DE10158890A1

DE10158890A1 - Verfahren zur Regelung einer Kupplung

Info

Publication number: DE10158890A1
Application number: DE2001158890
Authority: DE
Inventors: Thomas Rossmann; Dieter Neumann; Anton Fritzer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Kupplung, insbesondere einer Wandlerüberbrückungskupplung in einem Automatgetriebe, mit einem Berechnungsmodell für eine zu regelnde oder zu steuernde Strecke. DOLLAR A Benutzt wird ein Torsionsschwingungsmodell mit zwei bzw. drei Drehmassen: den Drehmassen des Motors, des Getriebes und des Fahrzeugs. Weiterhin werden Kopplungen zwischen den Drehmassen und den damit wirkenden Momenten berücksichtigt. Diese sind abhängig vom Betriebszustand des Fahrzeugs, welcher den Schaltzustand oder/und den gewählten Gang beschreibt. DOLLAR A Anhand des Modells und der Messgrößen Motor- und Turbinendrehzahl werden unbekannte Größen geschätzt. Erfindungsgemäß wird für die Schätzung ein Störmoment verwendet, welches den Summenfehler in der Momentenbilanz beschreibt. Vorteilhafte Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens sind zum einen die ereignisgetriggerte Erkennung, wann die Wandlerüberbrückungskupplung anliegt und ein Moment überträgt und zum anderen die Option, die Rollrichtung des Fahrzeugs zu erkennen und eine separate Drehrichtungserkennung einzusparen.

Description

Verfahren zur Regelung einer Kupplung, insbesondere einer Wandlerüberbrückungskupplung in einem Automatgetriebe mit einem Berechnungsmodell für eine zu regelnde oder zu steuernde Strecke.
Die Wandlerüberbrückungskupplung soll den verlustbehafteten Wandler überbrücken, also ausschalten, wenn es der Fahrbetrieb irgendwie erlaubt. Sie ist demnach zwischen Motor und Wandler eingefügt: Ein Kolben, verbunden mit dem Turbinenrad, ist als tellerförmiger Träger eines Reibbelags ausgeführt. Per Öldruck wird er je nach Bedarf gegen einen Gehäusedeckel gepresst, der seinerseits mit dem Pumpenrad in Verbindung steht. Auf diese Weise entsteht ein starrer und somit schlupffreier Durchtrieb.

Wann die Wandlerüberbrückungskupplung schließt oder öffnet bestimmt ein vom Autohersteller vorgegebenes Programm, das nach den Motoreigenschaften wirtschaftlich optimiert ist. In der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 44 697 A1 wird zur Adaption der Wandlerüberbrückungskupplung eine Zeitstufe gestartet und ein erneutes Verfahren zur Adaption nur dann durchgeführt, wenn die Zeitstufe einen Grenzwert überschreitet. In genannter Schrift wird also nach einer applizierbaren Zeit angenommen, dass der Kolben anliegt. Nachteilig ist, dass sowohl bei zu frühem als auch zu spätem Zeitpunkt der Übergang in den Regelbereich der Wandlerüberbrückungskupplung unkomfortabel werden kann.

Aufgabe dieser Erfindung ist es ein Verfahren zu bieten, welches das tatsächliche Anliegen des Kupplungskolben erkennt, und die Wandlerüberbrückungskupplung optimal in den Regeldruckbereich führt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisendes, gattungsgemäßes Verfahren zur Regelung einer Kupplung gelöst.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird häufig ein Beobachter benutzt. Grundlage für den Beobachter ist ein Modell der zu regelnden oder zu steuernden Strecke. Benutzt wird ein Torsionsschwingungsmodell mit zwei bzw. drei Drehmassen, den Drehmassen des Motors, des Getriebes- und des Fahrzeugs. Weiterhin werden Kopplungen zwischen den Drehmassen und den damit wirkenden Momente berücksichtigt. Diese sind abhängig vom Betriebszustand des Fahrzeugs, welcher den Schaltzustand oder/und den gewählten Gang beschreibt. Die Parameter des Systems sowie die wirkenden Momente sind nur mit Fehlern bekannt, wie zum Beispiel das Motormomentsignal, das hydraulische Wandlermoment anhand der Wandlerkennlinie, das Moment der Wandlerüberbrückungskupplung anhand des Druckes und der Übertragungsfähigkeitskennlinie. Der Beobachter schätzt anhand des Modells sowie der Messgrößen Motor- und Turbinendrehzahl die unbekannten Größen. Erfindungsgemäß verwendet der Beobachter dazu das Störmoment, welches den Summenfehler in der Momentenbilanz beschreibt.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit in vorteilhafter Weise die ereignisgetiggerte Erkennung, wann die Wandlerüberbrückungskupplung anliegt und ein Moment überträgt.

