DE10036510C2 - Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes - Google Patents
Verfahren zum Betreiben eines AutomatgetriebesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben
eines Automatgetriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Automatgetrie
ben für Kraftfahrzeuge werden Schaltelemente bzw. Kupplun
gen oder Bremsen zur Einstellung eines bestimmten Überset
zungsverhältnisses des Automatgetriebes über ein Hydaulik
system mit vorgegebenen Zeit-Druck-Profilen angesteuert.
Die hierfür erforderliche Koordination der verschiedenen
Getriebekomponenten erfolgt über eine mit dem Hydauliksys
tem verbundene elektronische Steuereinheit, die in Abhän
gigkeit der jeweils vorliegenden Betriebssituation des
Kraftfahrzeuges und eventuellen Fahrerwunschvorgaben zur
Erreichung einer gewünschten Schaltqualität eine Schaltung
entsprechend steuert.
Ein Zeit-Druck-Profil läßt sich bei einer üblichen
Schaltung insbesondere bei einem zuschaltenden Schaltele
ment bzw. einer zuschaltenden Kupplung in eine Füllphase
und in eine Schaltphase einteilen, wobei die Füllphase wie
derum in eine Schnellfüllphase und eine Füllausgleichsphase
aufgegliedert werden kann. Die sich an die Füllphase des
Schaltelementes anschließende Schaltphase stellt den Be
reich eines Zeit-Druck-Profiles eines zuschaltenden Schalt
elementes dar, in welchen das Schaltelement über eine
Druckrampe derart mit einem Wirkdruck beaufschlagt wird,
bis ein Druck außerhalb einer Schaltung erreicht wird, der
zur Übertragung eines erforderlichen bzw. gewünschten Mo
mentes des Schaltelementes führt. Eine derartige Drucksteu
erung ist beispielsweise aus der DE 195 46 292 A1 bekannt.
Um den ständig steigenden Anforderungen an die Funk
tionalität der Automatgetriebe sowie den Bestrebungen, den
Schaltkomfort zu erhöhen, gerecht zu werden, wurde dazu
übergegangen, die Anzahl der zu schaltenden Gänge zu erhö
hen sowie eine kompaktere Bauweise der Getriebe vorzusehen.
Insbesondere die höhere Anzahl an Gangstufen der Getriebe
führt dazu, daß ein Schaltelement bzw. eine Kupplung häufi
ger zur Schaltung verschiedener Gänge eingesetzt wird.
Zur Verbesserung der Variabilität sowie der Spontanei
tät der Automatgetriebe ist zudem meist vorgesehen, daß ein
Fahrer in das Schaltverhalten und damit in vorgegebene
Schaltabläufe eines Automatgetriebes manuell eingreifen
kann. Darüber hinaus sind üblicherweise in der elektrischen
Steuereinheit Schaltstrategien hinterlegt, die es erlauben,
Schaltungen in bestimmten Betriebs- bzw. Fahrsituationen
abzubrechen bzw. rückgängig zu machen.
Diese Maßnahmen führen jedoch dazu, daß ein Zu- und
Abschalten der Kupplungen zum richtigen Zeitpunkt, d. h.
ohne eine Verschlechterung des Fahrkomforts bzw. der
Schaltqualität, immer schwieriger wird. Insbesondere pro
blematisch ist es beispielsweise, wenn eine Kupplung in
einen Kraftfluß eines Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges
geschalten wird, die eine zu geringe Befüllung aufweist. In
einem derartigen Betriebspunkt ist die Kupplung noch nicht
in der Lage, das erforderliche bzw. gewünschte Moment zu
übertragen. Erlangt die Kupplung nach ihrer Zuschaltung
ihre volle Übertragungsfähigkeit, wird dies durch einen
sogenannten Schaltruck spürbar, der zum einen aufgrund ei
ner gewünschten Schaltqualität und zum anderen aufgrund
einer erheblichen Mehrbelastung der Kupplung vermieden wer
den soll. Erreicht hingegen eine Kupplung vor dem eigentlich
vorgesehenen Zeitpunkt ihrer Zuschaltung ihre volle
Übertragungsfähigkeit, führt dies zu einem Beschleunigungs
einbruch, der ebenfalls eine Beeinträchtigung des Fahrkom
forts darstellt.
