DE102010015601A1

DE102010015601A1 - Fahrzeuganfahrvorrichtung mit einer Fluidkupplung

Info

Publication number: DE102010015601A1
Application number: DE102010015601A
Authority: DE
Inventors: Victor M. Ann Arbor Roses; John C. Saline Schultz
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-04-23
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2010-12-23
Anticipated expiration: 2030-04-21
Also published as: US20100273603A1; DE102010015601B4; CN101922552A; CN101922552B; US8167771B2

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern eines Automatiklastschaltgetriebes, das eine Fluidkupplungsvorrichtung, wenigstens eine Reaktionskupplung, die mit der Fluidkupplungsvorrichtung in Reihe angeordnet ist, und einen Elektromotor, der mit der Fluidkupplungsvorrichtung und mit der wenigstens einen Reaktionskupplung in Reihe angeordnet ist, aufweist, umfasst das teilweise Einrücken der wenigstens einen Reaktionskupplung entsprechend dem Einlegen eines ersten Gangs, um ein Manöver des Anfahrens im ersten Gang zu bewirken, wenn die Maschinenlast bei oder über einem vorgegebenen Wert liegt. Nachfolgend wird der Elektromotor unter Strom gesetzt, um für die Reaktionskupplung für den ersten Gang zusätzliches Drehmoment bereitzustellen, wenn das Automatiklastschaltgetriebe in dem Manöver des Anfahrens im ersten Gang ist. Wenn die Maschinenlast unter dem vorgegebenen Wert liegt, wird die wenigstens eine Reaktionskupplung, die dem Einlegen des ersten Gangs entspricht, vollständig eingerückt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Mechanismus und ein Verfahren zum Steuern eines Automatiklastschaltgetriebes.
HINTERGRUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt bieten lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung und brauchen nicht unbedingt Stand der Technik bilden.
In Automatiklastschaltgetrieben werden Übersetzungsverhältnisänderungen durch wahlweises Verbinden von Elementen von Planetenradsätzen bewirkt. Dies wird dadurch ausgeführt, dass Drehmomentübertragungsvorrichtungen wie etwa Bremsen oder Kupplungen wahlweise eingerückt werden. Für jede Übersetzungsverhältnisänderung gibt es eine entsprechende Sequenz des Ausrückens einer weggehenden Kupplung und des Einrückens einer herankommenden Kupplung. Dadurch, dass den Kupplungen eine geregelte Fluiddruckzunahme zugeführt wird, kann das glatte Einrücken und Ausrücken der Kupplungen ausgeführt werden.
Außerdem nutzen eine Mehrzahl von Automatiklastschaltgetrieben zwischen der Leistungsquelle (der Maschine) und einer Mehrgangkonfiguration wie etwa der oben diskutierten Planetenradanordnung ein hydrodynamisches Fluidantriebselement wie etwa einen Drehmomentwandler oder eine Fluidkupplung. Dieses hydrodynamische Fluidantriebselement wird ermöglichen, dass das Fahrzeug zur Ruhe kommt, ohne die Maschine zu blockieren, und wird eine Maßnahme zur Isolation bereitstellen, die verhindert, dass durch die Zündereignisse der Maschine verursachte Torsionsschwingungen über den Antriebsstrang übertragen werden.
Wie gut bekannt ist, ist das hydrodynamische Fluidantriebselement ein schleifendes Getriebeelement, das beim Fahrzeuganfahren einen hohen Wirkungsgradverlust aufweist. Dieser Verlust nimmt ab, ist aber weiter vorhanden, während sich das hydrodynamische Fluidantriebselement bei hoher Drehzahl und niedrigem Drehmoment einem Drehzahlverhältnis von 1 zu 1 annähert.
Die Festbremsdrehzahl des hydrodynamischen Fluidantriebselements ist eine wichtige Betrachtung für das richtige Fahrzeuganfahren. Die Festbremsdrehzahl ist diejenige Drehzahl, bei der das hydrodynamische Fluidantriebselement die Maschinendrehzahl hält und keine weitere Zunahme zulässt. Die Festbremsdrehzahl wird üblicherweise auf der Grundlage der Maschinendrehmomenteigenschaft, des Fahrzeuggewichts, der Fahrzeug-Einschaltdauer usw. gewählt. Eine richtig gewählte Festbremsdrehzahl lässt zu, dass die Maschine bis zu dem Spitzendrehmomentbereich rotiert, um ein kräftiges Fahrzeuganfahren zu bewirken.
