DE102006002122B4

DE102006002122B4 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102006002122B4
Application number: DE102006002122.3A
Authority: DE
Inventors: Klaus Steinhauser; Wolfgang Kösling; Reinhard Vollmar; Peter Schiele; Maurizio Vecchio; Alf Zwingenberger; Ruben Cüppers; Stefan Schneider; Rainer Wassner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2018-02-15
Anticipated expiration: 2026-01-18
Also published as: US20070167284A1; DE102006002122A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler (3), einer Getriebeeinrichtung (4) und einer Antriebsmaschine (2) während einer angeforderten Schaltung ausgehend von einer aktuellen Ist-Übersetzung (i_ist) in eine Ziel-Übersetzung (i_ziel), wobei in der Getriebeeinrichtung (4) bei Vorliegen eines Schaltsignals eine Übersetzungsänderung durch eine Reduzierung der Übertragungsfähigkeit eines zur Darstellung der Ist-Übersetzung (i_ist) in den Kraftfluss des Automatgetriebes (4) zugeschalteten Schaltelementes und durch eine gleichzeitige Vorbereitung eines zur Darstellung der angestrebten Ziel-Übersetzung (i_ziel) in den Kraftfluss der Getriebeeinrichtung (4) zuzuschaltenden Schaltelementes eingeleitet wird, wobei eine Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes (p_kab) des abzuschaltenden Schaltelementes derart in Abhängigkeit einer Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes (p_kzu) des zuzuschaltenden Schaltelementes eingestellt wird, dass die Ist-Drehzahl (n_t_ist) einer Turbine des Drehmomentwandlers während der Schaltung ausgehend von einer Synchrondrehzahl (n_t(”i_ist”)) der Turbine der Ist-Übersetzung (i_ist) in Richtung einer Synchrondrehzahl (n_t(”i_ziel”)) der Turbine der Ziel-Übersetzung (i_ziel) geführt wird, wobei die Soll-Vorgabe des Ansteuerdrucks (p_kab) des abzuschaltenden Schaltelementes bei Abweichen der Ist-Drehzahl (n_t_ist) von einer vordefinierten Soll-Vorgabe (n_t) der Drehzahl der Turbine größer als ein Schwellwert im Wesentlichen solange variiert wird, bis die Abweichung der Ist-Drehzahl (n_t_ist) zumindest kleiner als der Schwellwert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerdruck (p_kab) des abzuschaltenden Schaltelementes über eine Druckrampe reduziert wird, wobei der Zeitraum bis zum Erreichen des Schaltdruckwertes (p_kab_s) in Abhängigkeit des Getriebeeingangsmomentes und der Temperatur des Hydraulikfluids der Getriebeeinrichtung sowie in Abhängigkeit des Zeitpunkts steht, zu dem der Ansteuerdruck (p_kzu) des zuzuschaltenden Schaltelementes vom Füllausgleichsdruck (p_kzu_fa) in Richtung des Schaltdruckwerts (p_kzu_s) angehoben wird, zu dem das zuzuschaltende Schaltelement mit einer derartigen Übertragungsfähigkeit vorliegt, dass die Drehzahl (n_t) der Turbine von einem Niveau ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Bei aus der Praxis bekannten Automatgetrieben und Doppelkupplungsgetrieben werden angeforderte Übersetzungswechsel im Getriebe als so genannte Überschneidungsschaltungen umgesetzt. Dabei wird ein zur Darstellung einer Ist-Übersetzung des Automatgetriebes in den Kraftfluss eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs zugeschaltetes Schaltelement, wie eine reibschlüssige Lamellenkupplung, mittels eines variierbaren Zeit-Druck-Profils bzw. eines variierbaren Verlaufes eines hydraulischen Ansteuerdruckes des zugeschalteten Schaltelementes aus dem Kraftfluss geführt. Gleichzeitig wird ein zur Darstellung der durch die angeforderte Schaltung angestrebten Ziel-Übersetzung in den Kraftfluss des Antriebsstranges zuzuschaltendes Schaltelement mittels eines betriebszustandsabhängig variierbaren Verlaufes des Ansteuerdruckes des zuzuschaltenden Schaltelementes in den Kraftfluss zugeschaltet.
Um einen hohen Fahrkomfort gewährleisten zu können, ist der Übernahmepunkt, zu dem das im Antriebsstrang zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb geführte Drehmoment nicht mehr über das abzuschaltende Schaltelement sondern über das zuzuschaltende Schaltelement geführt wird, dahingehend zu optimieren, dass Unstetigkeiten im Verlauf des am Abtrieb anliegenden Drehmomentes möglichst vermieden werden.
Unstetigkeiten im Verlauf des am Abtrieb anliegenden Drehmomentes treten insbesondere in folgenden Betriebszuständen eines mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einem Automatgetriebe ausgeführten Antriebsstranges auf:
Weist die Übertragungsfähigkeit des abzuschaltenden Schaltelementes bei gestartetem Schaltablauf einer Hochschaltung in einem Betriebspunkt des Antriebsstranges einen Wert auf, zu dem das zwischen der Antriebsmaschine und dem Abtrieb des Fahrzeugs geführte Drehmoment nicht mehr vollständig über das Schaltelement führbar ist, und ist die Übertragungsfähigkeit des zuzuschaltenden Schaltelementes noch auf einem derartigen Niveau, dass das Drehmoment noch nicht – auch nicht teilweise – darüber führbar ist, steigt die Ist-Drehzahl der Turbine des Drehmomentwandlers gegenüber der Synchrondrehzahl der Ist-Übersetzung des Automatgetriebes an. Diese Abweichung wird allgemein als Flare bezeichnet.
Mit zunehmendem Anstieg der Übertragungsfähigkeit des zuzuschaltenden Schaltelementes wird die Ist-Drehzahl in Richtung der Synchrondrehzahl der Turbine der durch die Schaltung angestrebten Ziel-Übersetzung geführt. Die Veränderung der Drehzahl der Turbine führt bei Auftreten von Flare zu einer unerwünscht langen Zugkraftunterbrechung und auch Schaltzeit, da das zuschaltende Schaltelement im Wesentlichen erst bei Ereichen der Synchrondrehzahl der Turbine der Ziel-Übersetzung vollständig geschlossen werden kann, ohne den Schaltkomfort durch Schaltrucke in unerwünschtem Umfang zu beeinträchtigen.
Weist die Übertragungsfähigkeit des zuzuschaltenden Schaltelementes bei gestartetem Schaltablauf einer Zughochschaltung in einem Betriebspunkt des Antriebsstranges einen Wert auf, zu dem bereits ein Teil des zwischen der Antriebsmaschine und dem Abtrieb des Fahrzeuges geführten Drehmomentes über das Schaltelement führbar ist, und ist die Übertragungsfähigkeit des abzuschaltenden Schaltelementes noch auf einem derartigen Niveau, dass das Drehmoment noch wenigstens teilweise über das abzuschaltende Schaltelement führbar ist, unterschreitet die Ist-Drehzahl der Turbine des Drehmomentwandlers die Synchrondrehzahl der Ist-Übersetzung des Automatgetriebes sowie einen Soll-Verlauf der Drehzahl der Turbine im Übergangsbereich zwischen der Synchrondrehzahl der Turbine der Ist-Übersetzung und der der Synchrondrehzahl der Turbine der Ziel-Übersetzung. Diese Abweichung wird allgemein als Tie-up bezeichnet.
Mit abnehmender Übertragungsfähigkeit des abzuschaltenden Schaltelementes wird die Ist-Drehzahl in Richtung der Synchrondrehzahl der Turbine der durch die Schaltung angestrebten Ziel-Übersetzung geführt, wobei die Veränderung der Drehzahl der Turbine beim Auftreten von Tie-up zu einer abrupten Reduzierung des Antriebmomentes führt. Dies resultiert aus der Tatsache, dass das zuzuschaltende Schaltelement schon in größerem Umfang Drehmoment überträgt, obwohl das abzuschaltende Schaltelement noch auf der für diesen Betriebspunkt ausreichenden Übertragungsfähigkeit steht Dies führt ebenfalls zu den Schaltkomfort beeinträchtigenden Schaltrucken, da die Ist-Drehzahl der Turbine erst nach Druckabbau an die Übertragungsgrenze des abzuschaltenden Schaltelements und nach Drehmomentaufbau am zuzuschaltenden Schaltelement in Richtung Zielübersetzung läuft.
