DE10138998A1

DE10138998A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Schaltablaufs bei einem lastschaltbaren Getriebe

Info

Publication number: DE10138998A1
Application number: DE10138998A
Authority: DE
Inventors: Jochen Koch
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2001-08-15
Filing date: 2001-08-15
Publication date: 2003-03-13

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Schaltablaufs bei einem lastschaltbaren Getriebe in einem Kraftfahrzeug. DOLLAR A Um einen komfortablen Betrieb des lastschaltbaren Getriebes zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß mittels der Vorrichtung eine Drehzahl der Getriebeeingangswelle und ein Drehmoment an der Getriebeausgangswelle einstellbar ist. DOLLAR A Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorgesehen, daß in einer ersten Phase das Drehmoment an der Getriebeausgangswelle auf einen ersten Drehmomentzielwert eingestellt wird und in einer zweiten Phase die Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf einen Drehzahlzielwert und gleichzeitig das Drehmoment der Getriebeausgangswelle auf einen zweiten Drehmomentzielwert eingestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern eines Schaltablaufs bei einem lastschaltbaren Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Steuern eines Schaltablaufs bei einem lastschaltbaren Getriebe nach dem nebengeordneten Anspruch 8.
In der DE 195 11 996 C1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Gangschaltung eines lastschaltbaren Getriebes eines Kraftfahrzeugs in Form eines automatischen Stufengetriebes beschrieben. In einer Drehzahlanpassungsphase der Gangschaltung wird die Getriebeeingangsdrehzahl von der Ausgangsdrehzahl im alten Gang auf die Zieldrehzahl im neuen Gang entsprechend einem Sollverlauf geregelt. Die Regelung erfolgt mittels einer Ansteuerung von zwei Kupplungen, deren Drehmoment-Übertragungsfähigkeit veränderbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Schaltablaufs bei einem lastschaltbaren Getriebe vorzuschlagen, welche einen besonders komfortablen Betrieb des Getriebes ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und das Verfahren des nebengeordneten Anspruchs 8 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß mittels der Vorrichtung eine Drehzahl einer Getriebeeingangswelle und ein Drehmoment an einer Getriebeausgangswelle einstellbar sind. Die Einstellung erfolgt mittels einer Ansteuerung zum Verändern einer Übertragungsfähigkeit einer abschaltenden und einer zuschaltenden Kupplung des Getriebes. Unter Kupplungen werden in diesem Zusammenhang sowohl Kupplungen, welche zwei Wellen drehfest miteinander verbinden können, als auch Bremsen, welche drehende Bauteile kraftschlüssig mit einem Getriebegehäuse verbinden können, verstanden. Die Kupplungen können beispielsweise hydraulisch oder elektromagnetisch betätigbar sein.
Bei einer Schaltung von einem Ursprungsgang in einen Zielgang muß die Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf eine dem Zielgang entsprechende Drehzahl gebracht werden. Mittels der Einstellung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein kontinuierlicher Verlauf ohne Sprünge der Drehzahl erreicht werden. Dies ist eine Vorraussetzung für eine komfortable Schaltung.
Bei einer Schaltung ändert sich die Übersetzung des Getriebes. Bei einem, für die Dauer der Schaltung als konstant angenommenen, abgegebenen Drehmoment der Antriebsmaschine ergibt sich damit eine Änderung des Drehmoments an der Getriebeausgangswelle. Bei einer Einstellung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle wird das Drehmoment an der Getriebeausgangswelle nicht berücksichtigt. Damit würde es bei einer Schaltung zu starken, sprunghaften Änderungen des Drehmoments kommen. Dies würde einen spürbaren Ruck auslösen oder eine Schwingung des Antriebsstrangs anregen. Dies wäre vor allem bei einem elastischen Antriebsstrang mit kleinen Trägheitsmassen nach dem Getriebe problematisch.
