DE102019206746A1

DE102019206746A1 - Verfahrung zur Steuerung der Schaltungen der Gangstufen eines Getriebes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102019206746A1
Application number: DE102019206746.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dominik Ossadnik
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-11-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Schaltungen der Gangstufen (G1 bis G7) eines Getriebes (4) eines Fahrzeuges, wobei das Getriebe (4) mehrere Gangstufen (G1 bis G7) aufweist, vorhanden sind und jede Gangstufe (G1 bis G7) jeweils mindestens durch zumindest jeweils ein Festrad (7, 9, 11, 13, 15, 17, 19) und zumindest jeweils ein Losrad (8, 10, 12, 14, 16, 18, 20) gebildet ist, wobei mindestens eine erste Synchronisierungsvorrichtung (S1) vorhanden ist bzw. sind, wobei bei einem Gangstufenwechsel die Drehzahl der Getriebeeingangswelle (5) mit Hilfe der ersten Synchronisierungsvorrichtung (S1) in Richtung auf die Drehzahl der einzulegenden Gangstufe ansynchronisiert wird.Schaltzeiten und Kosten sind dadurch verringert, dass die erste Synchronisierungsvorrichtung (S1) funktional wirksam dem Losrad (8) der niedrigsten Gangstufe (G1) und dem Losrad (20) der höchsten Gangstufe (G7) zugeordnet ist und dass bei jedem Gangstufenwechsel - sowohl bei einer Hochschaltung als auch bei einer Rückschaltung und unabhängig davon von welcher bestimmten einen auszulegenden Gangstufe in eine bestimmte andere einzulegende Gangstufe geschaltet wird - dann die erste Synchronisierungsvorrichtung (S1) zumindest für die Ansynchronisierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle (5) in Richtung der Drehzahl der einzulegenden Gangstufe verwendet und/oder entsprechend angesteuert wird.

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Steuerung der Schaltungen der Gangstufen eines Getriebes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Verfahren zur Steuerung der Schaltungen der Gangstufen eines Getriebes von Kraftfahrzeugen sind im Stand der Technik in einer Vielzahl bereits bekannt. Entsprechende Getriebe weisen hier mindestens eine Getriebeeingangswelle und mindestens eine Getriebeausgangswelle auf. Das Getriebe weist eine Mehrzahl, insbesondere mehrere Gangstufen auf, beispielsweise sechs oder sieben Vorwärts-Gangstufen, wobei mindestens eine niedrigste, insbesondere eine erste, und mindestens eine höchste, bei dem zuvor genannten Beispiel insbesondere also eine sechste oder eine siebte Gangstufe vorgesehen bzw. vorhanden ist. Jede Gangstufe wird mindestens durch zwei Zahnräder, die ineinandergreifen, gebildet. So weist jede Gangstufe jeweils mindestens ein Festrad und jeweils mindestens ein Losrad auf bzw. wird durch ein Festrad und ein Losrad, die ineinandergreifen gebildet. Das Festrad ist drehwirksam fest mit einer jeweiligen Getriebewelle verbunden, wobei das Losrad zunächst frei drehbar auf einer anderen Getriebewelle gelagert ist, aber mit dieser Getriebewelle drehfest über eine Schalteinheit, insbesondere eine Schiebemuffe drehwirksam fest verbindbar ist. Zum Schalten der einzelnen Gangstufen sind daher mehrere Schalteinheiten zum Ein- und Auslegen der jeweiligen Gangstufen, insbesondere mehrere Schiebemuffen zur drehfesten Verbindung der jeweiligen Losräder der jeweiligen Gangstufen mit der jeweiligen Getriebewelle vorhanden und/oder entsprechend angeordnet.
So ist aus der DE 10 2014 019 011 A1 , von dem die Erfindung ausgeht, ein Verfahren zur Steuerung der Schaltungen eines Getriebes bekannt, wobei das Getriebe hier sechs Vorwärts-Gangstufen und eine Rückwärts-Gangstufe aufweist. Die Losräder der jeweiligen Gangstufen sind hier der Getriebeeingangswelle und die Festräder der jeweiligen Gangstufen der Getriebeausgangswelle zugeordnet. Entsprechende Schalteinheiten, insbesondere Schiebemuffen zum wirksamen drehfesten Verbinden der jeweiligen Losräder mit der Getriebeeingangswelle sind entsprechenden Losrädern zugeordnet bzw. hier vorhanden. Weiterhin weist das hier im Stand der Technik bekannte Getriebe zwei Synchronisierungsvorrichtungen auf. Eine erste Synchronisierungsvorrichtung ist dem Losrad der ersten Gangstufe und eine zweite Synchronisierungsvorrichtung dem Losrad der sechsten Gangstufe zugeordnet. Hierbei ist die erste Synchronisierungsvorrichtung an einem Ende und die zweite Synchronisiervorrichtung am anderen Ende der Getriebeeingangswelle angeordnet. Bei einem Gangstufenwechsel wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle mit Hilfe der ersten Synchronisierungsvorrichtung bei einer Rückschaltung, bspw. von der vierten in die dritte Gangstufe beschleunigt, während bei einer Hochschaltung, bspw. von der dritten in die vierte Gangstufe mit der Hilfe der zweiten Synchronisierungsvorrichtung die Drehzahl der Getriebeeingangswelle abgebremst wird. Das hier beschriebene Verfahren, insbesondere auch das mit diesem Verfahren gesteuerte Getriebe ist noch nicht optimal ausgebildet, insbesondere werden eine Vielzahl von Komponenten, Schalteinheiten und Synchronisierungsvorrichtung benötigt, um die entsprechenden Gangstufenwechsel bei Hochschaltungen und Rückschaltungen im Getriebe auch durchführen zu können. Zusätzlich sind der Steuerungsaufwand und die Schaltzeiten groß.