Zur Einstellung des optimalen Überschneidungspunktes bzw. des optimalen Übernahmezeitpunktes ist bei herkömmlich ausgeführten Automatgetrieben üblicherweise ein Regelalgorithmus vorgesehen, bei welchem eine Differenz zwischen einer Ist-Drehzahl einer Turbine eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers des Antriebsstranges und der Synchrondrehzahl der Turbine der Ist-Übersetzung eine Stellgröße darstellt, anhand der der für eine angestrebte Schaltgüte und dem davon abhängigen Fahrkomfort erforderliche Übernahmezeitpunkt vorgegeben wird.
Dabei wird der Ansteuerdruck des abzuschaltenden Schaltelementes während einer Überschneidungsschaltung ausgehend von einem Ansteuerdruckwert, zu dem das Schaltelement seine volle Übertragungsfähigkeit aufweist, zunächst über eine Druckrampe auf einen Ausgangsdruck abgesenkt und daran anschließend während mehrerer Phasen unter Berücksichtigung mehrerer Regelparameter reduziert, die in Abhängigkeit von verschiedenen Eingangsgrößen variierbar sind. Die Übertragungsfähigkeit des abzuschaltenden Schaltelementes wird in Abhängigkeit das jeweils aktuell am abzuschaltenden Schaltelement anliegenden Drehmomentes derart eingestellt, dass die Differenz zwischen der Ist-Drehzahl der Turbine und der Synchrondrehzahl der Turbine der Ist-Übersetzung während der gesamten Überschneidungsschaltung minimal ist.
Gleichzeitig wird das zuzuschaltende Schaltelement während einer Schnellfüllphase und einer sich daran anschließenden Druckausgleichsphase für die Zuschaltung vorbereitet, wobei der Ansteuerdruck des zuzuschaltenden Schaltelementes am Ende der Druckausgleichsphase angehoben wird, damit das zuzuschaltende Schaltelement die für die Zuschaltung in den Kraftfluss des Automatgetriebes erforderliche Übertragungsfähigkeit aufweist. Dabei bewirkt das Anheben der Übertragungsfähigkeit des zuzuschaltenden Schaltelementes, dass die Ist-Drehzahl der Turbine in Richtung der Synchrondrehzahl der Turbine der Ziel-Übersetzung geführt wird.
Derartige Steuerungsverfahren sind beispielsweise aus der DE 195 11 996 C1 und DE 100 56 578 A1 bekannt.
Ständig steigende Anforderungen an die Spontaneität eines Automatgetriebes sowie an die Schaltqualität über den gesamten Betriebsbereich eines Antriebsstranges bedingen, dass sowohl die Regelparameter als auch die Übergänge zwischen den Regelphasen einer Überschneidungsschaltung durch eine Vielzahl von Maßnahmen zu beeinflussen sind, um diese einerseits in entsprechender Form an die gestellten Anforderungen anpassen zu können und andererseits die gegebenen und betriebszustandsabhängigen Reaktionszeiten des zu beeinflussenden Systems berücksichtigen zu können. Zusätzlich werden die Anforderungen auch durch den geregelten Betrieb der Reibpaarungen im Bereich der Schaltelemente über alle Baugrößen, Temperatur-, Drehzahl- und Pressungsbereiche in erheblichem Umfang erhöht.
Die aus der Praxis bekannte Vorgehensweise stellt somit ein äußerst komplexes System dar, welches über den gesamten Betriebsbereich eines Antriebsstranges nachteilhafterweise nur mit hohem Steuer- und Regelaufwand betreibbar ist, um die angestrebte Schaltgüte und den davon abhängigen Fahrkomfort zu erreichen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen, mittels dem eine gewünschte Schaltgüte und ein hoher Fahrkomfort auf einfache Art und Weise erzielbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, einer Getriebeeinrichtung und einer Antriebsmaschine während einer angeforderten Schaltung, vorzugsweise einer Hochschaltung, ausgehend von einer aktuellen Ist-Übersetzung in eine Ziel-Übersetzung wird in der Getriebeeinrichtung bei Vorliegen eines Schaltsignals eine Übersetzungsänderung von der Ist-Übersetzung in die Ziel-Übersetzung durch eine Reduzierung der Übertragungsfähigkeit eines zur Darstellung der Ist-Übersetzung in den Kraftfluss des Automatgetriebes zugeschalteten Schaltelementes und durch eine gleichzeitige Vorbereitung eines zur Darstellung der angestrebten Ziel-Übersetzung in den Kraftfluss der Getriebeeinrichtung zuzuschaltenden Schaltelementes eingeleitet.
Erfindungsgemäß wird eine Soll-Vorgabe des Ansteuerdrucks des abzuschaltenden Schaltelementes derart in Abhängigkeit einer Soll-Vorgabe des Ansteuerdrucks des zuzuschaltenden Schaltelementes, die vorzugsweise in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Antriebsstranges variierbar ist, eingestellt, dass die Ist-Drehzahl einer Turbine des Drehmomentwandlers während der Schaltung ausgehend von einer Synchrondrehzahl der Turbine der Ist-Übersetzung in Richtung einer Synchrondrehzahl der Turbine der Ziel-Übersetzung geführt wird. Der Soll-Verlauf des Ansteuerdrucks des abzuschaltenden Schaltelementes wird bei Abweichen der Ist-Drehzahl der Turbine von einer vordefinierten Soll-Vorgabe der Drehzahl der Turbine, insbesondere auch im Übergangsbereich zwischen der Synchrondrehzahl der Turbine der Ist-Übersetzung und der Synchrondrehzahl der Turbine der Ziel-Übersetzung, größer als ein Schwellwert im Wesentlichen solange variiert, bis die Abweichung der Drehzahl der Turbine kleiner als der Schwellwert ist.
Das bedeutet, dass das aus der Praxis bekannte aufwändige Ansteuerungssystem mit einen Regelalgorithmus nunmehr durch eine vereinfachte Ansteuerung der an der Überschneidungsschaltung beteiligten Schaltelemente der Getriebeeinrichtung ersetzt ist, bei der das abzuschaltende Schaltelement in Abhängigkeit der Soll-Vorgabe des Ansteuerdrucks des zuzuschaltenden Schaltelementes angesteuert wird.
Die erfindungsgemäße Ansteuerung bietet neben der vereinfachten Durchführung einer Überschneidungsschaltung zusätzlich vorteilhafterweise die Möglichkeit, toleranzbedingte und/oder verschleißbedingte Streuungen im Ansteuerverhalten des zuzuschaltenden Schaltelementes durch geeignete und an sich bekannte Adaptionsroutinen auszugleichen. Zudem ist mit der vorgeschlagenen Vorgehensweise auch auf einfache Art und Weise gewährleistet, dass der zur Erzielung einer angestrebten Schaltgüte und eines damit einhergehenden Fahrkomforts vorgesehene Verlauf der Soll-Vorgabe des Ansteuerdrucks des zuzuschaltenden Schaltelementes vom angesteuerten System „Antriebsstrang” eingehalten werden kann.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Es zeigt:
1 eine stark schematisierte Darstellung eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs;
2 mehrere miteinander korrespondierende Verläufe von Betriebsparametern verschiedener Bauteile des Antriebsstranges gemäß 1 während einer Einfachzughochschaltung;
3 einen Verlauf einer Soll-Vorgabe der Drehzahl einer Turbine eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers und einen davon abweichenden Verlauf der Ist-Drehzahl der Turbine sowie damit korrespondierende Verläufe des Ansteuerdrucks des abzuschaltenden Schaltelementes und des zuzuschaltenden Schaltelementes und
4 eine im Wesentlichen 3 entsprechende Darstellung von Verläufen der Turbinendrehzahl und des Ansteuerdruckes des abzuschaltenden Schaltelementes während einer Zughochschaltung bei auftretendem Flare.