Durch die erfindungsgemäße Einstellung des Drehmoments an der Getriebeausgangswelle kann das Drehmoment gezielt so eingestellt werden, daß kein Ruck spürbar bzw. keine Schwingung angeregt wird. Dies ermöglicht einen besonders komfortablen Betrieb des Getriebes. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können komfortable Schaltabläufe mit minimalen Schlupfzeiten der zuschaltenden und abschaltenden Kupplung erzielt werden. Dadurch wird eine thermische Überlastung und damit eine Beeinträchtigung der Lebensdauer der Kupplungen vermieden.
Das erfindungsgemäße Verfahren nach dem nebengeordneten Anspruch 8 zeichnet sich dadurch aus, daß in einer ersten Phase ein Drehmoment der Getriebeausgangswelle auf einen ersten Drehmomentzielwert eingestellt wird. In einer zweiten Phase wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf einen Drehzahlzielwert und gleichzeitig das Drehmoment der Getriebeausgangswelle auf einen zweiten Drehmomentzielwert eingestellt.
Mit der ersten Phase, der sogenannten Überschneidungsphase beginnt der Schaltungsablauf; die Phase endet damit, daß die abschaltende Kupplung kein Drehmoment mehr übertragen kann. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können die abschaltende und die zuschaltende Kupplung des Getriebes während der ersten Phase so angesteuert werden, daß die sich ergebende Charakteristik der eines an sich bekannten Freilaufs entspricht. Damit ist sichergestellt, daß die abschaltende Kupplung erst am Ende der Überschneidungsphase von einem haftenden in einen gleitenden Zustand übergeht. In der zweiten Phase, der sogenannten Überhöhungsphase wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle kontinuierlich und monoton auf die dem Zielgang entsprechende Drehzahl gebracht. Gleichzeitig wird das Drehmoment an der Getriebeausgangswelle auf das Zielniveau des Folgeganges eingestellt. Diese Einstellung erfolgt ebenfalls kontinuierlich, so daß keine Drehmomentsprünge auftreten. Die Überhöhungsphase ist abgeschlossen, wenn die zuschaltende Kupplung das gesamte Drehmoment im haftenden Zustand überträgt. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit kontinuierliche Verläufe der Drehzahl der Getriebeeingangswelle und des Drehmoments der Getriebeausgangswelle sicher. Dies ermöglicht einen besonders komfortablen Ablauf der Schaltung.
Unteranspruch 2 zeigt in Ausgestaltung der Erfindung eine Vorrichtung, bei welcher die Einstellung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle der Einstellung des Drehmoments der Getriebeausgangswelle überlagert ist. Damit bildet die Einstellung des Drehmoments einen inneren Regelkreis und/oder eine innere Steuerung und die Einstellung der Drehzahl einen äußeren Regelkreis und/oder eine äußere Steuerung. Ausgangsgrößen der Drehzahleinstellung sind somit Eingangsgrößen der Drehmomenteinstellung. Dieser Aufbau ermöglicht eine besonders genaue und schnelle Einstellung der gewünschten Drehzahl und Drehmomentwerte und ermöglicht damit besonders komfortable und schnelle Gangwechsel.
Unteranspruch 3 zeigt in Ausgestaltung der Erfindung eine Vorrichtung mittels welcher ein Drehmoment an der Getriebeeingangswelle beeinflußbar ist. Das Drehmoment kann dabei sowohl erhöht, als auch verringert werden. Dazu steht die Vorrichtung beispielsweise in Signalverbindung mit einer Steuerungseinrichtung der Antriebsmaschine und kann eine Änderung des abgegebenen Drehmoments der Antriebsmaschine anfordern. Diese Anforderung wird dann von der Steuerungseinrichtung der Antriebsmaschine umgesetzt. Die Umsetzung kann beispielsweise durch eine Änderung einer Drosselklappenstellung, einer Einspritzmenge, eines Zündwinkels und/oder eines Einspritzzeitpunkts erfolgen. Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung besteht darin, daß die Vorrichtung beispielsweise in Signalverbindung mit einer Steuerungseinrichtung einer zwischen der Antriebsmaschine und dem Getriebe angeordneten elektrischen Maschine steht, welche in einem Motor- und in einem Generatorbetrieb betrieben werden kann. Die elektrische Maschine kann damit das Drehmoment an der Getriebeeingangswelle sowohl erhöhen als auch reduzieren. Eine Anforderung zur Drehmomentänderung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dann von der Steuerungseinrichtung der elektrischen Maschine umgesetzt.
