DE10313587A1

DE10313587A1 - Verfahren zur Regelung der Schaltung für ein automatisches Getriebe

Info

Publication number: DE10313587A1
Application number: DE10313587A
Authority: DE
Inventors: Hiromichi Shimaguchi
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2003-10-30
Also published as: US20030183032A1; JP4502103B2; US6884200B2; JP2003278907A

Abstract

Ein automatisiertes Schaltgetriebe mit einer Vielzahl von Zahnradübersetzungen wird geschaltet durch eine Schaltvorrichtung, welche mindestens zwei Stufen besitzt, umfassend eine stärkere und eine schwächere Stufe einer Betätigungskraft. Der Schaltvorgang der Schaltvorrichtung wird begonnen mit der schwächeren Betätigungskraft und wird umgeschaltet zu der stärkeren Betätigungskraft, sobald eine Bewegung der Schaltvorrichtung ermittelt wird. Das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangs- und der Ausgangswelle wird gesteuert durch eine Kupplung durch eine variable Steuerung des übertragenen Drehmomentes. Der Schaltvorgang der Schaltvorrichtung wird umgeschaltet zu der stärkeren Betätigungskraft, sobald das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangs- und Ausgangswelle nahe an der Rotationsgeschwindigkeit des ausgewählten Ganges ist.

Description

Gegenstand der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Schaltung eines automatischen Getriebes, speziell ein Verfahren zur Regelung der Schaltung für ein automatisches Getriebe zur Verhinderung von Gangschaltungsstößen und Mahlgeräuschen von Gängen resultierend aus nicht synchronisierten Getriebegängen und zum Erreichen einer einfacheren Synchronisationsregelung.

Hintergrund der Erfindung

In Fahrzeugen ist ein automatisches oder manuelles Getriebe vorhanden um die Vortriebskraft eines internen Verbrennungsmotors entsprechend des Fahrzustandes des Fahrzeugs umzuwandeln. Ein derartiges Getriebe umfasst Zahnradgetriebe und Riemengetriebe, wobei üblicherweise Zahnradgetriebe verwendet werden, da diese geringere Getriebeverluste aufweisen. Manchmal wird ein manuelles Schaltgetriebe so automatisiert betrieben, dass dieses wie ein normales Schaltgetriebe arbeitet.

Ein Beispiel für eine Verfahren zur Regelung der Schaltung eines automatischen Getriebes ist offenbart in der JP 30115667. In dem Getriebe und dem Regelungsverfahren, welches in dieser Schrift offenbart wird, wird eine Zielgeschwindigkeit für eine Zwischenwelle für die Schaltungsregelung berechnet aus der Anzahl an Zähnen eines ausgewählten Zahnrads und der Rotationsgeschwindigkeit einer Abtriebswelle. Zwei Kupplungen an gegenüberliegenden Seiten des Getriebes werden angesteuert zum Schließen und Öffnen. Der Schaltungsvorgang wird ausgeführt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Zwischenwelle nah an der Zielgeschwindigkeit ist. Auf diese Weise wird ein ruckfreier Gangwechsel in kurzer Zeit erreicht.

Ein weiteres Beispiel für ein Verfahren zur Regelung der Schaltung eines automatischen Getriebes wird offenbart in der Offenlegungsschrift JP H 05/248527. Bei dem dort offenbarten automatischen Getriebe und Regelungsverfahren wird ein vorbestimmter geringer Öldruck in einer Kammer der Kupplung aufgebracht, falls eine Bedingung für das Schließen der Kupplung erfüllt ist. Der resultierende Öldruck wird sodann auf eine Höhe gebracht, bei der ein Kolben in Kontakt mit einer Kupplungsplatte kommt. Dieser wird jedoch so eingestellt, dass keine Kontaktkraft herbeigeführt wird. Von diesem Zustand ausgehend wird der Öldruck in der Ölkammer der Kupplung zu einer bestimmten Zeit erhöht, so dass die Kupplung unverzüglich betätigt wird. Dabei kommt es zu einer zeitlichen Verzögerung in der der Kolben aus einer Anfangsstellung in eine Stellung, in der eine Andrückkraft auf die Kupplungsplatte ausgeübt wird, sobald die Kupplung betätigt wird, bewegt wird.

Ein weiteres Beispiel wird offenbart in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2001- 227599. Das dort offenbarte automatische Getriebe umfasst Eingangs- und Ausgangswellen einer Hauptkupplung zur Übertragung einer Antriebskraft einer Antriebsmaschine auf die Eingangswelle und einen Schaltmechanismus zur Schaltung einer Vielzahl von Zahnradübersetzungen, wobei der Schaltmechanismus bei einem Gangwechsel gesteuert wird. Das Getriebe umfasst eine Vielzahl von Lagerwellen auf denen jeweils Getriebezüge definierende Zahnräder angeordnet sind. Eine Zwischenwelle ist an einer von der Verlängerung der Lagerwellen verschiedenen Stellen angeordnet. An der Zwischenwelle ist eine Nebenkupplung angeordnet und steuert variabel das Drehmoment, welches vom der Ausgangswelle auf die Eingangswelle übertragen wird. Die Nebenkupplung ist angebracht in einem Getriebegehäuse ohne deren Ausdehnung in axialer Richtung zu vergrößern. Bezüglich der Dimensionen des Getriebegehäuses, des benötigten Raumes zu dessen Lagerung sowie Auslegung des Getriebes wird die Kompatibilität mit konventionellen Getrieben erhöht.

In einem automatisch/manuellen Getriebe (nachfolgend bezeichnet als automatisches Schaltgetriebe), bei dem ein konventionelles manuelles Schaltgetriebe (MT) automatisiert wird, wird ein Gangwechsel in der gleichen Art und Weise ausgeführt wie bei einem üblichen Schaltgetriebe. Im Einzelnen kann der Gangwechsel folgendermaßen erklärt werden: eine Anfahrkupplung wird in einem ersten Schritt geöffnet; ein Gang wird in einem zweiten Schritt ausgelegt; ein Gangschalthebel wird in einem dritten Schritt in eine Stellung bewegt, bei der der ausgewählte Gang einen Synchronisierer betätigen kann; die Gänge werden in einem vierten Schritt synchronisiert und eingelegt; und die Anfahrkupplung wird in einem fünften Schritt geschlossen.

Während der Zeit des Gangwechsels, wenn die Kupplung geöffnet ist, tritt kein Gangwechselruck auf. Ebenso tritt keine schlechte Synchronisierung auf.

Dem gegenüber wird bei dem neuartigen automatisierten Schaltgetriebe entsprechend der vorliegenden Erfindung, bei der ein Öffnen der Antriebskraft während des Gangwechsels reduziert ist, ein Öffnen der Kupplung nicht benötigt während des Gangwechsels, so dass die Gangwechseloperation von denen konventioneller automatisierter Schaltgetriebe abweicht.

