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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR CONTROLLING A TWIN-CLUTCH TRANSMISSION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/019676
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for controlling a twin-clutch transmission (10). When the torque transmitted in a first transmission path (C1, E2, Z8, Z9, S2, Z3, Z4) reaches an upper limit given by the torque transmission capacity of this path, an additional torque, which is provided by an engine to the input shaft (I) by a closing of the second clutch (C2), is parallelly transmitted to the output shaft (O) via a second transmission path (C2, E1, Z1, Z2, S1, Z3, Z4). This permits the output of the engine to be better utilized and makes it possible to achieve better handling characteristics.

Inventors:
KRAUSS CHRISTIAN (DE)
SCHWEKUTSCH MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/051786
Publication Date:
March 03, 2005
Filing Date:
August 12, 2004
Export Citation:
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Assignee:
GETRAG FORD TRANSMISSIONS GMBH (DE)
KRAUSS CHRISTIAN (DE)
SCHWEKUTSCH MICHAEL (DE)
International Classes:
F16D48/08; F16H61/688; F16H3/00; (IPC1-7): F16D48/08; F16H3/00; F16H103/14
Foreign References:
DE10043060A12002-04-04
DE10156940A12003-05-28
US5997433A1999-12-07
DE19751456A11999-05-27
EP1357309A22003-10-29
EP1271007A22003-01-02
DE10015296A12001-08-16
DE3812327A11989-06-29
Attorney, Agent or Firm:
Bonsmann, Joachim (Kaldenkirchener Str. 35a, Mönchengladbach, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes (10), wobei über eine erste Kupplung (C1) und über einen ersten Getriebepfad (E2, Z8, Z9, S2, Z3, Z4) Drehmoment von einer Antriebswelle (I) an eine Ausgangswelle (0) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Kupplung (C2) zumindest teilweise geschlossen wird, um über einen zweiten Getriebepfad (E1, Z1, Z2, S1, Z3, Z4 ; E1, Z5, Z6, S3, Z7) ein Zusatzdreh moment von der Antriebswelle (I) an die Ausgangswelle (0) zu übertragen, wenn das über die erste Kupplung (C1) übertragene Drehmoment eine vorgegebene Obergrenze erreicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (C1) und die zweite Kupplung (C2) im Schlupf betrieben wer den.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die parallele Aktivität des ersten und des zweiten Getriebepfades beibehalten wird, bis ein Umschalten aus dem ersten Getriebepfad in einen neuen Getriebepfad er folgt.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (C2) nur so weit geschlossen wird, dass das Zusatzdreh moment eine vorgegebene, vom Betriebszustand abhängige Obergrenze nicht ü berschreitet.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (C1) permanent mit einem geringfügigen Schlupf betrieben wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (C1) bei einem vorausgesagten oder eingetretenem Anstieg der Leistungsanforderung mit geringfügigem Schlupf betrieben wird.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Getriebepfad einem höheren Gang und der zweite Getriebepfad einem niedrigeren Gang entspricht.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das von der ersten Kupplung (C1) übertragene Drehmoment aus der Größe des bestehenden Schlupfes und/oder aus ihrem Betätigungsdruck abgeleitet wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die getriebeseitige Drehzahl mindestens einer der Kupplungen (C1, C2) gemäß ei ner vorgegebenen Solldrehzahl und gemäß vorgegebenen Regelparametern ge regelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Solidrehzahl (n1 soll) für die erste Kupplung (C1) dynamisch in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeugsituation vorgegeben wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Solldrehzahl für die zweite Kupplung (C2) der Solldrehzahl der ersten Kupp lung (C1) entspricht zuzüglich einer der gewünschten Drehmomentverteilung ent sprechenden Abweichung.
12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Solldrehzahl für die zweite Kupplung (C2) gleich ihrer getriebeseitigen Dreh zahl zuzüglich einer der gewünschten Drehmomentverteilung entsprechenden Ab weichung ist.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Solldrehzahlen für beide Kupplung (C1, C2) einander entsprechend und die Regelparameter unterschiedlich sind.
14. Doppelkupplungsgetriebe (10) mit mindestens zwei Kupplungen (C1, C2) zur Ü bertragung von Drehmoment von einer Antriebswelle (I) zu einer Ausgangswel le (O) über verschiedene Getriebepfade sowie mit einer Steuerung zur Betätigung der Kupplungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dahingehend ausgebildet ist, ein Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.
15. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zwei verschiedene Ausgangszahnräder (Z4, Z7) zur Einleitung von Dreh moment in ein Achsgetriebe aufweist.
16. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotient der Übersetzungsverhältnisse zwischen dem ersten und dem zweiten und/oder zwischen dem zweiten und dem dritten Gang weniger als 2,0, vorzugs weise weniger als 1,5 beträgt.
Description:
Verfahren zur Steuerung eines DoppeikupDiunosoetriebes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes, wobei über eine erste Kupplung und über einen ersten Getriebepfad Drehmoment von einer An- triebswelle auf eine Ausgangswelle übertragen wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Dop- pelkupplungsgetriebe, das zur Durchführung eines derartigen Verfahrens eingerichtet ist.

Aus der DE 38 12 327 A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe bekannt, bei dem während des Anfahrens eines Fahrzeuges unter Kupplungsschlupf neben dem Getriebepfad des ersten Ganges auch der Getriebepfad des zweiten Ganges aktiviert wird. Hierdurch soll erreicht werden, dass die durch den Schlupf entstehende Verlustwärme sich auf zwei Kupplungen verteilt und daher eine Schädigung der Kupplung des ersten Ganges vermieden wird.

Sobald an einer der Kupplungen Drehzahlgleichheit erreicht ist, wird der zugehörige Ge- triebepfad deaktiviert.

Die DE 101 56 940 A1 beschreibt ein ähnliches Vorgehen während des Anfahrens, um eine höhere Beschleunigung des Fahrzeugs zu erzielen.

Aus der DE 100 43 060 A1 ist es bekannt, die Temperatur der aktiven Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebes zu überwachen und bei drohender thermischer Überlastung einen zweiten Getriebepfad zu aktivieren.

Des Weiteren ist es bekannt, dass Getriebepfade vor einer Überschreitung ihrer Dreh- momentkapazität geschützt werden müssen. Insbesondere in den unteren Gängen ist das maximal von einem Getriebe übertragbare Drehmoment in der Regel geringer als das maximale Drehmoment des Motors. Daher wird der Motor üblicherweise in Abhängigkeit vom eingelegten Gang in seiner Leistungsabgabe heruntergeregelt, um das Getriebe zu schützen. Nachteilig hieran ist, dass das entsprechende Leistungspotential des Motors ungenutzt verloren geht.

Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Leistungsübertragung von einem Motor über ein Getriebe zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Doppelkupplungsgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes, wobei ein Doppelkupplungsgetriebe definitionsgemäß (mindestens) zwei separat betätig- bare Kupplungen aufweist, über welche verschiedene Getriebepfade zwischen einer An- triebswelle und einer Ausgangswelle des Getriebes aktiviert werden können. Das Verfah- ren geht von einem Zustand aus, bei welchem (in der Regel zunächst ausschließlich) über eine erste Kupplung und einen ersten Getriebepfad Drehmoment von der Antriebswelle zur Ausgangswelle übertragen wird. Gemäß dem Verfahren wird dann eine zweite Kupp- lung des Doppelkupplungsgetriebes zumindest teilweise geschlossen, um über einen zweiten Getriebepfad ein Zusatzdrehmoment von der Antriebswelle an die Ausgangswelle zu übertragen, wenn das über die erste Kupplung und den ersten Getriebepfad übertra- gene Drehmoment eine vorgegebene Obergrenze erreicht. Die Größe des über den ers- ten Getriebepfad übertragenen Drehmoments kann dabei z. B. durch eine Messung er- fasst oder aus geeigneten Betriebsparametern des Fahrzeugs erschlossen werden. Die genannte Obergrenze dieses Drehmoments wird so gewählt, dass ein Schutz des ersten Getriebepfades vor einer Drehmomentüberlastung gewährleistet ist. Typischerweise wird die Obergrenze in Abhängigkeit von den aktuellen Betriebsparametern, insbesondere von der Gangstufe des ersten Getriebepfades vorgegeben.

Durch das beschriebene Verfahren wird der Schutz eines Doppelkupplungsgetriebes vor einer Drehmomentüberlastung erreicht, indem bei Bedarf ein zusätzlicher Übertragungs- weg für ein Motormoment eröffnet wird. Mit Hilfe des Zusatzdrehmoments kann dann die Leistungsfähigkeit des Motors weiter (in der Regel bis zu ihrem Maximum) ausgeschöpft werden, ohne dass das Getriebe mechanisch stabiler und damit schwerer und aufwändi- ger ausgelegt werden müsste. Die bessere Ausnutzung der Motorleistung kommt insbe- sondere in den unteren Gängen zum Tragen, da bei diesen typischerweise die geringste Drehmoment-Übertragungskapazität vorhanden ist. Mit dem Verfahren ist daher insbe- sondere ein schnelleres Anfahren und Beschleunigen möglich.

Vorzugsweise werden bei dem Verfahren während der parallelen Übertragung eines Drehmoments im ersten Getriebepfad und eines Zusatzdrehmoments im zweiten Getrie- bepfad die erste und die zweite Kupplung im Schlupf betrieben. Hierdurch ist es möglich, dass sich die Drehmomentflüsse quasi selbstregelnd auf die beiden parallel wirkenden Pfade aufteilen. Ferner werden potentiell zerstörerische Effekte durch eine fest geschlos- sene Kupplung vermieden.

Grundsätzlich ist es möglich, die Übertragung eines Zusatzdrehmoments über den zwei- ten Getriebepfad zu beenden, sobald das gesamte von der Antriebswelle zur Ausgangs- welle übertragene Drehmoment wieder im Kapazitätsbereich des ersten Getriebepfades liegt. Vorzugsweise wird indes die parallele Aktivität des ersten und des zweiten Getriebe- pfades so lange beibehalten, bis ein Umschalten aus dem ersten Getriebepfad in einen neuen Getriebepfad erfolgt.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass der zur Übertragung des Zusatzdrehmoments (z. B. durch entsprechende Einstellung von Schiebemuffen) gewählte zweite Getriebepfad der zum ersten Getriebepfad nächst höheren Gangstufe entspricht. In diesem Falle führt ein einfa- ches Hochschalten aus dem ersten Getriebepfad in den zweiten Getriebepfad. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich der zweite Getriebepfad bereits am Arbeitspunkt befindet und das Umschalten somit ohne weitere Verzögerung erfolgen kann.

Die zweite Kupplung wird bei dem Verfahren vorteilhafterweise allenfalls so weit ge- schlossen, dass das im zweiten Getriebepfad übertragene Zusatzdrehmoment eine vor- gegebene Obergrenze nicht überschreitet, wobei die Obergrenze vorzugsweise vom Be- triebszustand (insbesondere der Gangstufe des zweiten Getriebepfades) abhängt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass auch die begrenzte Drehmomentkapazität des zwei- ten Getriebepfades eingehalten wird.

Gemäß einer anderen Weiterbildung des Verfahrens wird die erste Kupplung, über welche definitionsgemäß im aktuellen Betriebszustand des Getriebes hauptsächlich oder aus- schließlich das Drehmoment von der Antriebswelle zur Ausgangswelle übertragen wird, permanent mit einem geringfügigen Schlupf betrieben. Alternativ kann die genannte erste Kupplung auch erst bei einem (vorhergesagten oder eingetretenen) Anstieg der Leis- tungsanforderung in einen Zustand mit geringfügigem Schlupf versetzt werden. Vorteil- hafterweise wird in beiden Fällen, d. h. der permanenten und der veranlassten Betriebs- weise mit geringfügigem Schlupf der ersten Kupplung, parallel die zweite Kupplung mit dem zweiten Getriebepfad aktiviert (und zwar typischerweise ebenfalls mit Schlupf).

Durch die beschriebenen Maßnahmen wird das Getriebe optimal auf einen Leistungsan- stieg vorbereitet, bei welchem zur bestmöglichen Ausnutzung des Motors schnell ein Zu- satzdrehmoment vom zweiten Getriebepfad übernommen werden muss.

Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens entspricht der erste Getriebepfad einer höheren (z. B. der zweiten) Gangstufe und der zweite Getriebepfad einer niedrigeren (z. B. der ersten) Gangstufe des Getriebes. Eine solche Konstellation eignet sich insbe- sondere für das Anfahren im zweiten Gang, welches unter bestimmten Bedingungen (z. B. im Winter) in Frage kommen kann. In diesem Falle wird das Zusatzdrehmoment über den ersten Gang übertragen, was den Vorteil hat, dass dieser für ein eventuelles Zurückschal- ten des Getriebes bereits vorbereitet ist.

Andere Weiterbildungen des Verfahrens betreffen die Verteilung des Motormomentes auf zwei Getriebepfade durch Regelung der Kupplungen in Bezug auf vorgegebene Solldreh- zahlen für ihre getriebeseitigen Drehzahlen, wobei beide Kupplungen in Schlupf betrieben werden. Für eine nähere Erläuterung dieser Ansätze wird auf die zugehörige Figurenbe- schreibung verwiesen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Doppelkupplungsgetriebe mit mindestens zwei Kupplun- gen zur Übertragung von Drehmoment von einer Antriebswelle zu einer Ausgangswelle über verschiedene, wählbare Getriebepfade. Das Getriebe enthält ferner eine Steuerung zur Betätigung der Kupplungen, welche dazu eingerichtet ist, ein Verfahren der oben be- schriebenen Art auszuführen. D. h., dass die Steuerung eine zweite Kupplung zumindest teilweise schließt, um über einen zweiten Getriebepfad ein Zusatzdrehmoment zu über- tragen, wenn das über die momentan aktive erste Kupplung und einen ersten Getriebe- pfad übertragene Drehmoment eine vorgegebene Obergrenze überschreitet. Bei einem derart eingerichteten Doppelkupplungsgetriebe werden die ohnehin vorhandenen paralle- len Getriebepfade somit dazu ausgenutzt, das vom Motor bereitstellbare Drehmoment optimal auszuschöpfen.

