nutzfahrzeugs, im Kraftfluss zwischen einer Triebwelle eines Antriebsmotors und einer Getriebeeingangswelle eines Schaltgetriebes angeordnet ist, bei welcher der Drehmomentwandler mittels der Überbrückungskupplung zwischen der Triebwelle und der Schaltkupplung überbrückbar ist, und bei welcher die Getriebeeingangswelle mittels der Schaltkupplung von dem Drehmomentwandler und der Triebwelle abkoppelbar ist, wobei bei Getriebeschaltungen die Getriebeeingangswelle durch die Schaltkupplung von dem Drehmomentwandler abgekoppelt wird, und bei dem die Überbrückungskupplung nach einem über den Drehmomentwandler durchgeführten Anfahrvorgang geschlossen wird. Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass die aktuelle Fahrsituation ermittelt und ausgewertet wird, und dass die nach dem Anfahrvorgang geschlossene Überbrückungskupplung in Abhängigkeit von der Auswertung der Fahrsituation bedarfsweise temporär geöffnet wird, um eine bevorstehende Schaltung des Schaltgetriebes zu vermeiden oder zu beeinflussen.
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Demnach wird in Fahrsituationen, bei denen das aktuelle Motordrehmoment des Antriebsmotors nicht mehr ausreicht, um das Fahrzeug zu beschleunigen oder um zumindest die aktuelle Fahrgeschwindigkeit beizubehalten, die Überbrückungskupplung geöffnet. Dadurch können die Eigenschaften einer Drehmomentübertragung durch den hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einem Wandlerschlupf anstelle einer festen Verbindung der Triebwelle des Antriebsmotors mit der Getriebeeingangswelle vorteilhaft für den Antrieb in schwierigen Fahrsituationen genutzt werden. Durch die vorgeschlagene Verfahrensweise kann in vielen Fällen ein Geschwindigkeitsabfall des Fahrzeugs und somit eine sonst unumgängliche zugkraftunterbrechende Schaltung des Getriebes vermieden oder zumindest zeitlich verschoben werden. Dadurch kann die Schalthäufigkeit des Getriebes insgesamt verringert, die Steig- und Geländefähigkeit des Fahrzeugs verbessert, die Geschwindigkeit bei hohem Fahrwiderstand erhöht und somit insgesamt der Fahrkomfort und die Fahrleistungen verbessert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Fahrwiderstand ermittelt und ausgewertet und die nach dem Anfahrvorgang geschlossene Überbrückungskupplung in Abhängigkeit von der Auswertung des Fahrwiderstands bedarfsweise temporär geöffnet, um eine bevorstehende Schaltung des Schaltgetriebes zu vermeiden oder zu beeinflussen. Die Ermittlung und Auswertung des Fahrwiderstands kann beispielsweise im Fahrbetrieb erfolgen. Somit wird in Fahrsituationen mit einem hohen Fahrwiderstand, bei dem das aktuelle Motordrehmoment des Antriebsmotors nicht mehr ausreicht, um das Fahrzeug zu beschleunigen oder um zumindest die aktuelle Fahrgeschwindigkeit beizubehalten, die Überbrückungskupplung geöffnet.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Überbrückungskupplung geöffnet wird, wenn eine bevorstehende Rückschaltung aufgrund eines hohen Fahrwiderstands erkannt wird. Demnach kann die nach einem Anfahrvorgang geschlossene Überbrückungskupplung in bestimmten Betriebssituationen temporär, also für einen bestimmten Zeitraum, geöffnet werden, um eine fahrwiderstandsbedingte Rückschaltung des Schaltgetriebes zu vermeiden.
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Bei hohem Steigungswiderstand des Fahrzeugs an einem Hang oder bei einem hohen Rollwiderstand im Gelände wird dann, anstatt wie bisher üblich bei abfallender Motordrehzahl durch die Motor- und Getriebesteuerung eine Rückschaltung auszulösen, mittels Befehle einer Steuerungseinrichtung die Überbrückungskupplung der Wandlerschaltkupplung gezielt geöffnet. Dadurch erhöht sich spontan die Motordrehzahl, so dass der Antriebsmotor in einen Betriebsbereich kommen kann, in dem er ein höheres Drehmoment zur Verfügung stellt. Zugleich steigt aufgrund der Drehmomentüberhöhung im Drehmomentwandler das wirksame Drehmoment an den angetriebenen Fahrzeugrädern an, so dass im Ergebnis die Rückschaltung in vielen Fällen nicht notwendig ist.