Zur Vermeidung dieser Nachteile werden in der Praxis
Verbotszeiten zwischen zwei aufeinander folgenden Schaltun
gen vorgesehen, vor deren Ablauf keine Schaltung durchge
führt wird. Damit soll gewährleistet werden, daß die
Schaltelemente bzw. Kupplungen einen eindeutigen Zustand,
nämlich gefüllt oder entleert, erreichen, auf welchem eine
Schaltung problemlos aufgebaut werden kann, ohne die be
schriebenen, die Schaltqualität reduzierenden Phänomene zu
erhalten. Außerdem wird zur Umgehung der vorbeschriebenen
Problematik ein Abbrechen bzw. ein Rückgängigmachen von
Schaltungen, d. h. die Wegnahme des Ansteuerdruckes auf das
Schaltelement in der Schaltvorbereitungs- bzw. Schaltphase,
häufig nicht oder nur in sehr eingeschränkter Weise zuge
lassen, so daß bereits eingeleitete Schaltvorgänge vor dem
Start einer weiteren Schaltung zuerst ausgeführt werden
müssen.
Dabei ist jedoch von Nachteil, daß eine gewünschte
Spontaneität der Automatgetriebe bzw. der Kraftfahrzeuge im
Fahrbetrieb oft nicht erreicht werden kann und insbesondere
bei Fahrerwunschvorgaben, wie beispielsweise einem "kick
down" im Anschluß an einen mit einer eingeleiteten Rück
schaltvorgang verbundenen abgebrochenen Überholvorgang,
nicht sofort das gewünschte bzw. erforderliche Abtriebsmo
ment zur Verfügung steht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfah
ren zum Betreiben eines Automatgetriebes zur Verfügung zu
stellen, mit dem eine hohe Spontaneität erreicht werden
kann, ohne Einbußen einer gewünschten Schaltqualität zu
erhalten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren
zum Betreiben eines Automatgetriebes mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun in Abhän
gigkeit eines Zeit-Druck-Profiles, demgemäß ein Schaltele
ment zuletzt angesteuert wurde, und eines zugeordneten, den
Betriebspunkt des Schaltelements in Bezug auf einen Füll
grad und/oder eine Stellung eines Kolbens des Schaltele
ments über einen in der elektronischen Steuereinheit abge
legten Algorithmus ein aktueller Betriebspunkt des betref
fenden Schaltelementes ermittelt.
Damit wird eine Art Füllstandsanzeiger bzw. Befüllmo
dell geschaffen, welches den Vorteil bietet, daß zu jedem
Zeitpunkt im Betrieb des Automatgetriebes der aktuelle Zu
stand eines jeden Schaltelementes bekannt ist. Insbesondere
kann bei einem jeden Schaltelement beim Zuschalten die
richtige Befüllzeit und beim Abschalten die richtige Ent
leerzeit selbständig ermittelt werden, woraus sich die Mög
lichkeit einer präzisen, dem aktuellen Betriebspunkt ange
paßten Ansteuerung bei einem anschließenden Schaltvorgang
ergibt.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet insbesondere bei
einer sich an eine abgebrochene Schaltung anschließenden
Schaltung, bei dem dasselbe Schaltelement beteiligt war,
den Vorteil, daß der neue Schaltvorgang auf dem aktuellen
Betriebspunkt bzw. Betriebszustand des Schaltelementes aufgebaut
wird und die erforderliche Ansteuerung zur Durchfüh
rung der zweiten Schaltung spontan und ohne Schaltquali
tätsverlust mit einem situationsgerechten Ansteuerdruck
durchgeführt wird.
Eine sehr genaue Abstimmung des Getriebes kann hier
erfolgen, wenn ein Getriebeapplikateur wichtige physikali
sche Randbedingungen des Schaltelements und seiner Ansteue
rung vorgibt. Damit wird in vorteilhafter Weise sicherge
stellt, daß das Schaltelement beispielsweise zum Zeitpunkt
einer Soll-Lastübernahme eines Schaltelementes voll befüllt
ist und das erforderliche Moment überträgt. Umgekehrt ist
gewährleistet, daß zum Zeitpunkt der Lastabgabe, wenn kein
Kraftschluß vorliegt, kein Moment mehr übertragen wird.
Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen des er
findungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Patentan
sprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prin
zipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigt:
Fig. 1 einen stark schematisierten Verlauf eines Ansteu
erdruckes eines zuschaltenden Schaltelementes und
jeweils einen damit korrespondierenden Verlauf
eines übertragenen Momentes des Schaltelementes
sowie eines Füllgrades bzw. eines Betriebspunktes
des Schaltelementes und
Fig. 2 eine Darstellung verschiedener möglicher Be
triebszustände eines Schaltelementes, wobei deren
Anordnung den Ablauf vom Beginn einer Zuschaltung
bis hin zu einem Abschalten des Schaltelementes
wiedergibt.
Fig. 1 zeigt beispielhaft einen Verlauf l_F eines
Füllgrades, einen Verlauf l_p eines Ansteuerdruckes p_k
über der Zeit t sowie einen Verlauf l_M eines übertragbaren
Momentes M eines hier als Lamellen-Kupplung an sich bekann
ter Bauart ausgebildeten Schaltelementes während einer Be
füllphase, einer Schaltphase und einer sich anschließenden
Entleerphase der Kupplung.
Der erste Verlauf l_F, der den Füllgrad oder eine
hierzu korrespondierende Kolbenposition der Kupplung dar
stellt, steht dabei in Abhängigkeit des darunter darge
stellten Zeit-Druck-Profiles l_p des Ansteuerdruckes p_K
der betrachteten Kupplung. Ebenfalls in Abhängigkeit des
Verlaufs l_p des Ansteuerdruckes p_K der Kupplung steht der
Verlauf des übertragbaren Kupplungsmomentes M über der
Zeit t. Alle Verläufe repräsentieren gemeinsam typische,
der Realität entnommene Betriebszustände einer Kupplung
eines Automatgetriebes im Betrieb, wobei die Verläufe des
Füllgrades bzw. der Stellung der Kupplung und des übertrag
baren Momentes M der Kupplung wenigstens teilweise empi
risch ermittelt und in einer elektronischen Steuereinheit
in Abhängigkeit des Zeit-Druck-Profiles des Ansteuerdruc
kes p_K abgelegt sind.
Der in Fig. 1 dargestellte Verlauf l_F des Füllgrades
oder einer Position eines Kolbens der Kupplung ist rein
exemplarisch, da sich der Kolben der Kupplung in Abhängig
keit des Ansteuerdruckes p_K selbstverständlich auch
schneller oder langsamer auf ein Lamellenpaket der Kupplung
zubewegen kann, womit sich jeweils ein anderer ermittelter
Verlauf l_F des Stellweges des Kolbens über der Zeit t er
gibt.
Zur Bereitstellung der erforderlichen Daten für den
Algorithmus des erfindungsgemäßen Befüllmodells werden vor
zugsweise für ein "Mittelgetriebe", welches repräsentativ
für eine Serie ist, typische Befüllzeiten und der Weg, den
der Kolben über die Zeit zurücklegt, festgelegt. Bei diesem
"Mittelgetriebe werden die aus der Fertigung bekannten
Toleranzen gemittelt, und die sich daraus ergebenden geome
trischen Größen der einzelnen betrachteten Schaltelemente
und die Materialwerte der einzelnen Teile, wie beispiels
weise eine Federkonstante der Tellerfeder, als Bezugsgrößen
dem Befüllmodell zugrunde gelegt. Im Betrieb festgestellte
Abweichungen von den tatsächlichen Gegebenheiten der Kupp
lung bzw. des Getriebes, die außerhalb eines vorgegeben
Toleranzbereiches liegen, können selbstverständlich über
Adaptionen ausgeglichen werden.
In Abhängigkeit verschiedenster abgelegter Zeit-Druck-
Profile l_p des Ansteuerdruckes p_K kann dann der aktuelle
Betriebszustand der Kupplung ermittelt werden und einer
zukünftigen Ansteuerung der Kupplung mit einem von dem Al
gorithmus der elektronischen Steuereinheit situationsabhän
gig vorgegebenen Zeit-Druck-Profil des Ansteuerdruckes zu
grunde gelegt werden.
Nachfolgend werden die verschiedenen Betriebsphasen
bzw. einzelnen Betriebszustände einer Kupplung bezüglich
des in der Fig. 1 dargestellten Zeit-Druck-Profiles l_p des
Ansteuerdruckes p_K beschrieben.
