DE102006009608A1 - Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung - Google Patents

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Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung eines Getriebes wird die drehmomentführende Kupplung anhand der Erkennung von Situationen (Brummerkennung), die zum einen von Fahrzeuginsassen als unangenehm empfunden werden und/oder zum anderen Schwingungen/Vibrationen, die zur Schädigung von Fahrzeugkomponenten führen können, geregelt, geschlossen, vom geregelten/gesteuerten Zustand in den offenen Zustand, vom geschlossenen Zustand in den geregelten/gesteuerten Zustand oder vom geschlossenen Zustand in den offenen Zustand geführt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung eines Getriebes, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aufgrund steigender Umweltverschmutzung und Verringerung der Rohölvorkommen ist eines der wichtigsten Einwicklungsziele der Automobilindustrie, den Kraftstoffverbrauch und somit auch den Ausstoß von Abgasen zu reduzieren.
  • Stufenautomatgetriebe umfassen in der Regel eine drehmomentführende Wandlerkupplung, durch deren Zuschalten der systembedingte Schlupf zwischen Pumpen- und Turbinenrad des hydrodynamischen Drehmomentwandlers verringert oder sogar eliminiert werden kann.
  • Aus der DE 197 05 694 A1 der Anmelderin ist beispielsweise ein Verfahren zur Regelung eines Schaltvorgangs einer Wandlerkupplung mit einem Sollschlupf bekannt, bei dem die Wandlerkupplung eine Regelstrecke darstellt, die einem Regler nachgeschaltet ist. Hierbei wird in einem ersten Verfahrensschritt geprüft, ob ein Befehl zu einer Getriebeschaltung vorliegt, wobei bei positivem Abfrageergebnis ein Prüfmodus gestartet wird, zur Prüfung, ob ein vorgegebenes Startkriterium für ein Verarbeitungsmodul zur Sollschlupferhöhung erfüllt ist, wobei bei positivem Abfrageergebnis des Prüfmodus das Verarbeitungsmodul gestartet und abgearbeitet wird. Hierbei ist vorgesehen, dass, wenn das Verarbeitungsmodul zur Sollschlupferhöhung beendet ist, in einem weiteren Prüfmodul geprüft wird, ob ein vorgegebenes Startkriterium für ein Verarbeitungsmodul zur Sollschlupfreduktion auf einen vorgegebenen Sollschlupf erfüllt ist.
  • In der Regel fungiert der Drehmomentwandler als Schwingungsdämpfer, um eine Ausbreitung der Schwingungen des Motors in den restlichen Antriebsstrang und auf die Karosserie zu verhindern. Bei geregelter Wandlerkupplung (d.h. bei geringem Schlupf) oder bei komplett geschlossener Wandlerkupplung stehen die schwingungsdämpfenden Eigenschaften des Wandlers je nach Fahrzeug nicht oder nur unzureichend zur Verfügung, was sich akustisch negativ bemerkbar macht.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung eines Getriebes anzugeben, durch dessen Durchführung in möglichst vielen Betriebsbereichen eines Fahrzeugs mit dem geringsten Schlupf an der Kupplung gefahren werden kann, wobei der Fahrkomfort und die Fahrbarkeit nicht beeinträchtigt werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Demnach wird vorgeschlagen, die drehmomentführende Kupplung anhand der Erkennung von Situationen, die zum einen von Fahrzeuginsassen als unangenehm empfunden werden und/oder zum anderen Schwingungen/Vibrationen, die zur Schädigung von Fahrzeugkomponenten führen können, zu regeln, zu schließen, vom geregelten/gesteuerten Zustand in den offenen Zustand, vom geschlossenen Zustand in den geregelten/gesteuerten Zustand oder vom geschlossenen Zustand in den offenen Zustand zu führen.
  • Die drehmomentführende Kupplung kann eine Wandlerkupplung oder eine Kupplung eines Doppel- oder Mehrfachkupplungsgetriebes oder eines CVT-Getriebes sein.