Gemäß einer Weiterbildung des Doppelkupplungsgetriebes weist dieses zwei verschiede- ne ausgangsseitige Zahnräder (z. B. Ritzel) auf, über welche Drehmoment in ein Achsge- triebe (z. B. Differential) eingeleitet werden kann. Da ein derartiges Zahnrad häufig die Schwachstelle eines Getriebepfades darstellt, wird durch die Bereitstellung von zwei Zahnrädern die gesamte Drehmoment-Übertragungskapazität des Getriebes entspre- chend erhöht.

Des Weiteren ist bei dem Doppelkupplungsgetriebe der Quotient zwischen dem Überset- zungsverhältnis des ersten Ganges und dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Ganges (und/oder zwischen dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Ganges und dem Überset- zungsverhältnis des dritten Ganges) vorzugsweise kleiner als 2,0 : 1, besonders bevor- zugt kleiner als 1,5 : 1. Wenn beispielsweise der zweite Gang ein Übersetzungsverhältnis von i2 = 2 hat, ist dasjenige des ersten Ganges vorzugsweise kleiner als 4 (ii < 4, d. h. il : i2 < 2,0 : 1), besonders bevorzugt kleiner als 3 (i1'3, d. h. il : i2 < 1,5 : 1).

Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen : Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe ; Fig. 2 das Doppelkupplungsgetriebe von Figur 1 bei Übertragung eines primären Drehmoments über den zweiten Gang und eines Zusatzdrehmoments über den dritten Gang ; Fig. 3 das Doppelkupplungsgetriebe von Figur 1 bei Übertragung eines primären Drehmoments über den zweiten Gang und eines Zusatzdrehmoments über den fünften Gang ; Fig. 4 den zeitlichen Verlauf von Motormoment und Eingangsmomenten der Kupplungen bzw. Getriebepfade, Raddrehmoment und Gaspedalstellung bei Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ; Fig. 5 den Zeitverlauf von Drehmomenten der Getriebepfade, Motordrehzahl und Gaspedalstellung bei einem Schaltvorgang ; Fig. 6 den Zeitverlauf von Motordrehzahl, Raddrehmoment und Gaspedalstellung beim Anfahren mit mehreren Schaltvorgängen für ein erfindungsgemäßes und ein herkömmliches (gestrichelte Kurven) Verfahren ; Fig. 7 den Zeitverlauf von Motordrehzahl und der Getriebedrehzahl, Rad- drehmoment und Gaspedalstellung bei mehreren Schaltvorgängen für ein erfindungsgemäßes und ein herkömmliches (gestrichelte Kurven) Verfah- ren ; Fig. 8 den Zeitverlauf von Kupplungsdrehmomenten, Motordrehzahl und Getrie- beeingangsdrehzahl sowie der Gaspedalstellung bei einem gezielten Los- brechen der Kupplung für einen geregelten Schlupfbetrieb ; Fig. 9 eine Darstellung entsprechend Figur 8 bei einem permanent geregelten Schlupfbetrieb ; Fig. 10 eine Darstellung entsprechend Figur 8 bei einem Anfahren im zweiten Gang ; Fig. 11 eine Prinzipskizze des Doppelkupplungsgetriebes mit zwei Drehzahlreg- lern R1, R2 für die Kupplungen C1, C2 zwischen dem Motor M und dem Getriebe G ; Fig. 12 die Drehzahlverhältnisse bei einer ersten Drehzahl-Regelungsmethode ("Methode 1a") ; Fig. 13 die Drehzahlverhältnisse bei einer zweiten Drehzahl-Regelungsmethode ("Methode 1b") ; Fig. 14 eine Prinzipskizze für eine gleiche Reglerparametrierung bei verschiedenen Sollwertvorgaben ("Methode 1") ; Fig. 15 eine Prinzipskizze für eine unterschiedliche Reglerparametrierung bei glei- chen Sollwertvorgaben ("Methode 2") ; Fig. 16 ein Prinzipschaubild für eine erste Reglerstruktur des Doppelkupplungs- getriebes ; Fig. 17 ein Prinzipschaubild für eine zweite Reglerstruktur des Doppelkupplungs- getriebes ; Fig. 18 ein Prinzipschaubild für eine erste Reglerstruktur des Gesamtfahrzeuges ; Fig. 19 ein Prinzipschaubild für eine zweite Reglerstruktur des Gesamtfahrzeuges.

Figur 1 zeigt schematisch die Komponenten eines Doppelkupplungsgetriebes 10. Das Getriebe weist als Eingang eine Antriebswelle I auf, welche in einem Kraftfahrzeug mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) gekoppelt ist. Die Eingangswelle I des Getriebes 10 kann über die schematisch angedeutete Kupplung C2 mit einer ersten Eingangswelle E1 des Getriebes 10 und unabhängig hiervon über eine Kupplung C1 mit einer zweiten Eingangswelle E2 des Getriebes gekoppelt werden, wobei im dargestellten Beispiel die zweite Eingangswelle E2 als Hohlwelle konzentrisch um die erste Eingangs- welle E1 herum angeordnet ist. An den genannten Eingangswellen E1, E2 sind verschie- dene Zahnräder angeordnet, die zur Ausbildung verschiedener Gangstufen mit Losrädern auf einer ersten Ausgangswelle 01 bzw. einer zweiten Ausgangswelle 02 gekoppelt sind.

Die genannten Losräder können bei Einlegen eines Ganges über Schiebemuffen S1, S2, S3, S4 drehfest mit der zugehörigen Ausgangswelle 01 bzw. 02 verbunden werden, wo- bei die Ausgangswellen 01,02 ihrerseits mit einer Abtriebswelle O des Getriebes 10 ge- koppelt sind.

Bei einem derartigen Vorgelegegetriebe ist insbesondere die Auslegung der Gänge mit hoher Gesamtübersetzung kritisch, da auf der Eingangsseite von einem kleinen Zahnrad auf ein größeres Zahnrad auf der Ausgangsseite getrieben wird und die kleinen Zahnrä- der aufgrund ihrer Abmaße die Drehmomenttragfähigkeit des Getriebes bestimmen. Die eingeschränkte Übertragungskapazität für Drehmomente kann zum Teil erheblich sein und z. B. bis zu 50% des Nennmoments des für die höheren Gänge typischen Wertes betragen. Um die entsprechenden Gänge zu schützen, wird üblicherweise ein Eingriff über die Steuerung des Verbrennungsmotors vorgenommen, mit dem eine Beschränkung des Drehmoments bewirkt bzw. Drehmoment oberhalb einer bestimmten Grenze abregelt wird. Das Getriebe muss daher nicht mehr Drehmoment übertragen, als es seiner vorge- gebenen Kapazität entspricht.

In Figur 1 sind die typischen"Schwachstellen"eines Vorgelegegetriebes 10 durch gestri- chelte Kreise gekennzeichnet. Sie liegen beim ersten, zweiten und teilweise auch dritten Gang sowie beim Achsantrieb, d. h. dem Ritzel der Ausgangswelle, das mit dem typi- scherweise am Differential angeordneten Ringrad kämmt. Bei Anfahrvorgängen im ersten Gang kann z. B. in einem Getriebe, das für 450 Nm Drehmomentkapazität ausgelegt ist, nur 280 Nm übertragen werden. Bei einer Volilastanfahrt muss der Motor daher auf ma- ximal 280 Nm abgeregelt werden, da sonst das Getriebe beschädigt würde. Die Differenz zum vollen Drehmoment des Verbrennungsmotors kann nicht genutzt werden.