Wenn ein hydrodynamisches Fluidantriebselement mit einer spezifischen Festbremsdrehzahl gewählt worden ist, kann diese Festbremsdrehzahl aber unabhängig von sich ändernden Bedingungen oder Umständen nicht eingestellt werden. Somit ist es erwünscht, die effektive Festbremsdrehzahl des hydrodynamischen Fluidantriebselements ändern zu können. Unter bestimmten Umständen ist eine höhere Festbremsdrehzahl erwünscht, um die Anfahrleistung des Getriebes zu verbessern. Unter bestimmten Umständen ist eine niedrigere Festbremsdrehzahl nützlich, in dem ausreichende Anfahrleistung bereitgestellt wird, während der Wirkungsgrad oder andere Leistungsparameter verbessert werden. Dementsprechend besteht im Gebiet Raum für die Steuerung eines Antriebsstrangs zum Ändern der Festbremseigenschaften einer Fluidkupplungsvorrichtung zum Erhöhen des Wirkungsgrads.
ZUSAMMENFASSUNG
In einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren eines Hybridantriebsstrangs, der ein Getriebe aufweist, geschaffen. Das Getriebe enthält eine Fluidkupplungsvorrichtung, wenigstens eine Reaktionskupplung, die mit der Fluidkupplungsvorrichtung in Reihe angeordnet ist, und einen Elektromotor, der mit der Fluidkupplungsvorrichtung und mit der wenigstens einen Reaktionskupplung in Reihe angeordnet ist. Das Verfahren enthält die Schritte des teilweisen Einrückens der wenigstens einen Reaktionskupplung entsprechend dem Einlegen eines ersten Gangs, um ein Manöver des Anfahrens im ersten Gang zu bewirken, wenn die Maschinenlast bei oder über einem vorgegebenen Wert liegt. Nachfolgend wird der Elektromotor unter Strom gesetzt, um zu dem Drehmoment, das durch die Fluidkupplungsvorrichtung übertragen wird, zusätzliches Drehmoment bereitzustellen, wenn das Automatiklastschaltgetriebe in dem Manöver des Anfahrens im ersten Gang ist. Wenn die Maschinenlast unter dem vorgegebenen Wert liegt, wird die wenigstens eine Reaktionskupplung, die dem Einlegen des ersten Gangs entspricht, vollständig eingerückt.
In einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung enthält das Verfahren ferner das Vorsehen einer Freilaufkupplung, die mit der Fluidkupplungsvorrichtung und mit dem Elektromotor in Reihe angeordnet ist.
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist die Freilaufkupplung konfiguriert, um Drehmoment von der Fluidkupplungsvorrichtung zu dem Elektromotor zu übertragen und um zu verhindern, dass Drehmoment von dem Elektromotor zu der Fluidkupplungsvorrichtung übertragen wird, wenn der Elektromotor die Fluidkupplungsvorrichtung im Freilauf betreibt.
In einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung enthält das Verfahren ferner das Ausrücken der wenigstens einen Reaktionskupplung entsprechend dem Einlegen des ersten Gangs, wenn das Automatiklastschaltgetriebe entweder in einem Fahr- oder in einem Neutral-Gangzustand ist und die Maschine im Leerlauf läuft.
In einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung enthält das Verfahren ferner das Bereitstellen einer Überbrückungskupplung, die parallel zu der Fluidkupplungsvorrichtung angeordnet ist.
In einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist die Überbrückungskupplung eine Kupplung mit elektronisch gesteuerter Kapazität.
In einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung enthält das Verfahren ferner das vollständige Einrücken einer anderen der wenigstens einer Reaktionskupplung entsprechend dem Einlegen eines geeigneten Gangs, wenn das Automatiklastschaltgetriebe in einem zweiten Gang oder höher ist, und das Einrücken einer Überbrückungskupplung, die in Bezug auf die Fluidkupplungsvorrichtung parallel angeordnet ist.
Außerdem schafft die vorliegende Offenbarung einen Antriebsstrang, der einen Elektromotor, eine Fluidkupplungsvorrichtung in Reihenbeziehung mit dem Elektromotor, eine Kupplung für den ersten Gang in Reihenbeziehung mit der Fluidkupplungsvorrichtung, wobei die Kupplung für den ersten Gang während eines Anfahrens im ersten Gang zum Schleifen betreibbar ist, und eine Freilaufkupplung in Reihenbeziehung mit der Reaktionskupplung und mit der Fluidkupplungsvorrichtung enthält. Die Freilaufkupplung ist zum wahlweisen Trennen des Elektromotors von der Fluidkupplungsvorrichtung betreibbar.
Außerdem enthält der Antriebsstrang der vorliegenden Offenbarung eine Überbrückungskupplung in paralleler Beziehung mit der Fluidkupplungsvorrichtung.
In einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist die Überbrückungskupplung eine Kupplung mit elektronisch gesteuerter Kapazität.