1 zeigt einen Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs in stark schematisierter Darstellung. Der Antriebsstrang 1 umfasst unter anderem eine Antriebsmaschine 2, einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 3 mit einer Turbine als Anfahrelement, eine als Automatgetriebe ausgeführte Getriebeeinrichtung 4 zum Darstellen verschiedener Übersetzungen und einen Abtrieb 5.
Im Zugbetrieb des Antriebstranges 1 wird ein Antriebsmoment der Antriebsmaschine 2 über den hydrodynamischen Drehmomentwandler 3 und das Automatgetriebe 4 in der jeweils in dem Automatgetriebe 4 eingestellten Übersetzung entsprechend transformierten Höhe auf den Abtrieb 5 des Fahrzeugs geführt. Im Schubbetrieb des Antriebsstranges 1 wird ein Drehmoment im Antriebsstrang 1 ausgehend vom Abtrieb 5 über das Automatgetriebe 4 und den hydrodynamischen Drehmomentwandler 3 in Richtung der Antriebsmaschine 2 geführt.
In einem Getriebesteuergerät 6 werden unter anderem anhand der in 2 dargestellten Betriebszustandsparameter unter Verwendung verschiedener in dem Getriebesteuergerät 6 abgelegter Schaltkennfelder die jeweils für den aktuellen Betriebszustand unter Berücksichtigung einer gewünschten bzw. ausgewählten Fahrstrategie jeweils entsprechenden Übersetzungen bestimmt, die wiederum in Form einer Schaltanforderung bzw. eines Schaltsignals an das Automatgetriebe 4 ausgegeben und damit angefordert werden.
Zusätzlich ist das Getriebesteuergerät 6 über einen CAN-Bus 7 mit einem Motorsteuergerät 8 verbunden, so dass eine Kommunikation zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Automatgetriebe 4 zur betriebszustandsabhängigen Steuerung und Regelung des Antriebsstranges 1 vorgesehen ist.
In 2 sind mehrere Verläufe von Betriebszustandsparametern verschiedener Bauteile des Antriebsstranges 1 übereinander dargestellt, welche miteinander korrespondieren und die sich während einer Hochschaltung ausgehend von einer Ist-Übersetzung i_ist in eine Ziel-Übersetzung i_ziel des Getriebes 4 einstellen.
Ein mit V1 bezeichneter Verlauf gibt den Status der Hochschaltung an, wobei der Wert 0 des Verlaufes V1 angibt, dass von der Getriebesteuerung kein Schaltsignal anliegt. Nimmt der Verlauf V1 den Wert 1 an, liegt ein Schaltsignal vor, welches die als Überschneidungsschaltung ausgeführte Hochschaltung auslöst.
Zudem sind neben dem Verlauf V1 der Verlauf eines Momenteneingriffs me_sas der Getriebesteuerung auf die Antriebsmaschine 2, der Verlauf einer Ist-Drehzahl n_t_ist und einer Soll-Vorgabe der Drehzahl n_t einer Turbine des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 3 aus 1 sowie Verläufe von Ansteuerdrücken p_kab, p_kzu von während der Durchführung der angeforderten Schaltung anzusteuernden Schaltelementen, um diese aus dem Kraftfluss abzuschalten oder in diesen zuzuschalten, stark schematisiert gezeigt.
Zu einem Zeitpunkt T_0 liegt vom Getriebesteuergerät 6 zunächst noch kein Schaltsignal an der Getriebeeinrichtung bzw. an dem Automatgetriebe 4 an. Die Ist-Drehzahl n_t_ist entspricht zum Zeitpunkt T_0 sowohl der Soll-Vorgabe der Drehzahl n_t der Turbine als auch der Synchrondrehzahl n_t(”i_ist”) der Turbine der Ist-Übersetzung i_ist.
Das abzuschaltende Schaltelement wird zum Zeitpunkt T_0 mit Systemdruck p_sys angesteuert und ist in diesem Zustand vollständig geschlossen. Das bedeutet, dass das bei der später angeforderten Schaltung abzuschaltende Schaltelement zu diesem Zeitpunkt seine volle Übertragungsfähigkeit aufweist und ein an dem abzuschaltenden Schaltelement anstehendes Drehmoment vollständig und schlupffrei von diesem übertragen wird.
Zum Zeitpunkt T_1 liegt am Automatgetriebe 4 eine getriebesteuergerätseitige Schaltanforderung ausgehend von der aktuellen Ist-Übersetzung i_ist in Richtung einer Ziel-Übersetzung i_ziel an, wobei der Ansteuerdruck p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes vom Systemdruck p_sys auf einen Haltedruckwert p_kab_h abgesenkt wird. Das abzuschaltende Schaltelement ist bei anliegendem Haltedruckwert p_kab_h nach wie vor vollständig geschlossen und wird schlupffrei betrieben. Der Haltedruckwert p_kab_h stellt einen Druckwert dar, von dem ausgehend eine weitere Druckabsenkung des Ansteuerdrucks p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes eine derartige Veränderung der Übertragungsfähigkeit des abzuschaltenden Schaltelementes bewirkt, dass das abzuschaltende Schaltelement in einen Schlupfbetrieb übergeht.
Das zuzuschaltende Schaltelement wird zum Zeitpunkt T_0 mit seinem Öffnungsdruck p_kzu_o angesteuert, zu dem das zuzuschaltende Schaltelement kein Moment überträgt.
Nach einem zeitlich auf den Zeitpunkt T_1 folgenden Zeitpunkt T_2 wird das zuzuschaltende Schaltelement während einer Schnellbefüllphase mit einem Schnellfülldruck p_kzu_sf und einer sich daran anschließenden Druckausgleichsphase mit einem Füllausgleichsdruck p_kzu_fa für das Zuschalten in den Kraftfluss des Antriebsstranges 1 bzw. das Schließen vorbereitet, wobei die Schnellbefüllphase zu einem Zeitpunkt T_3 und die Füllausgleichsphase zu einem Zeitpunkt T_4 beendet ist.
Anschließend an die Druckausgleichsphase wird der Ansteuerdruck p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes bis zu einem Zeitpunkt T_5 auf einen Schaltdruckwert p_kzu_s über eine Druckrampenfunktion angehoben, zu dem das zuzuschaltende Schaltelement mit einer derartigen Übertragungsfähigkeit vorliegt, dass die Ist-Drehzahl n_t der Turbine mit zunehmender Zeit t von einem Niveau der Synchrondrehzahl n_t(”i_ist”) der Turbine der Ist-Übersetzung i_ist in Richtung der Synchrondrehzahl n_t(”i_ziel”) der Turbine der Ziel-Übersetzung i_ziel in der in 2 durch den Verlauf der Soll-Vorgabe der Drehzahl n_t der Turbine dargestellten Art und Weise geführt wird.
Dabei teilt sich die Soll-Vorgabe der Drehzahl n_t der Turbine in 2 im Wesentlichen in drei Bereiche auf. In einem ersten Bereich, der sich vom Zeitpunkt T_1 im Wesentlichen bis zum Zeitpunkt T_5 erstreckt, entspricht die Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine der Synchrondrehzahl n_t(”i_ist”) der Ist-Übersetzung i_ist. Ein zweiter Bereich, der sich im Wesentlichen zwischen dem Zeitpunkt T_5 und einem weiteren Zeitpunkt T_6 erstreckt, des vordefinierten und variierbaren Verlaufs der Soll-Vorgabe n_t der Drehzahl der Turbine stellt einen Übergangsbereich zwischen der Synchrondrehzahl n_t(”i_ist”) der Turbine der Ist-Übersetzung i_ist und der Synchrondrehzahl n_t(”i_ziel”) der Turbine der Ziel-Übersetzung i_ziel dar. An diesen zweiten Bereich der Soll-Vorgabe n_t der Drehzahl der Turbine schließt sich der dritte Bereich an, in dem die Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine der Synchrondrehzahl n_t(”i_ziel”) der Turbine der Ziel-Übersetzung i_ziel entspricht.