Damit steht zur Einstellung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle und des Drehmoments an der Getriebeausgangswelle eine weitere Stellgröße zur Verfügung. Die Einstellungen können damit noch schneller und genauer durchgeführt werden, was zu besonders schnellen und komfortablen Gangwechseln führt.
Unteranspruch 4 zeigt in Ausgestaltung der Erfindung eine Vorrichtung, bei welcher die Einstellung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle mittels eines Drehzahlreglers erfolgt. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle wird erfaßt und der Vorrichtung zugeführt. Diese erfaßte Drehzahl ist auch für andere Funktionen der Vorrichtung, beispielsweise einer Steuerung oder Regelung einer Wandlerüberbrückungskupplung notwendig. Diese Drehzahl kann somit mit einer aktuellen Solldrehzahl verglichen und aus dem Ergebnis entsprechenden Stellgrößen berechnet werden. Der Regler kann beispielsweise als ein PI-Regler oder ein Riccati-Regler ausgeführt sein. Mittels der Regelung läßt sich die Drehzahl der Getriebeeingangswelle besonders schnell und genau einstellen.
Unteranspruch 5 zeigt in Ausgestaltung der Erfindung eine Vorrichtung, bei welcher die Einstellung des Drehmoments der Getriebeausgangswelle mittels eines Drehmomentreglers erfolgt. Der Regler kann beispielsweise als ein I-Regler ausgeführt sein. Die für eine Regelung notwendige Größe des Drehmoments kann dabei mittels eines geeigneten Drehmomenterfassungselements erfaßt und der Vorrichtung zugeführt werden. Damit ist eine sehr genaue und schnelle Ermittlung der Größe des Drehmoments möglich. Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung der Größe des Drehmoments besteht beispielsweise in der Schätzung der Größe mittels eines Beobachters, beispielsweise mittels eines Kalman-Filters. In diesem Fall ist der Einbau eines Erfassungselements nicht notwendig, was zu einer Kostenersparnis und zu einer Verringerung der Ausfallwahrscheinlichkeit der Vorrichtung führt. Mittels der Regelung läßt sich das Drehmoment an der Getriebeausgangswelle besonders schnell und genau einstellen. Wenn sowohl die Drehzahl als auch das Drehmoment geregelt werden, so stellt die Kombination der beiden Regler eine sogenannte Kaskadenregelung dar.
Unteranspruch 7 zeigt in Ausgestaltung der Erfindung eine Vorrichtung, bei welcher Parameter des Drehmomentreglers zu einem definierten Zeitpunkt während des Schaltablaufs änderbar sind. Beim Übergang der abschaltenden Kupplung vom haftenden in den gleitenden Zustand ändert sich die physikalische Struktur des Getriebes und damit die Struktur der Regelstrecke. Damit dieser Strukturwechsel nicht zu Abweichungen des Drehmoments vom Sollwert führt, werden die Reglerparameter beim Auftreten des Strukturwechsels geändert. Damit wird eine gute Übereinstimmung der Istwerte mit den Sollwerten des Drehmoments an der Getriebeausgangswelle gewährleistet und die Schaltung läuft komfortabel ab.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus weiteren Merkmalen der Unteransprüche, der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs und einer Vorrichtung zum Steuern eines Schaltablaufs mit einer Steuerung des Drehmoments einer Getriebeausgangswelle.
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Maschine zwischen Antriebsmaschine und Getriebe und einer Vorrichtung zum Steuern eines Schaltablaufs mit einer Regelung des Drehmoments einer Getriebeausgangswelle.
Fig. 3 ein Diagramm zur zeitlichen Darstellung von Drehzahlen und Drehmomenten bei einer Zughochschaltung.
