DE102008001567A1 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang zumindest ein Antriebsaggregat und ein Automatgetriebe umfasst, nämlich zur Ausführung einer Rückschaltung oder Hochschaltung von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang, wobei zur Ausführung der Rückschaltung oder Hochschaltung mindestens ein Schaltelement des Automatgetriebes geöffnet bzw. abgeschaltet und mindestens ein Schaltelement des Automatgetriebes geschlossen bzw. zugeschaltet wird. Erfindungsgemäß wird eine Rückschaltung oder Hochschaltung als geregelte Lastschaltung mit mindestens einem reibschlüssigen Schaltelement des Automatgetriebes und mindestens einem formschlüssigen Schaltelement des Automatgetriebes derart ausgeführt, dass für die auszuführende Rückschaltung oder Hochschaltung eine Soll-Schleifzeit vorgegeben wird, dass ein aus der Soll-Schleifzeit errechneter Soll-Drehzahlgradient mit einem eine Ist-Schleifzeit bestimmenden Ist-Drehzahlgradienten bzw. die Soll-Schleifzeit mit der Ist-Schleifzeit verglichen wird und dass abhängig von diesem Vergleich und abhängig davon, ob eine Rückschaltung oder Hochschaltung ausgeführt wird, entweder eine Druckregelung auf mindestens einem reibschlüssigen Schaltelement des Automatgetriebes oder eine Antriebsaggregatregelung durchgeführt wird, derart, dass sich der Ist-Drehzahlgradient dem Soll-Drehzahlgradient und damit die Ist-Schleifzeit der Soll-Schleifzeit annähert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines zumindest ein Getriebe und ein Antriebsaggregat umfassenden Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Hauptkomponenten eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sind ein Antriebsaggregat und ein Getriebe. Ein Getriebe wandelt Drehmomente und Drehzahlen und setzt so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats um, so dass dieses an Rädern des Kraftfahrzeugs nutzbar gemacht werden kann. Dann, wenn ein Leistungsfluss von den Rädern zum Antriebsaggregat hin vorliegt, wird der Antriebsstrang im Schubbetrieb betrieben. Ist hingegen der Leistungsfluss vom Antriebsaggregat zu den Rädern gerichtet, so wird der Antriebsstrang im Zugbetrieb betrieben. Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang zumindest ein Antriebsaggregat und als Getriebe ein Automatgetriebe umfasst, nämlich zur Ausführung einer Rückschaltung oder einer Hochschaltung von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang. Bei einem Automatgetriebe handelt es sich um ein Getriebe mit automatischen bzw. automatisierten Gangwechseln.
  • Bei der Ausführung eines Gangwechsels im Sinne einer Rückschaltung oder einer Hochschaltung wird mindestens ein Schaltelement des Automatgetriebes geöffnet bzw. abgeschaltet und mindestens ein Schaltelement des Automatgetriebes geschlossen bzw. zugeschaltet, wobei es sich bei diesen Schaltelementen um Kupplungen oder Bremsen des Automatgetriebes handeln kann. Bei Automatgetrieben mit reibschlüssigen Schaltelementen werden nach der Praxis geregelte Lastschaltungen ausgeführt, wobei hierzu eine Soll-Schleifzeit für eine auszuführende Schaltung vorgegeben wird.
  • Bei dieser Soll-Schleifzeit handelt es sich um eine Sollzeit, die benötigt werden soll, um ausgehend von der Übersetzung des Ist-Gangs die Übersetzung des Ziel-Gangs der auszuführenden Schaltung zu erreichen. Bei einer geregelten Lastschaltung wird nach der Praxis ein aus der Soll-Schleifzeit errechneter Soll-Drehzahlgradient mit einem eine Ist-Schleifzeit bestimmenden Ist-Drehzahlgradienten bzw. die Soll-Schleifzeit mit der Ist-Schleifzeit verglichen, wobei abhängig hiervon eine Druckregelung auf einem zuschaltenden Schaltelement und/oder einem abschaltendem Schaltelement ausgeführt wird. Über eine solche geregelte Lastschaltung können Toleranzen im Neuzustand des Automatgetriebes sowie Abweichungen über die Lebensdauer desselben von einem Auslegungsgetriebe ausgeglichen werden.