So wird in der DE 102 53 616 A1 ein Getriebe bzw. ein Verfahren zur Steuerung der Schaltungen eines automatisierten Doppelkupplungsgetriebes beschrieben, bei dem bei einem Gangstufenwechsel, insbesondere beim Einlegen einer Gangstufe zur Synchronisierung der Getriebeeingangswelle eine einer anderen Gangstufe zugeordnete Synchronisierungseinrichtung eingesetzt wird. Anders ausgedrückt, zur Synchronisierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf die Drehzahl der jeweils einzulegenden Gangstufe wird nicht die dieser einzulegenden Gangstufe zugeordnete Synchronisierungsvorrichtung verwendet, sondern eine entsprechende andere Synchronisierungsvorrichtung verwendet bzw. eingesetzt. Aber auch die Anordnung der Schalteinheiten und der Synchronisierungsvorrichtungen dieses im Stand der Technik bekannten Getriebes bzw. das hier angewandte Verfahren ist noch nicht optimal ausgebildet.
Einerseits sind die Schaltzeiten, bei den im Stand der Technik bekannten, insbesondere automatisierten Schaltgetrieben noch nicht optimal. So muss bei dem im Stand der Technik bekannten Getriebe, von dem die Erfindung ausgeht, die erste Synchronisierungsvorrichtung bei Rückschaltungen und die zweite Synchronisierungsvorrichtung bei Hochschaltungen separat entsprechend mit Hilfe des Steuergerätes angesteuert werden. Zwar wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle bei Rückschaltungen stark beschleunigt bzw. bei Hochschaltungen stark abgebremst, aber aufgrund der Konstruktion des bekannten Getriebes und der Ausführung der Synchronisierungsvorrichtungen ist einerseits der Steuerungsaufwand und sind die damit einhergehende Schaltzeiten groß bzw. sehr hoch, andererseits sind die Anzahl der Bauteile und der Komponenten, wie beispielsweise der Synchronisierungsvorrichtungen und der Schalteinheiten ebenfalls unter Berücksichtigung der damit verbundenen Kosten noch nicht optimal ausgebildet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dass eingangs genannte Verfahren zur Steuerung der Schaltungen eines Getriebes bzw. ein entsprechendes Getriebe nun derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Schaltungen des Getriebes bei Gangstufenwechseln vereinfacht, insbesondere die Schaltzeiten verkürzt sind sowie die damit einhergehenden Kosten, insbesondere auch für die Konstruktion eines Getriebes verringert sind.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Es ist nun zumindest eine erste Synchronisierungsvorrichtung vorgesehen, die funktional wirksam dem Losrad der niedrigsten Gangstufe und dem Losrad der höchsten Gangstufe zugeordnet ist. Hierbei ist diese erste Synchronisierungsvorrichtung insbesondere als zweiseitig bzw. beidseitig arbeitende, insbesondere jeweils einseitig wahlweise ansteuerbare Synchronisierungsvorrichtung ausgebildet. Hierbei ist die Synchronisierungsvorrichtung im Zwischenraum zwischen dem Losrad der niedrigsten und dem Losrad der höchsten Gangstufe angeordnet. Oder nochmal anders ausgedrückt, das Getriebe weist eine zur niedrigsten Gangstufe benachbarte angeordnete höchste Gangstufe auf, wobei in dem Zwischenraum zwischen den jeweiligen Losrädern dann die erste Synchronisierungsvorrichtung angeordnet und/oder ausgebildet ist.
Bei jedem Gangstufenwechsel - sowohl bei einer Hochschaltung als auch bei einer Rückschaltung und unabhängig davon von welcher bestimmten einer auszulegenden Gangstufe in eine bestimmte andere einzulegende Gangstufe geschaltet wird - wird dann die erste Synchronisierungsvorrichtung zumindest für die Ansynchronisierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle in Richtung der Drehzahl der einzulegenden Gangstufe verwendet und/oder entsprechend angesteuert.