Zu einem Zeitpunkt T_7, welcher vorliegend dem Zeitpunkt T_4 vorgelagert ist, wird der Ansteuerdruck p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes ausgehend vom Haltedruckwert p_kab_h in Richtung des Schaltdruckwerts p_kab_s abgesenkt, zu dem das abzuschaltende Schaltelement mit einer Übertragungsfähigkeit vorliegt, dass die Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine – von dem zuzuschaltenden Schaltelement geführt – der Soll-Vorgabe n_t der Drehzahl der Turbine in Richtung der Synchrondrehzahl (n_t(”i_ziel”) der Turbine der Ziel-Übersetzung i_ziel folgt.
Am Ende der Füllausgleichsphase, d. h. ab dem Zeitpunkt T_4, wird das zuzuschaltende Schaltelement noch mit dem Füllausgleichdruck p_kzu_fa angesteuert, zu dem die Übertragungsfähigkeit des zuzuschaltenden Schaltelementes im Wesentlichen Null ist, wobei eine davon ausgehende Erhöhung des Ansteuerdruckes p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes einen sofortigen Anstieg der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes bewirkt.
Sowohl der Ansteuerdruck p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes als auch der Ansteuerdruck p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes werden nach Erreichen der Schaltdruckwerte p_kab_s bzw. p_kzu_s während einer geregelten Lastschaltphase derart eingestellt, dass die Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine zwischen den Zeitpunkten T_5 und T_6 in der in 2 dargestellten Art und Weise möglichst harmonisch und ohne Unstetigkeiten im Verlauf der Drehzahl n_t der Turbine von der Synchrondrehzahl n_t(”i_ist”) der Ist-Übersetzung auf die Synchrondrehzahl n_t(”i_ziel”) der Turbine der Zielübersetzung i_ziel geführt wird.
Frühestens zu einem Zeitpunkt T_8, jedoch spätestens zu einem Zeitpunkt T_8A, wird der Ansteuerdruck p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes auf den Öffnungsdruckwert p_kab_o, zu dem die Übertragungsfähigkeit des abzuschaltenden Schaltelementes im Wesentlichen Null ist, abgesenkt und der Verlauf der Ist-Drehzahl n_t der Turbine im Wesentlichen nur noch über die Übertragungsfähigkeit des zuzuschaltenden Schaltelementes eingestellt, wenn die Übertragungsfähigkeit des zuzuschaltenden Schaltelementes zur Führung der Ist-Drehzahl der Turbine ausreichend hoch ist. Dabei steht die Auswahl des Abschaltzeitpunktes in dem von den Zeitpunkten begrenzten Zeitraum in Abhängigkeit der aktuellen Übertragungsfähigkeit des zuzuschaltenden Schaltelementes.
Kurze Zeit vor dem Zeitpunkt T_6 wird der Ansteuerdruck p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes ausgehend von einem Zwischendruckwert p_kzu_zw über Rampenfunktionen auf den Haltedruckwert p_kzu_h bzw. auf den Systemdruckwert p_sys geführt, zu dem das zuzuschaltende Schaltelement vollständig geschlossen ist und seine volle Übertragungsfähigkeit aufweist.
Zu einem Zeitpunkt T_9, zu dem der Ansteuerdruck p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes dem Öffnungsdruckwert p_kab_o entspricht und zu dem der Ansteuerdruck p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes im Wesentlichen dem Systemdruck p_sys entspricht, ist die angeforderte Schaltung beendet.
Zusätzlich ist ein mit dem in 2 dargestellten idealisierten Verlauf der Soll-Vorgabe der Drehzahl n_t der Turbine korrespondierender Verlauf des am Abtrieb anstehenden Abtriebsmomentes m_ab dargestellt, der zur Einstellung eines möglichst hohen Fahrkomforts in der in 2 gezeigten Form angestrebt wird.
Das Abtriebsmoment m_ab weist vorliegend im Wesentlichen zwischen dem Zeitpunkt T_0 und einem dem Zeitpunkt T_5 vorgelagerten Zeitpunkt T_10 einen im Wesentlichen konstanten Verlauf auf. Kurz bevor die Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine ausgehend von der Synchrondrehzahl n_t(”i_ist”) der Turbine der Ist-Übersetzung i_ist in Richtung der Synchrondrehzahl n_t(”i_ziel”) der Turbine der Zielübersetzung i_ziel geführt wird, sinkt das Abtriebsmoment m_ab aufgrund der herabgesetzten Übertragungsfähigkeit des abzuschaltenden Schaltelementes in der in 2 dargestellten Art und Weise zwischen den Zeitpunkten T_10 und T_5 ab, wobei das Abtriebsmoment m_ab bei dem in 2 idealisiert dargestellten Verlauf des Abtriebsmomentes m_ab zum Zeitpunkt T_5 sein Minimum aufweist. Anschließend steigt das Abtriebsmoment m_ab aufgrund der steigenden Übertragungsfähigkeit des zuzuschaltenden Schaltelementes wieder an und bleibt im Wesentlichen bis zum Zeitpunkt T_6 konstant auf diesem Wert, wobei das Niveau des Abtriebsmomentes zwischen den Zeitpunkten T_11 und T_6 von der jeweils angeforderten Schaltung abhängt. Das bedeutet, dass das Niveau beispielsweise bei sportlicheren Schaltungen höher liegt und bei einem ökonomischeren Fahrverhalten auf einem niedrigeren Niveau eingestellt wird.
Zum Zeitpunkt T_6, zu dem die Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine der Synchrondrehzahl n_t(”i_ziel”) der Turbine der Zielübersetzung i_ziel entspricht, sinkt das Abtriebsmoment m_ab sprungartig auf den mit der Zielübersetzung i_ziel korrespondierenden Drehmomentwert ab.
Die zwischen dem Zeitpunkt T_10 und T_11 auftretende Unstetigkeit des Abtriebsmomentes m_ab wird während der Durchführung einer angeforderten Hochschaltung durch fertigungstoleranzbedingte und/oder verschleißbedingte Streuungen im Ansteuerverhalten des zuzuschaltenden Schaltelementes und/oder des abzuschaltenden Schaltelementes unter Umständen in einem derartigen Umfang verstärkt, dass das Abtriebsmoment in einem in 2 durch die strichlierte Linie wiedergegebenen Umfang absinkt, so dass ein Fahrkomfort während der Hochschaltung in unerwünschtem Umfang beeinträchtigt wird.
Die Streuungen im Ansteuerverhalten äußern sich speziell im Bereich der Turbine durch das so genannte Flare-Phänomen bzw. das so genannte Tie-up-Phänomen, wobei die Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine bei Auftreten von Flare größer als die Synchrondrehzahl n_t(”i_ist”) der Turbine der Ist-Übersetzung i_ist ist und der Verlauf der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine einen in 3 und 4 dargestellten Anstieg gegenüber dem Verlauf der Soll-Vorgabe n_t der Drehzahl der Turbine aufweist.
Das Ansteigen der Ist-Drehzahl n_t_ist wird dadurch ausgelöst, dass der Abtrieb eines Fahrzeuges sowohl im Bereich des abzuschaltenden Schaltelementes als auch im Bereich des zuzuschaltenden Schaltelementes vom turbinenseitigen Teil des Antriebsstranges derart stark entkoppelt ist, dass die Turbine vom Antriebsmoment der Antriebsmaschine stärker beschleunigt wird als der abtriebsseitige Teil des Antriebsstranges, wobei sowohl das abzuschaltende Schaltelement als auch das zuzuschaltende Schaltelement sich in diesem Betriebszustand des Antriebsstranges im Schlupfbetrieb befinden. Der Anstieg der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine bzw. Flare ist jedoch unerwünscht, da es einerseits zu Unstetigkeiten im Verlauf des Abtriebsmomentes m_ab führt und andererseits eine Schaltzeit aufgrund der während der Schaltung zusätzlich zu überwindenden Differenzdrehzahl zwischen der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine und der Synchrondrehzahl n_t(”i_ziel”) der Ziel-Übersetzung i_ziel in unerwünschtem Umfang verlängert.