Zur Verbesserung dieser Situation wird erfindungsgemäß die Eigenschaft des Doppel- kupplungsgetriebes 10 ausgenutzt, dass dort zwei Pfade zur Übertragung von Dreh- momenten zur Verfügung stehen. Figur2 zeigt diesbezüglich das Doppelkupplungs- getriebe 10 im Betriebszustand mit gekennzeichneten aktiven Getriebepfaden. Soweit nichts anderes erwähnt wird, sind die Schaltmuffen S1 bis S4 in ihrer Neutralstellung.

Primär ist der zweite Gang eingelegt, bei welchem Drehmoment von der Antriebswelle I über eine erste Kupplung C1, die Hohlwelle E2, das Zahnrad Z8, das Zahnrad Z9, die Schaltmuffe S2 (die sich in der Stellung des zweiten Ganges befindet) sowie die Zahnrä- der Z3 und Z4 an die Ausgangswelle 0 abgegeben wird. Dieser erste Getriebepfad über- trägt entsprechend seiner Nennkapazität, z. B. bis zu einem Wert des Drehmoments von 280 Nm.

Falls erforderlich, wird das darüber hinaus zur Verfügung stehende Motormoment (z. B. bis 450 Nm) von der zweiten Kupplung C2 über einen zweiten Getriebepfad übertragen. Der zweite Getriebepfad verläuft dabei in Figur 2 über die Welle E1, die Zahnräder Z1 und Z2, die Schaltmuffe S1 (welche sich in der Position des dritten Ganges befindet) und die Zahnräder Z3 und Z4 zur Ausgangswelle 0. Mit anderen Worten wird der zweite Gang durch die Übertragung eines Zusatzdrehmoments über den dritten Gang unterstützt. Das über die Drehmoment-Übertragungskapazität von 280 Nm hinaus verfügbare Motormo- ment von 170 Nm wird somit nicht wie beim Stand der Technik durch Abregeln des Mo- tors unterdrückt, sondern steht zur Nutzung zur Verfügung. Da das Verfahren vorzugs- weise nur bei großen Drehmomenten zur Anwendung kommt, entfallen auch Probleme mit einer technisch schwierigen und mangelhaften Regelauflösung im Bereich kleiner Drehmomente.

Figur 3 zeigt eine gegenüber Figur 2 dahingehend abgewandelte Situation, dass der zwei- te Getriebepfad über den fünften Gang geführt wird. Er umfasst somit die Kupplung C2, die Welle E1, die Zahnräder Z5 und Z6, die Schiebemuffe S3 (die sich in der Stellung des fünften Ganges befindet) sowie das zum Achsantrieb gehörende Zahnrad Z7. Bei dieser Bauart des Getriebes wird somit das Zusatzdrehmoment über einen zweiten Achsantrieb (Kombination aus Ritzel und Ringrad am Differential) an das Fahrzeug geleitet.

Figur 4 zeigt parallel den zeitlichen Verlauf des Motormoments Mmot sowie des Eingangs- moments im ersten Getriebepfad MG1 bzw. im zweiten Getriebepfad MG2 (oberes Dia- gramm), den zeitlichen Verlauf des Drehmoments MR am Rad, welcher der Fahrzeugbe- cr. hlPnninnnn Pntcnrirht lmittlPrPS Dianramml_ snwiP riAn 7Pitlir : hPn VPrlauf ciPr relativPn Fahrpedalstellung, wobei 100% einer vollständig geöffneten Drosselklappe (Vollgas) ent- spricht (unterstes Diagramm). Das Eingangsdrehmoment MG1 an der ersten Kupplung muss bei einer Obergrenze MG, maX begrenzt werden, um den ersten Getriebepfad vor ei- ner Beschädigung zu schützen. Wie oben erläutert erfolgt beim Stand der Technik diese Begrenzung durch eine entsprechende Abregelung des Motors. Bei dem vorgeschlage- nen Doppelkupplungsgetriebe findet jedoch die beschriebene parallele Übertragung von Drehmoment über den zweiten Getriebepfad statt, so dass an der zweiten Kupplung ent- sprechende Eingangsmomente MG2 auftreten, wenn das Eingangsmoment MG1 der ersten Kupplung an die Obergrenze MG1", stößt. Dementsprechend kann durch die Summe (MG1 + MG2) der Eingangsmomente ein bis zu seinem Maximalwert ansteigendes Motor- moment Mm, t übertragen werden. Daher kann z. B. bei einem Anfahrvorgang mit Vollast das gesamte vom Motor zur Verfügung gestellte Drehmoment genutzt werden.

Wenn im Verlaufe des Fahrens vom Fahrer die Gaspedalstellung wieder zurückgenom- men und weniger Drehmoment angefordert wird, wird zunächst das Zusatzdrehmoment im zweiten Getriebepfad MG2 durch entsprechendes Öffnen der zugehörigen Kupplung abgesenkt, bis schließlich zum Zeitpunkt t2 der als Basis genutzte erste Getriebepfad wie- der das gesamte Motormoment MMot übertragen kann.

Eine parallele Übertragung eines Zusatzdrehmoments über einen zweiten Getriebepfad setzt voraus, dass das vom Motor zur Verfügung gestellte Drehmoment MMot mit der aktu- ellen, für den eingelegten Gang und die Betriebsart des Getriebes zulässigen Obergrenze verglichen wird. Im Falle einer Überschreitung der genannten Obergrenze kann dann der Überschussanteil des Motordrehmoments über den zweiten Getriebepfad abgeleitet wer- den. Die Obergrenze dieses abgeleiteten und dem Fahrzeug zur Verfügung gestellten Zusatzdrehmoments am Rad (bzw. die Obergrenze der Fahrzeugbeschleunigung) wird aus der aktuellen Betriebskonfiguration des Fahrzeugs (z. B. Frontantrieb, Heckantrieb oder Allradantrieb) abgeleitet. Bei umschaltbaren Konfigurationen wird dabei vorzugswei- se die entsprechende Konfiguration abgefragt. In anderen Fällen wird aus der Fahrsituati- on und der Interaktion des Fahrers mit dem Gaspedal die entsprechende Getriebebe- triebsart und der Umfang des abgeleiteten Zusatzdrehmoments automatisch ermittelt.

Figur 5 zeigt untereinander den zeitlichen Verlauf des über den ersten/zweiten Getriebe- pfad geleiteten Drehmoments MG1 bzw. MG2 (oberes Diagramm), den zeitlichen Verlauf der Motordrehzahl nMot und der Drehzahlen nG1, nez der Teilgetriebe (mittleres Diagramm) sowie den zeitlichen Verlauf der Fahrpedalstellung (unteres Diagramm). Dabei wird das Doppelkupplungsgetriebe so gesteuert, dass nicht nur beim Anfahrvorgang der erste und der zweite Getriebepfad parallel genutzt werden, sondern darüber hinaus auch bis zum Erreichen des Schaltpunktes vom ersten in den zweiten Gang oder alternativ geeigneter weiterer höherer Gänge und Gangkombinationen (Zeitpunkt ti).