Die in der Fig. 1 aufgeführten Punkte A bis L reprä
sentieren markante Punkte während des Befüll- bzw. Schalt
vorbereitungsvorganges, des Schaltvorganges und des Ent
leervorganges der Kupplung.
Der Punkt A gibt die Ausgangsposition einer entleerten
Kupplung eines Automatgetriebes wieder, deren Füllgrad
gleich 0% ist. Ab dem Punkt A wird die Kupplung mit einem
Schnellfülldruck p_k_sf beaufschlagt, wobei zu Beginn die
ser Phase von der Kupplung noch kein Moment übertragen
wird. Obwohl die Kupplung in dieser sogenannten Schnell
füllphase bereits von einer mit der elektronischen Steuer
einheit signaltechnisch verbundenen Hydraulik des Automat
getriebes angesteuert bzw. mit Druck beaufschlagt wird,
wird über den Algorithmus bzw. das Befüllmodell der elek
tronischen Getriebesteuerung für den Füllgrad der Kupplung
bzw. den zurückgelegten Kolbenweg bezogen auf dessen Ge
samthubweg bis zu einem Punkt B ein Wert von 0% angenommen.
Mit dieser Vorgehensweise wird berücksichtigt, daß das Sy
stem eine gewisse Totzeit bzw. Reaktionszeit aufweist.
In einer an den Punkt B anschließenden Befüllphase
wird der Füllgrad der Kupplung stetig ansteigend von dem
Befüllmodell angenommen, wobei dieser Anstieg gleichzeitig
eine Bewegung des Kolbens in Richtung des Lamellenpaketes
der Kupplung entgegen z. B. einer Tellerfederkraft und einer
Reibkraft bedeutet. Die Reibkraft kann beispielsweise aus
der Reibung eines O-Ringes resultieren, der zwischen dem
Kolben und einer diesen umgebenden Wand eines Kolbenraumes
angeordnet sein kann.
Während der Befüllphase der Kupplung muß der Ansteuer
druck p_K bzw. dessen Druckwert derart eingestellt werden,
daß er z. B. der Tellerfederkraft, welche den Kolben in sei
ne Ruhe- bzw. Entlüftungsposition verstellen will, entge
genwirkt und den Kolben in Richtung des Lamellenpaketes
verstellt. Zusätzlich muß der Ansteuerdruck noch die Reib
kraft der O-Ringreibung überwinden.
Die Tellerfederkraft und die Reibkraft des O-Ringes
sind dabei von verschiedenen Einflußparametern, wie bei
spielsweise einer Getriebetemperatur, der momentanen Posi
tion des Kolbens, einer O-Ring-Verpressung sowie einer
Oberflächenbeschaffenheit des Kolbens und des Kolbenraumes
und der Qualität des Druckmediums abhängig. Als Druckmedium
ist in bekannter Weise ein inkompressibles Fluid, wie bei
spielsweise Öl, vorgesehen, wobei auch hier eine Temperatur
des Öls sowie eine damit in Abhängigkeit stehende Viskosi
tät in die Bestimmung des jeweiligen Betriebszustandes der
Kupplung Eingang finden.
Mit Kenntnis der realen Gegebenheiten bzw. der realen
Betriebszustände ist über den einen Füllstandsanzeiger bil
denden erfindungsgemäßen Algorithmus zu jedem Zeitpunkt die
aktuelle Kolbenposition in Prozent des Gesamtweges des Kol
bens ermittelbar. Alternativ hierzu ist über das gezeigte
Befüllmodell auch eine direkte Positionsanzeige des Kolbens
über die gesamte Wegstrecke möglich.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 wird bei einem das
Ende der Schnellfüllphase kennzeichnenden Punkt C der An
steuerdruck p_K von dem Schnellfülldruck p_k_sf auf den
Wert eines Fülldruckes p_füll zurückgenommen, wobei die
Bewegung des Kolben in Richtung des Lamellenpaketes der
Kupplung weiter angenommen wird, bevor er vollständig zum
Stillstand kommt. Der Zeitpunkt des Stillstandes des Kol
bens wird in Fig. 1 durch den Punkt D näher bezeichnet. An
diesem Betriebspunkt hat der Kolben eine theoretische 100%-
Schwelle erreicht und liegt an dem Kupplungspaket an, wobei
die Kupplung noch kein nennenswertes Moment überträgt. Die
auf den Punkt C folgende und bis zu dem Punkt E, welcher
den Beginn der Schaltphase markiert, reichende Phase wird
als Füllausgleichsphase bezeichnet, in der der Kolben als
ruhend und die Befüllung als konstant angenommen wird.