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist die Freilaufkupplung zwischen der Fluidkupplungsvorrichtung und dem Elektromotor angeordnet.
Ein anderes Beispiel eines Verfahrens zum Steuern eines Antriebsstrangs gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung enthält die Schritte des Bereitstellens einer Fluidkupplungsvorrichtung in Reihenbeziehung mit der primären Maschine und mit einer Getriebeausgangswelle, des Bereitstellens eines Elektromotors in Reihenbeziehung mit der Fluidkupplungsvorrichtung und mit der Getriebeausgangswelle, des Bereitstellens einer Reaktionskupplung für den ersten Gang in Reihenbeziehung mit der Fluidkupplungsvorrichtung, mit dem Elektromotor und mit der Getriebeausgangswelle, des Bereitstellens einer Überbrückungskupplung in paralleler Beziehung mit der Fluidkupplungsvorrichtung, des Überwachens einer Last an der primären Maschine, des teilweisen Einrückens der Re aktionskupplung für den ersten Gang, wenn die Last an der primären Maschine bei oder über einem ersten vorgegebenen Wert liegt, um das Anfahren im ersten Gang zu bewirken, des Unterstromsetzens des Elektromotors während des Anfahrens im ersten Gang, um zusätzliches Drehmoment zu dem durch die Fluidkopplungsvorrichtung übertragenen Drehmoment bereitzustellen, und des teilweisen Einrückens der Überbrückungskupplung und des vollständigen Einrückens der Reaktionskupplung für den ersten Gang, wenn die Last an der primären Maschine bei oder unter einem zweiten vorgegebenen Wert liegt.
In einem anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist der erste vorgegebene Wert näherungsweise gleich dem zweiten vorgegebenen Wert.
In einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung enthält das Verfahren den Schritt des vollständigen Einrückens der Reaktionskupplung für den ersten Gang und des vollständigen Ausrückens der Überbrückungskupplung, wenn die Last an der primären Maschine zwischen dem ersten vorgegebenen Wert und dem zweiten vorgegebenen Wert liegt.
In einem nochmals anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung enthält das Verfahren den Schritt des Ausrückens der Reaktionskupplung für den ersten Gang, wenn das Getriebe entweder in einem Fahr- oder in einem Neutral-Gangzustand ist und wenn die primäre Maschine im Leerlauf ist.
Weitere Aufgaben, Beispiele und Vorteile der vorliegenden Offenbarung gehen mit Bezug auf die folgende Beschreibung und auf die beigefügten Zeichnungen hervor, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf dieselbe Komponente, auf dasselbe Element oder auf dasselbe Merkmal beziehen.
ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Darstellung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken;
1 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Antriebsstrangs gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Antriebsstrangs gemäß der vorliegenden Offenbarung in einem Betriebsmodus zum Anfahren im ersten Gang;
3 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Antriebsstrangs gemäß der vorliegenden Offenbarung in einem Betriebsmodus des zweiten Gangs oder höher; und
4 ist ein Ablaufplan, der die Schritte eines Verfahrens zum Betrieb des Antriebsstrangs gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In 1 ist ein Antriebsstrang gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Der Antriebsstrang 10 enthält eine erste oder primäre Leistungsquelle 12, eine zweite oder sekundäre Leistungsquelle 14, eine Fluidkupplungsvorrichtung 16, ein Getriebe 18 und einen Achsantriebsmechanismus 20. In dem gegebenen Beispiel ist die erste Leistungsquelle 12 eine Brennkraftmaschine, wobei die erste Leistungsquelle 12 aber ein Elektromotor oder eine Elek tromaschine sein kann, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die erste Leistungsquelle 12 enthält ein Ausgangselement 22. Die erste Leistungsquelle 12 ist betreibbar, um ein Ausgangsdrehmoment oder Ausgangsleistung für das Ausgangselement 22 bereitzustellen. Die zweite Leistungsquelle 14 ist vorzugsweise ein Elektromotor, der einen Stator und einen Rotor aufweist, wie er im Gebiet bekannt ist.
Die Fluidkupplungsvorrichtung 16 enthält einen Pumpenabschnitt 24 und einen Turbinenabschnitt 26. Die Fluidkupplungsvorrichtung 16 enthält ein Hydraulikfluid wie etwa ein Öl, das sich innerhalb des Pumpenabschnitts 24 und des Turbinenabschnitts 26 befindet, das den Pumpenabschnitt 24, wie im Gebiet bekannt ist, hydrodynamisch mit dem Turbinenabschnitt 26 koppelt. Der Pumpenabschnitt 24 ist mit dem Ausgangselement 22 der ersten Leistungsquelle 12 verbunden. Der Turbinenabschnitt 24 ist mit einem ersten Zwischen- oder Verbindungselement 28 verbunden. Die Fluidkupplungsvorrichtung 16 befindet sich vorzugsweise in einem Glockengehäuseabschnitt 30 vor dem Getriebe 18.