Ein Beispiel für die Schaltung von einer ersten Geschwindigkeit zu einer zweiten Geschwindigkeit: bei einem ersten Schritt teilt (verteilt) eine Kupplung das Antriebsmoment, wobei die Kupplung angeordnet ist in einem Kraftübertragungspfad zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle und fähig ist zu einer veränderlichen Regelung des übertragenen Momentes; in einem zweiten Schritt wird der zur ersten Geschwindigkeit gehörende Gang ausgelegt; in einem dritten Schritt wird die Kupplung synchronisiert auf eine Geschwindigkeit entsprechend zu dem zur zweiten Geschwindigkeit gehörenden Gang; einem vierten Schritt wird der zur zweiten Geschwindigkeit gehörende Gang nach erfolgter Synchronisation eingelegt; und in einem fünften Schritt wird die Kupplung geöffnet.

Wenn bei diesen Schritten die Kupplung, die angeordnet ist in einem Pfad zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle und fähig ist zu einer variablen Regelung des übertragenen Drehmomentes, das Drehmoment nicht ordentlich verteilt, wird weiterhin ein Drehmoment auf den zur ersten Geschwindigkeit gehörenden Gang übertragen. In diesem Zustand führt das Auslegen des Ganges zu einem ungewollten Gangwechselruck.

Falls keine präzise Synchronisation während des Gangwechsels bei dem zur zweiten Geschwindigkeit gehörenden Gang erreicht wird, wird zusätzlich zu dem Gangwechselruck ein mahlendes Zahnradgeräusch aufgrund schlechter Synchronisation hervorgerufen.

Zusammenfassung der Erfindung

Um die zuvor dargestellten Nachteile zu überwinden oder zumindest zu minimieren stellt die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Regelung der Schaltung eines automatischen Schaltgetriebes bereit. Im speziellen umfasst das Verfahren zur Regelung der Schaltung einer Eingangswelle, auf die eine Antriebskraft einer Antriebsmaschine gelegt wird, eine im Wesentlichen parallel zur Eingangswelle angeordnete Ausgangswelle zur Abgabe der übersetzten Antriebskraft der Antriebsmaschine an Antriebsräder, eine Anfahrkupplung zum Verbinden oder Lösen der Verbindung zwischen Antriebsmaschine und Eingangswelle, einer Vielzahl von Getriebezügen, die zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle angeordnet sind um unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zu bewirken, eine Schaltvorrichtung zum Schalten eines jeden Getriebezugs, einer Kupplung innerhalb des Übertragungspfades der Antriebskraft zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle zur variablen Steuerung des übertragenen Drehmomentes wobei die Kupplung so ausgelegt ist, dass diese ein Moment während des Schaltvorganges übertragen kann, und einen Aktuator zur Schaltung der Getriebezüge. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die Ausübungskraft des Schaltvorrichtung mindestens zwei Stufen umfassend eine stärkere und eine schwächere Stufe. Es ist ein Sensor vorgesehen zur Detektion der Bewegung von Komponenten der Schaltvorrichtung. Ein Schaltvorgang der Schaltvorrichtung wird begonnen mit der schwächeren Betätigungskraft, wobei diese zur höheren Betätigungskraft umgeschaltet wird sobald eine Bewegung der Schaltvorrichtung detektiert wird.

Die vorliegende Erfindung umfasst des Weiteren ein Verfahren zur Regelung der Schaltung eines automatisierten Schaltgetriebes umfassend eine Eingangswelle, auf die die Antriebskraft einer Antriebsmaschine gelegt wird, eine Ausgangswelle parallel mit der Eingangswelle zur Abgabe der übersetzten Antriebskraft der Antriebsmaschine an Antriebsräder, einer Anfahrkupplung zur Verbindung und zum Lösen der Verbindung zwischen der Antriebsmaschine und der Eingangswelle, einer Vielzahl von Getriebezügen, welche angeordnet sind zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle um unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse bereitstellen zu können, einem Schaltmechanismus um Schalten eines jeden Ganges, einer Kupplung in einem Kraftübertragungspfad zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle zur variablen Regelung des übertragenen Drehmoments, wobei die Kupplung so gestaltet ist, dass diese ein Drehmoment während des Schaltvorgangs übertragen kann, und einen Aktuator zur Schaltung der Zahnradübersetzungen. Bei der vorliegenden Erfindung umfasst die Betätigungskraft für die Schaltvorrichtung mindestens zwei Stufen, umfassend eine schwache und eine starke Stufe. Es sind Sensoren zur Ermittlung der Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangs- oder Ausgangswelle vorhanden. Ein Schaltvorgang der Schaltvorrichtung wird begonnen mit der schwächeren Betätigungskraft. Das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeit zwischen Eingangs- und Ausgangswelle wird geregelt durch die Kupplung, so dass das übertragenen Drehmoment variabel geregelt wird. Der Schaltvorgang der Schaltvorrichtung wird zu der höheren Betätigungskraft geschaltet wenn das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangs- und der Ausgangswelle nahe an der Rotationsgeschwindigkeit für den ausgewählten Gang liegen.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung besitzt die Betätigungskraft für den Schaltmechanismus mindestens zwei Stufen umfassend eine schwächere und eine stärkere Stufe. Der Schaltvorgang der Schaltvorrichtung wird begonnen mit der schwächeren Betätigungskraft und wird zu der stärkeren Betätigungskraft gewechselt, nachdem eine Schaltungsbetätigung der Schaltvorrichtung detektiert worden ist. Der Zustand des übertragenen Drehmomentes des ausgewählten Getriebezuges wird ermittelt. Entsprechend wird der Gangwechsel einfach erreicht ohne einen Gangwechselruck oder aus schlechter Synchronisation herrührender Mahlgeräusche hervorzurufen.

Zusätzlich verfügt die Betätigungskraft der Schaltvorrichtung über mindestens zwei Stufen umfassend eine stärkere und eine schwächere Stufe. Wie zuvor ausgeführt wird ein Gangwechsel durch die Schaltvorrichtung mit der schwächeren Betätigungskraft begonnen. Das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangs- und der Ausgangswelle wird geregelt durch die Kupplung, indem diese das übertragene Drehmoment variabel regelt. Der Gangwechsel des Gangwechselmechanismusses wird zu der stärkeren Betätigungskraft hin geschaltet sobald das Verhältnis der Drehgeschwindigkeiten der Eingangs- und der Ausgangswelle nah an der Drehgeschwindigkeit entsprechend dem ausgewählten Gang liegt. Dementsprechend wird der Gangwechselmechanismus mit der schwächeren Betätigungskraft betätigt, was eine geringere Belastung des Gangwechselmechanismusses mit sich bringt, wobei eine leichtere Synchronisierungsregelung und eine reduzierte Gangwechselzeit erreicht wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Ablaufdiagramm einer Gangwechselregelung (ein erster Gang zu einem zweiten Gang) entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht eines automatisierten Schaltgetriebes.

Fig. 3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Regelung für das automatische Schaltgetriebe.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Beschleunigungsdrehmomentes während des Betriebes in einem ersten Gang.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung des Beschleunigungsmomentes zu Beginn der Verteilung des Antriebsmomentes durch eine Kupplung in einem dritten Gang.

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung des Beschleunigungsmomentes während der Drehmomentverteilung durch die Kupplung in dem dritten Gang.

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des Getriebes mit einem Beschleunigungsmoment nach Synchronisation und Schaltung in einen zweiten Gang.

