DE102007034559A1

DE102007034559A1 - Verfahren zum belastungsabhängigen Betrieb eines Automatgetriebes

Info

Publication number: DE102007034559A1
Application number: DE200710034559
Authority: DE
Inventors: Jürgen WAFZIG
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2009-01-29

Abstract

Es wird ein Verfahren zum belastungsabhängigen Betrieb eines Automatgetriebes vorgeschlagen, im Rahmen dessen die in Prüfläufen ermittelten Laufzeiten bzw. Schädigungsfaktoren aller relevanten Getriebebauteile in der Getriebeelektronik abgelegt und im Getriebebetrieb die Laufzeit in den verschiedenen Gängen und/oder das übertragene Drehmoment und/oder die Drehzahl und/oder die Motorleistung erfasst werden, wobei, basierend auf den im Getriebebetrieb erfassten Daten und den ermittelten Laufzeiten bzw. Schädigungsfaktoren, die Schädigung der relevanten Getriebebauteile mitdokumentiert bzw. ermittelt und in der Getriebeelektronik abgespeichert wird und wobei mittels eines mathematischen Modells auf Basis der vom Rechenmodell gelieferten Schädigungsdaten verschiedene Ersatzbetriebsstrategien implementiert werden, derart, dass geschädigte Bauteile weniger Drehzahl, Drehmoment oder durchgesetzter Leistung ausgesetzt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum belastungsabhängigen Betrieb eines Automatgetriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Dimensionierung von Automatgetrieben erfolgt in Abhängigkeit von verschiedenen Randbedingungen wie beispielsweise von der maximalen Motorleistung, vom zu übertragenden Drehmoment, vom Fahrzeuggewicht, von der geforderten Lebensdauer oder vom Nutzerprofil bzw. Kundenverhalten.
In Abhängigkeit von diesen Faktoren erfolgt demnach die Auslegung der Bauteile im Getriebe und die Entwicklung der Getriebebaugrößen. Da teilweise sehr unterschiedliche Anforderungen an eine Getriebeauslegung gestellt werden (Gelände- oder Sportwagen, sanfter oder sportlicher Fahrzeugnutzer), das Getriebe aber nicht ausfallen darf, werden die Getriebe in der Regel sehr massiv und damit groß ausgeführt, was in nachteiliger Weise den Innenraum der Fahrzeuge einschränkt. Die massive Dimensionierung resultiert zudem in einem erhöhten Getriebegewicht und in einer erhöhten inneren Reibung durch die Verwendung größerer und breiterer Lager sowie massiverer Verzahnungen, was einen höheren Kraftstoffkonsum verursacht.
Ein weiteres Problem ist, dass je nach Fahrzeug bzw. Fahrzeugtyp oder Kunde bzw. Nutzerprofil jeweils ein spezifisches Bauteilversagen zu beobachten ist; beispielsweise kann bei Geländewagen die Verzahnung des zweiten Ganges ausfallen, bei einem Sportwagen kann beim gleichen Getriebe die Lagerung des dritten Ganges ausfallen, bei einer Limousine die Lagerung des sechsten Gangs, usw.
Die vorliegende Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum belastungsabhängigen Betrieb eines Automatgetriebes anzugeben, durch dessen Durchführung eine geringere Getriebedimensionierung ermöglicht wird. Hierbei soll die Lebensdauer des Getriebes nicht beeinträchtigt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird vorgeschlagen, die verschiedenen Bauteile in einem Automatgetriebe gemäß ihrer Dimensionierung bzw. Auslegung durch unterschiedliche Betriebsstrategien optimal zu nutzen und verschiedene Randbedingungen über die Gesamtlaufzeit mittels eines Gangwahlverfahrens zu nivellieren.
Gemäß der Erfindung werden die in Prüfläufen ermittelten Laufzeiten bzw. Schädigungsfaktoren aller relevanten Getriebebauteile in der Getriebeelektronik abgelegt. Des weiteren werden im Getriebebetrieb die Laufzeit in den verschiedenen Gängen und/oder das übertragene Drehmoment (beispielsweise über Motor-CAN oder Drehmomentsensor(en) im Getriebe) und/oder die Drehzahl (beispielsweise über Motor-CAN oder Drehzahlsensor(en) im Getriebe) und/oder die Motorleistung (beispielsweise über Motor-CAN oder Drehzahl- und Drehmomentsensor(en) im Getriebe) erfasst.
Ferner wird durch ein Rechenmodell auf Basis der Daten des Getriebebetriebs und der ermittelten Laufzeiten bzw. Schädigungsfaktoren die Schädigung für relevante Getriebebauteile mitdokumentiert bzw. ermittelt und in der Getriebeelektronik abspeichert.
Gemäß der Erfindung werden mittels eines mathematischen Modells auf Basis der vom Rechenmodell gelieferten Schädigungsdaten verschiedene Ersatzbetriebsstrategien für das Getriebe implementiert. Wenn beispielsweise Bauteile des dritten Ganges zunehmend geschädigt sind (z. B. die Lager, welche durch Kippkräfte bei hoher Drehmomentübertragung geschädigt werden und z. B. bereits 70% der vorhergesagten Lebensdauer erreicht haben) wird auf andere Gänge ausgewichen.
Die Implementierung der Ersatzbetriebsstrategien erfolgt schleichend über einen längeren Zeitraum, der z. B. mehrere Monate betragen kann. Dadurch wird gewährleistet, dass dies unbemerkt vom Fahrer geschieht und ein Gewöhnungseffekt eintritt. Hierbei sind die Ersatzbetriebsstrategien vorzugsweise derart gewählt, dass die Abtriebsleistung gleich bleibt, indem ein niedriger Gang mit höherer Drehzahl und weniger Motormoment oder ein höherer Gang mit niedrigerer Drehzahl und höherem Motormoment gewählt wird.
Durch die Ersatzbetriebsstrategien werden erfindungsgemäß über einen längeren Zeitraum die Schaltpunkte kontinuierlich so angepasst, dass beschädigte Bauteile weniger Drehzahl, Drehmoment oder durchgesetzter Leistung ausgesetzt werden.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Anpassung der Fahrstrategie durch Schalten von an Gängen mit stark geschädigten Bauteilen angrenzenden Gängen durchgeführt wird, um den Unterschied zwischen den Gängen zu nivellieren.
In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass eine Ersatzbetriebsstrategie nur dann vorgenommen bzw. implementiert wird, wenn über das Fahrpedal eine Motorleistung oder Motordrehzahl oder Motormoment angefordert wird, welche zu einer Schädigung von Getriebebauteilen führen kann. Beispielsweise kann eine Ersatzstrategie implementiert werden, wenn die Fahrpedalstellung größer als 50% ist.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, dessen Durchführung eine optimale Nutzung der Getriebebauteile ermöglicht und in einer kleineren Dimensionierung des Getriebes bei gleich bleibender Lebensdauer gewährleistet.

