AT516023A4 - Automatisches oder automatisiertes Getriebe eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein automatisches oder automatisiertes Getriebe eines Fahrzeugs, mit mehreren Gangstufen (G1, G2) zur diskontinuierlichen Veränderung des Übersetzungsverhältnisses (r). Um kurze Schaltzeiten und geringen Kraftstoffverbrauch zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass das Getriebe zumindest zwei erste Gangstufen (G1) zur Beschleunigung des Fahrzeugs und zumindest eine zweite Gangstufe (G2) für einen stationären Betrieb des Fahrzeugs aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches oder automatisiertes Getriebe einesFahrzeugs, mit mehreren Gangstufen zur diskontinuierlichen Veränderung derÜbersetzung, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Getriebes.

Die DE 10 2012 208 989 Al beschreibt ein Verfahren zum Steuern einesGetriebegangwechsels in einen gewünschten Gang, wobei ein abgehendesGetriebesteuerelement ausgerückt wird, die Motordrehzahl auf eineSynchrondrehzahl des gewünschten Gangs geändert wird, dasMotorabtriebsmoment verringert wird und ein ankommendesGetriebesteuerelement eingerückt wird.

Die DE 10 2011 114 261 Al offenbart ein Steuersystem zum Schalten,insbesondere zum Herunterschalten, eines Automatikgetriebes einesKraftfahrzeugs. Durch eine Steuerelektronik werden die ParameterFahrzeuggeschwindigkeit, Stellung und Beschleunigung des Geschwindigkeitsreglerserfasst und durch Abgleich mit vorgegebenen Referenzweiten ein Schaltzeitpunktzum Herunterschalten des Automatikgetriebes bestimmt, um den Schaltkomfort zuheben.

Automatische oder automatisierte Getriebe werden mit immer höherer Zahl anGangstufen ausgelegt, um den Fahrkomfort während der Schaltvorgänge so wenigwie möglich zu beeinträchtigen und das Fahrzeug möglichst über einen langenZeitraum mit optimalem Wirkungsgrad zu betreiben. Allerdings lassen sich mit einerhohen Anzahl an Gängen Schaltstrategien mit kurzen Schaltzeiten beimBeschleunigen nur schwer verwirklichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und bei einemGetriebe der eingangs genannten Art kurze Schaltzeiten während derBeschleunigungsvorgänge und eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs desFahrzeugs zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Getriebe zumindest zweierste Gangstufen zur Beschleunigung des Fahrzeugs und zumindest eine zweiteGangstufe für einen stationären Fährbetrieb und/oder zur Verzögerung desFahrzeugs aufweist.

Unter einem stationären Fährbetrieb ist dabei ein Fährbetrieb mit konstanterDrehzahl und konstantem Drehmoment zu verstehen. Unter Beschleunigung istdabei ein positiver instationärer Fährbetrieb und unter Verzögerung ein negativerinstationärer Fährbetrieb des Fahrzeugs zu verstehen.

Alle ersten Gangstufen sind harmonisch aufeinander abgestimmt, wobei zumindesteine zweite Gangstufe zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Gangstufenangeordnet ist. Die zweiten Gangstufen müssen weder in Bezug auf die erstenGangstufen, noch in Bezug zu einander harmonisch abgestimmt sein. DasÜbersetzungsverhältnis zumindest einer zweiten Gangstufe kann beispielsweise alsMittelwert der Übersetzungsverhältnisse der benachbarten Gangstufen auslegt sein.

Unter einer harmonische Abstimmung von Gangstufen ist dabei zu verstehen, dassdie Übersetzungen der Gangstufen entsprechend eines konstantenGeschwindigkeitszuwachses des Fahrzeugs ausgelegt sind. Während einer Beschleunigung des Fahrzeuges wird jeweils nur eine ersteGangstufe geschaltet, wobei aufeinanderfolgende erste Gangstufen nacheinander inaufsteigender Reihenfolge unter Überspringen von eventuell dazwischenliegendenzweiten Gangstufen geschaltet werden.

Dagegen werden während der Fahrten im stationären Betrieb des Fahrzeugesjeweils erste oder zweite Gangstufen geschaltet. Auch bei einer Verzögerung desFahrzeugs wird jeweils eine erste oder zweite Gangstufe geschaltet, wobeivorzugsweise aufeinanderfolgende erste oder zweite Gangstufen nacheinander inabsteigender Reihenfolge geschaltet werden. Natürlich sind für eventuelle andereFahrsituationen alle Gänge und Gangstufen untereinander schaltbar ausgeführt,sofern diese der Verbrauchsreduktion dienlich sind.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der nicht einschränkenden Figuren nähererläutert.