Anders ausgedrückt, die erste Synchronisierungsvorrichtung wird einerseits für die Ansynchronisierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle bei Hochschaltungen, als auch andererseits bei Rückschaltungen verwendet und entsprechend angesteuert. Für Hoch- und Rückschaltungen werden daher nicht - bisher im Stand der Technik - zwei separate und beabstandet auseinanderliegende Synchronisierungsvorrichtungen verwendet, sondern nur eine Synchronisierungsvorrichtung verwendet und eingesetzt, wie oben beschrieben. Dies führt zu einem vereinfachten Steuerungsaufwand, insbesondere auch zur Verringerung der Schaltzeiten und einem erhöhten Fahrkomfort sowie des Weiteren zu kostenmäßigen Einsparungen des damit gesteuerten Getriebes, denn bestimmte Komponenten können hier in einer geringeren Anzahl und/oder auch in „geringerer Robustheit“ ausgeführt werden, was im Folgenden noch näher erläutert werden darf. Im Ergebnis sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.
Vorzugweise sind bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform mehrere Synchronisierungsvorrichtungen vorgesehen, insbesondere eine erste, zweite, dritte und vierte Synchronisierungsvorrichtung vorgesehen, insbesondere wenn das Getriebe mehrere Gangstufen, insbesondere beispielsweise sieben Vorwärts-Gangstufen aufweist. Weiterhin sind dann auch mehrere Schalteinheiten, insbesondere eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Schalteinheit vorhanden bzw. vorgesehen. Mit Hilfe der Synchronisierungsvorrichtungen kann die Drehzahl der Getriebeeingangswelle synchronisiert werden bzw. mit Hilfe der Schalteinheiten kann eine Gangstufe ein- oder ausgelegt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform bilden jeweils eine Synchronisierungsvorrichtung und eine Schalteinheit eine gemeinsame kompakte Baueinheit. Diese kompakten Baueinheiten weisen daher entsprechende Synchronisationselemente und Schaltelemente auf, insbesondere konusförmige Synchronisationselemente und/oder Schiebemuffen.
Weiterhin ist bei der bevorzugten Ausführungsform jede Synchronisierungsvorrichtung zumindest einer bestimmten Gangstufe, insbesondere jede Synchronisierungsvorrichtung zwei bestimmten Gangstufen zugeordnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist daher jede gemeinsame kompakte Baueinheit (aus jeweiliger Synchronisierungsvorrichtung und Schalteinheit) zwischen den jeweiligen Losrädern zweier jeweiliger bestimmter Gangstufen angeordnet und/oder ausgebildet. Anders ausgedrückt, jede Synchronisierungsvorrichtung bzw. jede Schalteinheit, insbesondere also jede gemeinsame kompakte Baueinheit ist zwei bestimmten Gangstufen zugeordnet. Dadurch ist die Anzahl der kompakten Baueinheiten bzw. der Synchronisierungsvorrichtungen und der Schalteinheiten entsprechend gering gehalten und die damit einhergehenden Kosten sind verringert.
Gemäß dem Prinzip der Erfindung ist die erste Synchronisierungsvorrichtung im Wesentlichen zwischen dem Losrad der niedrigsten und dem Losrad der höchsten Gangstufe angeordnet. Anders ausgedrückt, mit dem Begriff „im Wesentlichen“ ist insbesondere gemeint, dass die wesentlichen Komponenten der ersten Synchronisierungsvorrichtung in dem Zwischenraum zwischen dem Losrad der niedrigsten und dem Losrad der höchsten Gangstufe angeordnet und/oder verbaut sind, wobei sich der Zwischenraum im Wesentlichen quer zur Längsachse der Getriebewellen verlaufend zwischen der niedrigsten und der höchsten Gangstufe befindet. In dem Getriebe sind die niedrigste und die höchste Gangstufe daher benachbart zueinander angeordnet.
In der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit Hilfe der ersten Synchronisierungsvorrichtung zumindest nun eine Ansynchronisierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle durch eine Vor-Synchronisation und/oder entsprechende Ansteuerung der niedrigsten und der höchsten Gangstufe realisiert. Bei einer Hochschaltung von einer niedrigeren in eine höhere Gangstufe wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle über die erste Synchronisierungsvorrichtung mit Hilfe der höchsten Gangstufe in einem ersten Schritt ansynchronisiert und/oder vorsynchronisiert. Entsprechend wird bei einer Rückschaltung von einer höheren in eine niedrige Gangstufe die Drehzahl der Getriebeeingangswelle über die erste Synchronisierungsvorrichtung mit der Hilfe der niedrigsten Gangstufe in einem ersten Schritt ansynchronisiert und/oder vorsynchronisiert, insbesondere durch die Ansteuerung der entsprechenden Losräder der jeweiligen Gangstufen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die vollständige Synchronisierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle (nach deren Ansynchronisierung) in einem zweiten Schritt mit Hilfe der einzulegenden Gangstufe realisiert, insbesondere auch mit Hilfe der dieser dann einzulegenden Gangstufe zugeordneten Synchronisierungsvorrichtung. Der Synchronisierungsvorgang wird dann mit der jeweiligen Synchronisierungsvorrichtung abgeschlossen und/oder realisiert, die der bestimmten einzulegenden Gangstufe zugeordnet ist, wobei die Vor-Synchronisation bzw. Ansynchronisierung jedenfalls mit Hilfe der ersten Synchronisierungsvorrichtung (im ersten Schritt) realisiert worden ist.
