DE10110780A1 - Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes - Google Patents

Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, bei dem ein elektronisches Steuergerät über Stellmittel die Beaufschlagung einer Kupplung mit einem Kupplungsdruck einstellt, wobei der Kupplungsdruck in Abhängigkeit eines Getriebeeingangsmomentes und einer Gangstufe als Kennlinie in dem elektronischen Steuergerät abgelegt wird. Der Kupplungsdruck einer im Kraftfluß stehenden Kupplung wird für einen Fahrzustand außerhalb einer Schaltung in Abhängigkeit der realen Übertragungsfähigkeit der Kupplung bestimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeuges nach der im Oberbeg­ riff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der Praxis bekannte konventionelle Automatgetriebe weisen üblicherweise einen hydrodynamischen Wandler mit einem nachgeschalteten Getriebe in Planetenbauart auf, wo­ bei der in einer jeweiligen Gangstufe wirksame Leistungsfluß innerhalb der Planetensätze durch Kupplungen bzw. Bremsen definiert wird. Zur Steuerung der Druckbeauf­ schlagung dieser Kupplungen ist in der Regel eine elektro­ nische Getriebesteuerung mit einem elektronischen Steuerge­ rät vorgesehen, welche beispielsweise über elektromagneti­ sche und elektrohydraulische Stellglieder den hydraulischen Druck, welcher zum Beispiel an einer Lamellenkupplung an­ liegt, einstellt. Dieser Befülldruck der Kupplung wird bei bekannten Getriebesteuerungen für einen Fahrzustand außer­ halb einer Schaltung in Abhängigkeit eines Getriebeein­ gangsmomentes bzw. Motormomentes und einer jeweiligen Gang­ stufe als Kennlinie in dem elektronischen Steuergerät abge­ legt.
Bei der Festlegung der Kupplungsdruck-Kennlinie wird in der Praxis ein minimaler Reibwert in Abhängigkeit von Bauteiltoleranzen und eventuell eintretenden Schädigungen der Kupplung berechnet, welcher neben dem rechnerisch not­ wendigen Druck in der Kupplung bei der Festlegung der Kenn­ linie berücksichtigt wird. Um Getriebeschädigungen zu ver­ meiden, wird bei der Festlegung der Kennlinie für den Kupp­ lungsdruck die "schwächste", das heißt die höchste Druckbeaufschlagung benötigende, im jeweiligen Gang geschaltete Kupplung herangezogen.
Da eine minimale Übertragungsfähigkeit der Kupplung auch bei einem möglichen Abfall des Reibwertes der Kupplung bzw. Bremse oder einer mangelhaften Momentenschnittstelle des Motors zu gewährleisten ist, sind die in dem elektroni­ schen Steuergerät abgelegten Kennlinien des Kupplungsdru­ ckes mit einer entsprechend großen Sicherheit appliziert, wodurch bei einem ordnungsgemäß funktionierenden System nachteilhafterweise sehr hohe Druckreserven bereitgehalten werden müssen, die allgemein zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades des Getriebes führen.
Trotz eines solchen, fest vorgegebenen Sicherheits- Offset für die Kennlinie des Kupplungsdruckes hat es sich gezeigt, daß bei einem extrem starken Abfall des Reibwertes der Kupplung bzw. Bremse oder bei der Detektierung eines falschen Motormomentes, aus dem sich das Getriebeeingangs­ moment berechnet, die üblichen Sicherheits-Offsets nicht ausreichend sind, um die Übertragungsfähigkeit der Kupplung sicherzustellen.