In der sich an die Füllausgleichsphase anschließenden
Schaltphase wird der Ansteuerdruck p_K bis zu dem Punkt F
auf einen Sicherheitsdruckwert außerhalb einer Schaltung
angehoben. Erst während dieser Phase beginnt der Wert des
Momentes M, welches von der Kupplung übertragen wird, line
ar bis zu dem Punkt F auf einen Maximalwert anzusteigen.
Wie dem Verlauf l_F des Füllgrades bzw. der Position
des Kolbens der Kupplung zu entnehmen ist, wird über den
Füllstands-Algorithmus eine theoretische Zunahme der Bewe
gung des Kolbens über die 100%-Marke angenommen, um Elasti
zitäten der Kupplung in das Befüllmodell mit einzubeziehen.
Damit wird ein sogenanntes "Aufblasen der Kupplung bei
deren Beaufschlagung mit dem Sicherheitsdruckwert berück
sichtigt. Diese Phase entspricht in Fig. 1 dem Verlauf zwi
schen den Punkten E bis J, wobei das volle Moment von der
Kupplung im Bereich zwischen den Punkten F und G übertragen
wird.
Der Punkt F repräsentiert den Zeitpunkt, an welchem
der eigentliche Schaltvorgang beendet ist, da die Kupplung
den notwendigen Sicherheitsdruckwert des Ansteuerdruc
kes p_K erreicht hat.
Bei Punkt G wird bereits wieder die Entleerphase der
Kupplung eingeleitet, was zur Folge hat, daß der Ansteuer
druck p_K wieder verkleinert wird. Dabei wird über den Al
gorithmus bzw. das Befüllmodell der elektronischen Steuer
einheit ein gewisser Zeitraum als Totzeit vorgesehen, bis
der Kolben der Kupplung beginnt, sich von seiner Maximalposition
in seine Ruhelage zurück zu bewegen. Diese Totzeit
ist im Verlauf des Füllgrades bzw. der Position des Kolbens
durch den Bereich zwischen den Punkten G und H dargestellt,
wobei das von der Kupplung maximal übertragbare Moment M
über das Befüllmodell bereits ab dem Punkt G wieder als
abnehmend angenommen wird. Bei Erreichen des Punktes I ist
der elektronischen Steuereinheit vorgegeben, daß von der
Kupplung kein nennenswertes Moment M mehr übertragen wird,
obwohl der Kolben nach wie vor an dem Lamellenpaket der
Kupplung anliegt.
Der Ansteuerdruck p_K wird in der Phase zwischen den
Punkten G und I stetig auf einen Wert verkleinert, der etwa
dem Fülldruck p_füll entspricht bzw. etwas darunter liegt,
und für eine kurze Zeitspanne auf diesem gehalten, bevor er
auf den Ausgangswert des Ansteuerdruckes p_K vor der Be
füllphase abgesenkt wird. Dadurch wird über den Algorithmus
eine gewisse Totzeit im Rückstellverhalten des Kolbens be
rücksichtigt.
Der Punkt K repräsentiert den Betriebszustand der
Kupplung, an welchem der Druckwert des Ansteuerdruckes p_K
unterhalb des Fülldruckes p_füll bei Null angelangt ist,
und der Kolben der Kupplung von der Tellerfeder vom Kupp
lungspaket in Richtung seiner Ausgangs- bzw. Ruhelage be
wegt wird. Bei Punkt L hat der Kolben der Kupplung mit der
0%-Grenze seine Ausgangslage erreicht, wobei der Zeitraum
zwischen den Punkten K und L von verschiedenen Einflußpara
metern, wie beispielsweise der Getriebetemperatur, der Öl
viskosität, der Tellerfederkraft und der Reibkraft des O-
Ringes abhängt, deren Einflüsse ebenfalls von dem Algorith
mus berücksichtigt werden. Bei einem Entleeren der Kupplung
wirkt z. B. die Reibkraft des O-Ringes der Tellerfederkraft
entgegen, womit sich der aufzubringende Druckwert des An
steuerdruckes p_K um die Reibkraft vermindert.