Bewirken die Streuungen im Ansteuerverhalten des zuzuschaltenden Schaltelementes und des abzuschaltenden Schaltelementes einen Tie-up, sinkt die Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine unter die Synchrondrehzahl n_t(”i_ist”) der Turbine der Ist-Übersetzung i_ist ab. Dies wird dadurch ausgelöst, dass sowohl das zuzuschaltende Schaltelement als auch das abzuschaltende Schaltelement mit derart hohen Übertragungsfähigkeiten vorliegen, dass sich diese behindern und im Antriebsstrang Verspannungen auftreten, die ein Abwürgen der Antriebsleistung der Antriebsmaschine 2 in Form von im Getriebe umlaufender Blindleistung zur Folge haben, wodurch ebenfalls unerwünschte Unstetigkeiten im Verlauf des Abtriebsmomentes m_ab bewirkt werden.
Grundsätzlich wird der Verlauf des Ansteuerdruckes p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes in Abhängigkeit der Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes in der zu 2 vorbeschriebenen Art und Weise eingestellt. Tritt jedoch während der angeforderten Schaltung eine unerwünscht hohe Abweichung, d. h. größer als ein Schwellwert, der Ist-Drehzahl n_t_ist von der Synchrondrehzahl (n_t(”i_ist”) der Ist-Übersetzung i_ist in Form von Flare auf, wird die Soll-Vorgabe des Ansteuerdrucks p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes in der nachfolgend zu 3 und 4 beschriebenen Art und Weise unabhängig von der Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes dahingehend variiert, dass die Abweichung zwischen der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine von der Synchrondrehzahl (n_t(”i_ist”) der Turbine möglichst harmonisch und ohne Unstetigkeiten im Verlauf des Abtriebsmomentes m_ab zu erzeugen reduziert wird.
Bezug nehmend auf 3 und 4 wird die bei Auftreten von Flare vorgesehene Ansteuerung des abzuschaltenden Schaltelementes nachfolgend näher beschrieben. 4 zeigt einen vergrößerten Bereich der in 3 dargestellten Verläufe der Drehzahl n_t der Turbine, der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine, der Soll-Vorgabe des Ansteuerdrucks p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes sowie eine graphische Darstellung der sich bei auftretendem Flare an die Haltephase anschließenden erfindungsgemäßen Anpassung der Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes.
Bei Vorliegen einer Schaltanforderung für eine Hochschaltung zum Zeitpunkt T_1 sinkt die Soll-Vorgabe für den Ansteuerdruck p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes vom Systemdruck p_sys auf den Haltedruck p_kab_h ab und bleibt anschließend für einen vordefinierten Zeitraum auf diesem Druckwert. Daran anschließend erfolgt die Absenkung des Ansteuerdrucks p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes in Richtung des Schaltdruckwertes p_kab_s. Zum Zeitpunkt T_7, zu dem der Ansteuerdruck p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes in Richtung des Schaltdruckwertes p_kab_s abgesenkt wird, wird ein Zeitraum einer so genannten Haltephase in Abhängigkeit des Zeitpunktes T_4, zu dem die Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes ausgehend vom Füllausgleichsdruck p_kzu_fa in Richtung des Schaltdruckwertes p_kzu_s angehoben wird, bestimmt.
Zusätzlich wird bei der Bestimmung der Dauer der Haltephase auch die Dauer der Füllausgleichsphase des zuzuschaltenden Ausgleichselementes berücksichtigt, wobei die Dauer der Füllausgleichsphase mittels eines Zeitwertes an den aktuellen Betriebszustand des Antriebsstranges angepasst wird. Der Zeitwert wird mittels eines im Getriebesteuergerät abgelegten Kennfeldes in Abhängigkeit des aktuellen Getriebeeingangsmomentes und einer aktuellen Temperatur eines Hydraulikfluides des hydraulischen Steuersystems des Getriebes 4 ermittelt, wobei der Zeitwert zyklisch aktualisiert wird.
Während der Haltephase, welche vorliegend zum Zeitpunkt T_4 endet, wird die Soll-Vorgabe des Ansteuerdrucks p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes zusätzlich unter Berücksichtigung von in einem Kennfeld des Getriebesteuergerätes abgelegten Korrekturgrößen in Abhängigkeit des aktuellen Getriebeeingangsmomentes und der aktuellen Temperatur des Hydraulikfluides ermittelt, wobei eine Druckbegrenzung auf den jeweilig maximalen Halteventildruckwert nicht stattfindet.
Nach Ablauf der Haltephase, welche sich vorliegend zwischen den Zeitpunkten T_7 und T_4 erstreckt, wird auf einen anhand eines weiteren Kennfeldes, welches in Abhängigkeit der Ist-Drehzahl n_t_ist und dem Turbinenausgangsmoment variierende Schaltdruckwerte enthält, bestimmbaren Schaltdruckwert p_kab_s abgesenkt.
Dabei wird der Zeitpunkt T_5, zu dem der Ansteuerdruck p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes den Schaltdruckwert p_kab_s erreicht, in Abhängigkeit des Getriebeeingangsmomentes und der Temperatur des Hydraulikfluides mittels applizierter Korrekturfaktoren eines weiteren Kennfeldes derart variiert, dass Flare großer als ein vordefinierter, vorzugsweise applizierter und zusätzlich auch adaptierbarer Schwellwert in der in 3 dargestellten Art und Weise bis zum Erreichen des Schaltdruckwertes p_kab_s neutralisiert wird. Die zyklische Veränderung des Zeitpunktes T_5 ist durch die ausgehend vom Zeitpunkt T_4 im Wesentlichen linearen Verläufe des Ansteuerdruckes p_kab(T_50), p_kab(T_51), p_kab(T_52), p_kab(T_53) und p_kab(T_54) mit den jeweils damit korrespondierenden Zeitpunkten T_50, T_51, T_52, T_53 und T_54 in 3 und 4 graphisch dargestellt.
Zusätzlich ist der Ist-Verlauf p_kab_ist des Ansteuerdrucks des abzuschaltenden Schaltelementes zwischen den Zeitpunkten T_4 und T_11 durch den strichpunktierten Verlauf in 3 dargestellt. Darüber hinaus ist in 3 auch der Ist-Verlauf p_kzu_ist des Ansteuerdruckes des zuzuschaltenden Schaltelementes neben der Soll-Vorgabe p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes als strichpunktierte Linie dargestellt.
Aus der Darstellung des Ist-Verlaufes p_kab_ist des Ansteuerdruckes des abzuschaltenden Schaltelementes ist ableitbar, dass die Übertragungsfähigkeit des abzuschaltenden Schaltelementes durch die vorbeschriebene Anpassung des Zeitpunktes T_5 in Richtung der Zeitpunkte T_50, T_51, T_52, T_53 und T_54 höher ist als die durch die Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes ursprünglich vorgesehene. Damit wird dem Anstieg der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine während eines definierten Zeitraumes auf einfache Art und Weise wirkungsvoll entgegengetreten, bis das zuzuschaltende Schaltelement die für die Führung der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine erforderliche Übertragungsfähigkeit aufweist. Dies ist bei dem in 3 zugrunde liegenden Betriebszustandsverlauf zum Zeitpunkt T_11 der Fall.
Liegt der Zeitpunkt T_5, zu welchem der Ansteuerdruck p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes den Schaltdruckwert p_kab_s erreicht, vor dem Zeitpunkt T_4, zu dem die Füllausgleichsphase beendet ist und zu dem der Ansteuerdruck p_kzu in Richtung des Schaltdruckwertes p_kzu_s über eine Druckrampe angehoben wird, wird der Ansteuerdruck p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes am Ende der Haltephase sprungförmig auf den Schaltdruckwert p_kab_s abgesenkt.