In der deutschen Patentanmeldung DE 100 10 815 wird ein Verfahren zum Steuern von Lastschaltungen eines Auto­ matgetriebes beschrieben, wobei bei der Berechnung des Druckverlaufes für eine während des Schaltvorganges erste, öffnende Kupplung und eine zweite, schließende Kupplung ein statisches Motormoment, ein dynamischen Motormoment, ge­ triebespezifische Parameter und zusätzlich ein eine Regel­ größe darstellendes Moment eingeht, dessen Wert in einer Getriebetoleranzen erfassenden Regelung derart bestimmt wird, daß eine Soll-Gleitzeit der Kupplung wenigstens annähernd eingehalten wird. Mit der Hinzuaddierung eines zu­ sätzlichen aus der Regelung gewonnenen Momentes zu dem durch Steuerung vorgegebenen statischen Motormoment und dynamischen Motormoment werden bauteilspezifische Toleran­ zen von der Elektronik des Automatgetriebes selbst erkannt, wodurch die Gleitzeit der Kupplungen so eingestellt werden können, daß eine theoretische Soll-Gleitzeit weder über­ schritten noch unterschritten wird. Des weiteren ist eine Adaption der Druckansteuerung der Kupplungen vorgesehen, mit der in vorteilhafter Weise Toleranzen, Streuungen und niederfrequente Änderungen von Kupplungsreibwerten und an­ deren die Schaltqualität beeinflussenden Parametern lang­ fristig ausgeglichen werden können und der Reglereingriff in nachfolgenden Schaltungen im gleichen Betriebszustand wieder abnimmt.
Das in der DE 100 10 815 beschriebene Verfahren be­ schränkt sich jedoch auf die Schaltphase während einer Lastschaltung und beeinflußt nicht die Kupplungsdruck-Kenn­ linie einer Kupplung außerhalb der Schaltphase.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah­ ren zur Steuerung eines Automatgetriebes eines Kraftfahr­ zeuges bereitzustellen, mit dem die Festlegung einer Kenn­ linie eines Kupplungsdruckes für einen Fahrzustand außer­ halb einer Schaltung derart verbessert wird, daß einerseits der Wirkungsgrad des Getriebes im Normalbetrieb verbessert wird und andererseits eine ausreichende Übertragungsfähig­ keit auch im Falle einer Getriebeschädigung sichergestellt ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Indem der Kupplungsdruck, welcher in Abhängigkeit ei­ nes Getriebeeingangsmomentes und einer Gangstufe als Kenn­ linie in dem elektronischen Steuergerät abgelegt wird, für einen Fahrzustand außerhalb einer Schaltung in Abhängigkeit der realen Übertragungsfähigkeit der Kupplung bestimmt wird, kann ein sehr kleiner Sicherheits-Offset gewählt wer­ den, wodurch die erforderlichen Druckreserven gering gehal­ ten werden können und der Wirkungsgrad des Getriebes ent­ sprechend verbessert wird.
Darüber hinaus bietet das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß das Auftreten einer mangelnden Übertra­ gungsfähigkeit der Kupplung und ein Kupplungsrutschen au­ ßerhalb von Schaltungen mit einer Schädigung bis zu einem Verbrennen der Kupplung sowie sich daraus ergebende Getrie­ beausfälle verhindert werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Be­ schreibung und der Zeichnung.
In der nachfolgenden Beschreibung werden ein in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestelltes Ausfüh­ rungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung sowie Aus­ führungsvarianten hierzu näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern eines Automat­ getriebes eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein elektronisches Steuergerät auf an sich bekannte Weise über elektromagneti­ sche und elektrohydraulische Stellmittel die Beaufschlagung einer Kupplung mit einem Kupplungsdruck (P_MOD) einstellt.
Der Kupplungsdruck P_MOD ist in üblicher Weise abhän­ gig von einem Getriebeeingangsmoment M_T, welches das Tur­ binenmoment bzw. Motormoment darstellt, und einer jeweili­ gen Gangstufe als Kennlinie für die in Frage kommenden Schaltungen und einen Fahrzustand außerhalb einer Schaltung in dem elektronischen Steuergerät abgelegt.