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Wenn der aktuell eingelegte Gang im weiteren Fahrbetrieb zumindest ohne Geschwindigkeitsverlust des Fahrzeugs ohne die Nutzung des Drehmomentwandlers gehalten werden kann, wird der Drehmomentwandler durch Schließen der Überbrückungskupplung wieder überbrückt. Dabei werden vorzugsweise eine vorgegebene Mindestdrehzahl des Antriebsmotors sowie ein vorgegebener Maximalwert einer eingangsseitigen und ausgangsseitigen Differenzdrehzahl am Drehmomentwandler berücksichtigt.
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Der Drehmomentwandler wird somit nicht nur als Anfahrelement sondern bei Bedarf auch als Antriebshilfsmittel im Zugbetrieb genutzt. Andererseits wird der Drehmomentwandler nicht unnötig lange betrieben, um Kraftstoff zu einsparen und eine Überhitzung desselben zu vermeiden.
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Als ein Kriterium zur Steuerung der Betätigung der Überbrückungskupplung kann vorgesehen sein, dass die Überbrückungskupplung zur weiteren Nutzung eines bereits eingelegten Gangs geöffnet wird, wenn eine vorgegebene Öffnungsdrehzahlschwelle durch die Drehzahl des Antriebsmotors unterschritten wird.
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Das Öffnen der Überbrückungskupplung wird aber erfindungsgemäß sinnvollerweise unterdrückt, wenn die Drehzahl des Antriebsmotors zwar die genannte Öffnungsdrehzahlschwelle unterschritten hat, jedoch eine positive Fahrzeugbeschleunigung festgestellt wird, und damit ein Öffnen der Überbrückungskupplung nicht unmittelbar notwendig erscheint. Eine solche Situation kann beispielsweise bei einem Hochschaltvorgang eintreten. Als positive Fahrzeugbeschleunigung wird eine Beschleunigung des Fahrzeugs in Vorwärtsfahrtrichtung verstanden.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass bei einer Getriebeschaltung und/oder einer Schaltung der Überbrückungskupplung zunächst der Ablauf eines Sicherheitszeitraums abgewartet wird, während dem eine Auswertung der Drehzahl des Antriebsmotors in Bezug zur Öffnungsdrehzahlschwelle unterdrückt wird. Dadurch kann grundsätzlich sichergestellt werden, dass bei kurzzeitig auftretenden Signalschwankungen oder Störungen von Sensoren, beispielsweise bei der Erfassung der relevanten Drehzahlen und/oder Beschleunigungen, keine unerwünschten oder unnötigen Schaltungen der Überbrückungskupplung erfolgen.
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Die Dauer des Sicherheitszeitraums kann in Abhängigkeit von dem ermittelten aktuellen Fahrwiderstand eingestellt und entsprechend angepasst werden. Der Fahrwiderstand, der im wesentlichen aus dem Steigungswiderstand sowie dem Rollwiderstand und dem Luftwiderstand resultiert, kann beispielsweise aus dem Verhältnis der Fahrzeugbeschleunigung zum Motordrehmoment und/ oder mit Hilfe eines Neigungssensors hinreichend genau bestimmt werden. Ein Verfahren zur Ermittlung des Fahrwiderstands eines Kraftfahrzeugs ist beispielsweise in der
DE 10 2006 022 170 A1 der Anmelderin beschrieben.
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Bei sehr großen Fahrwiderständen kann beispielsweise ein sehr kurzer Sicherheitszeitraum vorgegeben werden, um ein möglichst frühzeitiges Öffnen der Überbrückungskupplung zu ermöglichen. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die Dauer des Sicherheitszeitraums in Abhängigkeit von einer erfassten aktuellen Fahrzeugbeschleunigung eingestellt wird, um die Überbrückungskupplung bedarfsweise möglichst frühzeitig zu öffnen.
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Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt die einzige Figur eine vereinfachte schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Nutzfahrzeugs mit einer Wandlerschaltkupplung.
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Ein derartiger Antriebsstrang für Schwerlast-Zugmaschinen mit einer Kombination aus einer Wandlerschaltkupplung und einem automatisierten Schaltgetriebe sind an sich bekannt. Demnach umfasst die Wandlerschaltkupplung 1 einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 2, eine von einer Steuerungsvorrichtung automatisch ansteuerbare Überbrückungskupplung 7, einen Schubfreilauf 8 sowie eine automatisch ansteuerbare Schaltkupplung 9. Die Überbrückungskupplung 7 und die Schaltkupplung 9 sind als Reibungskupplungen ausgebildet.