Das Getriebe 18 ist vorzugsweise ein Mehrgang-Automatiklastschaltgetriebe und enthält eine Getriebegehäuseeingangswelle 32 und eine Getriebeausgangswelle 34. Die Getriebegehäuseeingangswelle 32 ist mit der zweiten Leistungsquelle 14 verbunden. Eine mechanische Getriebepumpe 36 ist mit der Getriebegehäuseeingangswelle 32 verbunden und zum Bereitstellen von Druckhydraulikfluid für die verschiedenen Komponenten des Getriebes 18 betreibbar. Ferner enthält das Getriebe 18 eine Mehrzahl von Zahnradsätzen (nicht gezeigt) und Drehmomentübertragungsvorrichtungen (nicht gezeigt), die zusammenwirken, um zwischen der Getriebegehäuseeingangswelle 32 und der Getriebeausgangswelle 34 eine Mehrzahl von Vorwärts- und Rückwärtsübersetzungsverhältnissen oder -drehzahlverhältnissen bereitzustellen.
Der Achsantriebsmechanismus 20 ist mit der Getriebeausgangswelle 34 verbunden. Der Achsantriebsmechanismus 20 kann verschiedene Komponenten aufweisen, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und kann ein Differential, Achsen und Antriebsräder enthalten.
Ferner enthält der Antriebsstrang 10 eine Überbrückungskupplung 38 parallel zu der Fluidkupplungsvorrichtung 16. Genauer ist die Überbrückungskupplung 38 mit dem Maschinenausgangselement 22 und mit der Getriebegehäuseeingangswelle 32 verbunden. Die Überbrückungskupplung 38 ist zum Verriegeln des Maschinenausgangselements 22 mit der Getriebegehäuseeingangswelle 32 betreibbar, um dadurch zu ermöglichen, dass sie im Einklang rotieren. Durch Verriegeln der Getriebegehäuseeingangswelle 32 mit dem Maschinenausgangselement 22 wird dadurch, dass die Schleifverluste der Fluidkupplungsvorrichtung 16 verringert werden, der Wirkungsgrad des Antriebsstrangs 10 erhöht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Überbrückungskupplung 38 eine Kupplung mit elektronisch gesteuerter Kapazität. Die Kupplung mit elektronisch gesteuerter Kapazität ermöglicht, dass zwischen der Getriebegehäuseeingangswelle 32 und dem Maschinenausgangselement 22 ein geringer Schleifbetrag auftritt. Das Schleifen entkoppelt die Getriebegehäuseeingangswelle 32 und das Maschinenausgangselement 22 und hilft, das Getriebe 18 von durch die Zündereignisse der primären Leistungsquelle 12 zu dem Rest des Antriebsstrangs 10 erzeugten Torsionsschwingungen zu dämpfen.
In dem gegebenen Beispiel enthält das Maschinenausgangselement 22 einen Dämpfer 40 in Reihe mit der Überbrückungskupplung 40 und mit der ersten Leistungsquelle 12. Der Dämpfer 40 arbeitet so, dass er die durch die Zündereignisse der ersten Leistungsquelle 12 erzeugten Torsionsschwingungen weiter isoliert. Der Dämpfer 40 kann ein nachgiebiges Element 42 wie etwa eine Feder enthalten. Außerdem kann der Dämpfer 40 eine Sperrkupplung 44 enthalten, die betreibbar ist, um das nachgiebige Element 42 zu umgehen. Die Sperrkupplung 44 ist nützlich beim Starten oder Anhalten der primären Leistungsquelle 12, da die primäre Leistungsquelle 12 bei niedrigen Maschinendrehzahlen eine Resonanz erzeugen kann.
Der Antriebsstrang 10 enthält eine Freilaufkupplung 45, die mit dem ersten Zwischen- oder Verbindungselement 28 und mit der Getriebegehäuseeingangswelle 32 verbunden ist. Wie im Gebiet bekannt ist, hält oder überträgt die Freilaufkupplung 45 in einer Drehrichtung kein Drehmoment, während sie in der anderen Drehrichtung das Drehmoment hält oder im Freilauf läuft. Durch wahlweises Entkoppeln der sekundären Leistungsquelle 14 von der Fluidkupplungsvorrichtung 16 werden Rotationsverluste minimiert, wenn die sekundäre Leistungsquelle 14 unter Strom gesetzt wird.