Figur 6 zeigt untereinander den zeitlichen Verlauf der Drehzahlen des Motors am Getrie- beeingang bei erfindungsgemäßer Drehmomentableitung (durchgezogene Kurve nMot) bzw. bei einer Steuerung gemäß dem Stand der Technik (gestrichelte Kurve nMot, o) (obe- res Diagramm) ; des Radmoments mit (durchgezogene Kurve MR) bzw. ohne (gestrichelte Kurve Mur, 0), die erfindungsgemäße Drehmomentableitung (mittleres Diagramm) ; sowie die Gaspedalstellung (unteres Diagramm). Aufgrund der höheren Ausnutzung des Motor- drehmoments findet beim dargestellten Volllastanfahren eine stärkere Beschleunigung des Fahrzeugs statt, die zu entsprechenden Zeitverkürzungen Ai, 2, As für die Schaltvor- gänge in eine höhere Gangstufe führt.

Die Zeit, für welche die dem zweiten Getriebepfad zugeordnete Kupplung schlupfend Drehmoment überträgt, ist in der Regel verhältnismäßig kurz. Daher ist der Eintrag von Verlustleistung an dieser Kupplung ohne Probleme beherrschbar. Die aus Figur 6 ersicht- liche Verkürzung des Anfahrvorganges und die Steigerung des Beschleunigungsverhal- tens bringt eine Steigerung der Fahrleistung mit sich und ermöglicht die Optimierung des Kühl-und Hydrauliksystems. Da durch den kürzeren Anfahrzeitraum die Gesamtmenge der in das Getriebe eingetragenen Verlustenergie sinkt, kann das Kühlsystem entspre- chend kleiner ausgelegt werden. Dabei ist zu beachten, dass eine Volllastanfahrt einer der kritischen Auslegungspunkte für ein Getriebekühlsystem ist, da hier große Mengen an Verlustleistung abgeführt werden müssen. Da bei kleinen Fahrgeschwindigkeiten die Um- strömung des Kühlers nur gering ist, hat dieser einen entsprechend schlechten Wirkungs- grad. Weiterhin muss bei Doppelkupplungsgetrieben mit nassen Kupplungen das System durch Umwälzung von Öl gekühlt werden. Da die zum Anfahren verwendeten Drehzahlen klein sind, muss bei der Auslegung des hydraulischen Systems die Pumpenkapazität ent- sprechend groß gemacht werden, um die benötigte Fördermenge zur Verfügung zu stel- len. Grundsätzlich versucht man indes, die Fördermenge der Pumpe so klein wie möglich zu halten, um die zum Antrieb der Pumpe benötigte Antriebsleistung zu minimieren (An- triebsleistung Pumpe = Förderstrom * Druck). Dies ist insbesondere wichtig, da die Pum- pe den größten Verbraucher in einem Doppelkupplungsgetriebe darstellt und damit we- sentlich den Verbrauch des Fahrzeuges beeinflusst.

Mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren gelingt es nun als Nebenaspekt, durch eine Steigerung des zum Anfahren zur Verfügung stehenden Drehmoments den Gesamtein- trag der Verlustenergie zu senken. Der Kühler kann verkleinert werden und auch die För- derleistung des hydraulischen Systems kann damit gesenkt werden, was sich positiv auf den Energieverbrauch des Getriebesystems auswirkt.

Figur 7 zeigt eine Figur 6 im Wesentlichen entsprechende Darstellung, wobei im oberen Diagramm neben den Motordrehzahlen nMot und nMot, auch die Eingangsdrehzahl nG des nächst höheren Ganges dargestellt ist. Da bei dem vorgeschlagenen Verfahren ein alter- nativer Drehmomentpfad bereits komplett vorbereitet wird und es sich hierbei typischer- weise um den nächst höheren Gang handelt, können manuell ausgelöste Hochschaltun- gen (Zeitpunkt ts) unmittelbar und ohne Zeitverzögerung umgesetzt werden. Die benötig- ten drehmomentübertragenden Pfade und Kupplungen befinden sich bereits voll in ihrem Arbeitspunkt. Hierdurch entsteht beim Schaltvorgang der im oberen Diagramm eingetra- gene Zeitgewinn A,. Ein weiterer Zeitgewinn A2 wird dadurch erzielt, dass die anschlie- ßende Drehzahlanpassungsphase des Motors schneller abgewickelt werden kann, weil das vorhandene Radmoment schon zum Teil vom nächst höheren Gang getragen wird.

Die auftretende Beschleunigungsänderung (Ruck) ist somit kleiner und wird vom Fahrer trotz der zeitlichen Verkürzung als komfortabel empfunden. Mit dem Verfahren wird somit eine erhöhte Fahrleistung und eine schnellere Ausführung insbesondere von manuell ausgelösten Hochschaltungen ermöglicht.

Bedingt durch die verkürzte Schaltzeit kann der Zeitpunkt der Hochschaltung ferner zu höheren Motordrehzahlen hin verlegt werden. Damit kann die zur Verfügung stehende Leistung besser ausgenutzt werden, was wiederum der Beschleunigung des Fahrzeugs zugute kommt.

Um bei der parallelen Übertragung von Drehmoment eine gute Kontrollierbarkeit des Sys- tems zu erreichen, werden die an der Verteilung der Last arbeitenden Kupplungen vor- zugsweise im Schlupfbetrieb gehalten. Damit wird erreicht, dass die Drehmomente an den Kupplungen eindeutig bekannt sind und ein fehlerhaftes Einstellen von Drehmomenten oder gar ein Verspannen des Getriebes wirkungsvoll verhindert wird.

Diesbezüglich existiert eine erste, in Figur 8 illustrierte Methode. Figur 8 zeigt im oberen Diagramm den zeitlichen Verlauf des Drehmoments Mcl an einer ersten Kupplung sowie MC2 an einer zweiten Kupplung, und im mittleren Diagramm die zugehörigen Verläufe der Motordrehzahl nMOt sowie der Getriebeeingangsdrehzahl nG. Die Fahrpedalstellung ist wiederum im untersten Diagramm dargestellt.

Nach einem normalen Anfahrvorgang, der durch ein völliges Schließen der ersten Kupp- lung abgeschlossen wird, tritt an der Kupplung kein Schlupf auf. Die Drehmoment- Übertragungskapazität der Kupplung wird dazu leicht über das Niveau des vom Motor erzeugten Drehmoments angehoben. Wenn der Fahrer nun im Zeitpunkt t3 das Gaspedal weiter betätigt, also mehr Drehmoment anfordert, wird die zuvor noch schlupffreie Kupp- lung gezielt in Schlupf gebracht. Dazu kann die Kupplungskapazität auf vorherigem Ni- veau belassen werden und abgewartet werden, bis das Drehmoment des Motors die Drehmoment-Übertragungskapazität der Kupplung übersteigt und diese zu schlupfen be- ginnt. Vorzugsweise wird indes die Kupplung durch ein kurzes, aktiv kontrolliertes Senken der Übertragungskapazität gezielt zum Schlupfen gebracht. Hierdurch kann der Übergang vom nicht-schlupfenden zum schlupfenden Zustand der Kupplung kontrolliert ablaufen.