Gemäß Fig. 1 verfügt ein Antriebsstrang 10 über eine Antriebsmaschine 11, welche als Verbrennungsmotor ausgeführt ist. Die Antriebsmaschine 11 ist mittels eines hydraulischen Drehmomentwandlers 12 mit einer Getriebeeingangswelle 13 eines lastschaltbaren Getriebes 14 verbunden. Der Drehmomentwandler 12 dient dabei als Anfahrelement. Das Getriebe 14 ist als ein Planeten-Automatikgetriebe ausgeführt. An der Getriebeeingangswelle 13 ist ein Drehzahlsensor 15 angeordnet, mittels welchem eine Drehzahl der Getriebeeingangswelle 13 erfaßt wird. Das Getriebe 14 ist sehr schematisiert dargestellt und verfügt über zwei Gänge 16 und 17, welche mit einer Getriebeausgangswelle 18 verbunden und über zwei Kupplungen 19 und 20 alternativ einlegbar sind. Die Kupplungen 19, 20 sind mit jeweils einer hydraulischen Betätigungseinrichtung 21, 22 betätigbar. Von der Getriebeausgangswelle 18 wird eine Drehzahl und ein Drehmoment mittels einer Antriebswelle 23 an ein Achsgetriebe 24 übertragen, welches in an sich bekannter Weise das Drehmoment in gleichen oder unterschiedlichen Anteilen über zwei Abtriebswellen 25 an Antriebsräder 26 überträgt.
Eine Vorrichtung zum Steuern eines Schaltablaufs des Getriebes 14 in Form einer Steuerungseinrichtung 27 verfügt über einen Sollwertgenerator 28, welcher einen Sollwert für die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 13 erzeugt. Der Sollwertgenerator 28 steht in Signalverbindung mit einem Vergleichselement 29, welches zusätzlich mit dem Drehzahlsensor 15 in Signalverbindung steht. Das Vergleichselement 29 erzeugt eine Differenz zwischen dem Sollwert und der gemessenen Drehzahl der Getriebeeingangswelle 13. Diese Differenz wird einem Drehzahlregler 30 zugeführt. Mittels einer Signalleitung 31 erhält der Drehzahlregler 30 zusätzliche Informationen über den Zustand der Antriebsmaschine 11 und des Getriebes 14, wie beispielsweise eine Schaltanforderung, eine Drehzahl und ein abgegebenes Drehmoment der Antriebsmaschine 11 und eine Drehzahl der Getriebeausgangswelle 18. Auf Grund dieser Informationen erzeugt der Drehzahlregler 30 Sollwerte für ein übertragbares Drehmoment der Kupplungen 19 und 20 und für eine Änderung des abgegebenen Drehmoments der Antriebsmaschine 11. Diese Sollwerte werden mittels einer Signalleitung 32 einer Drehmomentsteuerung 33 zugeführt. Die Drehmomentsteuerung 33 steht zusätzlich mit einem Sollwertgenerator 34, welcher einen Sollwert für das Drehmoment an der Getriebeausgangswelle 18 erzeugt, in Signalverbindung. Außerdem erhält die Drehmomentsteuerung 33 mittels einer Signalleitung 35 zusätzliche Informationen über den Zustand der Antriebsmaschine 11 oder des Getriebes 14. Auf Grund aller zugeführten Informationen erzeugt die Drehmomentsteuerung 33 Sollwerte für Betätigungsdrücke der Kupplungen 19 und 20, welche mittels Signalleitungen 36 und 37 den Betätigungseinrichtungen 21 und 22 zugeführt werden. Die Betätigungseinrichtungen 21 und 22 setzen die Sollwerte in Ansteuerdrücke um. Zusätzlich wird eine Drehmomentänderungsanforderung erzeugt, welche mittels einer Signalleitung 38 einer Steuerungseinrichtung 39 der Antriebsmaschine 11 zugeführt wird. Die Steuerungseinrichtung 39 steht in Signalverbindung mit nicht dargestellten Meß- und Stellgliedern der Antriebsmaschine 11 und setzt die Drehmomentänderungsanforderung der Drehmomentsteuerung 33 um. Die Steuerungseinrichtung 39 steht auch mit der Steuerungseinrichtung 27 des Getriebes in Signalverbindung und übermittelt dieser gemessene oder berechnete Größen der Antriebsmaschine 11, wie beispielweise die Drehzahl oder das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine 11.