Durch die vorbeschriebene Vorgehensweise ist gewährleistet, dass die Absenkung der Übertragungsfähigkeit des abzuschaltenden Schaltelementes verlangsamt wird und über das abzuschaltende Schaltelement noch ein derartiges Drehmoment führbar ist, dass dem auftretenden Flare wirkungsvoll entgegengetreten wird und die Differenz zwischen der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine und dem Verlauf der Soll-Vorgabe n_t der Turbine im gewünschten Umfang reduziert wird.
Obwohl die Variation des Zeitpunktes, zu dem der Ansteuerdruck p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes in Richtung des Schaltdruckwertes p_kab_s geführt wird, jeweils in Abhängigkeit der Differenz zwischen der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine und der Soll-Vorgabe der Drehzahl n_t der Turbine durchgeführt wird, wird die Übertragungsfähigkeit des abzuschaltenden Schaltelementes dennoch in einem derartigen Umfang weiter reduziert, wie die Übertragungsfähigkeit des zuzuschaltenden Schaltelementes durch die Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes ansteigt. Gleichzeitig wird die Turbinendrehzahl n_t auch nach Unterschreiten der ”Synchrondrehzahl n_t(”i_ist”) wunschgemäß in Richtung des Soll-Verlaufs n_t der Drehzahl der Turbine im Übergangsbereich zwischen der Synchrondrehzahl (n_t(”i_ist”) und (n_t(”i_ziel”) geführt, bis die Synchrondrehzahl (n_t(”i_ziel”) der Ziel-Übersetzung i_ziel erreicht wird. In diesem Betriebspunkt ist das abzuschaltende Schaltelement vollständig aus dem Kraftfluss des Getriebes abgeschaltet während das zuzuschaltende Schaltelement vollständig in den Kraftfluss des Getriebes zugeschaltet ist.
Neben der Bestimmung der Differenz zwischen der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine und der Soll-Vorgabe n_t kann die Art und Weise sowie der Umfang des Flare auch anhand weiterer Kriterien ermittelt werden und die Variation des Ansteuerdrucks p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes während der Druckrampe des Ansteuerdruckes p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes ausgehend vom Füllausgleichsdruck p_kzu_fa in Richtung des Schaltdruckwertes p_kzu_s anhand weiterer Erkennungskriterien stattfinden.
Dazu besteht beispielsweise die Möglichkeit, den Gradienten des Verlaufs der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine oder den Unterschied zwischen dem Gradienten des Verlaufs der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine und des Soll-Verlaufs n_t_soll der Drehzahl der Turbine im Übergangsbereich bei auftretendem Flare zu bestimmen und die vorbeschriebene Anpassung der Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes durchzuführen.
Bei Anwendung der letztgenannten Vorgehensweise besteht dann zusätzlich die Möglichkeit, den Zeitpunkt, ab welchem der Ansteuerdruck des abzuschaltenden Schaltelementes unabhängig von der Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes des zuzuschaltenden Schaltelementes variiert wird, anhand des Gradienten des Verlaufs der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine oder anhand des Unterschiedes zwischen dem Gradienten des Verlaufs der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine und der Soll-Vorgabe n_t der Drehzahl der Turbine im Übergangsbereich zu bestimmen und unter Berücksichtigung weiterer Betriebsparameter an den aktuellen Betriebszustand des Antriebsstranges anzupassen. Das bedeutet, dass beispielsweise bei Auftreten von Flare Temperatur- und Druckabhängigkeiten sowie weitere Abhängigkeiten vom Betriebspunkt der Getriebeeinrichtung auf einfache Art und Weise berücksichtigt werden können.
Zusätzlich ist es bei einer weiteren vorteilhaften Variante des Verfahrens alternativ zu der vorbeschriebenen angepassten Absenkung des Ansteuerdrucks des abzuschaltenden Schaltelementes nach Beendigung der Haltephase vorgesehen, dass die Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes bzw. der Verlauf des Ansteuerdruckes p_kab bei Vorliegen von Flare größer als ein Schwellwert zur Reduzierung von Flare unabhängig von der Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes zunächst auf dem Druckniveau zum Ende der Haltephase, d. h. zum Zeitpunkt T_4, konstant gehalten wird. Bei einer solchen Vorgehensweise ist eine weitere Reduzierung des Ansteuerdruckes p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes bei einem Rückgang des Flare und einer damit einhergehenden Zunahme der Übertragungsfähigkeit des zuzuschaltenden Schaltelementes möglich, wobei die Reduzierung des Ansteuerdruckes p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes vorzugsweise wieder in Abhängigkeit der Soll-Vorgabe für den Ansteuerdruck p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes durchgeführt wird. Nach Beendigung der konstanten Druckphase des Ansteuerdruckes p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes kann der Ansteuerdruck p_kab wahlweise entweder mit konstantem Gradienten, mit variierendem Gradienten innerhalb einer applizierbaren Restzeit oder sprungförmig auf den Schaltdruckwert p_ka_s abgesenkt werden.
Des Weiteren besteht bei auftretendem Flare auch die Möglichkeit, den Ansteuerdruck p_kab am Ende der Haltephase gegenüber dem Druckniveau zum Zeitpunkt T_4 wieder anzuheben, um dem auftretenden Flare in gewünschtem Umfang entgegenzutreten und diesen in der dargestellten Art und Weise zu reduzieren, wobei diese Vorgehensweise aufgrund einer Verzugszeit zwischen Ansteuerung und der Auswirkung auf das System schwer beherrschbar ist.
Neben den vorgenannten Veränderungen des Ansteuerdruckes p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes kann bei Auftreten von Flare zusätzlich ein Motoreingriff, bei dem das Antriebsmoment m_mot bedarfsgerecht abgesenkt wird, vorgesehen werden, wobei vorliegend zwischen einem so genannten Vormotoreingriff, einem so genannten Hauptmotoreingriff und einem so genannten Nachmotoreingriff unterschieden wird. Der Vormotoreingriff erstreckt sich vorliegend zwischen dem Zeitpunkt T_1 und einem Zeitpunkt T_12. Der Hauptmotoreingriff schließt sich direkt an den Vormotoreingriff zum Zeitpunkt T_12 an und ist zum Zeitpunkt T_13 beendet, während der Nachmotoreingriff zum Zeitpunkt T_13 gestartet wird und zum Zeitpunkt T_9, zu dem die Schaltung beendet ist, abgeschlossen ist.
Vorliegend wird dem Vormotoreingriff bei auftretendem Flare ein Zwangsmotoreingriff überlagert, dessen Intensität in Abhängigkeit einer Differenz zwischen der Ist-Drehzahl n_t_ist der Turbine und der Synchrondrehzahl (n_t(”i_ist”) der Turbine der Ist-Übersetzung i_ist sowie in Abhängigkeit eines Turbinenausgangsmomentes mittels eines Kennfeldes ermittelt wird. Dabei wird der Zwangsmotoreingriff bedarfsweise zu stärkeren Eingriffen hin aktualisiert.
Beim Übergang vom Vormotoreingriff zum Hauptmotoreingriff wird gefiltert auf die Eingriffsintensität des Hauptmotoreingriffs übergegangen. Anschließend werden dann die bei Schaltungen ohne Flare vorgesehenen Motoreingriffe während des Hauptmotoreingriffs und des Nachmotoreingriffs in an sich bekannter Art und Weise durchgeführt.
Selbstverständlich liegt es im Ermessen des Fachmannes den Zwangsmotoreingriff sowie die werteren sich daran anschließenden Zwangsmotoreingriffe anhand weiterer Betriebsparameter in derselben Art und Weise wie bei der Beeinflussung der Druckrampe des Ansteuerdruckes p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes der Haltephase und dem Zeitpunkt T_5, T_50, T_51, T_52, T_53 oder T_54 in ihrer Auswirkung in Abhängigkeit des Betriebszustandsverlaufs des Antriebsstranges entsprechend bedarfsgerecht und betriebszustandsabhängig abzuändern.