Damit können für den Fahrer störende Effekte wie eine Veränderung des Geräusch-und Beschleunigungsverhaltens sowie ein Überschwingen der Motordrehzahl gezielt unter- drückt werden.

Nach Erreichen des Schlupfzustandes mit geeigneter kleiner Differenzdrehzahl wird der zweite, für die Ableitung des Zusatzdrehmoments vorgesehene Getriebepfad vorbereitet und die betreffende Kupplung so angesteuert, dass ein kleines Drehmoment übertragen wird. Damit ist sichergestellt, dass im Falle einer weiteren plötzlichen Steigerung des vom Fahrer angeforderten Drehmoments (d. h. im Zeitpunkt t4 von Figur 8) die zur Ableitung benötigte Drehmomentkapazität unmittelbar zur Verfügung gestellt werden kann. Wenn das Fahrzeug bis zum Auslösen einer Schaltung weiter beschleunigt hat, wird vorzugs- weise die für die Ableitung des Drehmoments im neuen Gang benötigte Kapazität nach Umlegen des Ganges zur Verfügung gestellt.

Figur 9 zeigt in einer Darstellung entsprechend Figur 8 eine alternative Vorgehensweise, bei welcher nach Abschluss des Anfahrvorganges die erste Kupplung nicht völlig ge- schlossen wird, sondern permanent mit einem geeigneten kleinen Schlupf betrieben wird (siehe Kreis im oberen Diagramm). Damit sind die Voraussetzungen für eine geeignete Verteilung der Drehmomente an den Kupplungen geschaffen. Der weitere Ablauf erfolgt dann analog zur Situation von Figur 8.

Figur 10 zeigt in einer Darstellung entsprechend den Figuren 8 bzw. 9 ein spezielles An- fahrverfahren. Dabei wird nicht im niedrigsten Gang (also dem ersten Gang) angefahren, sondern in einem höheren Gang, insbesondere dem zweiten Gang. Z. B. kann in der Be- triebsart"Winter"ein durch den Fahrer leicht anzusteuerndes Anfahren ermöglicht wer- den, oder es soll bei Fahrzeugen mit sportlicher Ausrichtung der Verbrauch gesenkt wer- den, indem in einem Stadtzyklus bei den damit verbundenen Teillasten bzw. niedrigen Drehmomenten immer im zweiten Gang angefahren wird. Bei einem derartigen Anfahren im zweiten Gang wird nun die Kupplung gezielt auf eine Ableitung von Zusatzdrehmoment vorbereitet (vgl. Vorgehen bei den Figuren 8 und 9). Wenn der Fahrer nach einem begon- nenen Teillastanfahrvorgang eine wesentlich stärkere Beschleunigung wünscht (Zeit- punkt t4 in Figur 10), kann diese unmittelbar durch ein Umschalten in den ersten Gang zur Verfügung gestellt werden. Alternativ dazu wäre eine Ableitung des vom zweiten Gang infolge der beschränkten Drehmoment-Übertragungskapazität nicht zu übertragenden Drehmoments z. B. auch in den dritten Gang möglich.

Zusammenfassend wird somit ein Verfahren zur Steuerung von Doppelkupplungs- getrieben bereitgestellt, bei dem durch die Ansteuerung von zusätzlichen Drehmoment- Übertragungselementen neben dem Basisgang die Drehmoment-Übertragungskapazität des Getriebes gesteigert wird. Das Zusatzdrehmoment kann dabei über geeignete Teilge- triebe und/oder über einen anderen Achsantrieb abgeleitet werden. Die Ansteuerung die- ser Betriebsart kann durch einen Performanceschalter, durch einen Wahlschalter für ei- nen Allradantrieb und/oder durch ein schnelles Betätigen des Gaspedals im Anfahrbereich erfolgen. Die Drehmomentverteilung findet in den Teilgetrieben in schlupfender Betriebs- art statt, wobei Letztere durch gezieltes In-Schlupf-Bringen oder vorbereitendes Schlupfenlassen eingeleitet wird.

Zur Vorbereitung von Volllastbeschleunigungen übernimmt der nicht aktive Getriebezweig vorzugsweise schon im Bereich von Teillasten eine drehmomentübertragende Funktion.

Dies gilt sowohl für höhere als auch für niedrigere Gänge. Falls der Fahrer das Gaspedal durchtritt, kann unmittelbar das vom Motor als Überkapazität zur Verfügung gestellte Drehmoment über den zusätzlichen Pfad abgeleitet werden. So kann z. B. im ersten Gang angefahren werden und der zweite Gang vorbereitet sein. Alternativ kann das Fahrzeug z. B. aus Verbrauchsgründen im Stadtzyklus oder im sogenannten Wintermodus grund- sätzlich im zweiten Gang angefahren werden, Sobald der Fahrer eine hohe Beschleuni- gung oder Vollast anfordert, wird der erste Gang zugeschaltet, was eine sehr hohe Fahr- zeugbeschleunigung bewirkt.

Das Doppelkupplungsgetriebe 10 ist vorzugsweise im Bereich der unteren Gänge als ein "close ratio"Getriebe ausgelegt, d. h. als ein Getriebe mit enger Abstufung oder kleinen Sprüngen der Übersetzungsverhältnisse zwischen den Gängen. Je kleiner der Gang- sprung zwischen zwei Gängen ist, desto mehr Drehmoment am Rad und damit Fahr- zeugbeschleunigung kann nämlich der zusätzlich genutzte höhere Gang aus dem abgelei- teten Zusatzdrehmoment des Motors erzeugen. Weiterhin reduziert sich die Verlustleis- tung am ableitenden zweiten Getriebepfad, da die Differenzdrehzahl kleiner wird (wobei die Verlustleistung das Produkt aus abgeleitetem Drehmoment und Differenzdrehzahl ist).

Das in den Figuren 8 und 9 angedeutete Steuerungsverfahren wird nachfolgend mit Hilfe or Fim iron 11 hie 1 Q rlatailliortar arläi itart rn mrilcnanric Irica ict riahai l'lac Rcncl nnc- verfahren nicht auf externe Drehmomentgrößen abzustützen, sondern mit Hilfe eines doppelten Drehzahlreglers auszuführen. Das vorgeschlagene Verfahren arbeitet daher auch ohne Kenntnis von Drehmomentgrößen, die aus der Stellung des Fahrpedals oder dem Motorkennfeld abgeleitet sind, indem beide Kupplungen gleichzeitig in Schlupf ge- bracht bzw. gehalten werden und indem über eine geeignete Vorgabe von Regelparame- tern die Drehmomentverteilung der Kupplungen entsprechend den Erfordernissen der Fahrsituation und der Komponentenbelastbarkeit verteilt wird.

Während also bisher die Drehmomente an den Kupplungen eine Funktion von Drehmo- ment des Motors, Drehmomenttragfähigkeit des Getriebes, und Überhitzungsschutz wa- ren, sollen sie nunmehr eine Funktion des Drehzahlreglers sein. Sie werden damit unab- hängig und selbst stabilisierend sowie getriebeintern erzeugt.