  • Solche aus der Praxis bekannten geregelten Lastschaltungen, bei welchem eine Druckregelung auf einem zuschaltenden und/oder abschaltenden Schaltelement ausgeführt wird, sind jedoch nur dann möglich, wenn sowohl das zuschaltende Schaltelement als auch das abschaltende Schaltelement als reibschlüssige Schaltelemente ausgeführt sind.
  • Dann hingegen, wenn im Automatgetriebe formschlüssige Schaltelemente Verwendung finden, sind diese aus der Praxis bekannten geregelten Lastschaltungen nicht ausführbar, da auf einem formschlüssigen Schaltelement keine Druckregelung erfolgen kann. Es besteht daher Bedarf an einem Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, mit welchem dann, wenn in einem Automatgetriebe neben reibschlüssigen Schaltelementen auch formschlüssige Schaltelemente Verwendung finden, geregelte Lastschaltungen ausgeführt werden können.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs zu schaffen.
  • Dieses Problem wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird eine Rückschaltung oder Hochschaltung als geregelte Lastschaltung mit mindestens einem reibschlüssigen Schaltelement des Automatgetriebes und mindestens einem formschlüssigen Schaltelement des Automatgetriebes derart ausgeführt, dass für die auszuführende Rückschaltung oder Hochschaltung eine Soll-Schleifzeit vorgegeben wird, dass ein aus der Soll-Schleifzeit errechneter Soll-Drehzahlgradient mit einem eine Ist-Schleifzeit bestimmenden Ist-Drehzahlgradienten bzw. die Soll-Schleifzeit mit der Ist-Schleifzeit verglichen wird, und dass abhängig von diesem Vergleich und abhängig von davon, ob eine Rückschaltung oder Hochschaltung ausgeführt wird, entweder eine Druckregelung auf mindestens einem reibschlüssigen Schaltelement des Automatgetriebes oder eine Antriebsaggregatregelung durchgeführt wird, derart, dass sich der Ist-Drehzahlgradient dem Soll-Drehzahlgradient und damit die Ist-Schleifzeit der Soll-Schleifzeit annähert.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind auch dann geregelte Lastschaltungen ausführbar, wenn in einem Automatgetriebe neben reibschlüssigen Schaltelementen auch formschlüssige Schaltelemente Verwendung finden. In diesem Fall erfolgt eine geregelte Lastschaltung nicht nur über eine Druckregelung auf einem reibschlüssigen Schaltelement, vielmehr wird für die geregelte Lastschaltung eine Antriebsaggregatregelung genutzt. Abhängig von einem Vergleich zwischen der Soll-Schleifzeit und der Ist-Schleifzeit bzw. einem Vergleich zwischen dem Ist-Drehzahlgradienten und dem Soll-Drehzahlgradienten wird entweder eine Druckregelung auf einem reibschlüssigen Schaltelement oder eine Antriebsaggregatregelung zur Ausführung einer geregelten Lastschaltung verwendet, wobei abhängig von diesem Vergleich und abhängig davon, ob als Gangwechsel eine Rückschaltung oder eine Hochschaltung ausgeführt wird, zwischen der Druckregelung auf dem reibschlüssigen Schaltelement oder der Antriebsaggregatregelung hin- und hergewechselt wird. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist sowohl für Gangwechsel im Schubbetrieb als auch für Gangwechsel im Zugbetrieb des Antriebsstrangs einsetzbar.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 ein Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines zumindest ein Getriebe und ein Antriebsaggregat umfassenden Antriebsstrangs am Beispiel einer auszuführenden Zugrückschaltung.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang zumindest ein Antriebsaggregat und als Getriebe eine Automatgetriebe umfasst. Bei einem Automatgetriebe handelt es sich um ein Getriebe, bei welchem automatische bzw. automatisierte Gangwechsel im Sinne einer Rückschaltung oder einer Hochschaltung von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang ausgeführt werden. Zur Ausführung einer Rückschaltung oder einer Hochschaltung wird hierzu mindestens ein Schaltelement des Automatgetriebes geöffnet bzw. abgeschaltet und mindestens ein Schaltelement des Automatgetriebes geschlossen bzw. zugeschaltet.
  • Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebsstrangs, bei welchem eine Rückschaltung oder eine Hochschaltung als geregelte Lastschaltung mit mindestens einem reibschlüssigen Schaltelement und mindestens einem formschlüssigen Schaltelement des Automatgetriebes ausgeführt wird, wobei für eine geregelte Lastschaltung eine Soll-Schleifzeit vorgegeben wird, innerhalb welcher ausgehend von der Übersetzung des Ist-Gangs der auszuführenden Schaltung die Übersetzung des Ziel-Gangs der auszuführenden Schaltung erreicht werden soll.
  • Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird hierzu ein aus der vorgegebenen Soll-Schleifzeit errechneter Soll-Drehzahlgradient mit einem eine Ist-Schleifzeit bestimmenden Ist-Drehzahlgradienten bzw. die Soll-Schleifzeit mit der Ist-Schleifzeit verglichen, wobei abhängig von diesem Vergleich und abhängig davon, ob eine Rückschaltung oder eine Hochschaltung ausgeführt wird, entweder eine Druckregelung auf mindestens einem reibschlüssigen Schaltelement des Automatgetriebes oder eine Antriebsaggregatregelung derart durchgeführt wird, dass sich Ist-Schleifzeit der Soll-Schleifzeit und damit der Ist-Drehzahlgradient dem Soll-Drehzahlgradienten der auszuführenden Schaltung annähert. Abhängig von diesem Vergleich und abhängig davon, ob eine Rückschaltung oder eine Hochschaltung ausgeführt wird, wird zwischen der Druckregelung auf mindestens einem reibschlüssigen Schaltelement des Automatgetriebes und der Antriebsaggregatregelung hin- und hergewechselt.
  • 1 verdeutlicht das erfindungsgemäße Verfahren für den Fall, dass als Schaltung eine Rückschaltung im Zugbetrieb mit einem formschlüssigen Schaltelement als abschaltendes Schaltelement und einem reibschlüssigen Schaltelement als zuschaltendes Schaltelement ausgeführt wird. So ist in 1 über der Zeit t ein zeitlicher Verlauf einer Drehzahl n bei der Ausführung einer Zugrückschaltung dargestellt, wobei für die Ausführung der Zugrückschaltung im Sinne einer geregelten Lastschaltung eine Soll-Schleifzeit tSOLL vorgegeben wird. Die Soll-Schleifzeit tSOLL bestimmt dabei einen Soll-Drehzahlgradienten dn/dtSOLL für die Drehzahl n während der Ausführung der Zugrückschaltung vom Ist-Gang in den Ziel-Gang der auszuführenden Zugrückschaltung. Vor der Ausführung der Schaltung und demnach vor der Soll-Schleifzeit tSOLL folgt die Drehzahl n dem Übersetzungsverhältnis des Ist-Gangs der auszuführenden Zugrückschaltung. Nach Ausführung der Schaltung und demnach nach der Soll-Schleifzeit tSOLL folgt die Drehzahl n dem Übersetzungsverhältnis des Ziel-Gangs der auszuführenden Zugrückschaltung.
  • In 1 ist neben der Soll-Schleifzeit tSOLL weiterhin eine gegenüber der Soll-Schleifzeit tSOLL kleinere Ist-Schleifzeit tIST,1 und andererseits eine gegenüber der Soll-Schleifzeit größere Ist-Schleifzeit tIST,2 dargestellt, wobei sich für diese Ist-Schleifzeiten tIST,1 und tIST,2 von dem Soll-Drehzahlgradienten dn/dtSOLL abweichende Drehzahlgradienten dn/dtIST,1 und dn/dtIST,2 einstellen. Für die Ist-Schleifzeit tIST,1 zeigt 1 den Ist-Drehzahlgradienten dn/dtIST,1 für die Ist-Schleifzeit tIST,2 zeigt 1 den Ist-Drehzahlgradienten dn/dtIST,2.
  • Dann, wenn wie in 1 gezeigt, eine Rückschaltung ausgeführt und ein formschlüssiges Schaltelement als abschaltendes Element verwendet wird und darüber hinaus die Differenz zwischen der Ist-Schleifzeit und der Soll-Schleifzeit negativ wird, wenn also die Ist-Schleifzeit kleiner als die Soll-Schleifzeit wird, wird von einer Antriebsaggregatregelung auf eine Druckregelung des reibschlüssigen zuschaltenden Schaltelements umgeschaltet. Dann hingegen, wenn in diesem Fall die Differenz zwischen der Ist-Schleifzeit und der Soll-Schleifzeit positiv wird, wenn also die Ist-Schleifzeit größer als die Soll-Schleifzeit wird, wird von einer Druckregelung des reibschlüssigen zuschaltenden Schaltelements auf eine Antriebsaggregatregelung umgeschaltet.
