DE10158887A1 - Verfahren zur Berechnung eines Motoreingriffs einer Kupplung - Google Patents

Verfahren zur Berechnung eines Motoreingriffs einer Kupplung

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung eines Motoreingriffs (9) bei einem Schaltvorgang einer Kupplung, insbesondere einer Wandlerüberbrückungskupplung in einem Triebstrang eines Automatgetriebes. Dazu wird ein Modell aus Momentengleichungen des Triebstranges verwendet, welches den Motoreingriff (9) in drei Phasen unterteilt: einem Preeingrif in der ersten Schaltphase (2), einem Haupteingriff in der zweiten Schaltphase (3) und einem Posteingriff in der dritten Schaltphase (4). Der hauptsächliche Eingriff findet als Haupteingriff (3) während der Gleitphase (1) des Schaltvorganges statt. Ist dieser nicht oder nur teilweise möglich, wird der fehlende Anteil des Motoreingriffs (9) in Gegenrichtung im Preeingriff (2) realisiert. In dem Preeingriff (2) wird das Momentenniveau also erhöht oder erniedrigt, um zu Beginn der Gleitphase (1) eine Momentenänderung durchführen zu können. Dies ist wichtig, wenn beispielsweise bei Zugrückschaltungen kein positiver Motoreingriff (9) ausgegeben werden darf. Hier wird dann mit dem Preeingriff (2) das Momentenniveau reduziert. Die Durchführung des Pre- (2), Haupt- (3) und Posteingriffs (4) wird auf seine Durchführbarkeit geprüft.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung eines Motoreingriffs bei einem Schaltvorgang mit einer Kupplung, insbesondere einer Wandlerüberbrückungskupplung in einem Triebstrang eines Automatgetriebes.
  • Der Motoreingriff wird üblich während eines Schaltvorgangs durchgeführt, wobei durch einen zeitlich exakt gesteuerten Verlauf des Motormoments während der Schaltvorgänge eines automatischen Getriebes die Getriebe-Steuerung im Hinblick auf Schaltkomfort, Lebensdauer der Reibelemente und auf die übertragbare Leistung des Getriebes optimiert werden kann. Unter einem Motoreingriff sind dabei alle Maßnahmen zu verstehen, die es gestatten, während eines Schaltvorgangs im Getriebe das durch den Verbrennungsvorgang erzeugte Motormoment gezielt zu beeinflussen, insbesondere zu reduzieren.
  • Ein Motoreingriff lässt sich sowohl bei Hochschaltungen als auch bei Rückschaltungen anwenden. Primäres Ziel des Motoreingriffs bei Hochschaltungen ist es, die während des Schaltvorgangs in den Reibelementen erzeugte Verlustenergie zu verringern, indem während des Synchronisationsvorgangs das Motormoment reduziert wird, ohne die Zugkraft zu unterbrechen. Der hierdurch gewonnene Spielraum kann genutzt werden zur Erhöhung der Lebensdauer der Reibpartner durch Schleifzeitverkürzung.
  • In der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 56 320 A1 wird ein derartiges Verfahren vorgestellt, worin der Motoreingriff analytisch berechnet wird und in mehreren Phasen des Schaltvorganges durch eine Reduzierung des Motormoments erfolgt. Nachteilig an genannter Schrift ist, dass beispielsweise der Fall eines unerlaubten positiven Motoreingriffs beim Zugrückschalten nicht ausreichend geregelt ist beziehungsweise die vorgeschlagene Lösung sich als unkomfortabel erweist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Regelung des Motoreingriffs so zu optimieren, dass dieser bei Schaltvorgängen während besonderen Betriebszuständen durchführbar ist.
  • Diese Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Verfahren zur Berechnung eines Motoreingriffs gelöst.
  • Der Motoreingriff während Lastschaltungen wird in drei Phasen aufgeteilt: einem Preeingriff, einem Haupteingriff und einem Posteingriff. Der Preeingriff findet vor der Schaltphase statt und wirkt, bis der Synchronpunkt des alten Gangs verlassen ist. Der Haupteingriff wirkt bis der Synchronpunkt des neuen Gangs erreicht wird und der Posteingriff wirkt nach dem Erreichen des Synchronpunkts im neuen Gang bzw. nach der Schaltphase. Hauptsächlich wird der Motoreingriff als Haupteingriff während der tatsächlichen Schaltphase, der Gleitphase, durchgeführt.
  • Ausgehend von einem Schaltbefehl wird aus der Abtriebsdrehzahl und der Angabe des Gangsprungs zwischen zwei Drehzahlverhältnissen die Turbinendrehzahldifferenz zwischen dem Ist-Gang und dem Ziel-Gang bestimmt. Daraus wird mit einer Sollschleifzeit der zu erwartende Turbinendrehzahlgradient berechnet, welcher als Eingangsgröße für den Haupt- und Posteingriff verwendbar ist.