Zusätzlich bietet die Erfindung die Option, die Rollrichtung des Fahrzeugs über das Störmoment zu erkennen und eine separate Drehrichtungserkennung einzusparen. Dieser weitere Vorteil ergibt sich aus der üblichen Ansteuerung der Leerlaufregelung des Motors mit der vom Getriebe am Motor abgegriffene Moment. Dieses Moment wird von der Getriebesteuerung an die Motorsteuerung mitgeteilt. Im Leerlauf ergibt sich dies aus dem Wandlerpumpenmoment, das aus der Wandlerkennlinie mittels Motor- und Turbinendrehzahl errechnet wird. Das Problem besteht deshalb, weil keine Drehrichtungserkennung vorliegt, beispielsweise wird beim Rückwärtsrollen im Vorwärtsgang eine positive Drehrichtung angenommen wird, und dadurch ein fallendes anstatt in Wahrheit steigendes Pumpenmoment an den Motor wiedergegeben. Die falsche Vorsteuerung der Leerlaufregelung führt oft zum Abwürgen des Motors.

In vorliegender Erfindung ergibt sich bei einer falschen Drehrichtung ein falsches errechnetes Wandlerpumpenmoment, welches dazu führt, dass die Momentenbilanz nicht mehr stimmt. Dieser Fehler wird im Störmoment geschätzt. Das tatsächliche Getriebeaufnahmemoment errechnet sich damit aus der Summe des gerechneten Wandlerpumpenmoments und des Störmomentes. Eine separate Drehrichtungserkennung durch zusätzliche Sensoren ist damit entbehrlich und ein Motorabwürgen kann verhindert werden.

Claims

1. Verfahren zur Regelung einer Kupplung, insbesondere einer Wandlerüberbrückungskupplung, welche außerhalb einer Schaltung mit einem geregelten Druck angesteuert wird, in einem Automatgetriebe mit einem Berechnungsmodell für eine zu regelnde oder zu steuernde Strecke, welches verschiedene gemessene und geschätzte Größen verarbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnungsmodell als Torsionsschwingungsmodell mit mindestens zwei Drehmassen mit applikationsspezifischen Kopplungen ausgeführt ist und unbekannte Größen von einem Beobachter anhand des Berechnungsmodells geschätzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das Berechnungsmodell insbesondere die Drehmassen des Motors, des Getriebes oder des Fahrzeugs eingesetzt werden und die applikationsspezifischen Kopplungen betriebsabhängig ausgeführt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die applikationsspezifische Kopplung in einem unteren Gangbereich zwischen den Drehmassen des Getriebes und des Fahrzeuges als Feder-Dämpfersystem ausgebildet ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die im Berechnungsmodell wirkenden Drehmomente teilweise vom Betriebszustand des Fahrzeugs abhängig sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand den Betrieb des Fahrzeugs innerhalb oder außerhalb einer Schaltung oder einen hohen oder niedrigen Gang beschreibt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Berechnungsmodell die Drehmomente der Drehmassen mittels der jeweiligen Massenträgheit und Winkelbeschleunigung mittels einer Momentenbilanz ermittelt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment des Motors mittels der Momentenbilanz zwischen dem Produkt aus der Massenträgheit und der Winkelbeschleunigung des Motors und der Summe der Drehmomente des Motors abzüglich der Drehmomente einer Getriebepumpe, einer Wandlerpumpe einer Wandlerkupplung und eines Störmoments gebildet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment des Getriebes mittels der Momentenbilanz zwischen dem Produkt aus der Massenträgheit des Getriebes und der Winkelbeschleunigung einer Turbine und der Summe der Drehmomente der Turbine zuzüglich der Drehmomente einer Wandlerkupplung und eines Störmoments und abzüglich des Drehmomentes eines Triebstranges gebildet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment des Fahrzeugs mittels der Momentenbilanz zwischen dem Produkt aus der Massenträgheit des Fahrzeugs und einer Winkelbeschleunigung der Räder und dem Drehmoment des Triebstranges abzüglich eines Lastmomentes.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt, ab dem der Kupplungskolben anliegt und beginnt einen Moment zu übertragen durch eine Änderung der Momentenbilanz erkannt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung in dem Momentenbilanz im Störmoment geschätzt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerkupplung in einen Regelbetrieb geführt wird, sobald das Störmoment einen bestimmten Grenzwert übersteigt.

13. Verfahren nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerkupplung in einen Regelbetrieb geführt wird, wenn eine Maximalzeit überschritten ist.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anwendungsfall nach den Ansprüchen 10 bis 13 das Drehmoment der Wandlerkupplung in der Momentenbilanz nicht berücksichtigt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückwärtsrollen im Vorwärtsgang durch eine Unstimmigkeit in dem Momentenbilanz erkennbar ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Unstimmigkeit im Störmoment geschätzt wird und sich das tatsächliche Getriebedrehmoment aus der Summe des gerechneten Wandlerpumpenmomentes und des Störmoments ergibt.