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung des Getriebes mit Beschleunigungsmoment zu Beginn des Öffnens der Kupplung in einem dritten Gang.

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung des Getriebes mit einem Beschleunigungsmoment nachdem die Kupplung im dritten Gang geöffnet ist.

Fig. 10 ist eine schematische Darstellung welche das Einlegen des Ganges und der Schiebemuffe zeigt wenn die Schiebemuffe geöffnet wird.

Fig. 11 zeigt einen Zeitverlauf des Öffnens der Schiebemuffe wenn die Schaltzeit zu schnell ist.

Fig. 12 zeigt einen Zeitverlauf des Öffnens der Schiebemuffe wenn die Schaltzeit zu langsam ist.

Fig. 13 zeigt einen Zeitverlauf des Öffnens der Schiebemuffe bei aufgebrachter geringer Betätigungskraft.

Fig. 14 ist eine schematische Darstellung des Schaltzustandes des Getriebes und der Schiebemuffe vor Einlegen des zweiten Ganges.

Fig. 15 zeigt einen Zeitablauf der Schaltung in den zweiten Gang bei aufgebrachter geringer Betätigungskraft.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend detailliert mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei die Fig. 1 bis 15 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustrieren.
In Fig. 2 bezeichnet Bezugszeichen 2 ein automatisiertes Schaltgetriebe für ein Fahrzeug bei dem Kupplungsbetätigung und Schaltvorgänge eines manuellen Getriebes (MT) automatisch durchgeführt werden von Aktuatoren (im Nachfolgenden wird das automatisierte manuelle Schaltgetriebe als automatisiertes Schaltgetriebe bezeichnet).
Das automatisierte Schaltgetriebe 2 umfasst eine Ausgangswelle 4 der Antriebsmaschine als Eingang der Antriebskraft der Antriebsmaschine (nicht dargestellt) und eine Haupt- oder Anfahrkupplung 6, welche verbunden ist mit der Ausgangswelle 4 der Antriebsmaschine um die Antriebskraft zwischen der Antriebsmaschine und der Eingangswelle 8 ein- und auskuppeln zu können.
Eine Gegenwelle oder eine Ausgangswelle 10 ist im Wesentlichen parallel mit der Eingangswelle 8 angeordnet und überträgt die übersetzte Antriebskraft der Antriebsmaschine auf die Antriebsräder des Fahrzeugs (nicht dargestellt). Die Gegenwelle 10, eine Zwischenwelle 12, eine Rückwärtsfahrwelle 14 und eine Abtriebswelle 18, die mit dem Differenzial 16 verbunden ist, sind in Längsrichtung des automatisierten Getriebes 2 und im Wesentlichen parallel zu der Eingangswelle 8 angeordnet. Die Eingangswelle 8 umfasst, gesehen von der Antriebsmotorseite, ein antreibendes Zahnrad 20 für den ersten Gang, ein antreibendes Zahnrad 22 für den Rückwärtsgang, ein antreibendes Zahnrad 24 für den zweiten Gang, ein antreibendes Zahnrad 26 für den vierten Gang, welches drehbar angeordnet ist an der Welle 8, ein antreibendes Zahnrad 28 für den fünften Gang, welches drehbar angeordnet ist an der Welle 8. Die Zahnräder 20, 22 und 24 sind fest angeordnet auf der Eingangswelle 8.
Die Gegenwelle umfasst, gesehen von der Antriebsmotorseite, ein antreibendes Zahnrad 30 für den letzten Gang, ein angetriebenes Zahnrad 32 für den ersten Gang, welches in Eingriff ist mit dem Zahnrad 20 für den ersten Gang, ein angetriebenes Zahnrad 34 für den zweiten Gang, welches in Eingriff ist mit dem Zahnrad 24 für den zweiten Gang, ein antreibendes Zahnrad 36 für den dritten Gang, welches fest zugeordnet ist dem angetriebenen Zahnrad 34 für den zweiten Gang, ein angetriebenes Zahnrad 38 für den vierten Gang welches in Eingriff steht mit dem Zahnrad 26 für den vierten Gang, ein angetriebenes Zahnrad 40 für den fünften Gang, welches in Eingriff ist mit dem Zahnrad 28 für den fünften Gang. Die Zahnräder 30, 38 und 40 sind fest angeordnet an der Gegenwelle 10.
Zusätzlich besitzt die Rückwärtsfahrwelle 14 ein Zahnrad 42 für den Rückwärtsgang, welches nicht drehbar an diesem angeordnet ist und so angeordnet ist, dass dieses mit dem Zahnrad 22 für den Rückwärtsgang in Eingriff zu bringen ist.
Das antreibende Zahnrad 30 für den Abtrieb ist in Eingriff mit einem angetriebenen Zahnrad 44 für den Abtrieb in der Differenzialbaugruppe 16.
Die Übertragungswelle 12 umfasst ein angetriebenes Zahnrad 46 für einen dritten Gang, welches an der Welle befestigt ist und in Eingriff ist mit dem antreibenden Zahnrad 36 für den dritten Gang, einer zweiten oder Nebenkupplung 48, welche angeordnet ist in einem Übertragungspfad der Antriebskraft zwischen der Eingangswelle 8 und der Ausgangswelle 10 zur variablen Regelung des übertragenden Momentes, und einem mittleren Zahnrad 50 für den dritten Gang, welches angeordnet ist an der Kupplung 48 und in Eingriff mit dem angetriebenen Zahnrad 38 für den vierten Gang ist. In dem Übertragungspfad für die Antriebskraft für den dritten Gang des automatisierten Schaltgetriebes wird die Antriebskraft der Antriebsmaschine übertragen über die Anfahrkupplung 6, die Eingangswelle 8, die antreibenden und angetriebenen Zahnräder 24 und 34 für den zweiten Gang, die antreibenden und angetriebenen Zahnräder 36 und 46 für den dritten Gang, die Kupplung 48, das mittlere Zahnrad 50 für den dritten Gang, das angetriebene Zahnrad 38 für den vierten Gang, die Gegenwelle 10 und die antreibenden und angetriebenen Zahnräder 30 und 44 zu der Differenzialbaugruppe 16. In dieser Ausführungsform fungiert die Kupplung 48, welche angeordnet ist in dem Pfad zwischen Eingangs- und Ausgangswelle zur variablen Regelung des übertragenden Drehmomentes, als Teil des Pfads für den dritten Gang, so dass dieser auch im Folgenden bezeichnet wird als Kupplung für den dritten Gang.
Die Gegenwelle 10 umfasst zwischen den angetriebenen Zahnräder 32, 34 für den ersten und zweiten Gang eine erste/zweite Muffe 52, die Teil einer ersten und zweiten Synchronisiervorrichtung 56, 58, die später beschrieben wird, ist. Die Eingangswelle 8 umfasst zwischen den antreibenden Zahnrädern 26, 28 für den vierten und fünften Gang eine vierte/fünfte Muffe 54, die Teil einer vierten und fünften Synchronisiervorrichtung 60, 62 ist, welche später beschrieben wird.
Zwischen der ersten/zweiten Muffe 52 und dem mit einer ersten Geschwindigkeit angetriebenen Zahnrad 32 für den ersten Gang umfasst die Gegenwelle 10 die erste Synchronisiereinrichtung 56, welche einen Schaltmechanismus bildet. Des Weiteren umfasst die Gegenwelle 10 zwischen der ersten/zweiten Muffe 52 und dem angetriebenen Zahnrad 34 für den zweiten Gang die zweite Synchronisiervorrichtung 58, welche ebenfalls einen Schaltwechselmechanismus definiert.
Zwischen der vierten/fünften Muffe 54 und dem antreibenden Zahnrad 26 für den vierten Gang umfasst die Eingangswelle 8 die vierte Synchronisiereinrichtung 60, welche eine Schaltvorrichtung bildet. Ebenso umfasst die Eingangswelle 8 zwischen der vierten/fünften Muffe 54 und dem antreibenden Zahnrad 28 für den fünften Gang die fünfte Synchronisiervorrichtung 62, welche ebenfalls eine Schaltvorrichtung definiert.