In einem ersten Schritt wird im Folgenden eine vorteilhafte Ausführung zur Bestimmung der Grenzdrehmomente, bei denen eine Drehmomentverteilung erfolgt, aus getriebeinter- nen Regelgrößen und ein vorteilhaftes selbsttätig arbeitendes Verfahren dargestellt (Schritt 1 a-1 d). Das vorgeschlagene Verfahren zur Verteilung der Drehmomente im Ge- triebe auf die verschiedenen Übertragungspfade bewirkt dann mit Hilfe von Drehzahlreg- lern die gewollte vorgebbare Drehmomentverteilung im Getriebe (Schritt 2).

Schritt 1-Bestimmung des an der Hauptkupplunq (z. B. erster Gang. Cl anliegenden Drehmomentes : 1a) Die bleibende Abweichung am Regler R1 wird genutzt, um das von der Haupt- kupplung C1 übertragene Drehmoment zu bestimmen.

1b) Der Sättigungsgrad des Reglers für die Hauptanfahrkupplung wird genutzt, um das an der Kupplung anliegende Drehmoment zu ermitteln. Oberhalb einer Pa- rametergrenze wird die Nebenanfahrkupplung zur Entlastung/Drehmomentum- leitung genutzt.

1c) Nicht das von der Motorsteuerung zur Verfügung gestellte Drehmoment wird für die"Umverteilung"im Getriebe verwendet, sondern das getriebeinterne"inverse Modell"der Kupplung wird zur Entlastung/Drehmomentumleitung genutzt.

1d) Der für das übertragbare Drehmoment signifikante Betätigungsdruck der Kupp- lung des z. B. ersten Ganges wird bis zu einer bestimmten Grenze hochgefahren und dann beschränkt. Alle weiteren Drehmomentsteigerungen werden von dem alternativen (z. B. zweiten) Gang aufgefangen.

Schritt 2-Regelunasverfahren : Es werden zwei unabhängige Drehzahlregler R1, R2 (Figur 11) verwendet, die parallel arbeiten.

Ein Drehzahlregler R1"erledigt"die Hauptarbeit z. B. an der Kupplung C1 des ersten Ganges und überträgt alle Drehmomente bis hoch zu einer bestimmten Grenze. Um dies zu tun, wird dem Regler R1 als Eingangsgröße eine Solldrehzahl ni. so) ! vorgegeben. Damit die Kupplung C1 im Schlupf bleibt, weicht diese Drehzahl leicht von der aktuellen Motor- drehzahl nm, t ab. Dabei wird der Regler der Hauptkupplung C1 so abgestimmt, dass er der vorgegebenen Solldrehzahl optimal folgt. Die dafür verwendeten Abstimmungsverfah- ren sind bekannt und werden hier nicht betrachtet.

Die Vorgabe der Solldrehzahl n,, son der Kupplung C1 erfolgt dynamisch in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeugsituation und den Erfordernissen, die daraus resultieren. So ist es sinnvoll, die Abweichung von der Motordrehzahl klein zu halten, wenn ein sparsamer Betrieb gefordert ist, da der durch den Regler eingestellte Schlupf proportional zu Verlus- ten des Getriebes beiträgt. In einer anderen Situation kann es sinnvoll sein, gezielt eine große Drehzahldifferenz zwischen der Motordrehzahl nmot und der Getriebe- eingangsdrehzahl n, einzustellen, um z. B. eine gute Drehschwingungsentkopplung zu erzeugen. Jeder Verbrennungsmotor erzeugt infolge seiner Bauart Drehungleichförmig- keiten, die in den Getrieben Rasseln anregen. Mit Hilfe einer größeren Differenzdrehzahl können diese Drehschwingungsanregungen mit Hilfe des Kupplungssystems entkoppelt werden, so dass das Getrieberasseln vermieden wird.

Für die Ansteuerung der Kupplung C2 (Neben-oder Entlastungspfad) wird ebenfalls ein Drehzahlregler, R2, verwendet. Dieser Drehzahlregler R2 bekommt je nach verwendetem Verfahren entweder -als Solidrehzahl n2. SOIl die Solidrehzahl des Reglers R1 des ersten Ganges (um- gerechnet entsprechend den Übersetzungsverhältnissen der Getriebepfade, d. h. entsprechend dem Gangsprung i) oder eine davon entsprechend der gewünsch- ten Drehmomentumleitungsgröße proportionale Abweichung vorgeben. Dabei wird die Abweichung von Solldrehzahl zur Istdrehzahl der Eingangswelle 1 dazu genutzt, das überschüssige Drehmoment des ersten Ganges umzuleiten ("Me- thode 1a", vgl. Figur 12, i = Gangsprung ; je größer die Regelabweichung An2, desto mehr Drehmoment überträgt der zweite Getriebepfad).

-als Solidrehzahl n2, SOll die Istdrehzahl des zweiten Ganges oder eine davon ent- sprechend der gewünschten Drehmomentumleitungsgröße proportionale Abwei- chung vorgeben. Dabei wird die Abweichung von Solldrehzahl zur Istdrehzahl der Eingangswelle 2 dazu genutzt, das überschüssige Drehmoment des ersten Gan- ges umzuleiten ("Methode 1 b", vgl. Figur 13, i = Gangsprung ; je größer die Re- gelabweichung An2, desto mehr Drehmoment überträgt der zweite Getriebe- pfad).

Am Beispiel eines P-Reglers lässt sich leicht erkennen, dass dessen Stellgröße s, bzw. s2 (beispielsweise als Drehmoment angenommen, welches sich mit Hilfe eines inversen Mo- dells der Kupplung in deren Betätigungsdruck umrechnen lässt) proportional zur Abwei- chung von Sollgröße und Istgröße ist. Der Regler R1 der Kupplung C1 wird im normalen Betriebsfall, bei dem der Motor M ein Drehmoment Imot erzeugt, welches die Belastungs- fähigkeit des Getriebes G nicht übersteigt, einen Arbeitspunkt einnehmen, bei dem das gesamte vom Motor erzeugte Drehmoment übertragen wird, weshalb die vorgegebene Drehzahldifferenz (oder der Schlupf) konstant bleibt.

Wenn nun der Motor ein Drehmoment Tmot erzeugt, das die Belastungsgrenze des Getrie- bes G überschreitet, wird dem Regler R2 der Kupplung C2 eine Solldrehzahl n2. so mit einer Abweichung An2 größer Null vorgegeben (Figur 12,13). Dabei wird der Regler R2 umso mehr Drehmoment übernehmen, je größer diese Abweichung ist. Am Beispiel eines P-Reglers lässt sich dies einfach erklären (vgl. Figur 14,"Methode 1"). Die Stellgröße s wird bei vorgegebenem Parameter P2 um so größer, je größer die Abweichung von der Istdrehzahl wird. Da die Istdrehzahl durch den Regler R1 mit Hilfe der in Schlupf betriebe- nen Kupplung C1 festgehalten wird, führt eine Vergrößerung der Abweichung der Regler- eingangsgrößen zu einer Vergrößerung des durch Kupplung C2 übertragenen Drehmo- mentes. Wenn nun der Reglerausgang und somit das gestellte Drehmoment der Kupp- lung C1 festgehalten bzw. limitiert wird, ist es möglich, das vom Verbrennungsmotor M über die Drehmomentkapazität des ersten Ganges hinaus erzeugte Drehmoment über den zweiten Gang abzuleiten und für die Beschleunigung des Fahrzeuges zur Verfügung zu stellen.