Es zeigen Fig. 1 die Übersetzungsverhältnisse bei einem beispielhaftenerfindungsgemäßen Getriebe, Fig. 2 die Übersetzungsverhältnisse über denGangstufen aufgetragen, Fig. 3 einen Beschleunigungsvorgang mit demerfindungsgemäßen Getriebe ohne stationäre Betriebsphasen und Fig. 4 einenBeschleunigungsvorgang mit dem erfindungsgemäßen Getriebe mit einer nachfolgenden stationären Betriebsphase. Bei einem automatisierten Getriebe fürein Fahrzeug können beispielsweise von zehn vorgesehenen Gängen G sechs Gängeals erste Gangstufen Gl und vier Gänge als zweite Gangstufen G2 ausgebildetsein. Die sechs ersten Gangstufen Gl sind dabei so ausgelegt, dass sie die Kriterieneines harmonischen Gangwechsels beim Hochschalten von aufeinanderfolgendenersten Gangstufen Gl während einer Beschleunigung des Fahrzeugs erfüllen. Dieverbleibenden vier zweiten Gangstufen G2 werden nur für einen konstantenFährbetrieb oder zur Verzögerung des Fahrzeugs verwendet. Jeder dieser zweitenGangstufen G2 ist für optimalen Wirkungsgrad und somit für möglichstkraftstoffsparenden Fährbetrieb bei konstanter Geschwindigkeit ausgelegt. DasÜbersetzungsverhältnis r jeder zweiten Gangstufe G2 kann beispielsweise alsMittelwert der Übersetzungsverhältnisse r der benachbarten Gangstufen auslegtsein. Die zweiten Gangstufen G2 dienen vor allem dazu, den Gesamtwirkungsgraddes Fahrzeugs zu erhöhen.

Bei einem Beschleunigungsvorgang aus dem Stand auf maximale Geschwindigkeitkönnen beispielsweise alle ersten Gangstufen Gl - entsprechend den Gängen G: 1,2, 4, 6, 8 und 10 - unter Überspringen der zweiten Gangstufen G2 - entsprechendden Gängen G: 3, 5, 7, 9 durchfahren werden, wobei der in Fig. 2 abgebildeteharmonische Verlauf der Übersetzungsverhältnisse r größtmöglichen Fahrkomfortbei kurzen Schaltzeiten während den Schaltvorgängen gewährleistet.

Wird das Fahrzeug bei konstanter Geschwindigkeit und mit konstanter Lastbetrieben, so wird durch eine Steuereinheit der jeweils optimale Gang G aus allenersten Gangstufen Gl und zweiten Gangstufen G2 entsprechend demvorausberechneten Betriebspunkt ausgewählt.

Wird das Fahrzeug verzögert, so wird bei einem beabsichtigten Gangwechsel aufGrund des näherungsweise konstanten Motormomentes durch die Steuereinheit derBetriebspunkt vorausberechnet und dem entsprechend der optimale Gang Gausgewählt, wobei sowohl die ersten Gangstufen Gl, als auch zweiten GangstufenG2 verwendet werden können.

Fig. 3 und Fig. 4 beziehen sich jeweils auf ein nicht einschränkendesAusführungsbeispiel mit einem Doppelkupplungsgetriebe und sind für jeweils einenBeschleunigungsvorgang die Drehzahl n der Brennkraftmaschine und die Drehzahlni der Zielwelle des Doppelkupplungsgetriebes, die das Fahrerwunschmoment repräsentierende Gaspedalstellung AP und die eingelegten Gangstufen G über derZeit t aufgetragen.

