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Title:
STARTING METHOD FOR A MULTI-CLUTCH GEARBOX, ESPECIALLY A DOUBLE-CLUTCH GEARBOX
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/010019
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a starting method for a multi-clutch gearbox, especially a double-clutch gearbox, comprising a drive shaft, a driven shaft, at least two starting clutches and at least two partial gear mechanisms producing different gears. A starting clutch is associated with each partial gear mechanism. At least two starting clutches (4, 4') are used for starting purposes. A gear is engaged in each of the partial gear mechanisms (5, 5') which can be coupled by means of the at least two starting clutches (4, 4') such that the thermal load during starting is distributed between at least two clutches (4, 4'), the gear output rotational torque arising from the sum of the coupling torque of the at least two starting clutches (4, 4') and gear reduction ratios produced in the at least two partial gear mechanisms (5, 5').

Inventors:
LEGNER JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/007708
Publication Date:
January 29, 2004
Filing Date:
July 16, 2003
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
LEGNER JUERGEN (DE)
International Classes:
F16D48/06; F16H3/00; (IPC1-7): F16D48/06; F16H3/00
Foreign References:
DE10015296A12001-08-16
DE3812327A11989-06-29
DE19609878A11996-09-19
DE10015296A12001-08-16
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Anfahren für ein Mehrfachkupplungsge triebe, insbesondere. ein Doppelkupplungsgetriebe, mit einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle, mit zumindest zwei An fahrkupplungen und zumindest zwei Teilgetriebe, die unter schiedliche Gänge erzeugen, wobei jedem Teilgetriebe eine Anfahrkupplung zugeordnet ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zum Anfahren zumindest zwei An fahrkupplungen (4, 4') eingesetzt werden, wobei in jedem mittels der zumindest zwei Anfahrkupplungen (4, 4') koppel baren Teilgetriebe (5, 5') ein Gang eingelegt wird, so dass sich die thermische Belastung beim Anfahren auf zumindest zwei Kupplungen (4, 4') verteilt, wobei sich das Drehmoment am Getriebeabtrieb aus der Summe der Kupplungsmomente der zumindest zwei Anfahrkupplungen (4, 4') mit den jeweils in den zumindest zwei Teilgetrieben (5, 5') erzeugten Gang übersetzungen ergibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass bevor die Differenzdrehzahl in der einem ersten Teilgetriebe (5) mit der aktuell höchsten Ü bersetzung zugeordneten Kupplung (4) den Wert Null annimmt, die'diesem Teilgetriebe (5) zugeordnete Kupplung (4) ganz geöffnet wird, wobei das Fahrzeug mit der dem zweiten Teil getriebe (5') zugeordneten Kupplung (4') weiterbeschleunigt wird und gleichzeitig im ersten Teilgetriebe (5) in einen höheren Gang als der Gang des zweiten Teilgetriebes (5') umgeschaltet wird, wobei, wenn dieser Schaltvorgang beendet ist, die dem ersten Teilgetriebe (5) zugeordnete Kupp lung (4) wieder geschlossen wird, um die dem zweiten Teil getriebe zugeordnete Kupplung (4') zu unterstützen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zu Beginn des Anfahrvor gangs im ersten Teilgetriebe (5) der erste Gang und im zweiten Teilgetriebe (5') der zweite Gang eingelegt ist.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass bei einem Doppelkupplungsgetriebe beide Anfahrkupplungen (4, 4') ein gesetzt werden, wobei in jedem mittels der zumindest zwei Anfahrkupplungen (4, 4') koppelbaren Teilgetriebe (5, 5') ein Gang eingelegt ist.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Summe des Antriebsdrehmoments während des Anfahrvorgangs konstant bleibt.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der An triebsmotor beim Anfahren von seiner Leerlaufdrehzahl auf eine leicht erhöhte Drehzahl mit möglichst hohem Drehmoment angehoben wird und bei dieser Drehzahl der Antriebsmotor so lange gehalten bleibt, bis der Rutschvorgang in den Kupp lungen abgeschlossen ist.
Description:
Verfahren zum Anfahren bei einem Mehrfachkupplungsgetriebe, insbesondere bei einem Doppelkupplungsgetriebe Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren bei einem Mehrfachkupplungsgetriebe, insbesondere bei einem Doppelkupplungsgetriebe, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Doppelkupplungsgetriebe sind aus der Fahrzeugtechnik bekannt. Üblicherweise umfassen derartige Getriebe im we- sentlichen zwei Teilgetriebe mit verschiedenen Zahnradpaa- ren, eine Doppelkupplung mit zwei Reibungskupplungen, eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle sowie je nach Gangzahl formschlüssige, unsynchronisierte Schaltkupplungen. Mit einem Doppelkupplungsgetriebe können die Gänge lastfrei und ohne Zugkraftunterbrechung sowie ohne Verspannung der schaltbaren Gänge geschaltet werden, da sich der nächste zu schaltende Gang in dem nicht gekoppelten Teilgetriebe be- reits eingelegt ist. Zum Schalten wird die eine Reibungs- kupplung geöffnet und die zweite entsprechend geschlossen.