  • Eine derartige Situation kommt beispielsweise vor, wenn aufgrund des geringen Schlupfes ein Brummen generiert wird. Im Folgenden werden Schwingungen, die zum einen von Fahrzeuginsassen als unangenehm empfunden werden und/oder zum anderen Schwingungen/Vibrationen, die zur Schädigung von Fahrzeugkomponenten führen können, als Brummen bezeichnet.
  • Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Erkennung der oben erwähnten Situationen (Brummerkennung) anhand der Auswertung von Sensorsignalen zumindest eines Sensors erfolgt. Hierbei kann es sich um Vibrations- bzw. Klopfsensoren und/oder Drehzahlsensoren handeln, wobei die Sensoren bereits bestehende oder zur Durchführung des Verfahrens einzubauende Sensoren sind, die im Innenraum des Fahrzeugs oder an einem Aggregat angeordnet sind.
  • Gemäß der Erfindung erfolgt die Applikation der Standardsolldifferenzkennfelder des GWK-Regelkreises unter Berücksichtigung des von der Brummerkennung generierten Signals.
  • Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass der Standardsolldifferenzdrehzahl eine Adaption unterlagert wird. In stationären Fahrzuständen (globale Einstiegsbedingungen in die Adaption) kann über einen Adaptionsalgorithmus, vorzugsweise über eine Adaptionskennlinie, ein Wert adaptiert werden, der auf die Standardsolldifferenzdrehzahl addiert wird. Dieser Adaptionswert wird über den gesamten Betriebsbereich des Fahrzeugs, beispielsweise in Abhängigkeit von Motormoment, Motordrehzahl, Turbinendrehzahl, Gang und/oder Temperatur abgelegt.
  • In Richtung höherer Brummigkeit wird gemäß der Erfindung ein positiver Adaptionswert ausgelesen und auf die Standardsolldifferenzdrehzahl addiert, d.h. die Solldifferenzdrehzahl wird erhöht. Im umgekehrten Fall kann die Solldif ferenzdrehzahl reduziert werden, wenn eine sehr geringe/nicht spürbare Brummigkeit vorhanden ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Reduzierung der Solldifferenzdrehzahl durch entsprechende Applikation der Adaptionskennlinie vermieden wird.
  • Im Rahmen einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung wird vorgeschlagen, dass in der Sollwertgenerierung eine Regelung implementiert wird, welche die Solldifferenzdrehzahl der drehmomentführenden Kupplung auf einen vorgegebenen Wert der Brummigkeit („Soll-Brummigkeit") regelt. Im Normalfall wird die „Soll-Brummigkeit" so eingestellt, dass für die Fahrzeuginsassen keine störenden Geräusche auftreten. Die „Soll-Brummigkeit" kann entweder ein Festwert oder eine von verschiedenen Parametern, wie beispielsweise Gang, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motor- und/oder Turbinendrehzahl, Sportlichkeit und/oder Temperatur abhängige Funktion sein.
  • Diese Vorgehensweise resultiert in dem Vorteil, dass die Fahrzeugakustik über der Lebensdauer über die Veränderung der Solldifferenzdrehzahl weitgehend konstant gehalten werden kann. Des weiteren kann über die „Soll-Brummigkeit" das Akustikverhalten von verschiedenen Fahrzeugvarianten und -klassen ähnlich eingestellt werden.
  • Erfindungsgemäß kann die drehmomentführende Kupplung, insbesondere entweder vollständig geschlossen werden (Überanpressung der drehmomentführenden Kupplung) oder beispielsweise auf 5 l/min geregelt werden, wenn die aktuelle Brummigkeit unter einem bestimmten Wert liegt.
  • Des weiteren kann die Solldifferenzdrehzahl nur bis zu definierten Grenzen erhöht werden, um einen übermäßigen Verschleiß des Belags zu vermeiden. Kann trotz maximal erlaubter Differenzdrehzahl die Brummigkeit nicht reduziert werden, so wird die drehmomentführende Kupplung geöffnet.