Zur Ausführung und/oder Steuerung der Schaltungen des Getriebes ist ein teils elektrisches und/oder teils elektronisches Steuergerät, insbesondere ein Microcomputer vorhanden bzw. vorgesehen, mit dessen Hilfe die Hochschaltungen und die Rückschaltungen des Getriebes gesteuert werden. Aufgrund des Steuerungsbefehls des Steuergerätes werden die erste Synchronisierungsvorrichtung und/oder die weiteren Synchronisierungsvorrichtungen und/oder Schalteinheiten entsprechend angesteuert.
Insbesondere ist das Getriebe als ein automatisches und/oder automatisiertes Stufengetriebe ausgebildet, kann insbesondere auch als ein entsprechend ausgebildetes Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt sein, wobei der jeweiligen Getriebeeingangswelle eine Kupplung zugeordnet ist, die insbesondere ebenfalls vom Steuergerät entsprechend ansteuerbar, insbesondere öffnenbar und/oder schließbar ist. Insbesondere sind bei einem Doppelkupplungsgetriebe dann zwei Kupplungen (Doppelkupplung) vorgesehen, die vom Steuergerät entsprechend angesteuert werden (wird).
Im Ergebnis sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, dass erfindungsgemäße Verfahren bzw. das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Getriebe in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden darf eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:

1 in schematischer Darstellung ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges bzw. einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, das bzw. der mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend gesteuert wird.

In 1 ist der Antriebsstrang 1 eines hier nicht näher dargestellten Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges zumindest teilweise dargestellt.
Der Antriebsstrang 1 weist einen Motor 2, eine Kupplung 3 und ein Getriebe 4 auf, so wie in 1 dargestellt.
Das Antriebsdrehmoment kann von der nicht näher bezeichneten Motorwelle des Motors 2 über die Kupplung 3, wenn diese geschlossen ist, auf das Getriebe 4, hier auf eine Getriebeeingangswelle 5 übertragen werden.
Weiterhin weist das Getriebe 4 eine Getriebeausgangswelle 6 auf. Das hier dargestellte Getriebe 4 ist insbesondere als automatisches, automatisiertes Stufengetriebe ausgeführt, kann aber auch als ein Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet sein. Für den Fall, dass das Getriebe 4 als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist, sind mindestens zwei Getriebeeingangswellen und zwei Kupplungen vorgesehen bzw. vorhanden.
Das hier in 1 dargestellte Getriebe 4 weist mehrere Gangstufen, hier insbesondere sieben Vorwärts-Gangstufen G1 bis G7 auf. Es ist mindestens eine niedrigste und mindestens eine höchste Gangstufe, hier insbesondere die erste Gangstufe G1 und die siebte Gangstufe G7 vorhanden.
Jede Gangstufe G1 bis G7, die hier als Vorwärts-Gangstufen ausgeführt sind, ist durch mindestens jeweils ein Festrad und mindestens ein Losrad gebildet. Im Einzelnen ist die erste Gangstufe G1 durch das Festrad 7 und das Losrad 8, die zweite Gangstufe G2 durch das Festrad 9 und das Losrad 10, die dritte Gangstufe durch das Festrad 11 und das Losrad 12, die vierte Gangstufe durch das Festrad 13 und das Losrad 14, die fünfte Gangstufe durch das Festrad 15 und das Losrad 16, die sechste Gangstufe durch das Festrad 17 und das Losrad 18 und die siebte Gangstufe durch das Festrad 19 und das Losrad 20 gebildet.
Die jeweiligen Festräder 7, 9, 11, 13, 15, 17 und 19 sind hier bei dem in 1 dargestellten Getriebe 4 der Getriebeausgangswelle 6 zugeordnet und mit dieser drehfest wirksam verbunden. Die jeweiligen Losräder 8, 10, 12, 14, 16, 18 und 20 sind hier der Getriebeeingangswelle 5 zugeordnet und drehbar auf der Getriebeeingangswelle 5 angeordnet. Denkbar ist auch der umgekehrte Fall, also dass die jeweiligen Festräder der Getriebeeingangswelle und die jeweiligen Losräder der Getriebeausgangswelle zugeordnet und entsprechend angeordnet sind.