Auf dem gleichen Prinzip basieren die Drei-und Mehrfach- kupplungsgetriebe im allgemeinen.

Während eines Anfahrvorganges wird von einer der Rei- bungskupplungen der Antriebsmotor bzw. der Antrieb auf die Abtriebsdrehzahl derart synchronisiert, dass der Motor nicht abgewürgt wird.

Nach dem Stand der Technik muss mit einem Doppelkupp- lungsgetriebe bei einem Anfahrvorgang im ersten, zweiten oder in einem beliebigen Gang die Reibarbeit von einer der beiden Reibungskupplungen aufgenommen werden. Um dies zu

realisieren, werden beide Kupplungen entsprechend groß di- mensioniert, da die hierbei auftretende thermische Belas- tung sehr groß ist.

Die DE 100 15 296 AI offenbart ein Doppelkupplungsge- triebe, bei welchem beim Anfahren die beiden Kupplungen teilweise geschlossen sind. Das Kupplungsmoment der ersten Kupplung wird während des Anfahrens immer weiter erhöht, wobei das Kupplungsmoment der zweiten Kupplung gegen Null läuft. Ausschließlich beim Anfahren im ersten Gang sind beide Kupplungen teilweise geschlossen, wobei die Drehmo- mentunterstützung des zweiten Ganges während des Anfahrens immer geringer wird und damit die thermische Belastung für die erste Kupplung immer mehr ansteigt. Somit wird die thermische Belastung nur teilweise reduziert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Anfahren für ein Mehrfachkupplungsgetrie- be, insbesondere ein Doppelkupplungsgetriebe anzugeben, welches es ermöglicht, die auf die Anfahrkupplungen anfal- lende thermische Belastung zu reduzieren. Dadurch können die Anfahrkupplungen bezüglich der thermischen Belastbar- keit kleiner ausgelegt werden, was auch in einer Reduzie- rung der Kosten resultiert.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merk- male des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Varianten gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird vorgeschlagen, bei einem Anfahrvorgang mit einem Mehrfachkupplungsgetriebe zumindest zwei und vor- zugsweise sämtliche Anfahrkupplungen einzusetzen. Hierbei soll in jedem mittels der zumindest zwei Anfahrkupplungen

koppelbaren Teilgetriebe ein Gang eingelegt sein, so dass sich die thermische Belastung beim Anfahren auf zumindest zwei Kupplungen verteilt.

Die mindestens zwei eingesetzten Kupplungen werden während des Anfahrens über den gesamten Anfahrzeitraum mit einem konstanten Drehmoment teilweise geschlossen. Erst kurz bevor in der Kupplung des ersten Gangss die Differenz- drehzahl gegen Null geht, wird diese geöffnet. Der Drehmo- mentabbau in der Kupplung des ersten Gangs wird von der Kupplung des zweiten Gangs übernommen, so dass in der Summe das Antriebsmoment konstant bleibt. Somit wird der mög- lichst optimale Beschleunigungsvorgang erreicht. Der End- gang dieses Beschleunigungsvorgangs ergibt sich aus der Gaspedalstellung und dem jeweiligen Fahrwiderstand. Nur wenn der Fahrwiderstand so groß ist, dass die Fahrleistung nur im ersten Gang dem Fahrwiderstand entspricht, endet der Anfahrvorgang im ersten Gang und die Kupplung des zweiten Gangs wird nicht mehr angelegt.

Somit ergibt sich das Drehmoment am Getriebeabtrieb aus der Summe der Kupplungsmomente der zumindest zwei An- fahrkupplungen mit den jeweils in den zumindest zwei Teil- getrieben erzeugten Gangübersetzungen.

Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass bevor die Differenzdrehzahl in der einem, ersten Teilgetriebe mit der aktuell höchsten Übersetzung zugeordneten Kupplung den Wert Null annimmt, die diesem Teilgetriebe zugeordnete Kupplung ganz geöffnet wird, wobei das Fahrzeug mit der einem zweiten Teilgetriebe zugeordneten Kupplung weiterbeschleunigt wird und gleich- zeitig im ersten Teilgetriebe in einen höheren Gang als der

Gang des zweiten Teilgetriebes umgeschaltet wird. Anschlie- ßend, wenn dieser Schaltvorgang beendet ist, wird die dem ersten Teilgetriebe zugeordnete Kupplung wieder geschlos- sen, um die dem zweiten Teilgetriebe zugeordnete Kupplung beim weiteren Anfahren zu unterstützen.