Ein in Fig. 2 dargestellter Antriebsstrang 110 verfügt gegenüber dem Antriebsstrang 10 in Fig. 1 zusätzlich über eine elektrische Maschine in Form eines Starter-Generators 140, welcher zwischen einer Antriebsmaschine 111 und einem Drehmomentwandler 112 angeordnet ist. Der Starter-Generator 140 kann in einer ersten Betriebsart mittels der Antriebsmaschine 111 angetrieben werden und eine nicht dargestellte Batterie des Kraftfahrzeugs laden. Damit verringert sich das Drehmoment an einer Getriebeeingangswelle 113. In einer zweiten Betriebsart kann der Starter-Generator 140 als ein Elektromotor betrieben werden und kann damit das Drehmoment an der Getriebeeingangswelle 113 erhöhen. Die dazu notwendige Energie liefert die nicht dargestellte Batterie. Die Ansteuerung erfolgt durch eine Steuerungseinrichtung 141, welche mit dem Starter-Generator 140 in Signalverbindung steht.
Das Getriebe 114 verfügt gegenüber dem Getriebe 14 in Fig. 1 über ein zusätzliches Drehmomenterfassungselement in Form eines Drehmomentsensors 142, welcher an einer Getriebeausgangswelle 118 angeordnet ist.
Die Steuerungseinrichtung 127 verfügt gegenüber der Steuerungseinrichtung 27 in Fig. 1 über einen Drehmomentregler 133 statt einer Drehmomentsteuerung 33. Zusätzlich verfügt die Steuerungseinrichtung 127 über einen Sollwertgenerator 134, welcher einen Sollwert für das Drehmoment an der Getriebeausgangswelle 118 erzeugt, und über ein Vergleichselement 143, welches mit dem Sollwertgenerator 134 und dem Drehmomentsensor 142 in Signalverbindung steht. Das Vergleichselement 143 berechnet die Differenz zwischen dem Sollwert und dem gemessenen Wert des Drehmoments an der Getriebeausgangswelle 118 und führt diese dem Drehmomentregler 133 zu. Der Drehmomentregler 133 verfügt ansonsten über die selben Eingänge wie die Drehmomentsteuerung 33 in Fig. 1. Auf Grund aller zugeführten Informationen erzeugt der Drehmomentregler 133 Sollwerte für Betätigungsdrücke der Kupplungen 119, 120 und eine Drehmomentänderungsanforderung, welche mittels einer Signalleitung 144 der Steuerungseinrichtung 141 des Starter- Generators 140 zugeführt wird. Die Steuerungseinrichtung 141 setzt diese Anforderung mittels einer geeigneter Ansteuerung des Starter-Generators 140 um. Die Steuerungseinrichtung 141 steht mittels einer Signalleitung 145 in Signalverbindung mit der Steuerungseinrichtung 127 und sendet Zustandsgrößen des Starter-Generators 140 wie beispielsweise das zu- oder abgeführte Drehmoment an die Steuerungseinrichtung 127.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur zeitlichen Darstellung von Drehzahlen und Drehmomenten bei einer Zughochschaltung mit der Steuerungseinrichtung 27 nach Fig. 1 von einem Ursprungsgang in einen Zielgang. Die Übersetzung des Getriebes 14 nimmt also bei der Schaltung ab. In dem Diagramm sind drei Achsenkreuze 50a, 50b und 50c dargestellt. Auf den Abszissen 51a, 51b und 51c ist jeweils die Zeit aufgetragen. Auf der Ordinate 52a sind Drehzahlen und auf den Ordinaten 52b und 52c Drehmomente aufgetragen. Am Beispiel der Zughochschaltung wird der Ablauf einer Schaltung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. mit einem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Die Vorrichtung und das Verfahren sind aber bei allen Schaltungsarten (Zughoch-, Schubhoch-, Zugrück-, Schubrückschaltung) anwendbar.
Im Achsenkreuz 50a ist als durchgezogene Linie 53 die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 13, als gestrichelte Linie 54 die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 18 dargestellt.