Weiterhin ist eine Rückwärts-Gangstufe GR realisiert, die insbesondere drei Zahnräder aufweist, wobei ein Zahnrad als Festrad 21 auf der Getriebeausgangswelle 6 drehwirksam fest angeordnet ist, ein Zahnrad 22 auf einer nicht näher bezeichneten Zwischenwelle angeordnet ist und ein Zahnrad 23 als Losrad auf der Getriebeeingangswelle 5 drehbar angeordnet ist.
Weiterhin sind mehrere Schalteinheiten SG1 bis SG4 vorgesehen. Die Schalteinheiten SG1 bis SG4 dienen grundsätzlich zum wirksamen Ein- und Auslegen der jeweiligen Gangstufen G1 bis G7 bzw. GR. Hierfür weisen die Schalteinheiten SG1 bis SG4 mehrere hier nur schematisch angedeutete teils axial verschiebbare Schaltgabeln und Schiebemuffen auf. Die Schalteinheiten SG1 bis SG4 sorgen für das wirksame Ein- und Auslegen der jeweiligen Gangstufen G1 bis G7. Die axiale Verschiebbarkeit der jeweiligen Schaltgabeln und Schiebemuffen ist schematisch in 1 durch nicht näher bezeichnete Pfeile angedeutet.
Bei der in 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform des Getriebes 4 sind mehrere Synchronisierungsvorrichtungen, insbesondere eine erste Synchronisierungsvorrichtung S1, eine zweite Synchronisierungsvorrichtung S2, eine dritte Synchronisierungsvorrichtung S3 und eine vierte Synchronisierungsvorrichtung S4 vorgesehen. Auch diese sind in 1 nur schematisch, insbesondere durch die Darstellung der Bezugszeichen „S1 bis S4“ dargestellt bzw. angedeutet. Bei der bevorzugten Ausführungsform bilden die erste bis vierte Synchronisierungsvorrichtung S1 bis S4 und die Schalteinheiten SG1 bis SG4, also hier die erste Synchronisierungsvorrichtung S1 und die erste Schalteinheit SG1 bzw. S2 / SG2 usw., jeweils eine gemeinsame kompakte Baueinheit aus. Anders ausgedrückt, jede kompakte Baueinheit weist entsprechende nicht näher dargestellte Synchronisationselemente und Schaltelemente, insbesondere teils konusförmige Synchronisationselemente und/oder hier in 1 angedeutete Schiebemuffen auf. Dies soll in 1 entsprechend schematisch angedeutet sein.
Bei einem Gangstufenwechsel kann nun die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 5 mit Hilfe der ersten Synchronisierungsvorrichtung S1 in Richtung auf die Drehzahl der einzulegenden Gangstufe ansynchronisiert werden, insbesondere die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 5 bei einer anstehenden Hochschaltung abgebremst oder bei einer anstehenden Rückschaltung beschleunigt werden.
Die eingangs genannten Nachteile sind aber nun dadurch vermindert bzw. sind entsprechende Vorteile dadurch erzielt, dass die erste Synchronisierungsvorrichtung S1 funktional wirksam dem Losrad 8 der niedrigsten Gangstufe und dem Losrad 20 der höchsten Gangstufe, insbesondere dem Losrad 8 der ersten Gangstufe G1 und dem Losrad 20 der siebten Gangstufe G7, zugeordnet ist und das nun bei jedem Gangstufenwechsel - sowohl bei einer Hochschaltung als auch bei einer Rückschaltung und unabhängig davon, von welcher bestimmten einen auszulegenden Gangstufe in eine bestimmte andere einzulegende Gangstufe geschaltet wird - dann die erste Synchronisierungsvorrichtung S1 zumindest für die Ansynchronisierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 5 in Richtung der Drehzahl der einzulegenden Gangstufe verwendet und/oder angesteuert wird. Anders ausgedrückt bzw. nochmal einfach ausgedrückt, mit nur einer einzigen Synchronisierungsvorrichtung, hier der ersten Synchronisierungsvorrichtung S1 wird zumindest eine Vor-Synchronisation der Getriebeeingangswelle 5 bei einem Gangstufenwechsel durchgeführt, nämlich bei einer entstehenden Hochschaltung wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 5 abgebremst und bei einer anstehenden Rückschaltung wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 5 beschleunigt. Dies führt einerseits zu geringen Schaltzeiten, einem hohen Fahrtkomfort sowie zu einem geringeren Steuerungsaufwand und damit geringeren Kosten. Für den Fall, dass von einem höheren Gang in die niedrigste Gangstufe, also in die erste Gangstufe G1 geschaltet wird, übernimmt die erste Synchronisierungsvorrichtung S1 sowohl die Vor-Synchronisation als auch die vollständige Synchronisation der Getriebeeingangswelle. Entsprechendes gilt, wenn von einer niedrigeren in die höchste Gangstufe, hier in die siebte Gangstufe G7 geschaltet wird.