Ferner enthält der Antriebsstrang 10 eine Reaktionskupplung 46, die sich innerhalb des Getriebes 18 befindet und mit der Getriebegehäuseeingangswelle 32 und mit der Getriebeausgangswelle 34 verbunden ist. Die Reaktionskupplung 46 ist wahlweise einrückbar und betreibbar, um die Getriebegehäuseeingangswelle 32 wahlweise mit der Getriebeausgangswelle 34 zu verriegeln und zu entriegeln. Vorzugsweise ist die Reaktionskupplung [engl.: ”reaction clutches”] 46 eine fluidbetriebene Mehrscheibenkupplung. Die Reaktionskupplung 46 wird durch herkömmliche elektrohydraulische Mechanismen, nicht gezeigt, die eine Hydraulikventilanordnung und eine elektronische Steuereinheit (ECU), die einen herkömmlichen programmierbaren Digitalcomputer aufweist, enthalten, wahlweise in den eingerückten und in den ausgerückten Zustand gesteuert. Die Reaktionskupplung 46 wird gemäß Leistungs und Betriebssignalen wie etwa z. B. Maschinendrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit und Maschinendrehmoment, um einige zu nennen, eingerückt und ausgerückt. Der Fachmann auf dem Gebiet der Getriebesteuerung ist vertraut mit den vielen Merkmalen und Funktionen, die bei elektronischen Steuerungen verfügbar sind. Alternativ kann die Reaktionskupplung 46 eine Bremse sein und einem ersten Vorwärtsübersetzungsverhältnis zugeordnet sein. Vorzugsweise enthält das Getriebe 18 zusätzliche Reaktionskupplungen und Bremsen, deren Einrücken zusätzlichen Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahlverhältnissen entspricht.
Die Reaktionskupplung 46 enthält eine Mehrzahl von Gegenanpressplatten 48, die mit einer Mehrzahl von Reibscheiben 50 verschachtelt sind. Jede der Reibscheiben 50 weist eine erste Reibbelagschicht 52 und eine zweite Reibbelagschicht 54 auf, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Reibscheibe 50 angeordnet sind. Die Reibbelagschichten 52 und 54 sind mit den Gegenanpressplatten 48 reibungstechnisch in Eingriff.
1 ist eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs 10, die den Neutral-/Fahren-Gangzustand und den Maschine-Leerlauf-Betriebsmodus darstellt. In diesem Modus ist die Reaktionskupplung 46 ausgerückt, wodurch die Getriebeausgangswelle 34 von der Getriebegehäuseeingangswelle 32 entkoppelt ist und wodurch die an den Turbinenabschnitt 26 der Fluidkupplungsvorrichtung 16 übermittelte Reaktionskraft minimiert wird. Im Ergebnis werden die durch das teilweise Einrücken der Fluidkupplungsvorrichtung 16 erzeugten parasitären Verluste minimiert.
Mit Bezug auf 2 ist eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs 10 gezeigt, die den Betriebsmodus zum Anfahren im ersten Gang darstellt. In diesem Modus wird die Fluidkupplungsvorrichtung 16 mit Hydraulikfluid gefüllt und beladen, wird die zweite Leistungsquelle 14 optional eingerückt, um zusätzliches Drehmoment für die Getriebegehäuseeingangswelle 32 bereitzustellen, und können die Reaktionskupplung 46 und die Überbrückungskupplung 38 in einer teilweise eingerückten Bedingung gesteuert werden, um die Festbremsdrehzahl der Fluidkupplungsvorrichtung 16 zu ändern. Genauer wird die Reaktionskupplung 46 in einer teilweise eingerückten Bedingung gesteuert, um die Festbremsdrehzahl der Fluidkupplungsvorrichtung 16 zu erhöhen. Durch teilweises Einrücken der Reaktionskupplung 46 kann die erste Leistungsquelle 12 bis zu ihren Spitzendrehmomentband rotieren, um ein starkes Fahrzeuganfahren zuzulassen. Tatsächlich stimmt das teilweise Einrücken der Reaktionskupplung 46 die Festbremsdrehzahl der Fluidkupplungsvorrichtung 16 künstlich ab und ermöglicht dadurch die Verwendung einer hocheffizienten oder ”straffen” Fluidkupplungsvorrichtung 16, die in anderen Bereichen des Fahrzeugbetriebs wie etwa im Teillastbetrieb Wirkungsgradgewinne bereitstellen kann. Die Aufmerksamkeit wird auf die Auswahl von Materialien für die Reibbelagschichten 52 und 54 gelenkt, da sie einer längeren Einschaltdauer unterliegen. Um die Festbremsdrehzahl der Fluidkupplungsvorrichtung 16 zu verringern, wird die Überbrückungskupplung 38 in einer teilweise eingerückten Bedingung gesteuert. Durch teilweises Einrücken der Überbrückungskupplung 38 umgeht ein Teil des Drehmoments von der ersten Leistungsquelle 12 für irgendeine gegebene Drehzahl der ersten Leistungsquelle 12 die Fluidkupplungsvorrichtung 16 über die Überbrückungskupplung 38 zu der verriegelten Reaktionskupplung 46 und zu der Getriebeausgangswelle 34. Außerdem kann die sekundäre Leistungsquelle 14 eingerückt werden, um beim Bereitstellen von zusätzlichem Drehmoment zu dem durch die Fluidkupplungsvorrichtung 16 übertragenen Drehmoment zu unterstützen.