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Der Drehmomentwandler 2 weist in einem nicht dargestellten ölgefüllten Gehäuse ein Pumpenrad 3, ein Turbinenrad 4 und ein Leitrad 5 auf. Das Pumpenrad 3 ist mit einer Antriebswelle 10 bzw. einer Triebwelle eines als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotors 11 verbunden. Das Turbinenrad 4 ist mit der Eingangsseite 9a der Schaltkupplung 9 verbunden, während die Ausgangsseite 9b der Schaltkupplung 9 mit der Getriebeeingangswelle 12 eines automatisierten Schaltgetriebes 13 verbunden ist. Das Leitrad 5 ist zwischen dem Pumpenrad 3 und dem Turbinenrad 4 angeordnet und in einer Richtung auf einem Freilauf 6 beweglich. Die Überbrückungskupplung 7 ist eingangsseitig mit der Antriebswelle 10 des Antriebsmotors 11 und ausgangsseitig mit der Eingangsseite 9a der Schaltkupplung 9 verbunden. Der Schubfreilauf 8 ist zwischen dem Antriebsmotor 11 und der Überbrückungskupplung 7 parallel geschaltet angeordnet.
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Die Schaltkupplung 9 ist als Trennelement zur Öffnung des Antriebsstrangs und damit zur Abkopplung des Schaltgetriebes 13 vom Drehmomentwandler 2 sowie vom Antriebsmotor 11 bei Schaltungen des Getriebes 13 wirksam. Der Drehmomentwandler 2 ist hauptsächlich als Anfahrelement nutzbar. Die Überbrückungskupplung 7 ist als ein mechanisches Kraftschlusselement zwischen dem Antriebsmotor 11 und der Schaltkupplung 9 bzw. bei geschlossener Schaltkupplung dem Schaltgetriebe 13 wirksam. Der Schubfreilauf 8 dient als ein Überbrückungselement zur Überbrückung des Drehmomentwandlers 2 im Schubbetrieb des Fahrzeugs.
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Bei einem gemäß der Erfindung ablaufenden Verfahren zur Steuerung der Wandlerschaltkupplung 1 wird vor dem Anfahren des zunächst stehenden Fahrzeugs bei geöffneter Schaltkupplung 9 im Schaltgetriebe 13 ein Anfahrgang, beispielsweise ein zweiter oder ein dritter Gang, eingelegt und die Schaltkupplung 9 dann geschlossen. Der Antriebsmotor 11 überträgt bei einem dann folgenden konkreten Anfahren des Fahrzeugs über den Drehmomentwandler 2 bei offener Überbrückungskupplung 7 und geschlossener Schaltkupplung 9 ein Antriebsmoment, welches im Drehmomentwandler 2 gesteigert und im Schaltgetriebe 13 entsprechend des geschalteten Anfahrgangs übersetzt wird, auf die angetriebenen Fahrzeugräder, worauf das Fahrzeug anfährt. Wenn der Anfahrvorgang abgeschlossen ist und das Fahrzeug fährt, wird die Überbrückungskupplung 7 geschlossen und damit der Antriebsmotor 11 direkt an das Schaltgetriebe 13 antriebstechnisch angekoppelt.
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Der Schließvorgang der Überbrückungskupplung 7 erfolgt drehzahlabhängig, wobei dieser Schließvorgang erst dann begonnen wird, wenn die Motordrehzahl einen Mindestdrehzahlwert erreicht hat und die Drehzahldifferenz zwischen der Drehzahl des Pumpenrads 3, welches dem Turbinenrad 4 vorauseilt, und der Drehzahl des Turbinenrads 4 einen Maximaldrehzahlwert unterschritten hat.
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Reicht in einer folgenden Fahrsituation mit einem hohen Fahrwiderstand das aktuelle Motordrehmoment nicht mehr aus, um das Fahrzeug zu beschleunigen oder zumindest die Geschwindigkeit konstant zu halten, so wird die Überbrückungskupplung 7 geöffnet. In der Folge steigen die Motordrehzahl und das Drehmoment an den angetriebenen Fahrzeugrädern aufgrund der Momentenüberhöhung durch den Drehmomentwandler 2 an, so dass der Fahrwiderstand im aktuellen Gang bewältigt werden kann und eine zugkraftunterbrechende Schaltung sowie ein Geschwindigkeitsverlust des Fahrzeugs vermieden werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wandlerschaltkupplung
- 2
- Hydrodynamischer Drehmomentwandler
- 3
- Pumpenrad
- 4
- Turbinenrad
- 5
- Leitrad
- 6
- Freilauf
- 7
- Überbrückungskupplung
- 8
- Freilauf
- 9
- Schaltkupplung
- 9a
- Schaltkupplungseingangsseite
- 9b
- Schaltkupplungsausgangsseite
- 10
- Antriebswelle, Triebwelle
- 11
- Antriebsmotor
- 12
- Getriebeeingangswelle
- 13
- Schaltgetriebe