Claims

Verfahren zum belastungsabhängigen Betrieb eines Automatgetriebes, dadurch gekennzeichnet, dass die in Prüfläufen ermittelten Laufzeiten bzw. Schädigungsfaktoren aller relevanten Getriebebauteile in der Getriebeelektronik abgelegt werden und dass im Getriebebetrieb die Laufzeit in den verschiedenen Gängen und/oder das übertragene Drehmoment und/oder die Drehzahl und/oder die Motorleistung erfasst werden, wobei basierend auf den im Getriebebetrieb erfassten Daten und den ermittelten Laufzeiten bzw. Schädigungsfaktoren die Schädigung der relevanten Getriebebauteile mitdokumentiert bzw. ermittelt und in der Getriebeelektronik abspeichert wird und wobei mittels eines mathematischen Modells auf Basis der vom Rechenmodell gelieferten Schädigungsdaten verschiedene Ersatzbetriebsstrategien implementiert werden, derart, dass geschädigte Bauteile weniger Drehzahl, Drehmoment oder durchgesetzter Leistung ausgesetzt werden.
Verfahren zum belastungsabhängigen Betrieb eines Automatgetriebes, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Ersatzbetriebsstrategien derart gewählt sind, dass die Abtriebsleistung gleich bleibt, indem ein niedriger Gang mit höherer Drehzahl und weniger Motormoment oder ein höherer Gang mit niedrigerer Drehzahl und höherem Motormoment gewählt wird.
Verfahren zum belastungsabhängigen Betrieb eines Automatgetriebes, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Implementierung der Ersatzbetriebsstrategien schleichend über einen längeren Zeitraumerfolgt.
Verfahren zum belastungsabhängigen Betrieb eines Automatgetriebes, nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassung der Fahrstrategie durch Schalten von an Gängen mit stark geschädigten Bauteilen angrenzenden Gängen durchgeführt wird, um den Unterschied zwischen den Gängen zu nivellieren.
Verfahren zum belastungsabhängigen Betrieb eines Automatgetriebes, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ersatzbetriebsstrategie nur dann implementiert wird, wenn über das Fahrpedal eine Motorleistung oder Motordrehzahl oder Motormoment angefordert wird, welche zu einer Schädigung von Getriebebauteilen führen kann.
Verfahren zum belastungsabhängigen Betrieb eines Automatgetriebes, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ersatzbetriebsstrategie nur dann implementiert wird, wenn die Fahrpedalstellung größer als 50% ist.