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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 4.
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Aus der
EP 0 770 195 B1 ist es bereits bekannt, ein solches dynamische Korrekturmoment als Funktion einer Soll-Schaltzeit t
Schall_Soll, einer Differenzdrehzahl und der getriebeeingangsseitigen Schwungmasse Θ
GE zu bestimmen, wobei die Differenzdrehzahl sich aus dem Verhältnis der Ist-Übersetzung des Ist-Gangs und der Ziel-Übersetzung des Ziel-Gangs und der abtriebsseitigen Drehzahl ω
AB ergibt.
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Mit einem solchen dynamischen Korrekturmoment kann, wenn die abtriebsseitige Drehzahl ωAB konstant und die getriebeeingangsseitige Schwungmasse ΘGE gegenüber der abtriebsseitigen Schwungmasse ΘAb relativ klein ist, ein guter Schaltkomfort gewährleistet werden. Dann hingegen, wenn die abtriebsseitige Drehzahl ωAB nicht konstant ist und/oder wenn die abtriebsseitige Schwungmasse ΘAb in der Größenordnung der getriebeeingangsseitigen Schwungmasse ΘGE liegt, kann mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren kein guter Schaltkomfort gewährleistet werden.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs zu schaffen.
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Nach einem ersten Aspekt wird dieses Problem durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Hiernach ist das dynamische Korrekturmoment von mindestens zwei Komponenten abhängig, nämlich von einer Grundkomponente, die eine Funktion einer getriebeeingangseitigen Schwungmasse, einer Differenzdrehzahl und einer Soll-Schaltzeit ist, und einer Multiplikativkomponente, die eine Funktion der getriebeeingangseitigen Schwungmasse und einer getriebeausgangseitigen Schwungmasse ist, wobei die Grundkomponente und die Multiplikativkomponente multiplikativ verrechnet werden.
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Nach einem zweiten Aspekt wird dieses Problem durch ein Verfahren gemäß Anspruch 4 gelöst. Hiernach ist das dynamische Korrekturmoment von mindestens zwei Komponenten abhängig, nämlich von einer Grundkomponente, die eine Funktion einer getriebeeingangseitigen Schwungmasse, einer Differenzdrehzahl und einer Soll-Schaltzeit ist, und einer Additivkomponente, die eine Funktion der getriebeeingangseitigen Schwungmasse, der Ziel-Übersetzung des Zielgangs und eines zeitlichen Gradienten einer Abtriebsdrehzahl ist, wobei die Grundkomponente und die Additivkomponente additiv verrechnet werden.
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Mit beiden Aspekten der hier vorliegenden Erfindung, die entweder alleine oder in Kombination miteinander zum Einsatz kommen können, kann auch dann ein hoher Schaltkomfort bei der Ausführung einer Schaltung in einem Lastschaltgetriebe gewährleistet werden, wenn die abtriebsseitige Drehzahl nicht konstant ist und/oder wenn eine getriebeeingangsseitige Schwungmasse in der Größenordnung der abtriebsseitigen Schwungmasse liegt.
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Dann, wenn die abtriebsseitige Drehzahl konstant ist und wenn die getriebeeingangsseitige Schwungmasse sowie abtriebsseitige Schwungmasse in derselben Größenordnung liegen, kommt der erste Aspekt der Erfindung zum Einsatz.
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Dann hingegen, wenn die abtriebsseitige Schwungmasse deutlich größer als die getriebeeingangsseitige Schwungmasse ist und wenn die abtriebsseitige Drehzahl nicht konstant ist, kommt der zweite Aspekt der hier vorliegenden Erfindung zum Einsatz.
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Dann, wenn die abtriebsseitige Drehzahl nicht konstant ist und wenn weiterhin gleichzeitig die getriebeeingangsseitige Schwungmasse und abtriebsseitige Schwungmasse in derselben Größenordnung liegen, kommen der erste Aspekt der Erfindung und der zweite Aspekt der Erfindung in Kombination miteinander zum Einsatz.