Im Achsenkreuz 50b ist als durchgezogene Linie 55 das Drehmoment an der zuschaltenden Kupplung 19, als gestrichelte Linie 56 das Drehmoment an der abschaltenden Kupplung 20 und als strich-punktierte Linie 57 das übertragbare Drehmoment der zuschaltenden Kupplung 19 dargestellt.
Im Achsenkreuz 50c ist als durchgezogene Linie 58 die von der Drehmomentsteuerung 33 angeforderte Drehmomentreduktion, als gestrichelte Linie 59 das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine 11 und als strich-punktierte Linie 60 das Drehmoment an der Getriebeausgangswelle 18 dargestellt.
Alle Verläufe sind nur qualitativ und stark vereinfacht dargestellt.
Im Abschnitt a ist der Zustand vor der Schaltung dargestellt. Die Antriebsmaschine 11 gibt ein konstantes Drehmoment ab, welches vollständig von der abschaltenden Kupplung 20 übertragen wird. Damit ergibt sich ein konstantes Drehmoment an der Getriebeausgangswelle 18. Auf Grund des Drehmoments beschleunigt das Kraftfahrzeug, was sich durch die ansteigende Drehzahl der Getriebeausgangswelle 18 ausdrückt. Da der Ursprungsgang geschaltet ist, steigt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 13 proportional zur Drehzahl der Getriebeausgangswelle 18 an.
Zu Beginn des Abschnitts b beginnt die Zughochschaltung. Das Drehmoment an der Getriebeausgangswelle 18 wird durch die Drehmomentsteuerung 33 auf einen Zielwert 61 am Ende des Abschnitts b eingestellt. Dazu wird das übertragbare Drehmoment an der abschaltenden Kupplung 20 reduziert, wobei die Kupplung 20 noch haftet. Das übertragbare Drehmoment an der zuschaltenden Kupplung 19 wird erhöht. Das Drehmoment an der Kupplung 19 ist in den Abschnitten b und c identisch mit dem übertragbaren Drehmoment. Das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine 11 bleibt unverändert konstant. Die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 18 steigt langsamer an als im Abschnitt a. Da die Kupplung 20 noch haftet, der Ursprungsgang also noch geschaltet ist, steigt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 13 ebenfalls langsamer an. Das Drehmoment an der zuschaltenden Kupplung 19 wird am Ende des Abschnitts b größer als das Drehmoment an der abschaltenden Kupplung 20 zu Beginn des Abschnitts b. Die Differenz wird als sogenanntes Überhöhungsmoment bezeichnet. Damit ist gewährleistet, daß die abschaltende Kupplung 20 am Ende des Abschnitts b vom haftenden in den gleitenden Zustand übergeht. Damit findet am Ende des Abschnitts b ein Strukturwechsel der Steuerstrecke statt. Der Abschnitt b wird als eine sogenannte Überschneidungsphase bezeichnet.
Im Abschnitt c wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 13 auf die Drehzahl im Zielgang eingeregelt. Gleichzeitig wird das Drehmoment an der Getriebeausgangswelle 18 auf das Niveau im Zielgang eingestellt. Der Abschnitt c wird als eine sogenannte Überhöhungsphase bezeichnet. Da die abschaltende Kupplung 20 jetzt rutscht, wird auf Grund des Überhöhungsmoments die Getriebeeingangswelle 13 verzögert; die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 13 sinkt ab. Um dies zu unterstützen und um eine bessere Einstellung des Drehmoments an der Getriebeausgangswelle 18 zu ermöglichen, wird von der Drehzahlsteuerung 33 eine Drehmomentreduktion bei der Steuerungseinrichtung 39 der Antriebsmaschine 11 angefordert. Diese Anforderung wird umgesetzt und das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine 11 sinkt entsprechend der Anforderung ab. Um das Drehmoment an der Getriebeausgangswelle 18 auf das Niveau des Zielgangs einzustellen, wird das Drehmoment an der zuschaltenden Kupplung 19 wieder reduziert. Das Drehmoment erreicht im Abschnitt b den Wert des Drehmoments der abschaltenden Kupplung 20 im Abschnitt a; damit wird das Niveau des Zielgangs erreicht und das Drehmoment wird dann auf diesem Niveau gehalten. Da auch in diesem Abschnitt ein Drehmoment an der Getriebeausgangswelle 18 vorhanden ist, steigt die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 18 weiterhin an, allerdings nicht so stark wie im Abschnitt b. Am Ende des Abschnitts c hat die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 13 die Drehzahl des Zielgangs erreicht und die zuschaltende Kupplung 19 geht in den haftenden Zustand über. Der Zielgang ist damit eingelegt. Am Ende des Abschnitts c wird das übertragbare Drehmoment der Kupplung 19 um einen Sicherheitsaufschlag erhöht, um ein Rutschen der Kupplung sicher zu verhindern.