  • Mit dem Massenträgheitsmoment der Masse, welche die Drehzahländerung erfahren wird, ist es möglich den erforderliche Momentensprung zu berechnen. Der Momentensprung kann negativ oder positiv sein. Ob der Motoreingriff während der eigentlichen Schaltphase (Haupteingriff) ausführbar ist, wird vorab überprüft. Mögliche Beschränkungen bestehen bei der relativen Änderung des Motormomentes und durch das Vollastmoment und Schubmoment des Motors.
  • Ist der Motoreingriff als Haupteingriff nicht oder nur teilweise realisierbar, wird versucht, den fehlenden Anteil schon in Gegenrichtung als Preeingriff zu realisieren. Durch den Preeingriff wird das Momenteniveau erhöht oder erniedrigt, um zum Beginn der Gleitphase eine Momentenänderung durchführen zu können. Dies ist wichtig, wenn beispielsweise bei Zugrückschaltungen kein positiver Motoreingriff ausgegeben werden darf. Hier wird dann mit dem Preeingriff das Momentenniveau reduziert. Der Preeingriff wird ebenso auf bestehende Beschränkungen geprüft. Der realisierbare Preeingriff wird mit applizierbarer Zeitkonstante angefordert.
  • Am Ende des Schaltvorganges wird wieder die realisierbare Momentenänderung angefordert. Ein danach verbleibender Motoreingriff wird mit applizierbarer Zeitkonstante als Posteingriff durchgeführt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt in besonders vorteilhafter Ausführung eine Aufteilungslogik, die sowohl positive als auch negative Motoreingriffe beherrscht. Weiterhin ist es möglich über eine Schnittstelle zur Schaltablaufsteuerung Überschneidungen zwischen zuschaltender und abschaltender Kupplung bei der Momentenberechnung zu berücksichtigen. Wird das Motormoment geeignet eingestellt, kann das Wandlerüberbrückungskupplungsmoment und damit auch der Anlegedruck der Wandlerüberbrückungskupplung während des Schaltvorgangs konstant gehalten und eine damit verbundene zusätzliche Schwingungsanregung vermieden werden. Des weiteren ist es möglich, während des Schaltvorganges an den Schaltkupplungen das gewünschte Abtriebsmoment einzustellen. Dazu werden der Turbinendrehzahlgradient des laufenden Schaltvorganges und der Schlupf an der Wandlerüberbrückungskupplung über den Anlegedruck der Wandlerüberbrückungskupplung und das Motormoment beziehungsweise den Motoreingriff geregelt.
  • Als besonderen Vorteil der Erfindung erweist sich der geringe Applikationsaufwand. Der Motoreingriff wird anhand von Messgrößen berechnet und nicht mehr empirisch ermittelt und abgestimmt. Die Modellgleichungen weisen eine geringe Anzahl an physikalischen Parameter auf. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus Möglichkeit der Trennung von Abstimmung des Abtriebsmomentenverlauf und des Schaltvorgangs, d. h. die Fahrzeugbeschleunigung gestaltet sich unabhängig von definierten Schaltzeiten.
  • Weitere Vorteile gehen aus den folgenden Ausführungsbeispielen hervor.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen den zeitlichen Ablauf des Motoreingriffs bei Hoch- und Rückschaltungen.
  • In den Diagrammen in Fig. 1 und 2 stellt jeweils die obere Kurve den Drehzahlverlauf und die untere Kurve den erforderlichen Momentenverlauf dar.
  • In Fig. 1 sowie Fig. 2 ist der Motoreingriff 9 in drei Phasen unterteilt: Einer ersten Schaltphase 2 (Preeingriff), welche bis zur Gleitphase 1 wirkt, einer zweiten Schaltphase 3 (Haupteingriff) während der Gleitphase 1 und einer dritten Schaltphase 4 (Posteingriff) unmittelbar nach der Gleitphase 1.
  • Fig. 1 zeigt eine Hochschaltung von einer Drehzahl na 7 auf eine Drehzahl nb 8. Bereits vor der eigentlich Schaltung bzw. der Gleitphase 1 wird der Motoreingriff 9 in einer applizierbaren Zeit ta 5 reduziert, um einen positiven Momentensprung in der zweiten Schaltphase 3 während der Gleitphase 1 zu realisieren. Bei Erreichen der Drehzahl nb 8 bewirkt der Motoreingriff 9 in der dritten Schaltphase 4 innerhalb einer applizierbaren Zeit tb 6 die sprungartige Reduzierung des Momentes und die anschließende Erhöhung des Momentes auf das erforderliche Moment für die Drehzahl nb 8.
  • Fig. 2 zeigt in dem Diagramm eine Rückschaltung von einer Drehzahl nb 8 auf eine Drehzahl na 7. Hier wird lediglich das Moment zu Beginn der Gleitphase 1 bis zum Erreichen der Drehzahl na 7 reduziert. Bezugszeichen x Zeitkoordinate
    y Drehzahlkoordinate, Momentenkoordinate
    1 Gleitphase
    2 erste Schaltphase; Motoreingriff vor der Gleitphase (Preeingriff)
    3 zweite Schaltphase; Motoreingriff während der Gleitphase (Haupteingriff)
    4 dritte Schaltphase; Motoreingriff nach der Gleitphase (Posteingriff)
    5 applizierbare Zeitkonstante ta
    6 applizierbare Zeitkonstante tb
    7 Drehzahl na
    8 Drehzahl nb
    9 Motoreingriff