Die Schaltmuffen 52 und 54 sind nicht drehbar aber axial gleitfähig an den Wellen 10 bzw. 8 angeordnet.
Mit Bezug zu Fig. 3 ist ein Regler 64 zur Regelung des automatisierten Schaltgetriebes 4 verbunden an einer Eingangsseite mit einem Schaltsensor 66, einem Auswahlsensor 68 zu Selektion einer ausgewählten Stellung, einem Anfahrkupplungssensor 70, einem Bremsschalter 72 und einem Schaltpositionsschalter 74. Der Regler 64 empfängt Signale für die Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangs- und Ausgangswelle, die Motordrehzahl, den Drosselklappenöffnungsgrad, Beschleunigungswerte und Fahrzeuggeschwindigkeit.
Zusätzlich ist der Regler 64 verbunden an einer Ausgangsseite mit einem Schaltaktuator 76, einem Auswahlaktuator 78, der Anfahrkupplung 6 und der Kupplung 48. Der Regler 64 gibt ein Steuersignal für die Drosselklappe, ein Steuersignal für den Schaltaktuator, ein Steuersignal für den Auswahlaktuator, ein Steuersignal für die Anfahrkupplung und ein Steuersignal für die zweite Kupplung aus.
Des Weiteren steuert der Regler 64 die Betätigungskraft der Schaltvorrichtung, so dass diese stärkere und schwächere Stufen besitzt, beispielsweise zwei Stufen, und umfasst einen Sensor zur Detektion der Bewegung von Komponenten der Schaltvorrichtung. Die Schaltvorrichtung beginnt die Schaltbewegung mit der schwächeren Betätigungskraft während des Schaltvorgangs und wechselt zu der stärkeren Betätigungskraft nach dem eine Schaltbewegung der Schaltvorrichtung erkannt worden ist.
Im Speziellen stellt die Schaltvorrichtung eine Synchronisiervorrichtung dar und, beispielsweise während dem Schaltvorgang zum zweiten Gang, eine Synchronisiervorrichtung 58 für den zweiten Gang dar. Die schwächere Betätigungskraft ist eine geringe Kraft mit der ein Mitnehmer GD des eingelegten Ganges (Fig. 10) und die erste/zweite Muffe 52 als Schaltmuffe der zweiten Synchronisiervorrichtung 58 fähig sind auszukuppeln bei einem geringen übertragenen Drehmoment, aber unfähig sind auszukuppeln bei einem höheren übertragenen Drehmoment.
Der Sensor zu Ermittlung der Bewegung von Komponenten der zweiten Synchronisiervorrichtung 58 nutzt Ausgangssignale beispielsweise vom Schaltsensor 66 und dem Auswahlsensor 68.
Der Gangwechsel durch die zweite Synchronisiervorrichtung 58, welcher eine Bedingung zum Wechseln zu der stärkeren Betätigungskraft ist, wird ausgeführt entsprechend der Bewegung der Synchronisiervorrichtung nachdem eine gewisse Größe oder Verzögerung in der Bewegung aufgetreten ist.
Des Weiteren sind Sensoren zur Ermittlung der Rotationsgeschwindigkeit der Eingangs- und Ausgangswellen 8 und 10 vorhanden. Die Gangschaltung der zweiten Synchronisiervorrichtung 58 oder der Schaltvorrichtung wird ausgelöst mit der geringeren Betätigungskraft während des Gangwechsels. Das Verhältnis zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der Eingangs- und Ausgangswellen 8, 10 wird gesteuert durch die zweite Kupplung 48, um das übertragende Drehmoment variabel zu steuern. Sobald das Verhältnis zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der Eingangs- und Ausgangswelle 8, 10 nahe dem Verhältnis der Geschwindigkeiten des ausgewählten Ganges ist, wird der Gangwechsel der zweiten Synchronisiervorrichtung 58 ausgeführt mit der größeren Betätigungskraft.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Mit Bezug beispielsweise zu Fig. 1 wird, sobald festgestellt wird, dass ein Gangverhältnis vorliegt, bei dem ein Wechsel von einem ersten Gang zu einem zweiten Gang stattfinden soll, ein Startsignal im Schritt M1 ausgegeben um eine Betätigung der Kupplung 48 für den dritten Gang (Kupplung zur Drehmomentverteilung) im Schritt M2 auszulösen.
Bei der Ansteuerung zum Öffnen der Muffe 52 für den ersten Gang wird auch begonnen mit der schwächeren Betätigungskraft im Schritt M3, gefolgt von einer Überwachung des Gangwechsels (beispielsweise Bewegung der Muffe 52) im Schritt M4 zur Detektion des Gangwechselvorgangs (Bewegung der Muffe 52) in Schritt M5.
Wenn ein Gangwechsel erkannt ist wird die Regelung für das Trennen der Muffe 52 von dem Zahnrad 32 für den ersten Gang auf die stärkere Betätigungskraft in Schritt M6 umgeschaltet. Danach wird überwacht, ob der Schaltungsmechanismus (Muffe 52) seine Bewegung in eine neutrale Stellung im Schritt M7 beendet hat, und die Stellung der Gangwechselmechanismusses (Muffe 52) in der neutralen Stellung wird in Schritt M8 ermittelt.
Sobald die Stellung des Gangwechselmechanismusses 52 in der neutralen Stellung erkannt ist, wird die Steuerung zur Trennung der Muffe 52 von dem Zahnrad für den ersten Gang mit der höheren Betätigungskraft beendet. In diesem Moment wird (1) die Kupplungsregelung (Regelung der Drehmomentverteilung durch die Kupplung 48) beendet und (2) die Regelung der Kupplung (um dem Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeit zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle zu erlauben, auf eine Geschwindigkeit korrespondierend zu dem zweiten Gang zu gelangen) in Schritt M9 gestartet. Das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangs- und Ausgangswelle wird in Schritt M10 ausgegeben.
Eine Regelung für das Einkuppeln der Muffe 52 mit dem Zahnrad 34 für den zweiten Gang mit der geringeren Betätigungskraft wird in Schritt M11 gestartet, darauf hin wird die Gangwechseloperation überwacht (Bewegung der Muffe 52 nach ihrem Verharren in der neutralen Stellung) in Schritt M12 zur Detektion des Gangwechselvorgangs (Bewegung der Muffe 52) im Schritt M13.
Wenn ein Gangwechselvorgang erkannt ist, wird die Regelung zum Eingriff der Muffe 52 mit dem Zahnrad 34 für den zweiten Gang geschaltet zu einer Betätigung mit der höheren Betätigungskraft und die Betätigung der Kupplung 48 (zur Regelung der Rotationsgeschwindigkeit) wird in Schritt M14 beendet.
Des Weiteren wird überwacht, ob der Gangwechselmechanismus (Muffe 52) seine Bewegung in die Stellung des zweiten Gangs in Schritt M15 beendet hat. Wenn ermittelt wird, dass der Gangwechselmechanismus (Muffe 52) seine Bewegung in dem zweiten Gang im Schritt M16 beendet hat, wird die Regelung für das Eingreifen der Muffe 52 in den zweiten Gang mit der höheren Betätigungskraft in Schritt M17 beendet, während die Regelung zum Öffnen der Kupplung 48 im Schritt M18 gestartet wird. Sobald das Öffnen der Kupplung in Schritt M19 beendet ist, wird der Gangwechselvorgang im Schritt M20 beendet.