Fig. 3 zeigt einen normalen Beschleunigungsvorgang ohne stationäre Phasen, wobeinur die Gänge 1, 2, 4, 6, 8 und 10 der Gangstufen Gl zur Beschleunigung desFahrzeugs geschaltet werden. Die Gangwahl der Gangstufen Gl erfolgt dabei überallgemein bekannte Methoden. Während des Beschleunigungsvorganges dürfen nurGänge 1, 2, 4, 6, 8 und 10 der Gangstufe Gl geschaltet werden, wobei dieDrehzahlen bei der ein Gang gewechselt wird, auch applikativ geändert werdenkönnen

Fig. 4 zeigt einen Beschleunigungsvorgang, an welche eine stationäreBetriebsphase des Fahrzeuges anschließt. Wie beim in Fig. 3 gezeigten normalenBeschleunigungsvorgang werden bis zum Zeitpunkt t=32 Sekunden s die Gänge 1, 2 und 4 der Gangstufen Gl zur Beschleunigung des Fahrzeugs verwendet. Nach 32Sekunden s wird vom Fahrer ein konstantes Wunschmoment des angefordert wird,was sich in der konstanten Gaspedalstellung AP widerspiegelt. Das System schaltetin den Gang 5 der Gangstufen G2 für stationären Betrieb, weil dieser eineDrehzahlreduktion und einen Betrieb der Brennkraftmaschine näher amVerbrauchsoptimum ermöglicht. Sobald die Getriebesteuereinheit eine stationäreBetriebsphase erkennt, wird auch die Gangwahl der Gangstufen G2 erlaubt. Fig. 4zeigt ein Beispiel in dem Gang 5 der Gangstufe G2 einen optimalenGesamtwirkungsgrad des Fahrzeuges ermöglicht. Sollte sich durch Wahl einesbeliebigen Ganges der Gangstufe Gl ein Wirkungsgradvorteil ergeben, so wird auchdieser Gang angefordert.

Durch die hohe Ganganzahl kann die Brennkraftmaschine immer in der Nähe desverbrauchsoptimalen Betriebspunktes betrieben werden. Durch daserfindungsgemäße Verfahren lassen sich alle Vorteile eines eine hohe Gangzahlaufweisenden Getriebes nützen, und gleichzeitig dessen Nachteile - wiebeispielsweise häufiger Gangwechsel; ungewünschte Verzögerungen beimSchaltvorgang, weil eine Hochschaltung noch gar nicht abgeschlossen ist, dernächste Gangwechsel aber schon angefordert wird - vermeiden.

Die am Beispiel eines Getriebes mit 10 Gängen beschriebene Erfindung istselbstverständlich auch auf Getriebe mit anderen Gangzahlen anwendbar.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Automatisches oder automatisiertes Getriebe eines Fahrzeugs, mit mehrerenGangstufen (Gl, G2) zur diskontinuierlichen Veränderung desÜbersetzungsverhältnisses (r), dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebezur Beschleunigung des Fahrzeugs zumindest zwei erste Gangstufen (Gl) undfür einen stationären Betrieb und/oder eine Verzögerung zumindest einezweite Gangstufe (G2) des Fahrzeugs aufweist.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einezweite Gangstufe (G2) zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Gangstufen(Gl) angeordnet ist.
3. 3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alleersten Gangstufen (Gl) harmonisch aufeinander abgestimmt sind.
4. 4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass das Getriebe für einen stationären Betrieb und/oder eine Verzögerungdes Fahrzeugs die zumindest zwei ersten Gangstufen (Gl) aufweist.
5. 5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass das Übersetzungsverhältnis (r) der zumindest einen zweiten Gangstufe(G2) der Mittelwert der Übersetzungsverhältnisse (r) der benachbartenGangstufen ist.
6. 6. Verfahren zum Betreiben eines Getriebes, das zumindest zwei ersteGangstufen (Gl) zur Beschleunigung des Fahrzeugs und zumindest einezweite Gangstufe (G2) für einen stationären Betrieb und/oder eineVerzögerung des Fahrzeugs aufweist, wobei vorzugsweise zumindest einezweite Gangstufe (G2) zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Gangstufen(Gl) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschleunigungdes Fahrzeuges nur erste Gangstufen (Gl) geschalten werden, wobei diegegebenenfalls dazwischenliegende zweite Gangstufen (G2) übersprungenwird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass während desstationären Betriebs des Fahrzeuges zumindest eine erste (Gl) oder einezweite Gangstufe (G2) des Getriebes geschaltet wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass währendeiner Verzögerung des Fahrzeuges zumindest eine erste (Gl) oder eine zweiteGangstufe (G2) des Getriebes geschaltet wird, wobei vorzugsweiseaufeinanderfolgende erste (Gl) oder zweite Gangstufen (G2) des Getriebesnacheinander in absteigender Reihenfolge geschaltet werden.