  • Um den geregelten Zustand der drehmomentführenden Kupplung insbesondere möglichst weit ausreizen zu können, kann erfindungsgemäß ein Temperaturmodell verwendet werden, das die Belagtemperatur ermittelt, so dass die drehmomentführende Kupplung bis zur maximal zulässigen Belagtemperatur im geregelten Zustand betrieben werden kann.
  • In vorteilhafter Weise ist für das von der Brummerkennung generierte Signal eine Hysterese vorgesehen, um ein Toggeln zwischen einzelnen Betriebszuständen (WK OFFEN, WK REGELN und WK ZU) zu vermeiden.
  • Zudem ist das erfindungsgemäße Verfahren mit weiteren Funktionen kombinierbar; beispielsweise können dem Verfahren weitere Funktionen überlagert werden, die die Fahrbarkeit und Sicherheit erhöhen, wie z.B. Fahrdynamikfunktion, Schlupferhöhung während Schaltungen, Temperaturschutzfunktionen, etc.
  • Erfindungsgemäß kann die Schaltpunktstrategie für die Gangschaltungen in Abhängigkeit der Brummerkennung ausgelegt werden. Hierbei kann bei zu hoher Brummigkeit des Fahrzeugs eine Rückschaltung eingeleitet werden und umgekehrt. Im Rahmen einer Kombination des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der Schaltpunktstrategie kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einer Rückschaltung die drehmomentführende Kupplung geschlossen wird.
    •
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Diagramm, welches den Adaptionswert der Solldifferenzdrehzahl als Funktion der Brummigkeit darstellt;
  • 2 ein Diagramm, welches den Adaptionswert der Solldifferenzdrehzahl als Funktion der Brummigkeit, gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt; und
  • 3 eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Gemäß der Erfindung wird die drehmomentführende Kupplung, insbesondere anhand der Erkennung von Situationen (Brummerkennung), die zum einen von Fahrzeuginsassen als unangenehm empfunden werden und/oder zum anderen Schwingungen/Vibrationen, die zur Schädigung von Fahrzeugkomponenten führen können, geregelt, geschlossen, vom geregelten/gesteuerten Zustand in den offenen Zustand, vom geschlossenen Zustand in den geregelten/gesteuerten Zustand oder vom geschlossenen Zustand in den offenen Zustand geführt, wobei die Brummerkennung vorzugsweise anhand der Auswertung von Sensorsignalen erfolgt, und wobei der Standardsolldifferenzdrehzahlgenerierung eine Adaption unterlagert wird. Hierbei kann über einen Adaptionsalgorithmus ein Wert adaptiert werden, der auf die Standardsolldifferenzdrehzahl (vorzeichenbehaftet) addiert wird, wie in 1 gezeigt.
  • Bezugnehmend auf 1 wird in Richtung höherer Brummigkeit ein positiver Adaptionswert ausgelesen und auf die Standardsolldifferenzdrehzahl addiert, so dass die Solldifferenzdrehzahl erhöht wird. Im umgekehrten Fall kann die Solldifferenzdrehzahl reduziert werden, wenn eine sehr geringe/nicht spürbare bzw. nicht störende Brummigkeit vorhanden ist.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Reduzierung der Solldifferenzdrehzahl durch eine entsprechende Applikation der Adaptionskennlinie vermieden wird; der entsprechende Verlauf des Adaptionswertes als Funktion der Brummigkeit ist Gegenstand der 2.