Nachfolgend wird die Übertragung des momentanen Beschleunigungsmoments mit Bezug zu den Zeichnungen erklärt. Mit Bezug zu Fig. 4 wird während des Betriebes in dem Getriebezug des ersten Gangs das Beschleunigungsmoment von einer nicht dargestellten Antriebsmaschine über die Abtriebswelle 4 der Antriebsmaschine, die Anfahrkupplung 6 und die Eingangswelle 8 auf das antreibende Zahnrad 20 des ersten Gangs übertragen. Das auf das antreibende Zahnrad des ersten Gangs übertragene Antriebsmoment wird mittels des mit diesem in Eingriff befindlichen angetriebenen Zahnrads 32 des ersten Gangs, die erste Synchronisiereinrichtung 56 und die erste/zweite Muffe 52, die Teil der ersten Synchronisiereinrichtung 56 ist, auf die Gegenwelle 10 übertragen. Im Weiteren wird das Beschleunigungsmoment übertragen von der Gegenwelle 10 über die letzte Gangstufe und die angetriebenen Zahnräder 30, 44 auf die Antriebswelle 18 der Differenzialbaugruppe 16.
Mit Bezug zu Fig. 5 wird zu Beginn der Drehmomentverteilung durch die Kupplung 48 des dritten Gangs das Beschleunigungsmoment übertragen von der Eingangswelle 8 zu der Antriebswelle 18 in der Differenzialbaugruppe 16 wie im ersten Gang. Zusätzlich wird das Beschleunigungsmoment über die Eingangswelle 8 ebenso übertragen mittels des antreibenden Zahnrads 24 des zweiten Gangs über das angetriebene Zahnrad 34 des zweiten Gangs, das mit diesem in Eingriff ist, das Antriebszahnrad 36 des dritten Gangs welches fest verbunden ist mit dem angetriebenen Zahnrad 34 und dem mit diesem in Eingriff stehenden angetriebenen Zahnrad 46 des dritten Gangs auf die Übertragungswelle 12 der Kupplung 48. Die Kupplung 48 als Kupplung für den dritten Gang beginnt dann langsam mit der Übertragung (Teilen oder Verteilen) des Drehmoments. Während das Drehmoment, welches auf das Antriebszahnrad 20 des ersten Gangs übertragen wird, reduziert wird, wird das Beschleunigungsmoment auf die Gegenwelle 10 von dem Zwischenzahnrad 50 des dritten Gangs aufgebracht, welches mit der Kupplung 48 über ein angetriebenes Zahnrad 38 des vierten Gangs verbunden ist, welches in Eingriff mit dem Zwischenzahnrad 50 des dritten Gangs ist. Das Beschleunigungsmoment wird durch die letzte Gangstufe und die angetriebenen Zahnräder 30, 44 auf die Antriebswelle 18 der Differenzialbaugruppe 16, wie dies im ersten Gang auch der Fall ist, übertragen.
Mit Bezug zu Fig. 6 wird das Beschleunigungsmoment in der gleichen Art und Weise, während das Drehmoment auf die Kupplung 48 des dritten Gangs verteilt wird, übertragen, als ob nur die Kupplung 48 zu Beginn der Verteilung des Drehmoments benutzt würde.
Mit Bezug zu Fig. 7 wird das Beschleunigungsmoment nach der Synchronisation mit und dem Schalten in die zweite Gangstufe in der gleichen Art und Weise übertragen, wie die Kupplung 48 des dritten Gangs das Drehmoment verteilt.
Im Folgenden wird Bezug genommen auf Fig. 8. Mit Beginn des Öffnens der Kupplung 48 des dritten Gangs, wie dies nach Synchronisation mit und Schalten in den zweiten Gang der Fall ist, wird das Beschleunigungsmoment übertragen von der Eingangswelle 8 zur Antriebswelle 18 der Differenzialbaugruppe 16. Das Schließen der Synchronisiereinrichtung 58 des zweiten Gangs, dessen erste/zweite Muffe 52 Teil der Synchronisiereinrichtung 56, 58 ist, erlaubt es, das Beschleunigungsmoment von der Eingangswelle 8 zu übertragen über den zweiten Gang und die angetriebenen Zahnräder 24, 34, die Synchronisiervorrichtung 58 des zweiten Gangs und die Muffe 52 auf die Gegenwelle 10. Somit wird das Drehmoment übertragen mittels der letzten Gangstufe und der angetriebenen Zahnräder 30, 44 auf die Antriebswelle 18 der Differenzialbaugruppe 16.
Mit Bezug auf Fig. 9 wird des Weiteren, nachdem die Kupplung 48 als Kupplung für den dritten Gang geöffnet worden ist, das Beschleunigungsmoment in der gleichen Art und Weise übertragen als wenn nur die Synchronisiereinrichtung 58 und die Muffe 52 mit Beginn des Öffnens der Kupplung des dritten Gangs benutzt würden.
Im Weiteren wird Bezug genommen auf Fig. 10. "Tg" ist das Drehmoment, das für den Gang G aufgebracht wird, "Tc" ist das Drehmoment, das auf die Kupplung aufgebracht wird, "Fshift" ist die Kraft für die Schaltbewegung, die die Schaltmuffe bewegt, und "Sshift" ist der Schalthub. Während der Schaltbewegung (s. dazu Fig. 6) ist es während einer konventionellen Bewegung zum Auskuppeln der Schaltmuffe schwierig bezüglich der Rotationsgeschwindigkeit und dgl. festzustellen, wieviel Drehmoment verteilt wird, so dass eine Vorsteuerungsregelung unter Berücksichtigung der Charakteristik der Kupplung 48 ausgeführt wird. Wird die Charakteristik der Kupplung 48 geändert, korrespondieren die Zeiten, zu dem das Getriebemoment "Tg" zu Null ist und die Zeit, zu der die Schaltkraft "Fshift" aufgebracht wird, nicht miteinander, so dass Stöße beim Auskuppeln der Muffe auftreten (s. Fig. 11 und 12).
Es ist daher notwendig, dass das Moment "Tg" während des Schaltvorgangs bestimmt wird um die Veränderungen in der Charakteristik der Kupplung 48 zu erfüllen.
Zusätzlich ist "Fs", das ist die Minimalkraft, die benötigt wird zum Auskuppeln der Schaltmuffe, eine Resultierende aus der gegenüberliegend sich verjüngenden Form (teilweise dünner) der Schaltklaue GD und der Reibung, und ist proportional zum Getriebemoment "Tg".
Dem entsprechend nutzt die vorliegende Erfindung, wie in Fig. 13 dargestellt, dieses Verhältnis zur Ermittlung des Getriebemomentes "Tg" um einen Schaltruck zu verhindern, wenn die Schaltmuffe ausgekuppelt wird.
Fig. 13 zeigt einen Zeitverlauf wenn bei geringer Last die Schaltkraft aufgebracht wird während die Schaltmuffe kurz davor ist auszukuppeln. "Fshift" ist die Schaltkraft, die korrespondiert mit "Fs" (Minimalkraft zum Auskuppeln der Muffe), welche abhängig ist von "Tg", wobei kein Ruck entsteht. Wenn "Fs" kleiner oder gleich zu "Fshift" (Fs <= Fshift) (s. Zeichen "a" in Fig. 13) ist, beginnt der Schalthub "Sshift" zu arbeiten (s. "b") um mit der optionalen höheren Kraft "Fshift" (s. "c"), welche von der geringeren optionalen Kraft hochgeschaltet wird, zu arbeiten. Diese Vorgänge werden chronologisch dargestellt, obwohl sie im Wesentlichen gleichzeitig ablaufen.
Gleichzeitig mit oder nachdem das Kupplungsmoment "Tc" erzeugt wird, wird "Fshift" erzeugt. Ist "Fs" kleiner als "Fshift" (Fs<Fshift) wird die anfängliche Bewegung, die verbunden ist mit dem Schalthub "Sshift", detektiert und die Schaltkraft "Fshift" wird erhöht, um die Muffe von dem Zahnrad auszukuppeln. Auf diese Weise wird das Auskuppeln der Schaltvorrichtung unabhängig von der Kupplungscharakteristik erreicht.
In Fig. 10 dargestellt ist das Einkuppeln der Klauen "GD" und "SD" des Ganges "G" und der Muffe "S", wenn die Muffe ausgekoppelt werden soll. Bezugszeichen "SR" bezeichnet einen Synchronisationsring.
