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Dokumentenidentifikation DE102007015882A1 31.10.2007
Titel Verfahren zum Gangwechsel
Anmelder LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG, 77815 Bühl, DE
Erfinder Lang, Dietmar, Dr., 66989 Höheischweiler, DE
DE-Anmeldedatum 02.04.2007
DE-Aktenzeichen 102007015882
Offenlegungstag 31.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2007
IPC-Hauptklasse F16H 61/06(2006.01)A, F, I, 20070402, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16H 63/46(2006.01)A, L, I, 20070402, B, H, DE   
Zusammenfassung Verfahren zum Gangwechsel mittels mindestens einer Getriebeschaltung und mindestens einer fluidgekühlten Kupplung, umfassend die Schritte der Stromreduktion des Kühlfluids, der vollständigen Öffnung der Kupplung und des Auslegens des Ganges eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem vollständigen Öffnen der Kupplung.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zum Gangwechsel, insbesondere bei Kraftfahrzeugen.

Solche Verfahren sind bekannt. Insbesondere bei Fahrzeugen mit automatischen Schaltgetrieben werden verschiedene Verfahren verwendet um die Getriebegänge zu betätigen und dem Fahrer eine größtmöglichen Komfort zu ermöglichen.

So sind bei einem stehenden Fahrzeug mit Doppelkupplungsgetriebe in der Fahrstellung D (also die Fahrstellung um eine normalen Fahrt nach vorne vorzunehmen) bzw. R (also der Fahrstellung um eine Fahrt in rückwärtiger Fahrtrichtung vorzunehmen) bei laufenden Motor der Gang 1 bzw. R eingelegt. Dies ermöglicht eine geringe Reaktionszeit, bis zum Anfahren des Fahrzeugs im Falle eines Gasstoßes durch den Fahrer. Da der Anfahrgang, also der erste Gang (1) oder der Rückwärtsgang (R) schon eingelegt ist, muss nur noch die Kupplung entsprechend der Anfahrstrategie geschlossen werden und so das Fahrzeug in Gang gesetzt werden.

Die Kupplung ist in einer solchen Situation bei einem stehenden Fahrzeug nicht vollständig geöffnet, sondern steht am so genannten Bereitschaftspunkt. Die Kupplung überträgt in dieser Stellung ungefähr ein Kupplungsmoment von 0 bis 4 Nm. Löst nun der Fahrer die Bremse, so bewegt sich das Fahrzeug und geht in den Zustand des Kriechens über.

Die Übertragung des geringen Kupplungsmomentes, wenn sich die Kupplung am Bereitschaftspunkt befindet, verhindert, dass ein „Anlegeschlag" auftritt. Ein solcher „Anlegeschlag" ist ein Spielumschlag im Getriebe und wird vom Fahrer als Beeinträchtigung es Komforts wahrgenommen. Durch die Übertragung des zwar geringen Kupplungsmoments wird das Getriebe in die „richtige" Richtung vorgespannt, so dass ein Spielumschlag vermieden wird und somit vom Fahrer kein Anlegeschlag wahrgenommen wird.

Bei Doppelkupplungssystemen mit nassen Kupplungen wird die Kupplung in der Fahrstellung D und/oder R mit Öl gekühlt. Die damit einhergehenden Schleppverluste sind annähernd proportional zum Ölvolumen und erhöhen sich bei tiefen Temperaturen. Wird nun vom Fahrer ein Wechsel von D und/oder R nach N gefordert, indem der Wählschalter dementsprechend bewegt wird, so wird die Kupplung geöffnet und der Fahrgang ausgelegt. Dabei kann es beim Auslegen des Fahrganges aufgrund der Kupplungsschleppmomenten zu Triebstrangschlägen kommen, die vom Fahrer als Beeinträchtigung des Komforts wahrgenommen werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen komfortableren Gangwechsel zu ermöglichen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch den ersten unabhängigen Anspruch 1, insbesondere durch ein Verfahren zum Gangwechsel mittels mindestens einer Getriebeschaltung und mindestens einer fluidgekühlten Kupplung umfassend die Schritte der Stromreduktion des Kühlfluids, der vollständigen Öffnung der Kupplung und des Auslegens des Ganges ein vorbestimmte Zeitspanne nach dem vollständigen Öffnen der Kupplung.

Dabei können die Schritte auch allein, nicht in Kombination miteinander ausgeführt werden.

Die Verringerung des Kühlfluidstroms bzw. die vollständige Abschaltung des Stroms führt zu einer Verringerung der Schleppmomente der Kupplung. Diese Schleppmomente können jedoch Triebstrangschläge beim Auslegen des Gangs verursachen und so den Komfort des Fahrers beeinträchtigen. Durch die Verringerung bzw. Abschaltung des Kühlfluidstroms und damit die Verringerung der Schleppmomente werde also Triebstrangschläge verhindert und so ein höherer Komfort beim Auslegen des Gangs erreicht.

Die Kupplung wird vollständig geöffnet. Dabei ist es im Sinne der Erfindung ausreichend, wenn die Kupplung so geöffnet ist, dass der Seperationspunkt, also die Stellung bei der die Kupplung sicher offen ist, überschritten ist. Bevorzugt wird die Kupplung jedoch vollständig geöffnet, also bis zu ihrer Maximalstellung gefahren. Durch diese Stellung tritt nur ein minimales Schleppmoment auf, da die Kupplungsschleppmomente proportional zum Lüftspiel sind.