Die erste Synchronisierungsvorrichtung S1 ist zwischen dem Losrad 8 der niedrigsten, hier der ersten Gangstufe G1, dem Losrad 20 der höchsten Gangstufe, hier der siebten Gangstufe G7 angeordnet und ausgebildet, was in 1 schematisch gut erkennbar dargestellt ist. Die erste Synchronisierungsvorrichtung S1 ist bei dem hier in 1 dargestellten Getriebe 4 im Zwischenraum zwischen der benachbart zueinander angeordneten niedrigsten Gangstufe, hier der ersten Gangstufe G1, und der höchsten Gangstufe, hier der siebten Gangstufe G7, angeordnet bzw. ausgebildet. Die erste Synchronisierungsvorrichtung S1 ist daher hier als zweiseitig bzw. beidseitig arbeitende, insbesondere jeweils einseitig (nach links und nach rechts) wahlweise ansteuerbare Synchronisierungsvorrichtung S1 ausgebildet und zwischen den jeweiligen Losrädern 8 und 20 der niedrigsten und höchsten Gangstufe, hier der ersten Gangstufe G1 und der siebten Gangstufe G7 angeordnet und/oder ausgebildet.
Weiterhin zeigt 1, dass jede Synchronisierungsvorrichtung S1 bis S4 zumindest einer bestimmten Gangstufe, insbesondere hier aber zwei bestimmten Gangstufen zugeordnet ist. Insbesondere ist jede gemeinsame kompakte Baueinheit (aus jeweiliger Synchronisierungsvorrichtung S1 bis S4 und Schalteinheit SG1 bis SG4) zwischen den jeweiligen Losrädern zweier jeweiliger bestimmter Gangstufen angeordnet und/oder ausgebildet. Insbesondere ist die zweite Schalteinheit SG2 und die zweite Synchronisierungsvorrichtung S2 zwischen den Losrädern 10 und 12 der zweiten und der dritten Gangstufe G2 und G3 angeordnet. Weiterhin ist die dritte Synchronisierungsvorrichtung S3 bzw. die dritte Schalteinheit SG3 zwischen den Losrädern 14 und 16 der vierten und fünften Gangstufe G4 und G5 angeordnet, wobei die vierte Synchronisierungsvorrichtung S4 bzw. die vierte Schalteinheit SG4 zwischen dem Losrad 18 der sechsten Gangstufe G6 und dem Zahnrad / Losrad 23 der Rückwärts-Gangstufe GR angeordnet ist, so wie aus 1 ersichtlich.
Gemäß dem erfindergemäßen Verfahren wird nun aber die erste Synchronisierungsvorrichtung S1 zumindest für die Ansynchronisierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 5 verwendet. Es wird die erste Synchronisierungsvorrichtung S1 entsprechend angesteuert, insbesondere wird durch die erste Synchronisierungsvorrichtung S1 in einem ersten Schritt eine Ansynchronisierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 5 durch eine Vor-Synchronisation und/oder Ansteuerung der niedrigsten oder höchsten Gangstufe, nämlich durch das Ansteuern der jeweiligen Losräder 8 und 20 realisiert. Bei einer Hochschaltung von einer niedrigen in eine höhere Gangstufe, bspw. von der dritten Gangstufe G3 in die vierte Gangstufe G4, wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 5 über die erste Synchronisierungsvorrichtung S1 mit Hilfe der höchsten Gangstufe, hier der siebten Gangstufe G7 in einem ersten Schritt ansynchronisiert und/oder vorsynchronisiert, wie oben beschrieben. Entsprechend wird bei einer Rückschaltung von einer höheren in eine niedrigere Gangstufe, bspw. von der vierten in die dritte Gangstufe, also von G4 nach G3, die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 5 über die erste Synchronisierungsvorrichtung S1 mit Hilfe der niedrigsten Gangstufe, hier der ersten Gangstufe G1 in einem ersten Schritt ansynchronisiert und/oder vorsynchronisiert. Dies führt sowohl bei einer Hochschaltung als auch bei einer Rückschaltung des Getriebes 4 zu einem komfortablen Fahrverhalten, insbesondere zu sehr geringen Schaltzeiten und den bereits beschriebenen Vorteilen. Bei der Ansynchronisierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 5 mit Hilfe der ersten Synchronisierungsvorrichtung S1 ist wesentlich, dass bei dem Vorgang der Ansynchronisierung dieser zwar mit dem jeweiligen Losrad 8 bzw. 20 der niedrigsten Gangstufe G1 bzw. höchsten Gangstufe G7 realisiert wird, aber das jeweilige Losrad 8 bzw. 20 eben nicht vollständig mit der Getriebeeingangswelle 5 drehfest wirksam verbunden wird, sondern die Getriebeeingangswelle eben „nur“ beschleunigt oder abgebremst wird.