Im Abschnitt d ist der Zielgang eingelegt und die Drehzahlen der Getriebeeingangswelle 13 und der Getriebeausgangswelle 18 nehmen beide zu. Das abgegebene Drehmoment der Antriebsmaschine 11 ist wieder auf dem Niveau der Abschnitte a und b. Das Drehmoment an der Getriebeausgangswelle 18 ist ebenfalls auf einem konstanten Niveau, das allerdings, da es sich um eine Hochschaltung handelt, kleiner ist als im Ursprungsgang (Abschnitt a). Das Drehmoment an der Kupplung 19 ist konstant und so groß wie das Drehmoment an der Kupplung 20 im Abschnitt a. Das übertragbare Drehmoment der Kupplung 19 ist um den Sicherheitsaufschlag größer als das Drehmoment an Kupplung 19. Die Schaltung ist damit abgeschlossen.
Das Getriebe kann Zahnräderwechselgetriebe mit einer Doppelkupplung ausgeführt sein.
Die elektrische Maschine kann auch an einem anderen Einbauort angeordnet sein und beispielsweise mittels eines Riemens ein Drehmoment in den Antriebsstrang einleiten. Die Einleitung kann zwischen der Antriebsmaschine und dem Getriebe, aber auch an der getriebeabgewandten Seite der Antriebsmaschine erfolgen.
Eine Änderung des Drehmoments an der Getriebeeingangswelle kann auch gemeinsam von der Antriebsmaschine und der elektrischen Maschine durchgeführt werden.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich.

Claims

1. Vorrichtung zum Steuern eines Schaltablaufs bei einem lastschaltbaren Getriebe (14, 114) mit wenigstens zwei, von der Vorrichtung (Steuerungseinrichtung 27, 127) ansteuerbaren Kupplungen (19 und 20, 119 und 120), in einem Kraftfahrzeug,
mittels welcher eine Drehzahl einer Getriebeeingangswelle (13, 113) einstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
mittels der Vorrichtung (Steuerungseinrichtung 27, 127) ein Drehmoment an einer Getriebeausgangswelle (18) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle (18, 118) der Einstellung des Drehmoments der Getriebeausgangswelle (13, 113) überlagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Vorrichtung (Steuerungseinrichtung 27, 127) ein Drehmoment an der Getriebeeingangswelle (13, 113) beeinflußbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle (13) mittels eines Drehzahlreglers erfolgt (30).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Drehmoments der Getriebeausgangswelle (118) mittels eines Drehmomentreglers (133) erfolgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (Steuerungseinrichtung 127) in Signalverbindung mit einem Drehmomenterfassungselement (142) steht, welches das Drehmoment der Getriebeausgangswelle (118) erfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Parameter des Drehmomentreglers (133) zu einem definierten Zeitpunkt während des Schaltablaufs änderbar sind.

8. Verfahren zum Steuern eines Schaltablaufs bei einem lastschaltbaren Getriebe (14, 114) bei welchem
in einer ersten Phase ein Drehmoment einer Getriebeausgangswelle (18, 118) auf einen ersten Drehmomentzielwert eingestellt wird und
in einer zweiten Phase eine Drehzahl einer Getriebeeingangswelle (13, 113) auf einen Drehzahlzielwert und gleichzeitig das Drehmoment der Getriebeausgangswelle (18, 118) auf einen zweiten Drehmomentzielwert eingestellt wird.