Nachdem die Kupplung vollständig geöffnet worden ist bzw. die vorbestimmte Endstellung erreicht hat, wird nach einer in einer Steuerstrategie einstellbaren Wartezeit der Fahrgang ausgelegt. Während diese Wartezeit verringert sich das Schleppmoment der Kupplung weiter verringert, da in dieser Wartezeit sich die Kupplungslamellen voneinander lösen können, d.h. die Lamellen, die z. B. Aufgrund des viskosen Ölfilms noch aneinander haften, schütteln sich durch die Drehbewegung, die aufgrund der Leerlaufbewegung des Motors auf die Kupplung ausgeübt wird, voneinander frei. Dadurch verringern sich Antriebsschläge oder werden gänzlich vermieden.

Auch wirkt sich die Wartezeit, die z.B. eine Größenordnung von 0,1 bis 10 Sekunden, bevorzugt 1 bis 4 Sekunden betragen kann, vorteilhaft auf die Reduzierung der Schleppmomente durch Abschalten des Kühlfluidstroms aus. Aus Prüfstandversuchen ist bekannt, dass nach dem Abschalten des Kühlfluidstroms, z.B. durch eine Ventilansteuerung, der physikalische Kühlfluidstrom nicht sofort auf Null geht, sondern eine bestimmte Ansprechzeit hat und ein bestimmter Nachlauf des Kühlfluidstroms zu beobachten ist. Dieser Nachlauf kann in einer Größenordnung von 1 bis 4 Sekunden liegen. Wird diese Wartezeit eingehalten bis der gang ausgelegt wird, so ist bis dahin der Kühlfluidstrom auf ein geringes Maß bzw. auf Null reduziert und die Schleppmomente sehr gering.

Bevorzugt wird die Kupplung rampenförmig geöffnet. Dabei geschieht die Öffnung der Kupplung nicht schlagartig, was einer Sprunganforderung entsprechen würde, sondern die Kupplung wird gleichmäßig in der Zeit, also mit einer annähernd gleichmäßigen Geschwindigkeit bis zu ihrer vorbestimmten Stellung gefahren. Diese vorbestimmte Stellung kann dabei die vollkommen offene Stellung der Kupplung sein. Durch die gleichmäßige Öffnung der Kupplung wird das Kupplungsmoment und die anliegenden Schleppverluste langsam abgebaut, wodurch wiederum Schläge im Triebstrang weiter unterdrückt oder gar vermieden werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Kupplung eine ölgekühlte Kupplung. Da Öl sowohl die Wärme gut aufnimmt, als auch die Kupplung schmiert, bzw. das Drehmoment von einer Seite der Kupplung auf die anderes Seite überträgt, ist eine Verwendung von Öl als Kühlmedium bevorzugt.

Weiter bevorzugt handelt es sich bei der Kupplung um ein Doppelkupplungssystem.

In einem besonders bevorzugten Verfahren wird in eine neutrale Getriebestellung gewechselt. Dabei wird insbesondere bei einem stehenden Fahrzeug aus einem Fahrgang D oder R, bei denen bei einer Fahranforderung durch den Fahrer ein Drehmoment von dem Antriebsmotor auf die Antriebsräder über die Kupplung übertragen wird, in die neutrale Getriebestellung D gewechselt. In einer solchen neutralen Getriebestellung geht der Fahrer davon aus, dass der Antriebsmotor von den Antriebsrädern getrennt ist und somit erwartet er auch keine Schläge des Antriebsstrangs. Desto mehr werden solche Schläge vom Fahrer als Verminderung des Fahrkomforts wahrgenommen.

Das Verfahren wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.

In einem stehenden Fahrzeug mit laufendem Antriebsmotor schaltet der Fahrer den Wählhebel für ein Doppelkupplungsgetriebesystem von D bzw. R auf N. Eine Sensoreinheit erkennt die Auswahl der neuen Fahrstellung N und unterbricht bzw. reduziert den Kühlölstrom des Kupplungssystems zum Beispiel durch die Betätigung eines Sperrventils. Außerdem wird die Kupplung durch ein elektrisches und/oder hydraulisches Aktorensystem rampenförmig, also mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in eine maximal offene Position verfahren. Die maximal offene Position ist dabei gegeben, wenn die Kupplung sich in einer Stellung befindet, bei der ein minimales Moment über die Kupplung übertragen wird. Nach einer durch die Steuerstrategie vorbestimmte Zeit von ca. 1 bis 4 Sekunden wird dann der Gang mittels eines oder mehreren hydraulischen Aktoren ausgelegt.

Alle beschriebenen Maßnahmen beeinträchtigen dabei die Funktionalität der Neutral (N) Stellung nicht, da der Triebstrang immer geöffnet ist, entweder aufgrund der offenen Kupplung oder der zusätzlich zur offenen Kupplung ausgelegten Gang.


Anspruch[de]
Verfahren zum Gangwechsel mittels mindestens einer Getriebeschaltung und mindestens einer fluidgekühlten Kupplung umfassend die Schritte der Stromreduktion des Kühlfluids, der vollständigen Öffnung der Kupplung und des Auslegens des Ganges eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem vollständigen Öffnen der Kupplung. Verfahren zum Gangwechsel nach dem vorhergehenden Anspruch wobei die Kupplung rampenförmig geöffnet wird. Verfahren zum Gangwechsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei die Kupplung eine ölgekühlte Kupplung ist. Verfahren zum Gangwechsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei die Kupplung ein Doppelkupplungssystem ist. Verfahren zum Gangwechsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei in eine neutrale Getriebestellung gewechselt wird.






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