  • Für 1 bedeutet dies, dass für den Ist-Drehzahlgradienten dn/dtIST,1 eine Druckregelung des zuschaltenden, reibschlüssigen Schaltelements und für den Ist-Drehzahlgradienten dn/dtIST,2 eine Antriebsaggregatregelung durchgeführt wird, und zwar jeweils mit dem Ziel, dass sich der Ist-Drehzahlgradient dem Soll-Drehzahlgradient und damit die Ist-Schleifzeit der Soll-Schleifzeit annähert.
  • Dann, wenn eine Rückschaltung ausgeführt und ein formschlüssiges Schaltelement als zuschaltendes Schaltelement verwendet und die Differenz zwischen der Ist-Schleifzeit und der Soll-Schleifzeit negativ wird, wird von einer Antriebsaggregatregelung auf eine Druckregelung des reibschlüssigen abschaltenden Schaltelements umgeschaltet.
  • Wird hingegen in diesem Fall die Differenz zwischen Ist-Schleifzeit und Soll-Schleifzeit positiv, wird von einer Druckregelung des reibschlüssigen abschaltenden Schaltelements auf eine Antriebsaggregatregelung umgeschaltet.
  • Dann, wenn als Schaltung eine Hochschaltung ausgeführt und ein formschlüssiges Schaltelement als abschaltendes Schaltelement und ein reibschlüssiges Schaltelement als zuschaltendes Schaltelement verwendet und die Differenz zwischen Ist-Schleifzeit und Soll-Schleifzeit negativ wird, wird von einer Druckregelung des reibschlüssigen zuschaltenden Schaltelements auf eine Antriebsaggregatregelung umgeschaltet. Wird hingegen in diesem Fall die Differenz zwischen Ist-Schleifzeit und Soll-Schleifzeit positiv, so wird von der Antriebsaggregatregelung auf die Druckregelung des reibschlüssigen zuschaltenden Schaltelements umgeschaltet.
  • Dann, wenn eine Hochschaltung ausgeführt und ein formschlüssiges Schaltelement als zuschaltendes Schaltelement und ein reibschlüssiges Schaltelement als abschaltendes Schaltelement verwendet und die Differenz zwischen Ist-Schleifzeit und Soll-Schleifzeit negativ wird, wird von einer Druckregelung des abschaltenden reibschlüssigen Schaltelements auf eine Antriebsaggregatregelung umgeschaltet. Wird hingegen in diesem Fall die Differenz zwischen Ist-Schleifzeit und Soll-Schleifzeit positiv, so wird von der Antriebsaggregatregelung auf die Druckregelung des reibschlüssigen abschaltenden Schaltelements umgeschaltet.
  • Die obigen Vorgehensweisen sind sowohl für Schaltungen im Zugbetrieb als auch für Schaltungen im Schubbetrieb gültig.
  • Dann, wenn eine Antriebsaggregatregelung erfolgt, kann dies entweder zu einer Erhöhung oder einer Erniedrigung des vom Antriebsaggregat bereitgestellten Moments führen.
  • Dann, wenn als Antriebsaggregat ein Hybridantrieb verwendet wird, kann die Antriebsaggregatregelung vom Elektromotor oder vom Verbrennungsmotor oder in Kombination von Elektromotor und Verbrennungsmotor des Hybridantriebs durchgeführt werden.