Mit Blick auf das Einlegen des 2. Ganges, wie dargestellt in Fig. 7, wird die Synchronisation des 2. Ganges erreicht durch ein Gleichgewicht des Momentes der Antriebsmaschine und des Momentes der Kupplung des 3. Ganges, obwohl es schwierig sein kann, bei der Rotationsgeschwindigkeit zu synchronisieren.
Fig. 14 zeigt ein Einkuppeln der Klauen "GD" und "SD" des zugehörigen Ganges "G" und der Muffe "S" vor Einkuppeln mit dem Zahnrad des 2. Ganges. Fig. 15 zeigt einen Zeitverlauf des Einlegens des 2. Ganges. Bei nicht beendeter Synchronisation, dies ist der Fall, wenn RG minus RS ungleich Null ist (wobei "RG" die Rotationsgeschwindigkeit des Zahnrades ist und "RS" die Rotationsgeschwindigkeit der Muffe), ist "FS", welches die benötigte Kraft zum Auskuppeln der Muffe "S" mit der Schaltklaue "GD" ist, immer größer als die Schaltkraft "Fshift" der Synchronisationsfunktion. Ist die Synchronisation beendet (RG - RS = 0) ist "FS" gleich Null (FS = 0). Ist ein Schalthub "Sshift" erkannt, wird "Fshift" erhöht für das Gangeinlegen, und die Kupplung wird geöffnet, nachdem der Wechsel erreicht ist. Auf diese Weise wird ein Gangwechsel erreicht ohne einen Gangwechselruck oder Mahlgeräusche, die von einer schlechten Synchronisation hervorgerufen werden.
Fig. 15 zeigt einen Zeitverlauf beim Schalten der Schaltmuffe von der ausgekuppelten oder neutralen Position der Fig. 13 in die Lage für den zweiten Gang bei einer Schaltkraft für geringe Last. Das Schalten der Muffe in den zweiten Gang wird mit der optionalen geringeren Betätigungskraft begonnen und der Einkuppelvorgang (die Bewegung der Schaltmuffe nach Stillstand) wird beobachtet und ermittelt. Sobald eine Bewegung des Schalthubes "Sshift" ermittelt wird (s. "b" in Fig. 15) wird "Fshift" auf die größere Betätigungskraft geschaltet (s. "c") um das Einkuppeln der Schaltmuffe mit dem Zahnrad des zweiten Ganges zu bewirken. Die Betätigungskraft "Fshift" kann auf 0 zurückgesetzt werden sobald die Muffe in der zum zweiten Gang zugehörigen Lage eingekuppelt ist. Alternativ kann "Fshift" für eine vorbestimmte Zeit aufrecht erhalten werden, wie dies in Fig. 15 dargestellt ist, um ein Einkuppeln sicherzustellen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Muffe durch einen Synchronisationsring hindurchgeführt wird, wenn F5 gleich Fshift an der Position des Bezugszeichens "b" in Fig. 15 ist.
Auf diese Weise regelt der Regler 64 die Betätigungskraft der Schaltvorrichtung um eine größere und kleinere Schaltkraft in Stufen, beispielsweise zwei Stufen, bereitzustellen und umfasst einen Sensor zur Ermittlung der Bewegung von Bauelementen in dem zweiten Schaltmechanismus 58. Der Schaltmechanismus 58 beginnt den Schaltvorgang mit der geringeren Betätigungskraft und wird auf die größere Betätigungskraft umgeschaltet nachdem eine Bewegung des Gangwechselmechanismus 58 aufgetreten ist. Entsprechend wird das Drehmoment des einzelnen Ganges erreicht, so dass ein Gangwechsel einfach ohne einen Gangwechselruck oder Mahlgeräusche, die aus einer schlechten Synchronisation herrühren, auftreten.
Des Weiteren ist es schwierig, das Zahnradmoment durch die Regelung zu ermitteln und ein weiterer Sensor wird benötigt, da ein einzelner üblicher Drehbewegungssensor, der für die Regelung des Gangwechsels benutzt wird, das Zahnradmoment nicht bestimmen kann. Entsprechend ist bei einer Ausführungsform der vorliegender Erfindung ein zusätzlicher spezialisierter Sensor nicht erforderlich, was die Kosten reduziert und wirtschaftlich vorteilhaft ist.
Des Weiteren ist die geringe Betätigungskraft von einer Größe, bei der eine Klaue GD des Zahnrades G und der ersten/zweiten Muffe 52 als einer Muffe der zweiten Synchronisiereinrichtung 58, fähig sind auszukuppeln in einem Betriebszustand, in dem nur ein geringes Drehmoment übertragen wird, aber unfähig sind auszukuppeln in einem Betriebszustand, bei dem ein größeres Drehmoment übertragen wird. Entsprechend wird das Drehmoment des ausgewählten Ganges mit großer Zuverlässigkeit ermittelt, so dass Gangwechsel ohne Ruck durch eine einfache Regelung möglich sind.
Des Weiteren wird die Schaltbewegung der zweiten Synchronisiereinrichtung 58, die eine Bedingung für den Wechsel zu der höheren Betätigungskraft ist, entsprechend der Bewegung der Synchronisiereinrichtung nach deren Ruhelage ausgeführt. Dementsprechend wird eine Beendigung der Synchronisation ermittelt, wobei sicher ein Schaltvorgang ohne Schaltruck erreicht wird.
Bei der Synchronisationssteuerung unter Nutzung der Kupplung, durch die das übertragenen Drehmoment variabel gesteuert werden kann, kann nach einer Synchronisation des Verhältnisses der Synchronisationsgeschwindigkeiten der Eingangswelle 8 und der Ausgangswelle oder Gegenwelle 10 auf ein Verhältnis entsprechend des ausgewählten Ganges, gefolgt von einer Ausgabe des Gangwechselsignals zu Beginn des Vorgangs, der gegenwärtige Gangwechsel verzögert werden bis zu einem Verlust der Synchronisation. Durch diese verzögerte Synchronisation wird die zweite Synchronisationseinrichtung 58 stark belastet und so deren Lebensdauer verringert. Zur Vermeidung der zuvor genannten Störung wird sichergestellt, dass die Synchronisation beibehalten wird, wodurch jedoch das Steuerungssystem kompliziert wird. Die Schaltzeit wird länger da der Schaltvorgang ausgeführt wird nachdem eine Synchronisation erreicht worden ist. Andererseits wird entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die zweite Synchronisiereinrichtung 58 mit der schwächeren Betätigungskraft betätigt, was dessen Last nicht beeinflusst, so dass die Synchronisation leicht ausgeführt wird. Die Schaltzeit wird verringert, da die zweite Synchronisiereinrichtung 58 vor dessen Synchronisierung angestossen wird.
Die Sensoren werden des Weiteren so ausgestattet, dass sie die Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangs- und Ausgangswelle 8 und 10 erfassen können. Der Gangwechsel der zweiten Synchronisiereinrichtung 58 oder die Schaltvorrichtung wird begonnen mit der schwächeren Betätigungskraft während des Gangwechsels. Das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangs- und Ausgangswelle 8, 10 wird gesteuert durch die Kupplung, um eine variable Steuerung des übertragenen Drehmomentes, beispielsweise durch die Kupplung 48, zu erreichen. Sobald das Verhältnis zwischen den Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangs- und Ausgangswelle 8, 10 nahe dem Verhältnis entsprechend des ausgewählten Ganges ist, wird der Gangwechsel der zweiten Synchronisiereinrichtung 58 ausgeführt mit der höheren Betätigungskraft. Entsprechend wird die zweite Synchronisiereinrichtung 58 betätigt mit der schwächeren Betätigungskraft, was die darauf aufgebrachte Last nicht beeinflusst, so dass die Synchronisation leicht ausgeführt wird. Die Schaltzeit wird reduziert, da die zweite Synchronisiereinrichtung 58 vor deren Synchronisation angestoßen wird. Das Umschalten zwischen der schwächeren und der höheren Betätigungskraft wird allein anhand der Rotationsgeschwindigkeiten unter Nutzung der existierenden Sensoren für die Regelung ausgeführt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht beschränkt auf die zuvor dargestellten Ausführungsform bzw. Ausführungsformen sondern kann an unterschiedliche Anwendungen und Variationen oder Modifikationen angepasst werden.