Insbesondere kann die erste Synchronisierungsvorrichtung S1 besonders robust ausgelegt und/oder dimensioniert werden, da mit Hilfe der ersten Synchronisierungsvorrichtung S1 das Ansynchronisieren der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 5, unabhängig vom jeweiligen Gangstufenwechsel, erfolgt. Hingegen können die anderen Synchronisierungsvorrichtungen S2 bis S4 weniger robust und mit weniger Kosten ausgelegt und/oder dimensioniert werden. Gleiches gilt für die entsprechenden Schaltgabeln und/oder die anderen konstruktiv notwendigen Elemente. Damit sind entsprechende Kosten einsparbar.
Die vollständige Synchronisierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 5 erfolgt dann insbesondere in einem zweiten Schritt, nämlich mit Hilfe der jeweiligen Synchronisierungsvorrichtung, die der einzulegenden Gangstufe zugeordnet ist.
Für die Durchführung der jeweiligen Steuerungen, Ansteuerungen und/oder Schritte des Steuerungsverfahrens ist insbesondere ein teils elektrisches und teils elektronisches Steuergerät vorgesehen, was hier in 1 nicht dargestellt ist. Insbesondere ist das Steuergerät als ein Mikrocomputer ausgebildet, wobei mit dessen Hilfe die Hochschaltungen und die Rückschaltungen des Getriebes 4 gesteuert werden können. Aufgrund der Steuerungsbefehle des Steuergerätes werden die Synchronisierungsvorrichtungen, die erste Synchronisierungsvorrichtung S1 und/oder die weiteren Synchronisierungsvorrichtungen S2 bis S4 und/oder die Schalteinheiten SG1 bis SG4 entsprechend angesteuert.
Das Getriebe 4 kann als ein automatisches und/oder automatisiertes Stufengetriebe oder auch als Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt sein. Insbesondere ist der jeweiligen Getriebeeingangswelle dann mindestens eine Kupplung, hier die 1, die Kupplung 3 zugeordnet, die vom Steuergerät auch entsprechend ansteuerbar ist, so dass insbesondere die Gangstufenwechsel innerhalb des Getriebes 4 erfolgen können, wenn die Kupplung 3 geöffnet ist, und nach dem erfolgten Gangstufenwechsel im Getriebe 4 die Kupplung 3 dann wieder geschlossen werden kann.
Im Ergebnis sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsstrang
2: Motor
3: Kupplung
4: Getriebe
5: Getriebeeingangswelle
6: Getriebeausgangswelle
7: Festrad
8: Losrad
9: Festrad
10: Losrad
11: Festrad
12: Losrad
13: Festrad
14: Losrad
15: Festrad
16: Losrad
17: Festrad
18: Losrad
19: Festrad
20: Losrad
21: Zahnrad der Rückwärts-Gangstufe
22: Zahnrad der Rückwärts-Gangstufe
23: Zahnrad der Rückwärts-Gangstufe
S1: erste Synchronisierungsvorrichtung
S2: zweite Synchronisierungsvorrichtung
S3: dritte Synchronisierungsvorrichtung
S4: vierte Synchronisierungsvorrichtung
SG1: erste Schalteinheit
SG2: zweite Schalteinheit
SG3: dritte Schalteinheit
SG4: vierte Schalteinheit
G1: erste Gangstufe
G2: zweite Gangstufe
G3: dritte Gangstufe
G4: vierte Gangstufe
G5: fünfte Gangstufe
G6: sechste Gangstufe
G7: siebte Gangstufe
GR: Rückwärts-Gangstufe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014019011 A1 [0003]
DE 10253616 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Steuerung der Schaltungen der Gangstufen (G1 bis G7) eines Getriebes (4) eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, wobei das Getriebe (4) mindestens eine Getriebeeingangswelle (5) und mindestens eine Getriebeausgangswelle (6) aufweist, wobei das Getriebe (4) mehrere Gangstufen (G1 bis G7), insbesondere sieben Gangstufen (G1 bis G7), aufweist, wobei mindestens eine niedrigste (G1) und mindestens eine höchste Gangstufe (G7), insbesondere die erste (G1) und siebte Gangstufe (G7), vorhanden sind und jede Gangstufe (G1 bis G7) jeweils mindestens durch zumindest jeweils ein Festrad (7, 9, 11, 13, 15, 17, 19) und zumindest jeweils ein Losrad (8, 10, 12, 14, 16, 18, 20) gebildet ist, wobei mehrere Schalteinheiten (SG1 bis SG4) zum wirksamen Ein- und Auslegen der jeweiligen Gangstufen (G1 bis G7), insbesondere mehrere Schiebemuffen, vorhanden und/oder angeordnet sind, wobei mindestens eine erste Synchronisierungsvorrichtung (S1), insbesondere mehrere Synchronisierungsvorrichtungen (S1 bis S4), vorhanden ist bzw. sind, wobei bei einem Gangstufenwechsel die Drehzahl der Getriebeeingangswelle (5) mit Hilfe der ersten Synchronisierungsvorrichtung (S1) in Richtung auf die Drehzahl der einzulegenden Gangstufe ansynchronisiert wird, insbesondere die Drehzahl der