Claims (13)

1. Verfahren zur Berechnung eines Motoreingriffs (9) bei einem Schaltvorgang von einem ersten in ein zweites Übersetzungsverhältnis mit einer Kupplung, insbesondere einer Wandlerüberbrückungskupplung in einem Triebstrang eines Automatgetriebes, dadurch gekennzeichnet, dass der Motoreingriff (9) in einer ersten Schaltphase (2), einer zweiten Schaltphase (3) und einer dritten Schaltphase (4) erfolgt, wobei die Höhe und der Verlauf des Motoreingriffs (9) in den einzelnen Schaltphasen bedarfsmäßig aus Momentengleichungen des Triebstranges berechnet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltphase (2) bis zum Verlassen des Synchronpunkts des aktuellen Übersetzungsverhältnis und aufschießend die zweite Schaltphase (3) bis zum Erreichen des Synchronpunkts des neuen Übersetzungsverhältnis und die dritte Schaltphase (4) dem Erreichen des Synchronpunktes im neuen Übersetzungsverhältnis wirkt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein für den Schaltvorgang erforderlicher Momentensprung aus den Momentengleichungen berechenbar ist, wobei in den Momentengleichungen ein Massenträgheitsmoment einer durch den Schaltvorgang beschleunigten oder verzögerten Masse und die Winkelbeschleunigung einer Turbine eingesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung des Motoreingriffs (9) beim Schaltvorgang vorab überprüft wird, wobei der Motoreingriff (9) hauptsächlich in der zweiten Schaltphase (3) stattfindet.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei teilweiser Durchführbarkeit des Motoreingriffs (9) in der zweiten Schaltphase (3) der fehlende Anteil des Motoreingriffs (9) in Gegenrichtung in der ersten Schaltphase (2) durchführbar ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Motoreingriff (9) in den Schaltphasen auf seine Durchführbarkeit geprüft wird.
7. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Motoreingriff (9) in der ersten Schaltphase (2) mit einer applizierbaren Zeitkonstanten t_a (5) angefordert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Schaltvorganges die realisierbare Momentenänderung angefordert wird, wobei ein danach verbleibender Motoreingriff (9) in der dritten Schaltphase (4) mit applizierbarer Zeitkonstante t_b (6) herausgefahren wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass positive und negative Motoreingriffe (9) durchführbar sind.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Überschneidungen zwischen zuschaltender und abschaltender Kupplung berücksichtigbar sind.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Motoreingriff (9) in der ersten und der zweiten Schaltphase (2, 3) der Gradient einer Turbinen-Istdrehzahl als Eingangsgröße verwendbar ist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Moment und Druck der Wandlerüberbrückungskupplung während des Schaltvorgangs ohne zusätzliche Schwingungsanregung konstant haltbar ist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein gewünschtes Abtriebsmoment während eines Schaltvorganges einstellbar ist.
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DE102016222852A1 (de) * 2016-11-21 2018-05-24 Audi Ag Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe

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