Wenn der Ansteuerdruck p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes den Schaltdruckwert p_kab_s erreicht hat, wird eine so genannte Schaltdruckphase durchlaufen, während der bei aktivem Regler der Funktion „geregelte Lastschaltung” zu dem gesteuerten Druckanteil des Ansteuerdruckes p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes ein Regelanteil addiert wird. Die Schaltdruckphase des abzuschaltenden Schaltelementes wird durch einen applizierbaren Zeitvorhalt vor Erreichen der Synchrondrehzahl n_t(”i_ziel”) der Turbine der Zielübersetzung i_ziel beendet.
Alternativ hierzu kann es auch vorgesehen sein, dass die Schaltdruckphase des abzuschaltenden Schaltelementes beendet wird, wenn das zuzuschaltende Schaltelement in seine geregelte Schaltdruckphase eintritt, wobei dies bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel zum Zeitpunkt T_8 der Fall ist. Wird das abzuschaltende Schaltelement mit seinem minimalen Fülldruck bzw. mit seinem Öffnungsdruck p_kab_o beaufschlagt, wird der so genannte Reglerumschaltdruck erreicht, wobei dann für den Absolutdruck des Ansteuerdrucks p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes Null bar ausgegeben wird. Das bedeutet, dass beim Übergang in die geregelte Lastschaltphase des zuzuschaltenden Schaltelementes als letzter Druckwert des Ansteuerdruckes p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes auf Null bar oder auf einen geringen Druckwert, der keine weitere Momentenübertragung des abzuschaltenden Schaltelementes zur Folge hat, gefahren wird.
Die geregelte Lastschaltphase des zuzuschaltenden Schaltelementes und des abzuschaltenden Schaltelementes sind zur Umsetzung des Soll-Verlaufes der Drehzahl n_t_soll der Turbine im Übergangsbereich zwischen der Synchrondrehzahl n_t(”i_ist”) der Ist-Übersetzung i_ist und der Synchrondrehzahl n_t(”i_ziel”) der Zielübersetzung i_ziel vorgesehen, wobei hierzu zwischen der Regelung des zuzuschaltenden Schaltelementes und abzuschaltenden Schaltelementes bedarfsweise hin und her geschaltet wird, insbesondere beim Wechsel vom Zug- in den Schubbetrieb und umgekehrt.
Dabei ist es bei einer erneuten Umschaltung der Regelung vom zuzuschaltenden Schaltelement zum abzuschaltenden Schaltelement vorgesehen, dass ein Kolben des abzuschaltenden Schaltelementes durch die Ausführung einer Schnellfüllphase wieder angelegt wird. Die Länge der Schnellfüllphase wird mittels eines im Getriebesteuergerät hinterlegten Befüllmodells bestimmt. Um ein Weglaufen der Regelung zu verhindern, wird der Ansteuerdruck p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes während der Schnellfüllung auf Null bar begrenzt. Während dieser Phase wird wiederum der Regelanteil der Funktion „geregelte Lastschaltung” aufgegeben, wobei diese Phase ebenfalls durch einen Zeitverhalt vor Erreichen der Synchrondrehzahl n_t(”i_ziel”) der Turbine der Zielübersetzung i_ziel beendet wird.
Mit Beendigung der Schaltung, d. h. vorliegend zum Zeitpunkt T_9, ist das abzuschaltende Schaltelement vollständig aus dem Kraftfluss des Antriebsstranges 1 abgeschaltet und es wird für den Ansteuerdruck p_kab des abzuschaltenden Schaltelementes elektrisch Null bar oder ein kleiner Druckwert, der keine Momentenübertragung des abzuschaltenden Schaltelementes zur Folge hat, ausgegeben.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, ein herkömmliches und aufwändiges Ansteuerungssystem, welches auf einen Regelalgorithmus zurückgreift, durch eine vereinfachte Ansteuerung, die anhand der Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes das abzuschaltende Schaltelement ansteuert, zu ersetzen. Toleranzen und laufzeitbedingte Veränderungen der zuzuschaltenden Kupplungen sind auf einfache Art und Weise mittels an sich bekannter Adaptionsroutinen ausgleichbar.
Somit ist gewährleistet, dass eine Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes p_kzu des zuzuschaltenden Schaltelementes vom angesteuerten System Antriebsstrang eingehalten werden kann. Dabei sind sowohl die für die Schaltung erforderlichen Druckwerte der Ansteuerdrücke p_kab und p_kzu des abzuschaltenden Schaltelementes und des zuzuschaltenden Schaltelementes und auch das Timing der Übergänge jeweils von den die Betriebspunkte des Antriebsstranges bestimmenden Eingangsgrößen, wie Temperatur, Drehmoment und Drehzahl, abhängig. Weitere Einflussgrößen, die vor allem aus der Interpretation der Sportlichkeitsanforderungen des Fahrers herrühren, sind einfacher auf diese vereinfachten Bestimmungsgrößen für Druck- und Zeitverhalten aufsetzbar.
Zusätzlich sind Reaktionsmöglichkeiten auf eine dem Soll-Verlauf nicht folgende zuschaltende Kupplung und damit einer verspäteten Momentenübertragungsfähigkeit ebenfalls in einfacherer Form umsetzbar.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsstrang
2: Antriebsmaschine
3: hydrodynamischer Drehmomentwandler
4: Getriebeeinrichtung
5: Abtrieb
6: Getriebesteuergerät
7: CAN-Bus
8: Motorsteuergerät
i_ist: Ist-Übersetzung
i_ziel: Ziel-Übersetzung
m_ab: Abtriebsmoment
m_mot: Antriebsmoment
n_t: Drehzahl der Turbine
n_t_ist: Ist-Drehzahl der Turbine
n_t(”i_ist”): Turbinensynchrondrehzahl der Ist-Übersetzung
n_t(”i_ziel”): Synchrondrehzahl der Turbine der Ziel-Übersetzung
p_kab: Ansteuerdruck des abzuschaltenden Schaltelementes
p_kab_ist: Ist-Verlauf des Ansteuerdrucks des abzuschaltenden Schaltelementes
p_kzu: Ansteuerdruck des zuzuschaltenden Schaltelementes
p_kzu_ist: Ist-Verlauf des Ansteuerdrucks des zuzuschaltenden Schaltelementes
p_kab_h: Haltedruckwert des abzuschaltenden Schaltelementes
p_kzu_h: Haltedruckwert des zuzuschaltenden Schaltelementes
p_kab_o: Öffnungsdruck des abzuschaltenden Schaltelementes
p_kzu_o: Öffnungsdruck des zuzuschaltenden Schaltelementes
p_kzu_sf: Schnellfülldruck
p_kzu_fa: Füllausgleichsdruck
p_kab_s: Schaltdruckwert des abzuschaltenden Schaltelementes
p_kzu_s: Schaltdruckwert des zuzuschaltenden Schaltelementes
p_kzu_fa: Füllausgleichsdruck
p_kzu_sf: Schnellfülldruck
p_kzu_zw: Zwischendruckwert
p_sys: Systemdruck
t: Zeit
T_0 bis T_13: diskreter Zeitpunkt
V1: Verlauf