Aufgrund der genauen Kenntnis des jeweils aktuellen
Betriebspunktes der Kupplung mit diesem Befüllmodell kann
bei einem Abbrechen einer Schaltung oder bei einem Rückgän
gigmachen einer Schaltung eine sich anschließende weitere
Schaltung problemlos mit einem geeigneten Zeit-Druck-Profil
des Ansteuerdruckes p_K eingeleitet werden.
Wenn beispielsweise nach 130 ms einer 230 ms dauernden
Schnellbefüllphase und einer Totzeit von 30 ms die Befül
lung abgebrochen wird, wird über den Algorithmus ermittelt,
daß der Kolben 50% seines Maximal- bzw. seines gesamten
Stellweges zurückgelegt hat. Der Füllgrad bzw. der Stellweg
wird dann bei 50% angenommen, wobei von diesem Punkt aus
gehend eine Bestimmung erfolgen kann, zu welcher Zeit die
Kupplung ihre vollständige Befüllung erreicht hat oder zu
welcher Zeit sie vollständig entleert sein wird.
Das die Kolbenposition beschreibende Befüllmodell be
inhaltet als Einflußparameter vorzugsweise auch die physi
kalische Randbedingungen der Kupplung und ihrer Ansteue
rung. Dabei werden neben den bereits beschriebenen Tempera
tureinflüssen und Systemelastizitäten auch insbesondere
Totzeiten des Gesamtsystems, wie beispielsweise des elek
tronischen Steuergerätes mit seinen Stromendstufen, der
Kupplung und der sie ansteuernden Hydraulik sowie deren
hydraulischer Ventile, berücksichtigt. Auch Hysteresen des
Gesamtsystems werden hier in die Bestimmung des aktuellen
Betriebspunktes der Kupplung mit einbezogen, welche insbe
sondere durch einen differierenden Wert der Reibkraft der
O-Ringreibung beim Befüllen und Entleeren der Kupplung entstehen.
Zusätzlich können System- bzw. Fertigungstoleranzen
durch geeignete Adaptionen des Zeit-Druck-Profiles des An
steuerdruckes p_K ausgeglichen werden.
Es versteht sich, daß die Anzahl der aufgezeigten Ein
flußparameter für das Befüllmodell weder vollständig noch
begrenzend ist. Vielmehr besteht bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren die Möglichkeit, in Abhängigkeit einer vorgegebe
nen Güte der Funktion zur Feststellung der Position des
Kolbens der Kupplung bzw. des Füllgrades der Kupplung auch
weitere Parameter zu berücksichtigen oder die Parameter
unterschiedlich in ihrem Einfluß zu gewichten. Auch besteht
die Möglichkeit, nur einige bestimmte Parameter in die Er
mittlung des Betriebszustandes der Kupplung einfließen zu
lassen.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann es auch vorgesehen sein, daß die Elastizitäten der
Kupplung oberhalb der 100%-Marke des Stellweges des Kolbens
über einen Filteralgorithmus herausgefiltert bzw. derart
ausgeglichen werden, daß das Zeit-Druck-Profil des Ansteu
erdruckes p_K gemäß Fig. 1 zeitversetzt abgebildet wird.
Eine derartige Vorgehensweise ist in Fig. 1 im Verlauf des
Ansteuerdruckes p_K mit einer strichlierten Linie darge
stellt. Damit wird vermieden, daß von der elektronischen
Steuereinheit eine Meldung ausgegeben wird, daß der Stell
weg des Kolbens am Punkt I bereits die 100%-Marke erreicht
hat.
In Fig. 2 sind verschiedene Betriebszustände der Kupp
lung dargestellt bzw. die Zustände wiedergegeben, welche
durch das Befüllmodell bzw. den Füllanzeiger nachgebildet
werden und auch realen Betriebszuständen der Kupplung im
Betrieb des Automatgetriebes entsprechen.