  • In der obigen Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass Ist-Schleifzeiten mit Soll-Schleifzeiten verglichen werden. Ebenso ist es möglich, Ist-Drehzahlgradienten mit Soll-Drehzahlgradienten zu vergleichen, wobei dann lediglich für die entsprechenden Vergleiche eine Vorzeichenumkehr zu beachten ist.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang zumindest ein Antriebsaggregat und ein Automatgetriebe umfasst, nämlich zur Ausführung einer Rückschaltung oder Hochschaltung von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang, wobei zur Ausführung der Rückschaltung oder Hochschaltung mindestens ein Schaltelement des Automatgetriebes geöffnet bzw. abgeschaltet und mindestens ein Schaltelement des Automatgetriebes geschlossen bzw. zugeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückschaltung oder Hochschaltung als geregelte Lastschaltung mit mindestens einem reibschlüssigen Schaltelement des Automatgetriebes und mindestens einem formschlüssigen Schaltelement des Automatgetriebes derart ausgeführt wird, dass für die auszuführende Rückschaltung oder Hochschaltung eine Soll-Schleifzeit vorgegeben wird, dass ein aus der Soll-Schleifzeit errechneter Soll-Drehzahlgradient mit einem eine Ist-Schleifzeit bestimmenden Ist-Drehzahlgradienten bzw. die Soll-Schleifzeit mit der Ist-Schleifzeit verglichen wird, und dass abhängig von diesem Vergleich und abhängig von davon, ob eine Rückschaltung oder Hochschaltung ausgeführt wird, entweder eine Druckregelung auf mindestens einem reibschlüssigen Schaltelement des Automatgetriebes oder eine Antriebsaggregatregelung durchgeführt wird, derart, dass sich der Ist-Drehzahlgradient dem Soll-Drehzahlgradient und damit die Ist-Schleifzeit der Soll-Schleifzeit annähert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von diesem Vergleich und abhängig davon, ob eine Rückschaltung oder Hochschaltung ausgeführt wird, zwischen einer Druckregelung auf mindestens einem reibschlüssigen Schaltelement des Automatgetriebes oder einer Antriebsaggregatregelung hin- und hergewechselt wird, sodass sich der Ist-Drehzahlgradient dem Soll-Drehzahlgradient und damit die Ist-Schleifzeit der Soll-Schleifzeit annähert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn eine Hochschaltung ausgeführt und ein formschlüssiges Schaltelement als abschaltendes Schaltelement verwendet und die Differenz zwischen Ist-Schleifzeit und Soll-Schleifzeit negativ wird, von einer Druckregelung eines reibschlüssigen zuschaltenden Schaltelements auf eine Antriebsaggregatregelung umgeschaltet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn eine Hochschaltung ausgeführt und ein formschlüssiges Schaltelement als abschaltendes Schaltelement verwendet und die Differenz zwischen Ist-Schleifzeit und Soll-Schleifzeit positiv wird, von einer Antriebsaggregatregelung auf eine Druckregelung eines reibschlüssigen zuschaltenden Schaltelements umgeschaltet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn eine Hochschaltung ausgeführt und ein formschlüssiges Schaltelement als zuschaltendes Schaltelement verwendet und die Differenz zwischen Ist-Schleifzeit und Soll-Schleifzeit negativ wird, von einer Druckregelung eines abschaltenden reibschlüssigen Schaltelements auf eine Antriebsaggregatregelung umgeschaltet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn eine Hochschaltung ausgeführt und ein formschlüssiges Schaltelement als zuschaltendes Schaltelement verwendet und die Differenz zwischen Ist-Schleifzeit und Soll-Schleifzeit positiv wird, von einer Antriebsaggregatregelung auf eine Druckregelung eines reibschlüssigen abschaltenden Schaltelements umgeschaltet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn eine Rückschaltung ausgeführt und ein formschlüssiges Schaltelement als abschaltendes Schaltelement verwendet und die Differenz zwischen Ist-Schleifzeit und Soll-Schleifzeit negativ wird, von einer Antriebsaggregatregelung auf eine Druckregelung eines reibschlüssigen zuschaltenden Schaltelements umgeschaltet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn eine Rückschaltung ausgeführt und ein formschlüssiges Schaltelement als abschaltendes Schaltelement verwendet und die Differenz von zwischen Ist-Schleifzeit und Soll-Schleifzeit positiv wird, von einer Druckregelung eines reibschlüssigen zuschaltenden Schaltelements auf eine Antriebsaggregatregelung umgeschaltet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn eine Rückschaltung ausgeführt und ein formschlüssiges Schaltelement als zuschaltendes Schaltelement verwendet und die Differenz zwischen Ist-Schleifzeit und Soll-Schleifzeit negativ wird, von einer Antriebsaggregatregelung auf eine Druckregelung eines reibschlüssigen abschaltenden Schaltelements umgeschaltet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn eine Rückschaltung ausgeführt und ein formschlüssiges Schaltelement als zuschaltendes Schaltelement verwendet und die Differenz zwischen Ist-Schleifzeit und Soll-Schleifzeit positiv wird, von einer Druckregelung eines reibschlüssigen abschaltenden Schaltelements auf eine Antriebsaggregatregelung umgeschaltet wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsaggregatregelung entweder ein vom Antriebsaggregat bereitgestelltes Moment erhöht oder ein vom Antriebsaggregat bereitgestelltes Moment erniedrigt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Antriebsaggregat ein Hybridantrieb ist, die Antriebsaggregatregelung von einem Elektromotor und/oder Verbrennungsmotor des Hybridantriebs durchgeführt wird.
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