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler (3), einer Getriebeeinrichtung (4) und einer Antriebsmaschine (2) während einer angeforderten Schaltung ausgehend von einer aktuellen Ist-Übersetzung (i_ist) in eine Ziel-Übersetzung (i_ziel), wobei in der Getriebeeinrichtung (4) bei Vorliegen eines Schaltsignals eine Übersetzungsänderung durch eine Reduzierung der Übertragungsfähigkeit eines zur Darstellung der Ist-Übersetzung (i_ist) in den Kraftfluss des Automatgetriebes (4) zugeschalteten Schaltelementes und durch eine gleichzeitige Vorbereitung eines zur Darstellung der angestrebten Ziel-Übersetzung (i_ziel) in den Kraftfluss der Getriebeeinrichtung (4) zuzuschaltenden Schaltelementes eingeleitet wird, wobei eine Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes (p_kab) des abzuschaltenden Schaltelementes derart in Abhängigkeit einer Soll-Vorgabe des Ansteuerdruckes (p_kzu) des zuzuschaltenden Schaltelementes eingestellt wird, dass die Ist-Drehzahl (n_t_ist) einer Turbine des Drehmomentwandlers während der Schaltung ausgehend von einer Synchrondrehzahl (n_t(”i_ist”)) der Turbine der Ist-Übersetzung (i_ist) in Richtung einer Synchrondrehzahl (n_t(”i_ziel”)) der Turbine der Ziel-Übersetzung (i_ziel) geführt wird, wobei die Soll-Vorgabe des Ansteuerdrucks (p_kab) des abzuschaltenden Schaltelementes bei Abweichen der Ist-Drehzahl (n_t_ist) von einer vordefinierten Soll-Vorgabe (n_t) der Drehzahl der Turbine größer als ein Schwellwert im Wesentlichen solange variiert wird, bis die Abweichung der Ist-Drehzahl (n_t_ist) zumindest kleiner als der Schwellwert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerdruck (p_kab) des abzuschaltenden Schaltelementes über eine Druckrampe reduziert wird, wobei der Zeitraum bis zum Erreichen des Schaltdruckwertes (p_kab_s) in Abhängigkeit des Getriebeeingangsmomentes und der Temperatur des Hydraulikfluids der Getriebeeinrichtung sowie in Abhängigkeit des Zeitpunkts steht, zu dem der Ansteuerdruck (p_kzu) des zuzuschaltenden Schaltelementes vom Füllausgleichsdruck (p_kzu_fa) in Richtung des Schaltdruckwerts (p_kzu_s) angehoben wird, zu dem das zuzuschaltende Schaltelement mit einer derartigen Übertragungsfähigkeit vorliegt, dass die Drehzahl (n_t) der Turbine von einem Niveau der Synchrondrehzahl (n_t(”i_ist”)) der Turbine der Ist-Übersetzung (i_ist) in Richtung der Synchrondrehzahl (n_t(”i_ziel)) der Turbine der Ziel-Übersetzung (i_ziel) überführt wird, wobei der Zeitpunkt, zu dem der Ansteuerdruck (p_kab) des abzuschaltenden Schaltelementes den Schaltdruckwert (p_kab_s) erreicht, um einen Zeitwert verändert wird, wenn die Ist-Drehzahl (n_t_ist) der Turbine größer als der Schwellwert von der Soll-Vorgabe (n_t) der Drehzahl der Turbine abweicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass toleranzbedingte und/oder verschleißbedingte Streuungen im Ansteuerverhalten des zuzuschaltenden Schaltelementes durch Adaptionsroutinen ausgeglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerdrücke (p_kzu, p_kab) des abzuschaltenden Schaltelementes und des zuzuschaltenden Schaltelementes sowie die Übergangszeitpunkte, zu welchen der Verlauf der Ist-Drehzahl (n_t_ist) der Turbine verändert werden, in Abhängigkeit der die Betriebspunkte der Schaltelemente charakterisierenden Betriebsparameter variiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerdruck (p_kab) des abzuschaltenden Schaltelementes bei Vorliegen einer Schaltanforderung von einem Druckwert (p_sys), zu dem das abzuschaltende Schaltelement vollständig geschlossen ist, auf einen Haltedruckwert (p_kab_h) abgesenkt wird, zu dem das abzuschaltende Schaltelement gerade noch geschlossen ist und bei einer weiteren Druckreduzierung des Ansteuerdrucks (p_kab) des abzuschaltenden Schaltelementes in einen Schlupfbetrieb übergeht.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zuzuschaltende Schaltelement bei Vorliegen einer Schaltanforderung während einer Schnellfüllphase und einer sich daran anschließenden Füllausgleichsphase derart vorbefüllt wird, dass am zuzuschaltenden Schaltelement ein Druckwert (p_kzu_fa) anliegt, zu dem die Übertragungsfähigkeit des zuzuschaltenden Schaltelementes im Wesentlichen Null ist und eine davon ausgehende Erhöhung des Ansteuerdruckes einen Anstieg der Übertragungsfähigkeit bewirkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerdruck (p_kab) des abzuschaltenden Schaltelementes während eines variierbaren Zeitraums auf dem Druckniveau des Haltedruckwerts (p_kab_h) gehalten wird, wobei sich der Zeitraum im Wesentlichen bis zum Ende der Füllausgleichsphase des zuzuschaltenden Schaltelementes korrigiert um einen in Abhängigkeit eines Getriebeeingangsmomentes und der Temperatur eines Hydraulikfluids des Getriebes variierenden Zeitwertes erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerdruck (p_kab) des abzuschaltenden Schaltelementes nach Ablauf des variierbaren Zeitraums auf einen Druckwert (p_kab) abgesenkt wird, der in Abhängigkeit der Ist-Drehzahl (n_t_ist) der Turbine und dem aktuellen Turbinenausgangsmoment bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitwert über den Betriebszustandsverlauf des Antriebsstranges (1) während der Schaltung in Abhängigkeit der Abweichung der Ist-Dreh-zahl (n_t_ist) der Turbine von der Soll-Vorgabe (n_t) der Drehzahl der Turbine vorzugsweise zyklisch angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitwert in Abhängigkeit des Gradienten des Verlaufes der Ist-Drehzahl (n_t_ist) der Turbine bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitwert in Abhängigkeit einer Differenz zwischen dem Gradienten des Verlaufes der Ist-Drehzahl (n_t_ist) der Turbine und dem Gradienten des Verlaufes der Soll-Vorgabe (n_t) der Drehzahl der Turbine ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitwert in Abhängigkeit verschiedener Betriebszustandsparameter des Antriebsstranges (1) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerdruck des abzuschaltenden Schaltelementes bei Erkennen einer Abweichung der Ist-Drehzahl von der Soll-Vorgabe der Drehzahl der Turbine größer als der Schwellwert konstant auf dem aktuellen Druckwert gehalten wird, bis die Abweichung kleiner als der Schwellwert ist, wobei der Ansteuerdruck anschließend innerhalb des ermittelten Zeitraums vorzugsweise mit konstantem Gradienten auf den Schaltdruckwert abgesenkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerdruck des abzuschaltenden Schaltelementes bei Erkennen einer Abweichung der Ist-Drehzahl der Turbine von der Soll-Vorgabe der Drehzahl der Turbine größer als der Schwellwert auf einen Druckwert angehoben und dort gehalten wird, bis die Abweichung kleiner als der Schwellwert ist, wobei der Ansteuerdruck anschließend innerhalb des ermittelten Zeitraumes vorzugsweise mit konstantem Gradienten auf den Schaltdruckwert abgesenkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmoment (m_mot) der Antriebsmaschine (2) zur Minimierung der Abweichung der Ist-Drehzahl (n_t_ist) der Turbine von der Soll-Vorgabe der Drehzahl der Turbine variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerdruck (p_kzu) des zuzuschaltenden Schaltelementes nach Erreichen des Schaltdruckwertes (p_kzu_s) während einer geregelten Lastschaltphase auf einen Druckwert angehoben wird, zu dem das Schaltelement in einem schlupffreien Zustand vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerdruck (p_kzu) des zuzuschaltenden Schaltelementes in schlupffreiem Zustand des zuzuschaltenden Schaltelementes auf den Haltedruck (p_kzu_h) und anschließend auf den Systemdruck (p_sys) angehoben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerdruck (p_kab) des abzuschaltenden Schaltelementes nach Erreichen des Schaltdruckwertes (p_kab_s) während einer geregelten Lastschaltphase auf einen Druckwert (p_kab_o) abgesenkt wird, zu dem das Schaltelement im Wesentlichen vollständig geöffnet ist.