  • In 3 wird die Variante des hier vorgestellten Verfahrens veranschaulicht, bei der in der Sollwertgenerierung eine Regelung implementiert ist, welche die Solldifferenzdrehzahl der drehmomentführenden Kupplung auf einen vorgegebenen Wert der Brummigkeit („Soll-Brummigkeit") regelt. Im linken Teil der 3 ist die Regelstrecke für die Sollwertgenerierung dargestellt, wobei im rechten Teil der 3 die eigentliche Schlupfregelung dargestellt ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, welches einen optimalen Kompromiss zwischen Kraftstoffverbrauch und Fahrkomfort gewährleistet.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung eines Getriebes, dadurch gekennzeichnet, dass die drehmomentführende Kupplung anhand der Erkennung von Situationen (Brummerkennung), die zum einen von Fahrzeuginsassen als unangenehm empfunden werden und/oder zum anderen Schwingungen/Vibrationen, die zur Schädigung von Fahrzeugkomponenten führen können, geregelt, geschlossen, vom geregelten/gesteuerten Zustand in den offenen Zustand, vom geschlossenen Zustand in den geregelten/gesteuerten Zustand oder vom geschlossenen Zustand in den offenen Zustand geführt wird.
  2. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brummerkennung anhand der Auswertung von Sensorsignalen erfolgt, wobei als Sensor zumindest ein Vibrations- bzw. Klopfsensor und/oder ein Drehzahlsensor eingesetzt wird.
  3. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikation der Standardsolldifferenzkennfelder des Regelkreises der drehmomentführenden Kupplung unter Berücksichtigung des von der Brummerkennung generierten Signals erfolgt.
  4. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Standardsolldifferenzdrehzahl eine Adaption unterlagert wird, wobei über eine Adaptionskennlinie ein Wert adaptiert wird, der auf die Standardsolldifferenzdrehzahl addiert wird, und wobei der Adaptionswert über den gesamten Betriebsbereich des Fahrzeugs in Abhängigkeit von Mo tormoment, Motordrehzahl, Turbinendrehzahl, Gang und/oder Temperatur abgelegt wird.
  5. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung höherer Brummigkeit ein positiver Adaptionswert ausgelesen und auf die Standardsolldifferenzdrehzahl addiert wird, wobei im umgekehrten Fall die Solldifferenzdrehzahl reduziert wird, wenn eine sehr geringe/nicht spürbare Brummigkeit vorhanden ist.
  6. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reduzierung der Solldifferenzdrehzahl durch entsprechende Applikation der Adaptionskennlinie vermieden wird.
  7. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sollwertgenerierung eine Regelung implementiert wird, welche die Solldifferenzdrehzahl der drehmomentführenden Kupplung auf einen vorgegebenen Wert der Brummigkeit („Soll-Brummigkeit") regelt.
  8. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die „Soll-Brummigkeit" so eingestellt wird, dass für die Fahrzeuginsassen keine störenden Geräusche auftreten.
  9. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die „Soll-Brummigkeit" entweder ein Festwert oder eine von verschiedenen Parametern, wie beispielsweise Gang, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motor- und/oder Turbinendrehzahl, Sportlichkeit und/oder Temperatur, abhängige Funktion ist.
  10. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solldifferenzdrehzahl nur bis zu definierten Grenzen erhöht wird, um einen übermäßigen Verschleiß des Belags zu vermeiden, wobei, wenn trotz maximal erlaubter Differenzdrehzahl die Brummigkeit nicht reduziert wird, die drehmomentführende Kupplung geöffnet wird.
  11. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturmodell verwendet wird, das die Belagtemperatur ermittelt, so dass die drehmomentführende Kupplung bis zur maximal zulässigen Belagtemperatur im geregelten Zustand betrieben wird.
  12. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das von der Brummerkennung generierte Signal eine Hysterese vorgesehen ist, um ein Toggeln zwischen einzelnen Betriebszuständen (WK OFFEN, WK REGELN und WK ZU) zu vermeiden.
  13. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer drehmomentführenden Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g gekennzeichnet, dass die Schaltpunktstrategie für die Gangschaltungen in Abhängigkeit der Brummerkennung ausgelegt wird, wobei bei zu hoher Brummigkeit des Fahrzeugs eine Rückschaltung eingeleitet wird und umgekehrt.
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