Zunächst wird mit einem Zustand S1 eine Initialisie
rung wiedergegeben, bei der beispielsweise ein Nullwert des
Füllgrades bzw. des Stellweges des Kolbens vorgegeben wird,
womit der Zustand einer leeren Kupplung, deren Kolben sich
in Ruheposition befindet, eingestellt wird. Dieser Zustand
der Kupplung wird durch den Zustand S2 wiedergegeben und
entspricht dem Bereich der Verläufe der Fig. 1, welcher
zeitlich vor dem Punkt A liegt.
Bei einem Übergang von dem Zustand S2 zu einem Zu
stand S3, welcher den Bereich zwischen den Punkten A und B
der Verläufe aus Fig. 1 repräsentiert, bildet der Algorith
mus einen Zustand der Kupplung ab, der der Befüllung der
Kupplung bei noch stehendem Kolben entspricht. Ein sich an
den Zustand S3 anschließender Zustand S4 stellt die Phase
der Verläufe aus Fig. 1 zwischen den Punkten B und C dar,
während der die Kupplung befüllt wird und der Füllgrad der
Kupplung bzw. der Stellweg des Kolbens zunimmt.
Der mit einem Zustand S5 dargestellte Betriebszustand
der Kupplung entspricht dem Bereich der Verläufe aus Fig. 1
zwischen den Punkten D und J, wobei die Kupplung in diesem
Bereich voll ist und der Füllgrad bzw. der Kolbenstellweg
einen Wert von mindestens 100% aufweist. Ein daran sich
anschließender Zustand S6 steht stellvertretend für den
Bereich der Verläufe aus Fig. 1 zwischen den Punkten J
und K, in welchem die Kupplung entleert wird und der Kolben
der Kupplung noch keine Veränderung seiner Position er
fährt.
In einem Zustand S7, der den Verläufen gemäß Fig. 1
zwischen den Punkten K und L entspricht, wird die Kupplung
weiter entleert, und der Kolben der Kupplung wird in Rich
tung seiner Ruheposition bewegt. Wenn diese erreicht ist,
befindet sich die Kupplung wieder in Zustand 2.
Mit diesem Zyklus ist der Ablauf einer Befüllung, ei
ner sich daran anschließenden Entleerung der Kupplung und
einer dazwischen liegenden Kraftflußübernahme im Automatge
triebe beschrieben, welche bei einer Zu- und einer an
schließenden Abschaltung der Kupplung erfolgen.
Die mit den Bezugszeichen 1 bis 4 näher bezeichneten
Pfeile bzw. Pfade zwischen den Zuständen S3, S4, S5, S6
und S7 stellen alle durch den Algorithmus bzw. das Befüll
modell erlaubten Zwischenübergänge zur Erhöhung der Sponta
neität und des Schaltkomforts zwischen diesen Betriebszu
ständen der Kupplung dar.
Im Gegensatz zu den eingangs beschriebenen bekannten
Verfahren kann hier bei Auftreten eines Abbruchkriteriums
im Bereich zwischen den Punkten A und B der Schaltung nach
Erreichen des Punktes B direkt von dem Zustand S3 in den
Betriebszustand S7 der Kupplung übergegangen werden, ohne
Einbußen der Schaltqualität zu erhalten. Dieser Übergang
ist durch den mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneten Pfeil in
Fig. 2 dargestellt.
Auch kann bei einem Signal zur Durchführung einer
Schaltung während des Betriebszustandes S7 der Kupplung
nach Erreichen des Punktes L direkt in die Befüllphase des
Zustands S3 übergangen werden. Dieser Zwischenpfad ist in
Fig. 2 mit dem unter den Bezugszeichen 4 näher bezeichneten
Pfeil wiedergegeben. Dieser Übergang ermöglicht es, daß die
Kupplung vor einer Wiederaufnahme einer Befüllphase nicht
vollständig entleert werden muß, was eine erhebliche Verzö
gerung bzw. Beeinträchtigung der Spontaneität des Getriebes
zur Folge hätte.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, von dem Be
triebszustand S4 der Kupplung, während dem die Kupplung
befüllt wird und der Kolben auf das Lamellenpaket der Kupp
lung zu bewegt wird, bei Vorliegen eines Abbruchkriteriums
der Schaltung direkt in den Zustand S7 überzugehen. Dieser
Zwischenpfad ist durch den mit dem Bezugszeichen 2 näher
bezeichneten Pfeil dargestellt. Dabei ergibt sich der Vor
teil, daß die Kupplung nicht erst die Zustände S5 und S6
durchlaufen muß, wodurch eine signifikante Erhöhung der
Spontaneität des Automatgetriebes erreicht wird.