Nunmehr übergehend zu 3 ist der Antriebsstrang 10 in einem Betriebsmodus des zweiten Gangs und höher gezeigt. In diesem Betriebsmodus wird die Fluidkupplungsvorrichtung 16 nur teilweise mit Hydraulikfluid gefüllt und verringert dadurch Rotationsverluste innerhalb der Fluidkupplungsvorrichtung 16, wobei die Reaktionskupplung 46 geschlossen oder vollständig eingerückt ist und die Überbrückungskupplung 38 geschlossen oder vollständig eingerückt ist. Dementsprechend wird zwischen dem Maschinenausgangselement 22 und der Getriebegehäuseeingangswelle 32 eine Schlupf-Null-Bedingung aufrechterhalten und wird zwischen der Getriebegehäuseeingangswelle 32 und der Getriebeausgangswelle 34 eine Schlupf-Null-Bedingung aufrechterhalten.
Im rein elektrischen Betriebsmodus, in dem die primäre Leistungsquelle 12 ausgerückt ist und die sekundäre Leistungsquelle 14 eingerückt ist, trennt die Freilaufkupplung 45 die Getriebegehäuseeingangswelle 32 von dem ersten Zwischen oder Verbindungselement 28 und von der Fluidkupplungsvorrichtung 16, wenn die zweite Leistungsquelle 14 die Freilaufkupplung 45 im Freilauf betreibt. Dies verringert parasitäre Verluste von der teilweise gefüllten Fluidkupplungsvorrichtung 16.
Die in 2 gezeigten Betriebsbedingungen sind effektiv bei hoher Maschinenlast wie etwa Werten über einem ersten vorgegebenen Wert des Verteilerluftdrucks (MAP) und bei niedrigen Maschinenlasten wie etwa Werten unter einem zweiten vorgegebenen Wert des MAP. Genauer wird die Reaktionskupplung 46 bei Maschinenlasten bei oder über dem ersten vorgegebenen Wert schleifen gelassen. Für Maschinenlasten bei oder unter dem zweiten vorgegebenen Wert wird die Reaktionskupplung 46 vollständig eingerückt und die Überbrückungskupplung 38 schleifen gelassen. Für Maschinenlasten zwischen diesen vorgegebenen Werten wird die Überbrückungskupplung 38 eingerückt und die Reaktionskupplung 46 vollständig eingerückt. Für niedrige MAP-Werte nach dem Anfahren im ersten Gang wird die in 3 gezeigte Betriebsbedingung angewiesen (d. h. beide Kupplungen 38 und 46 sind vollständig eingerückt).
Bezugnehmend auf 4 und weiter bezugnehmend auf 1–3 wird nun ein Verfahren 100 zum Steuern des Antriebsstrangs 10 beschrieben. Das Verfahren beginnt in Schritt 102, wo bestimmt wird, ob das Kraftfahrzeug in einem Zustand des Anfahrens im ersten Gang ist (d. h. entsprechend dem Einlegen des ersten Gangs, der Anfangsfahrzeuggeschwindigkeit null und Fahrpedal eingerückt). Falls das Kraftfahrzeug nicht in einem Zustand des Anfahrens im ersten Gang ist, geht das Verfahren zu Schritt 104 über, wo die Überbrückungskupplung 38 und irgendwelche Kupplungen oder Bremsen einschließlich der Reaktionskupplung 46, die der Drehzahl des gegebenen Gangs zugeordnet sind, vollständig eingerückt sind. Falls das Kraftfahrzeug in einem Zustand des Anfahrens im ersten Gang ist, geht das Verfahren 100 zu Schritt 106 über, wo das von der Fluidkupplungsvorrichtung 16 übertragene Drehmoment mit einem gewünschten Wert verglichen wird, um zu bestimmen, ob die Fluidkupplungsvorrichtung 16 während des Anfahrens genügend Drehmoment für das Kraftfahrzeug bereitstellt. Falls das von der Fluidkupplung übertragene Drehmoment kleiner als der gewünschte Wert ist, wird in Schritt 108 die sekundäre Leistungsquelle 14 unter Strom gesetzt, um zusätzliches Drehmoment für das Getriebe 18 bereitzustellen. Daraufhin geht das Verfahren 100 zu Schritt 110 über. Falls das Drehmoment von der Fluidkupplungsvorrichtung den gewünschten Wert erfüllt oder übersteigt, ist kein zusätzliches Drehmoment notwendig und geht das Verfahren 100 zu Schritt 110 über, wo die Maschinenlast bestimmt wird.