Bei einem Doppelkupplungsgetriebe werden demnach wäh- rend des Anfahrvorgangs beide Anfahrkupplungen gleichzeitig eingesetzt.

Eine sinnvolle Erweiterung des Anfahrvorgangs ist, dass der Antriebsmotor mit in den Regelvorgang einbezogen wird. Der Antriebsmotor soll beim Anfahren von seiner Leer- laufdrehzahl nur bis zu einer niedrigen Drehzahl, z. B.

1 200 U/min, mit möglichst hohem Drehmoment angehoben wer- den. Bei dieser Drehzahl wird der Antriebsmotor so lange gehalten, bis der Rutschvorgang in den Kupplungen abge- schlossen ist, d. h., bis die Kupplung des zweiten Gangs vollkommen geschlossen ist. Anschließend wird der Antriebs- motor und damit die Antriebsmaschine bis zu seiner Nenn- drehzahl, z. B. 1 900 U/min, beschleunigt. Sollte nach die- sem Anfahrvorgang des Fahrzeug weiter beschleunigt werden, wird nach dem Öffnen der Kupplung des ersten Gangs in die- sem Getriebezweig sofort der nächste Gang, z. B. der Wech- sel vom ersten in den dritten Gang, vorbereitet. Bevor der Antriebsmotor im zweiten Gang an seine Nenndrehzahl kommt, wird dann die Last von der Kupplung des zweiten Gangs an die Kupplung des dritten Gangs übergeben. Mit diesem Ver- fahren wird die Reibleistung der Anfahrkupplung möglichst klein gehalten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefüg- ten Figur, die eine Prinzipdarstellung eines Doppelkupp- lungsgetriebes zeigt, näher erläutert.

In der Figur ist ein Doppelkupplungsgetriebe 1, mit einer Antriebswelle 2, einer Abtriebswelle 3, sowie zwei Kupplungen 4, 4', die jeweils den. beiden Teilgetrieben 5, 5'zugeordnet sind, schematisch gezeigt. Das erste Teilge- triebe 5 erzeugt die Gänge 1, 3,5, 7,9, 11 sowie die drei Rückwärtsgänge 1R, 2R und 3R, wohingegen das zweite Teilge- triebe 5'die Gänge 2,4, 6,8, 10, und 12 erzeugt, so dass- zwölf Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge realisierbar sind.

Beispielsweise kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens im ersten Teilgetriebe 5 der erste Gang und im zweiten Teilgetriebe 5'der zweite Gang eingelegt sein ; gemäß dem hier vorgestellten Verfahren kann der Anfahrvor- gang mit beiden Kupplungen 4, 4'durchgeführt werden. Hier- bei ergibt sich das Drehmoment am Getriebeabtrieb aus der Summe des Kupplungsmomentes der dem ersten Teilgetriebe 5 zugeordneten Kupplung 4 mit der Übersetzung des ersten Gan- ges und des Kupplungsmomentes der dem zweiten Teilgetrie- be 5'zugeordneten Kupplung 4'mit der Übersetzung des zweiten Ganges. Auf diese Weise kann die erforderliche Reibarbeit auf beide Kupplungen 4, 4'verteilt werden.

Während der Beschleunigungsphase des Fahrzeugs wird die Differenzdrehzahl in der dem ersten Teilgetriebe 5 zu- geordneten Kupplung 4 zuerst gegen Null streben. Kurz bevor dieser Zustand erreicht wird, wird diese Kupplung 4 ganz geöffnet und das Fahrzeug wird nur noch mit der dem zweiten Teilgetriebe 5'zugeordneten Kupplung 4'weiterbeschleu-

nigt. Gleichzeitig wird im Teilgetriebe 5 vom ersten in den dritten Gang umgeschaltet. Wenn dieser Schaltvorgang. been- det ist, beginnt die Kupplung 4 wieder zu schließen und unterstützt damit die Kupplung 4'.

Wenn es erforderlich ist, kann das Verfahren analog für den Schaltvorgang in den vierten Gang fortgesetzt wer- den ; in Abhängigkeit von den jeweiligen Bedingungen kann es zweckmäßig sein, das Verfähren bis zum erstmaligen Öffnen der Kupplung 4 durchzuführen.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass die eingesetzten Kupplungen 4 und 4'bezüglich der thermischen Belastbarkeit kleiner ausgelegt werden müssen.

Dennoch soll das maximale Motormoment übertragen werden können.

Das Verfahren lässt sich analog auch auf Mehrfachkupp- lungsgetriebe übertragen. Bei einem Dreikupplungsgetriebe mit drei Kupplungen kann beispielsweise die Reibarbeit auf die drei Kupplungen verteilt werden.

Bezugszeichen 1 Doppelkupplungsgetriebe 2 Antriebswelle 3 Abtriebswelle 4 Kupplung 4'Kupplung 5 erstes Teilgetriebe 5'zweites Teilgetriebe