Erfolgt während des Betriebszustandes S6 ein Schaltsi
gnal, kann aufgrund der Ermittlung des aktuellen Betriebs
punktes der Kupplung über den Algorithmus direkt in den
Zustand S5 der Kupplung zurückgesprungen werden, ohne die
vorgesehene Schaltung zu beeinträchtigen. Dieser Rücksprung
ist durch einen Pfeil 3 in Fig. 2 dargestellt.
Aus den beschriebenen Zwischenpfaden 1 bis 4 der
Fig. 2 wird nochmals besonders deutlich, wie spontan ein
Automatgetriebe mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrie
ben werden kann.
1
,
2
,
3
,
4
Zwischenpfad
A bis L Betriebspunkte der Kupplung
l_F Verlauf der Kolbenstellung bzw. des Füllgrads
l_M Verlauf des übertragenen Moments
l_p Verlauf des Ansteuerdrucks
p_K Ansteuerdruck einer Kupplung
p_K_sf Schnellfülldruck
p füll Fülldruck
M übertragenes Moment
S1 bis S7 Zustand
t Zeit
A bis L Betriebspunkte der Kupplung
l_F Verlauf der Kolbenstellung bzw. des Füllgrads
l_M Verlauf des übertragenen Moments
l_p Verlauf des Ansteuerdrucks
p_K Ansteuerdruck einer Kupplung
p_K_sf Schnellfülldruck
p füll Fülldruck
M übertragenes Moment
S1 bis S7 Zustand
t Zeit
Claims (8)
1. Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes ei
nes Kraftfahrzeuges mit einem Hydrauliksystem, mit einer
mit dem Hydrauliksystem verbundenen elektronischen Steuer
einheit und wenigstens einem über das Hydrauliksystem über
vorgegebene Zeit-Druck-Profile ansteuerbaren Schaltelement,
wobei das Schaltelement über die Zeit-Druck-Profile zu-
oder abgeschaltet wird, dadurch gekennzeich
net, daß in Abhängigkeit eines einer vorherigen An
steuerung des Schaltelementes zugrunde liegenden Zeit-
Druck-Profiles und eines zugeordneten, den Betriebspunkt
des Schaltelementes in Bezug auf einen Füllgrad und/oder
eine Stellung eines Kolbens des Schaltelementes repräsen
tierenden Profils über einen in der elektronischen Steuer
einheit abgelegten Algorithmus ein aktueller Betriebspunkt
des jeweils betrachteten Schaltelementes ermittelt wird,
auf welchem aufbauend eine Ansteuerung des Schaltelementes
erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die physikalischen Randbedingungen
des Schaltelementes und seiner Ansteuerung als Einflußpara
meter in den Algorithmus der elektronischen Steuereinheit
zur Ermittlung des aktuellen Betriebspunktes des Schaltele
mentes eingehen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß Totzeiten der Hydraulik und/oder
der elektronischen Steuereinheit Einflußparameter zur Er
mittlung des aktuellen Betriebspunktes des Schaltelementes
darstellen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, da
durch gekennzeichnet, daß Temperaturein
flüsse auf das Automatgetriebe Einflußparameter zur Ermitt
lung des aktuellen Betriebspunktes des Schaltelementes dar
stellen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß Systemelastizitäten des
Schaltelementes Einflußparameter zur Ermittlung des aktuel
len Betriebspunktes des Schaltelementes darstellen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß Hysteresen bezüglich
eines Verhaltens des Schaltelementes beim Zuschalten und
Abschalten Einflußparameter zur Ermittlung des aktuellen
Betriebspunktes des Schaltelementes darstellen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des ak
tuellen Betriebspunktes des Schaltelementes ein Filteralgo
rithmus vorgesehen ist, mit dem Elastizitäten des Schalte
lementes und/oder Totzeiten der Ansteuerung des Schaltele
mentes im Betrieb ausgeglichen werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß Bauteiltoleranzen des
Schaltelementes über definierte Adaptionen ausgeglichen
werden.
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