Nachfolgend wird die Maschinenlast in Schritt 112 mit einem ersten vorgegebenen Lastwert verglichen. Falls die Maschinenlast den ersten vorge gebenen Lastwert übersteigt, geht das Verfahren zu Schritt 114 über, wo die dem ersten Gang zugeordnete Reaktionskupplung 46 teilweise eingerückt wird (d. h. schleifen gelassen wird) und die Überbrückungskupplung 38 ausgerückt wird. Falls die Last an der Maschine den ersten vorgegebenen Wert nicht übersteigt, geht das Verfahren 100 zu Schritt 116 über, wo die Maschinenlast mit einem niedrigeren, zweiten vorgegebenen Lastwert verglichen wird. Falls die Last an der Maschine kleiner als der zweite vorgegebene Wert ist, geht das Verfahren 100 zu Schritt 118 über, wo die Überbrückungskupplung 38 teilweise eingerückt wird (d. h. schleifen gelassen wird) und die dem ersten Gang zugeordnete Reaktionskupplung 46 vollständig eingerückt wird.
Falls die Last an der Maschine nicht kleiner als der zweite vorgegebene Lastwert ist (d. h., falls die Last an der Maschine innerhalb eines Bereichs zwischen dem ersten und dem zweiten vorgegebenen Lastwert liegt), geht das Verfahren zu Schritt 120 über, wo die Überbrückungskupplung 38 ausgerückt wird und die dem ersten Gang zugeordnete Reaktionskupplung 46 vollständig eingerückt wird. Diese Bedingung führt zur normalen oder ungeänderten Festbremsleistung von der Fluidkupplungsvorrichtung.
Für Zustände höherer Gänge kann wahlweise die sekundäre Leistungsquelle 14 eingerückt werden, um entweder Leistung für Batterien zu erzeugen oder Drehmoment für das Getriebe 18 bereitzustellen. Die Freilaufkupplung 45 beschränkt Rotationsverluste, die dem Freilauf durch die zweite Leistungsquelle 14 zugeordnet sind.
Die Vorteile der vorliegenden Offenbarung können verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit, verbesserte Fahrbarkeit über einen weiten Bereich von Betriebsbedingungen und verbesserte Überbrückungskupplungsleistung enthalten. Außerdem kann die vorliegende Offenbarung Kosten, Masse und Konfektionierungsanforderungen verringern, indem sie in einigen Anwendungen den Stator innerhalb des Drehmomentwandlers beseitigt oder die Verwendung eines kleineren Drehmomentwandlers ermöglicht.
Die Beschreibung der Offenbarung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und Änderungen, die von dem Hauptpunkt der Offenbarung nicht abweichen, sollen im Schutzumfang der Offenbarung liegen. Solche Änderungen werden nicht als Abweichung von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Offenbarung betrachtet.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Automatiklastschaltgetriebes, das mit einer Maschine gekoppelt ist, wobei das Automatiklastschaltgetriebe eine Fluidkupplungsvorrichtung und wenigstens eine Reaktionskupplung für den ersten Gang, die mit der Fluidkupplungsvorrichtung in Reihe angeordnet ist, aufweist, wobei mit der Fluidkupplungsvorrichtung und mit der wenigstens einen Reaktionskupplung für den ersten Gang ein Elektromotor in Reihe angeordnet ist, wobei das Verfahren umfasst: teilweises Einrücken der wenigstens einen Reaktionskupplung für den ersten Gang, wenn die Maschinenlast bei oder über einem vorgegebenen Wert liegt, um ein Anfahren im ersten Gang zu bewirken; Unterstromsetzen des Elektromotors, wenn das Automatiklastschaltgetriebe in dem Anfahren im ersten Gang ist, um für die Reaktionskupplung für den ersten Gang zusätzliches Drehmoment bereitzustellen; und vollständiges Einrücken der wenigstens einen Reaktionskupplung für den ersten Gang, wenn die Maschinenlast unter dem vorgegebenen Wert liegt.
Verfahren zum Steuern eines Automatiklastschaltgetriebes nach Anspruch 1, das ferner das Bereitstellen einer Freilaufkupplung umfasst, die mit der Fluidkupplungsvorrichtung und mit dem Elektromotor in Reihe angeordnet ist.