Beispielsweise ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Betätigungskraft der Synchronisiereinrichtung 58 für den zweiten Gang als eine Schaltvorrichtung so konfiguriert, dass diese zwei Stufen hat. In einer spezielleren Ausführungsform können diese Stufen drei oder mehr Stufen umfassen.
Falls die Betätigungskraft der Synchronisiereinrichtung 58 des zweiten Gangs als Schaltvorrichtung in zwei Stufen geteilt ist, wird die schwächere Betätigungskraft gleichmässig gehalten. In einer speziellen Gestaltung kann die schwächere Betätigungskraft entsprechend einem Steuersignal bezüglich des Fahrzustandes des Fahrzeugs oder anderer Faktoren variiert werden. Die schwächere Betätigungskraft kann daher entsprechend der Veränderungen des aktuellen Fahrzeugzustandes oder anderer Faktoren variiert werden, wobei die Zuverlässigkeit der Steuerung ohne Gangwechselruck oder Mahlgeräusche der Zahnräder durch eine schlechte Synchronisation verbessert wird.
Wie in der vorangehenden Beschreibung näher ausgeführt, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Regelung des Gangwechsels für ein automatisiertes Schaltgetriebe zur Verfügung. Speziell umfasst das Verfahren zum Gangwechsel eine Eingangswelle 8, auf die die Antriebskraft einer Antriebsmaschine als Eingang gelegt wird, eine Ausgangswelle 10 in etwa parallel zu der Eingangswelle 8 als Ausgang der übersetzten Antriebskraft der Antriebsmaschine zu den Antriebsrädern, eine Anfahrkupplung 6 zum Einkuppeln oder Auskuppeln zwischen der Antriebsmaschine und der Eingangswelle 8, eine Vielzahl von Zahnradübersetzungen angeordnet zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle 8, 10 um eine Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen bereitzustellen, eine Schaltvorrichtung zum Schalten zwischen den einzelnen Getriebezügen, einer Kupplung 48 innerhalb eines Übertragungspfades der Antriebskraft zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle 8, 10 zur variablen Regelung des übertragenen Drehmomentes, wobei die Kupplung 48 so ausgelegt ist, dass diese das Drehmoment während des Gangwechsels übertragen kann und einen Aktuator zum Schalten der Zahnradübersetzungen. Bei der zuvor genannten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst die Betätigungskraft der Schaltvorrichtung mindestens zwei Stufen, umfassend eine stärkere und eine schwächere Schaltkraft bzw. Schaltstufe. Ein Sensor ist vorhanden zur Ermittlung der Bewegung der Bauelemente der Schaltvorrichtung. Der Schaltvorgang der Schaltvorrichtung wird begonnen mit der schwächeren Betätigungskraft und wird zu der stärkeren Betätigungskraft umgeschaltet sobald eine Bewegung der Schaltvorrichtung detektiert wurde. Dementsprechend wird der Zustand des Drehmomentes während des Schaltvorgangs in den ausgewählten Gang mit großer Zuverlässigkeit ermittelt, wodurch ein Schaltvorgang ohne Ruck bei einer einfachen Regelung erreicht wird. Zusätzlich ist es schwer, das Zahnradmoment während der Regelung zu ermitteln und ein zusätzlicher Sensor ist üblicherweise notwendig, da ein einzelner üblicher Rotationssensor, welcher für die Regelung des Gangwechsels benutzt wird, das Zahnradmoment nicht ermitteln kann. Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der zusätzliche spezielle Sensor nicht benötigt, was die Kosten reduziert und ein Vorteil ist bezüglich eines wirtschaftlichen Standpunktes.
Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Regelung eines Gangwechsels für ein automatisiertes Schaltgetriebe zur Verfügung umfassend eine Eingangswelle 8 auf welche die Antriebskraft einer Antriebsmaschine als Eingang gelegt ist, einer Ausgangswelle 10 parallel zu der Eingangswelle 8, welche die übersetzte Antriebskraft der Antriebsmaschine auf die Antriebsräder ausgibt, einer Anfahrkupplung 6 zum Einkuppeln oder Auskuppeln zwischen der Antriebsmaschine und der Eingangswelle 8, einer Vielzahl von Getriebezügen angeordnet zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle 8, 10 um das jeweilige Übersetzungsverhältnis zur Verfügung zu stellen, eine Schaltvorrichtung zum Schalten eines jeden Getriebezuges, eine Kupplung 48 auf einem Kraftübertragungspfad zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle 8, 10 zur variablen Steuerung des übertragenen Drehmomentes, wobei die Kupplung 48 so konfiguriert ist, dass diese ein Drehmoment während des Gangwechselvorgangs übertragen kann und einen Aktuator zum Schalten der Getriebezüge. In der vorliegenden Ausführung der vorliegenden Erfindung hat die Betätigungskraft für den Schaltmechanismus mindestens zwei Stufen umfassend eine stärkere und eine schwächere Stufe. Ein Sensor zu Detektion der Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangswelle und ein Sensor der Detektion der Rotationsgeschwindigkeit der Ausgangswelle sind vorhanden. Der Schaltvorgang der Schaltvorrichtung wird begonnen mit der schwächeren Betätigungskraft. Das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangs- und der Ausgangswelle wird gesteuert durch die Kupplung 48 durch variable Steuerung des übertragenen Drehmomentes. Der Schaltvorgang der Schaltvorrichtung wird zu der stärkeren Betätigungskraft geschaltet sobald das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangs- und Ausgangswelle nahe an der Rotationsgeschwindigkeit des ausgewählten Ganges ist. Dementsprechend wird die Schaltvorrichtung mit der schwächeren Betätigungskraft betätigt, was eine geringere Belastung mit sich bringt, wobei eine einfache Synchronisationsregelung erreicht wird. Die Schaltzeit wird reduziert da die zweite Synchronisiervorrichtung 58 vor deren Synchronisation einbezogen wird. Des Weiteren wird die Umschaltung zwischen der schwächeren und der stärkeren Betätigungskraft aus den Rotationsgeschwindigkeiten, die durch die existierenden Sensoren überwacht werden, ermittelt.
Obwohl einzelne bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum besseren Verständnis im Detail offenbart wurden ist es selbstverständlich, dass Variationen oder Veränderungen der offenbarten Vorrichtung einschließlich einer Neuanordnung von Teilen innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegen.