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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:
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1 ein Blockschaltbild eines Antriebsstrangs;
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2 ein Ersatzschaltbild für den Antriebsstrang;
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3 ein Diagramm zur Verdeutlichung des aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zum Betreiben eines Antriebstrangs;
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4 ein Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebstrangs nach dem zweiten Aspekt der Erfindung;
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5 ein Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebstrangs nach dem ersten Aspekt der Erfindung; und
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6 ein Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebstrangs bei einer Kombination des ersten und zweiten Aspekts der Erfindung.
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1 zeigt ein Antriebsstrangschema für einen Antriebsstrang mit einem Antriebsaggregat 1, einem automatischen bzw. automatisierten Getriebe 2 und einem Abtrieb 3. Das Getriebe 2 ist zwischen das Antriebsaggregat 1 und den Abtrieb 3 geschaltet und als Lastschaltgetriebe ausgeführt. Gemäß 1 umfasst ein solches Getriebe 2 mehrere Schaltelemente 4, die als Kupplungen oder Bremsen ausgeführt sein können, wobei in jedem Gang eine erste Anzahl dieser Schaltelement geschlossen bzw. zugeschaltet und eine zweite Anzahl dieser Schaltelemente 4 geöffnet bzw. weggeschaltet ist. Bei einem Anfahrvorgang kann eines der Schaltelemente 4 des Getriebes 2 als Anfahrelement dienen. Ebenso ist es möglich, dass der Antriebsstrang 1 ein zusätzliches, getriebeinternes oder getriebeexternes Anfahrelement umfasst. So kann zwischen das Getriebe 2 und das Antriebsaggregat 1 ein Wandler mit einer Wandlerüberbrückungskupplung geschaltet sein. Dann, wenn an dem automatischen bzw. automatisierten Lastschaltgetriebe der 2 eine Schaltung bzw. ein Gangwechsel von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang aufgeführt wird, wird mindestens ein Schaltelement 4 geöffnet bzw. weggeschaltet und mindestens ein anderes Schaltelement 4 geschlossen bzw. zugeschaltet, wobei ein Schaltelement 4 die sogenannte Lastübernahme bei einer Lastschaltung ausführt.
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2 zeigt ein Ersatzschaltbild des Antriebsstrangs der 1 für das die Lastübernahme einer auszuführenden Lastschaltung bereitstellende Schaltelement 4, wobei zur Ausführung der Lastschaltung das Antriebsaggregat 1 abhängig von einem Soll-Antriebsaggregatmoment MMot und das die Lastübernahme ausführende Schaltelement 4 des Getriebes 2 abhängig von einem Soll-Schaltelementmoment MK angesteuert bzw. betrieben wird.
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Neben diesem Soll-Antriebsaggregatmoment MMot für das Antriebsaggregat 1 und dem Soll-Schaltelementmoment MK für das die Lastübernahme ausführende Schaltelement 4 zeigt 2 weiterhin bezogen auf das Schaltelement 4 eine getriebeeingangsseitige bzw. antriebsseitige Schwungmasse ΘGE, eine getriebeausgangsseitige bzw. abtriebsseitige Schwungmasse ΘAb, eine getriebeeingangsseitige Drehzahl ωGE, eine abtriebsseitige Drehzahl ωAB, ein getriebeeingangsseitiges Moment MGE und ein abtriebsseitiges Moment MAb, wobei die getriebeeingangsseitige Drehzahl ωGE der Motordrehzahl ωMot des Antriebsaggregats 1 entspricht.