Verfahren zum Steuern eines Automatiklastschaltgetriebes nach Anspruch 2, wobei die Freilaufkupplung konfiguriert ist, um Drehmoment von der Fluidkupplungsvorrichtung zu dem Elektromotor zu übertragen und um zu verhindern, dass Drehmoment von dem Elektromotor zu der Fluidkupplungsvorrichtung übertragen wird, wenn der Elektromotor die Fluidkupplungsvorrichtung im Freilauf betreibt.
Verfahren zum Steuern eines Automatiklastschaltgetriebes nach Anspruch 1, das ferner das Ausrücken der wenigstens einen Reaktionskupplung für den ersten Gang umfasst, wenn das Automatiklastschaltgetriebe entweder in einem Fahr- oder in einem Neutralzustand ist und die Maschine im Leerlauf läuft.
Verfahren zum Steuern eines Automatiklastschaltgetriebes nach Anspruch 1, das ferner das Vorsehen einer Überbrückungskupplung umfasst, die parallel zu der Fluidkupplungsvorrichtung angeordnet ist, wobei insbesondere die Überbrückungskupplung eine Kupplung mit elektronisch gesteuerter Kapazität ist.
Verfahren zum Steuern eines Automatiklastschaltgetriebes nach Anspruch 1, das ferner das vollständige Einrücken wenigstens einer Reaktionskupplung für den zweiten Gang, wenn das Automatiklastschaltgetriebe in einem zweiten Gang ist, und das Einrücken einer Überbrückungskupplung, die zu der Fluidkupplungsvorrichtung parallel angeordnet ist, umfasst.
Antriebsstrang, der umfasst: einen Elektromotor; eine Fluidkupplungsvorrichtung in Reihenbeziehung mit dem Elektromotor; eine Kupplung für den ersten Gang in Reihenbeziehung mit der Fluidkupplungsvorrichtung, wobei die Kupplung für den ersten Gang während eines Anfahrens im ersten Gang zum Schleifen betreibbar ist; und eine Freilaufkupplung in Reihenbeziehung mit der Reaktionskupplung und mit der Fluidkupplungsvorrichtung, wobei die Freilaufkupplung betreibbar ist, um den Elektromotor von der Fluidkupplungsvorrichtung wahlweise zu trennen.
Antriebsstrang nach Anspruch 7, der ferner eine Überbrückungskupplung in paralleler Beziehung mit der Fluidkupplungsvorrichtung umfasst, wobei insbesondere die Überbrückungskupplung eine Kupplung mit elektronisch gesteuerter Kapazität ist, und/oder wobei die Freilaufkupplung zwischen der Fluidkupplungsvorrichtung und dem Elektromotor angeordnet ist.
Verfahren zum Steuern eines Getriebes in einem Antriebsstrang, wobei der Antriebsstrang eine primäre Maschine aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Fluidkupplungsvorrichtung in Reihenbeziehung mit der primären Maschine und mit einer Getriebeausgangswelle; Bereitstellen eines Elektromotors in Reihenbeziehung mit der Fluidkupplungsvorrichtung und mit der Getriebeausgangswelle; Bereitstellen einer Reaktionskupplung für den ersten Gang in Reihenbeziehung mit der Fluidkupplungsvorrichtung, mit dem Elektromotor und mit der Getriebeausgangswelle; Bereitstellen einer Überbrückungskupplung in paralleler Beziehung mit der Fluidkupplungsvorrichtung; Überwachen einer Last an der primären Maschine; teilweises Einrücken der Reaktionskupplung für den ersten Gang, wenn die Last an der primären Maschine bei oder über einem ersten vorgegebenen Wert liegt, um das Anfahren im ersten Gang zu bewirken; Unterstromsetzen des Elektromotors während des Anfahrens im ersten Gang, um zusätzliches Drehmoment für die Reaktionskupplung für den ersten Gang bereitzustellen; und teilweises Einrücken der Überbrückungskupplung und vollständiges Einrücken der Reaktionskupplung für den ersten Gang, wenn die Last an der primären Maschine bei oder unter einem zweiten vorgegebenen Wert liegt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der erste vorgegebene Wert näherungsweise gleich dem zweiten vorgegebenen Wert ist, und/oder das ferner den Schritt des vollständigen Einrückens der Reaktionskupplung für den ersten Gang und des vollständigen Ausrückens der Überbrückungskupplung umfasst, wenn die Last an der primären Maschine zwischen dem ersten vorgegebenen Wert und dem zweiten vorgegebenen Wert liegt, und/oder das ferner das Ausrücken der Reaktionskupplung für den ersten Gang umfasst, wenn das Getriebe entweder in einem Fahr- oder in einem Neutralzustand ist und wenn die primäre Maschine im Leerlauf ist.