Claims

1. Verfahren zur Regelung der Schaltung eines automatischen Getriebes mit einer Eingangswelle, auf die die Antriebskraft einer Antriebsmaschine als Eingang wirkt, einer Ausgangswelle parallel zu der genannten Eingangswelle zur Abgabe der übersetzten Antriebskraft der Antriebsmaschine auf Antriebsräder, einer Anfahrkupplung zum Ein- oder Auskuppeln zwischen der Antriebsmaschine und der Eingangswelle, einer Vielzahl von Getriebezügen, die angeordnet sind zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle um eine Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen bereitzustellen, einer Schaltvorrichtung zum Schalten eines jeden Getriebezuges, einer Kupplung in einem Kraftübertragungspfad zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle zur variablen Steuerung des übertragenen Drehmomentes, wobei die Kupplung so konfiguriert ist, dass diese ein Drehmoment während eines Schaltvorganges übertragen kann und einem Aktuator zum Schalten der Zahnradübersetzungen, umfassend die Schritte:
Bereitstellen der Schaltvorrichtung mit einer Betätigungskraft mit mindestens zwei Stufen umfassend eine stärkere und eine schwächere Stufe;
Bereitstellen eines Sensors zur Detektion der Bewegung von Bauteilen der Schaltvorrichtung; und
Bereitstellen eines Schaltvorgangs der Schaltvorrichtung, der begonnen wird mit der schwächeren Betätigungskraft und umgeschaltet wird zur stärkeren Betätigungskraft, sobald eine Bewegung der Schaltvorrichtung ermittelt wird.

2. Verfahren zur Steuerung eines Gangwechsels für ein automatisiertes Schaltgetriebe nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Synchronisiervorrichtung für die Schaltvorrichtung, wobei eine Schaltklaue eines Zahnrades und eine Schaltmuffe der Synchronisiervorrichtung in der Lage sind, bei einem geringen übertragenen Drehmoment auszukuppeln aber nicht in der Lage sind, bei einem Betriebszustand mit einem höheren übertragenen Drehmoment auszukuppeln.

3. Verfahren zur Regelung der Schaltung eines automatisierten Schaltgetriebes nach Anspruch 1, wobei die Schaltvorrichtung eine Synchronisiervorrichtung umfasst und der Schaltvorgang der Schaltvorrichtung, was eine Bedingung zum Wechsel zu der stärkeren Betätigungskraft ist, entsprechend der Bewegung der Synchronisiereinrichtung nach ihrer Ruhelage ausgeführt wird.

4. Verfahren zur Regelung der Schaltung eines automatischen Getriebes mit einer Eingangswelle, auf die die Antriebskraft einer Antriebsmaschine als Eingang wirkt, einer Ausgangswelle parallel zu der genannten Eingangswelle zur Abgabe der übersetzten Antriebskraft der Antriebsmaschine auf Antriebsräder, einer Anfahrkupplung zum Ein- oder Auskuppeln zwischen der Antriebsmaschine und der Eingangswelle, einer Vielzahl von Getriebezügen, die angeordnet sind zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle um eine Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen bereitzustellen, einer Schaltvorrichtung zum Schalten eines jeden Getriebezuges, einer zweiten Kupplung in einem Kraftübertragungspfad zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle zur variablen Steuerung des übertragenen Drehmomentes, wobei die Kupplung so konfiguriert ist, dass diese ein Drehmoment während eines Schaltvorganges übertragen kann und einem Aktuator zum Schalten der Zahnradübersetzungen, umfassend die Schritte:
Aufbringen einer Betätigungskraft des Schaltmechanismusses mit mindestens zwei Stufen, umfassend eine starke und eine schwache Stufe;
Bereitstellen eines Sensors zur Detektion der Rotationsgeschwindigkeit der Eingangswelle und einen Sensor zur Detektion der Rotationsgeschwindigkeit der Ausgangswelle;
Bereitstellen eines Schaltvorgangs der Schaltvorrichtung, der begonnen wird mit der schwächeren Betätigungskraft;
Regelung des Verhältnisses der Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangs- und der Ausgangswelle durch variable Steuerung des übertragenen Drehmomentes durch die zweite Kupplung; und
Umschalten der Betätigungskraft der Schaltvorrichtung zur stärkeren Betätigungskraft sobald das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der Eingangs- und der Ausgangswelle nahe an der Rotationsgeschwindigkeit des ausgewählten Ganges ist.