Gemäß dem in der Figur dargestellte Modul des elektro­ nischen Steuergerätes wird der Kupplungsdruck P_MOD einer im Kraftfluß stehenden Kupplung für einen Fahrzustand au­ ßerhalb einer Schaltung nunmehr in Abhängigkeit der realen Übertragungsfähigkeit der Kupplung bestimmt.
Hierzu wird außerhalb von Schaltungen in einem ersten Schritt S1 der Kupplungsdruck P_MOD, mit dem die Kupplung befüllt ist, soweit abgesenkt, bis ein Schlupf in einem weiteren Schritt S2 festgestellt wird.
In einem nachfolgenden Schritt S3 wird der Druckwert des Kupplungsdruckes P_MOD bei Erkennen des Schlupfes um einen verhältnismäßig kleinen Offset-Wert für die angefah­ rene Momentenklasse erhöht, so daß sich ein neuer Kupp­ lungsdruck P_MOD_NEU ergibt.
Indem der Offset-Wert, welcher deutlich kleiner ist als ein auf die Kennlinie des Kupplungsdruckes P_MOD ur­ sprünglich applizierter Sicherheits-Offset, in Abhängigkeit des Getriebeeingangsmomentes bestimmt wird, wird in vor­ teilhafter Weise berücksichtigt, daß eine pauschale Vorgabe des Offset-Wertes für das Gesamtsystem unterschiedliche Auswirkungen auf die Stützstellen im Getriebe hat. So kann ein pauschal vorgegebener Offset im Bereich eines Ausgangs­ wertes von 0 bar gegebenenfalls einen theoretischen Kupplungsdruck im Negativbereich ergeben, während der Offset bei einem großen anliegenden Getriebeeingangsmoment M_T nicht ausreichend sein kann. Die Bestimmung des zu dem Ba­ sisdruck des Kupplungsdruckes P_MOD zu addierenden Offset entsprechend dem anliegenden Getriebeeingangsmoment M_T trägt somit deutlich zu einer Qualitätsverbesserung des Verfahrens bei.
Im vorliegenden Fall wird der Offset in Abhängigkeit von Motormomentenklassen bestimmt, wobei der Korrekturwert für den Kupplungsdruck P_MOD außerhalb von Schaltungen vor­ zugsweise über die Momentenklassen gemittelt wird.
Um zu verhindern, daß bei einer etwaigen Schädigung einer Kupplung ein maximaler Kupplungsdruck P_MOD_MAX über­ schritten wird, wird dies in einem nachfolgenden Schritt S4 überprüft. Wenn in dem Verfahrensschritt S4 festgestellt wird, daß der neu berechnete Kupplungsdruck P_MOD_NEU grö­ ßer ist als der vordefinierte Maximalwert P_MOD_MAX, wird in einem nachfolgenden Schritt S5 ein Ersatzprogramm ge­ startet, mit den eine Gangstufe aktiviert wird, bei der die betroffene Kupplung nicht im Kraftfluß steht.
Falls der in dem Verfahrensschritt S4 neu ermittelte Kupplungsdruck P_MOD_NEU in einem zulässigen Bereich liegt, wird dieser in einem nachfolgenden Verfahrensschritt S6 als Kupplungsdruck P_MOD zur Korrektur der in dem elektroni­ schen Steuergerät abgelegten Kennlinie des Kupplungsdru­ ckes P_MOD herangezogen.
Dieses Modul zur Modifizierung des Kupplungsdru­ ckes P_MOD bzw. zur Korrektur der Kennlinie des Kupplungs­ druckes P_MOD in Abhängigkeit der realen Übertragungsfähigkeit der Kupplung kann als Überwachungsroutine ständig im Betrieb des Kraftfahrzeuges mitlaufen, wobei hier zum Bei­ spiel von Vorteil ist, daß bei einer einmaligen Schädigung des Getriebes dieses Ereignis mitberücksichtigt werden kann. Ein plötzlich auftretender Schlupf aufgrund einer Schädigung der Kupplung kann somit schnell mit einer Erhö­ hung des Kupplungsdruckes P_MOD beantwortet werden, so daß eine ausreichende Übertragungsfähigkeit der Kupplung auf­ rechterhalten wird.
Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, daß die Kupplungsdruck-Kennlinie beispielsweise am Bandende bei einem Fahrzeughersteller oder bei einem Getriebeprüflauf in einer Werkstatt der realen Übertragungsfähigkeit der Kupp­ lung angepaßt wird.
In einer Ausführungsvariante zu dem zuvor beschriebe­ nen Verfahren kann es auch vorgesehen sein, daß die den Kupplungsdruck P_MOD bestimmende Kennlinie in Abhängigkeit von Adaptionswerten korrigiert wird, welche bei einer vor­ herigen Adaption einer entsprechenden Kupplungsdruck- Kennlinie während einer Schaltung ermittelt wurden. Die Adaption des Kupplungsdruckes P_MOD während einer Schalt­ phase kann in unterschiedlicher Weise betrieben werden, wobei ein geeignetes Verfahren zur Adaption einer geregel­ ten Lastschaltung in Abhängigkeit des Getriebeeingangsmo­ mentes in der DE 100 10 815 geschrieben ist.
Anstelle der zuvor beschriebenen Absenkung des Kupp­ lungsdruckes P_MOD bis zu einem Schlupf der Kupplung werden nun die Adaptionswerte einer Kupplungsdruckadaption während einer laufenden Schaltung auf den Fahrbereich außerhalb der Schaltung übertragen, da es sich gezeigt hat, daß diese Adaptionswerte auch für den Fahrbetrieb außerhalb einer Schaltung mit entsprechenden Modifikationen nutzbar sind.
Die Adaptionen während einer laufenden Schaltung lie­ gen üblicherweise in einem Adaptionsbereich von -0,8 bar bis +1,2 bar und berücksichtigen reale Abweichungen im Kupplungsdruckaufbau und/oder einen Reibbeiwert und/oder Schnittstellenungenauigkeiten. Das heißt, es werden sowohl sich im Betrieb ergebende Abweichungen als auch bereits die Toleranzen und Adaptionen, welche am Bandende der Fertigung festgestellt wurden, berücksichtigt.
In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird die Kennlinie des Kupplungsdrucks P_MOD ursprünglich mit einem geringen Sicherheits-Offset appliziert, wobei diese Kennlinie nachfolgend entsprechend den Adaptionswerten ei­ ner Schaltungsadaption unter Berücksichtigung der jeweili­ gen Gangstufe und der vorliegenden Stützfaktoren im Getrie­ be korrigiert wird. Um von Anfang an den Betrieb mit einem sehr geringen Sicherheits-Offset und entsprechend geringen Druckreserven durchführen zu können, muß jedoch eine schnelle Adaption erfolgen, wobei die Korrektur der den Kupplungsdruck P_MOD bestimmenden Kennlinie für eine Kupp­ lung ausgeführt werden muß, bevor eine Gangstufe aktiviert wird, in der diese Kupplung im Kraftfluß steht.
Da die intelligente Getriebesteuerung die Übertra­ gungsfähigkeit der "schwächsten" zuschaltenden oder ab­ schaltenden Kupplung kennenlernen muß und die Adaptionswer­ te hierfür ermitteln muß, ist diese Verfahrensvariante nur bei Kupplungen möglich, welche nicht bereits ab dem ersten Gang oder in sämtlichen Gängen und bei jeder Schaltung ak­ tiviert sind. In einem solchen Fall bietet es sich jedoch an, das zuvor beschriebene Verfahren mit der Absenkung des Kupplungsdruckes P_MOD bis zu einem Schlupfen der Kupplung mit der Verfahrensvariante der Übertragung von während ei­ ner laufenden Schaltung gewonnenen Adaptionswerten bei der Korrektur der Kupplungsdruck-Kennlinie zu kombinieren.