Alternativ bekommen beide Drehzahlregler R1, R2 die gleichen Solldrehzahlen oder Kombinationen von Soll-und Istdrehzahlabweichungen, werden aber verschieden para- metriert (Figur 15,"Methode 2"). Am Beispiel eines sogenannten P-Reglers kann man leicht erkennen, dass bei vorgegebener gleicher Abweichung von Soll-und Istgröße das Stellsignal proportional dem Parameter P ist. Damit bestimmt das Verhältnis der beiden in den Reglern R1 und R2 verwendeten Parameter P1 und P2 das Verhältnis der Drehmo- mentverteilung.

Es werden beide Kupplungen C1, C2 in Schlupf betrieben, um eine eindeutige Bestim- mung des Lastzustandes/der Drehmomentübertragungskapazität im Getriebe zu errei- chen. Die Vorgaben für den Drehzahlreglers des alternativen und zur Drehmomentablei- tung verwendeten z. B. zweiten Ganges werden entsprechend den Erfordernissen zur Drehmomentumleitung situationsabhängig angesteuert. Dazu können unter anderem ent- weder die Vorgaben z. B. für die Solldrehzahlen der beteiligten Regler oder aber die Pa- rametrierung entsprechend vorgegeben werden. Das Verhältnis der Drehmomenfflüsse ist dabei eindeutig aus den Werten bestimmbar (vgl. Figur 14-Solldrehzahlvorgabe, Fi- gur 15-Parameterwechsel).

Das Verfahren ist auch geeignet, um eine Drehmomentabsenkung herbeizuführen, wenn z. B. Radschlupf detektiert wird und eine Absenkung des Radmomentes gewünscht wird.

Dazu wird die Kupplung des Hauptdrehmomentpfades im Schlupfbetrieb gehalten, und für diese Betriebsart wird das gesamte Drehmoment des Motors übertragen. Wenn nun in der im Verfahren vorgeschlagenen Art die zweite Kupplung in Eingriff gebracht wird, erfolgt ein gewollter Verspannungszustand, wobei das an der Kupplung des Nebenpfades auf- gebrachte Drehmoment den Gesamtvortrieb mindert. Besonders vorteilhaft ist diese Be- triebsart mit der vorgeschlagenen Regelungsstrategie möglich, da beide Kupplungen in Schlupf betrieben werden, weshalb die anliegenden Drehmoment sehr genau bekannt sind und durch die Drehzahlregler sehr gut angesteuert werden können.

Die Figuren 16 bis 19 zeigen verschiedene einfache Reglerstrukturen, die das oben disku- tierte Prinzip erläutern.

Figur 16 zeigt exemplarisch das Prinzip. Im vorliegenden Beispiel wird als Eingangsgröße eine Solldrehzahl ni, soll verwendet, die Vorgabe der Ist-Drehzahl n ist für beide Regler R1, R2 gleich. Die Drehmomentverteilung wird über verschiedene Solldrehzahlen (Methode 1a) oder unterschiedliche Parametrierung (Methode 1b) erreicht. Die Ausgangsgröße des Reglers ist das an der Kupplung zu stellende Drehmoment. Dies wird über ein Inverses Modell (Inv. Mod. ) der Kupplung linearisiert. Dies hat den Vorteil, dass die Funktion des Gesamtsystems wesentlich stabiler wird und die Regler in Folge der Linearisierung der wesentlichen Anteile deutlich besser und stabiler abgestimmt werden können, da die aus- zuregelnden Abweichungen wesentlich verkleinert werden. Die Regelung kann dadurch auch mit einfachen Reglerkonzepten wesentlich verbessert werden, was insbesondere der Dynamik und der zur Verfügung stehenden Stellreserve zugute kommt. Weiterhin vor- teilhaft ist es, dass für eine Adaption die entsprechend zu korrigierenden Anteile direkt im inversen Modell zugeordnet und parametriert werden können. Ebenfalls ist es möglich, dieses Reglerkonzept nach dem Fachmann bekannten Stabilitätskriterien auszulegen und im Verlaufe des Entwicklungsprozesses so sicher abzustimmen, dass im Feld ein stabiler Betrieb innerhalb bekannter Grenzen garantiert wird, was z. B. mit Fuzzy- Regelungskonzepten nicht möglich ist.

Als Ausgang wird eine Stromvorgabe erzeugt, die mit Hilfe eines Reglerkreises für den elektrischen Strom zur Erzeugung des Ansteuerdruckes der Kupplung genutzten Ventile verwendet wird.

Figur 17 zeigt einen Vorschlag für eine Reglerstruktur, bei der die Ausgangsgrößen der Regler R1, R2 entsprechend den Erfordernissen der Drehmomentkapazität der Getriebe- pfade begrenzt werden (F = Fahrwiderstände). So kann zum Beispiel sichergestellt wer- den, dass durch die Begrenzung der als Hauptkupplung angenommenen Kupplung C1 nicht mehr als das für das Getriebe zulässige Grenzdrehmoment übertragen wird. Eine Begrenzung der Ausgangsgröße der Kupplung C2 im Nebenpfad stellt sicher, dass es im Getriebe nicht zu einer unerwünschten Verspannung kommt. Dazu ist es sinnvoll, dass die von den beiden Kupplungen übertragenen Drehmomente zusammen genommen nicht größer sind als das vom Verbrennungsmotor zur Verfügung gestellte Drehmoment. Ent- sprechend ist es vorteilhaft, dass die Summe der"freigegebenen"Drehmomente der Begrenzer Lim1 und Lim2 kleiner gleich der Motordrehmoment sind, um ein Verspannen zu verhindern.

Figur 18 zeigt einen Vorschlag für die Reglerimplementierung nach Methode 1a oder 2, wobei den Reglern R1, R2 als Ist-Drehzahl die Drehzahl ni der Eingangswelle 1 vorgeben wird. Damit dies möglich wird, ist es vorteilhaft, die Drehzahl des zweiten Ganges ent- sprechend mit den aktuellen Übersetzungssprung zu parametrieren. Die Vorgabe der Eingangsgrößen und die Parametrierung der Regler erfolgt entsprechend der den Vor- schlägen nach Methode 1 oder 2.

Figur 19 zeigt einen Vorschlag für die Reglerimplementierung nach Methode 1 b oder 2, wobei dem Regler R1 als Ist-Drehzahl die Drehzahl ni der Eingangswelle 1 und dem Reg- ler R2 als Ist-Drehzahl die Drehzahl n2 der Eingangswelle 2 vorgeben wird. Der Regler bekommt nun die Vorgabe aus einer zweiten Ist-Drehzahl, was im Hinblick auf die Be- triebssicherheit Vorteile bietet, da ein zweiter Drehzahlsensor verwendet wird. Die Vorga- be der Eingangsgrößen und die Parametrierung der Regler erfolgt entsprechend der den Vorschlägen nach Methode 1 oder 2.