Getriebeeingangswelle bei einer anstehenden Hochschaltung abgebremst oder bei einer anstehenden Rückschaltung beschleunigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Synchronisierungsvorrichtung (S1) funktional wirksam dem Losrad (8) der niedrigsten Gangstufe (G1) und dem Losrad (20) der höchsten Gangstufe (G7) zugeordnet ist und dass bei jedem Gangstufenwechsel - sowohl bei einer Hochschaltung als auch bei einer Rückschaltung und unabhängig davon von welcher bestimmten einen auszulegenden Gangstufe in eine bestimmte andere einzulegende Gangstufe geschaltet wird - dann die erste Synchronisierungsvorrichtung (S1) zumindest für die Ansynchronisierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle (5) in Richtung der Drehzahl der einzulegenden Gangstufe verwendet und/oder entsprechend angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Synchronisierungsvorrichtungen (S1 bis S4), insbesondere eine erste , zweite, dritte und vierte Synchronisierungsvorrichtung, und mehrere Schalteinheiten (SG1 bis SG4), insbesondere eine erste, zweite, dritte und vierte Schalteinheit vorhanden sind, und dass jeweils eine Synchronisierungsvorrichtung (S1 bis S4) und jeweils eine Schalteinheit (SG1 bis SG4) eine gemeinsame kompakte Baueinheit bilden, insbesondere jede kompakte Baueinheit entsprechende Synchronisationselemente und Schaltelemente aufweist, insbesondere die kompakten Baueinheiten teils konusförmige Synchronisationselemente und/oder Schiebemuffen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Synchronisierungsvorrichtung (S1 bis S4) zumindest einer bestimmten Gangstufe, insbesondere zwei bestimmten Gangstufen zugeordnet ist, insbesondere jede gemeinsame kompakte Baueinheit (aus jeweiliger Synchronisierungsvorrichtung (S1 bis S4) und Schalteinheit (SG1 bis SG4)) zwischen den jeweiligen Losrädern zweier jeweiliger bestimmter Gangstufen angeordnet und/oder ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Synchronisierungsvorrichtung (S1) als zweiseitig bzw. beidseitig arbeitende, insbesondere jeweils einseitig wahlweise ansteuerbare Synchronisierungsvorrichtung (S1) ausgebildet ist und zwischen dem Losrad (8) der niedrigsten (G1) und dem Losrad (20) der höchsten (G7) Gangstufe angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Synchronisierungsvorrichtung (S1) zumindest eine Ansynchronisierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle (5) durch entsprechende Vor-Synchronisation und/oder Ansteuerung der niedrigsten (G1) oder der höchsten Gangstufe (G7) realisiert.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Hochschaltung von einer niedrigeren in eine höhere Gangstufe die Drehzahl der Getriebeeingangswelle (5) über die erste Synchronisierungsvorrichtung (S1) mit Hilfe der höchsten (G7) Gangstufe in einem ersten Schritt ansynchronisiert und/oder vorsynchronisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Rückschaltung von einer höheren in eine niedrigere Gangstufe die Drehzahl der Getriebeeingangswelle (5) über die erste Synchronisierungsvorrichtung (S1) mit Hilfe der niedrigsten Gangstufe (G1) in einem ersten Schritt ansynchronisiert und/oder vorsynchronisiert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vollständige Synchronisierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle (5) in einem zweiten Schritt mit Hilfe der Synchronisiervorrichtung der einzulegenden Gangstufe realisiert wird, nämlich mit der jeweiligen Synchronisierungsvorrichtung abgeschlossen und/oder realisiert wird, die der bestimmten einzulegenden Gangstufe zugeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein teils elektrisches und/oder teils elektronisches Steuergerät, insbesondere ein Microcomputer, vorhanden ist, mit dessen Hilfe die Hochschaltungen und die Rückschaltungen des Getriebes (4) gesteuert werden und aufgrund dessen Steuerungsbefehle dann die erste Synchronisierungsvorrichtung (S1) und /oder die weiteren Synchronisierungsvorrichtungen (S2 bis S4) und/oder die Schalteinheiten (SG1 bis SG4) angesteuert werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4) als ein automatisches und/oder automatisiertes Stufengetriebe oder als ein automatisches und/oder automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt ist, wobei der jeweiligen Getriebeeingangswelle (5) eine Kupplung (3) zugeordnet ist, die vom Steuergerät entsprechend ansteuerbar ist.