Andererseits läßt sich das Verfahren mit der Korrektur der den Kupplungsdruck P_MOD bestimmenden Kennlinie in Ab­ hängigkeit von Adaptionswerten während einer Schaltung ge­ nerell anwenden, wenn die Kupplungsdruck-Kennlinie ur­ sprünglich mit einem großen Sicherheits-Offset appliziert wird und dann anschließend gemäß den während einer Schal­ tung gewonnenen Adaptionswerten korrigiert wird, wobei ne­ gative und/oder positive Adaptionswerte auf den Kupplungs­ druck P_MOD außerhalb der Schaltung übertragen werden. Ge­ genüber den zuvor beschriebenen Verfahrensvarianten ist hier jedoch das Verbesserungspotential geringer.
Bezugszeichen
M_T Getriebeeingangsmoment
P_MOD modifizierter Kupplungsdruck
P_MOD_MAX maximaler modifizierter Kupplungsdruck
P_MOD_NEU neuer modifizierter Kupplungdruck
S1 Verfahrensschritt
S2 Verfahrensschritt
S3 Verfahrensschritt
S4 Verfahrensschritt
S5 Verfahrensschritt
S6 Verfahrensschritt

Claims (10)

1. Verfahren zum Steuern eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein elektronisches Steuergerät über Stellmittel die Beaufschlagung einer Kupplung mit ei­ nem Kupplungsdruck P_MOD einstellt, wobei der Kupplungs­ druck (P_MOD) in Abhängigkeit eines Getriebeeingangsmomen­ tes (M_T) und einer Gangstufe als Kennlinie in dem elektro­ nischen Steuergerät abgelegt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kupplungsdruck (P_MOD) einer im Kraftfluß stehenden Kupplung für einen Fahrzustand außer­ halb einer Schaltung in Abhängigkeit der realen Übertra­ gungsfähigkeit der Kupplung bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kupplungsdruck (P_MOD) in der Kupplung reduziert wird, bis ein Schlupfen der Kupplung festgestellt wird, wobei der Druckwert bei Erkennen des Schlupfens plus einem Offset-Wert als neuer Kupplungs­ druck (P_MOD) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Offset-Wert in Abhängigkeit des Getriebeeingangsmomentes (M_T) bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Offset-Wert in Abhän­ gigkeit einer Motormomentenklasse bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Wert für den Kupplungsdruck (P_MOD), der größer als ein vordefinierter Maximalwert (P_MOD_MAX) ist, eine Gangstufe aktiviert wird, bei der die betroffene Kupplung nicht im Kraftfluß steht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Kupplungsdruckes (P_MOD) in Abhängigkeit der realen Über­ tragungsfähigkeit der Kupplung mittels einer Überwachungs­ routine durchgeführt wird, die aktiviert ist, wenn das Kraftfahrzeug in Betrieb ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kupplungs­ druck (P_MOD) bestimmende Kennlinie in Abhängigkeit von Adaptionswerten, welche bei einer vorherigen Adaption einer entsprechenden Kennlinie während einer Schaltung ermittelt wurden, korrigiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Korrektur der den Kupplungs­ druck (P_MOD) bestimmende Kennlinie ein für eine Schaltung ermittelter Offset-Wert unter Berücksichtigung der jeweili­ gen Gangstufe und Stützfaktoren herangezogen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Minimierung des Si­ cherheits-Offset die Korrektur der den Kupplungs­ druck (P_MOD) bestimmenden Kennlinie für eine Kupplung aus­ geführt wird, bevor eine Gangstufe aktiviert wird, an der diese Kupplung im Kraftfluß steht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schaltung, während der die zur späteren Korrektur des Kupplungsdruckes (P_MOD) außerhalb einer Schaltung herangezogenen Adap­ tionswerte ermittelt werden, eine in Abhängigkeit des Ge­ triebeeingangsmomentes (M_T) adaptierte, geregelte Last­ schaltung darstellt.
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