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Dann, wenn die getriebeausgangsseitige bzw. abtriebsseitige Schwungmasse ΘAb viel größer ist als die getriebeeingangsseitige bzw. antriebsseitige Schwungmasse ΘGE, und wenn die abtriebsseitige Drehzahl ωAB konstant ist, wird während der Ausführung einer Schaltung zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 gemäß 3 die getriebeeingangsseitige Drehzahl ωGE des Schaltelements 4 und damit die Motordrehzahl ωMot auf das Niveau der abtriebsseitigen Drehzahl ωAB gebracht, und zwar vorzugsweise derart, dass ein dynamisches Korrekturmoment für das Soll-Antriebsaggregatmoment MMot oder das Soll-Schaltelementmoment MK ermittelt wird, mithilfe dessen bei der Schaltungsausführung zur Gewährleistung eines hohen Schaltungskomforts und einer geringen Belastung des Schaltelements 4 das Soll-Antriebsaggregatmoment MMot oder das Soll-Schaltelementmoment MK korrigiert wird.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wie er in seinem Grundaufbau bereits unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben wurde.
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Erfindungsgemäß soll eine Schaltung bzw. ein Gangwechsel von einem Ist-Gang mit einer Ist-Übersetzung in einen Ziel-Gang mit einer Ziel-Übersetzung ausgeführt werden, wozu einerseits das Antriebsaggregat 1 mit einem Soll-Antriebsaggregatmoment MMot und andererseits das die Lastübernahme ausführende, zuschaltende Schaltelement 4 des Getriebes 2 mit einem Soll-Schaltelementmoment MK angesteuert bzw. betrieben wird.
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4 zeigt dabei die Situation für die Ausführung eines Gangwechsels, bei welchem die abtriebsseitige Drehzahl ωAB an dem die Lastübernahme ausführenden Schaltelement 4 nicht konstant ist, bei welchem jedoch die abtriebsseitige Schwungmasse ΘAb deutlich größer als die getriebeeingangsseitige Schwungmasse ΘGE ist.
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Hierbei wird dann erfindungsgemäß zur Ausführung der Schaltung bzw. des Gangwechsels ein dynamisches Korrekturmoment Mdyn ermittelt, welches von zwei Komponenten abhängig ist, nämlich von einer Grundkomponente Mdyn,GK und einer Additivkomponente Mdyn,AK, die additiv verrechnet werden.
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Die Grundkomponente Mdyn,GK des dynamischen Korrekturmoments ist dabei eine Funktion einer getriebeeingangsseitigen Schwungmasse, einer Drehzahldifferenz und einer Soll-Schaltzeit.
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Für die Grundkomponente Mdyn,GK des dynamisches Korrekturmoments gilt: Mdyn,GK = ΘGE × Δω/tSchall_Soll wobei ΘGE die getriebeeingangseitige Schwungmasse ist, wobei Δω die Differenzdrehzahl ist, und wobei tSchall_Soll die Soll-Schaltzeit ist. Die Differenzdrehzahl Δω ergibt sich vorzugsweise aus dem Verhältnis der Ist-Übersetzung des Ist-Gangs und der Ziel-Übersetzung des Ziel-Gangs und der abtriebsseitigen Drehzahl ωAB.
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Die Additivkomponente Mdyn,AK des dynamischen Korrekturmoments ist eine Funktion der getriebeeingangsseitigen Schwungmasse, der Ziel-Übersetzung des Zielgangs und eines zeitlichen Gradienten der Abtriebsdrehzahl, insbesondere des zeitlichen Gradienten der Abtriebsdrehzahl zum Beginn der Schaltung beim Zeitpunkt t1.
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Für die die Additivkomponente Mdyn,AK des dynamisches Korrekturmoments gilt: Mdyn,AK = ΘGE × iZiel × dωAb/dt(t=t1) wobei ΘGE die getriebeeingangseitigen Schwungmasse ist, wobei iZiel die Ziel-Übersetzung des Zielgangs ist, und wobei dωAb/dt(t=t1) der zeitlichen Gradienten der Abtriebsdrehzahl ωAb zum Zeitpunkt t1 ist.
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Für das dynamische Korrekturmoment Mdyn gilt dann: Mdyn = Mdyn,GK + Mdyn,AK
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5 zeigt die Situation bei der Ausführung einer Lastschaltung in einem Lastschaltgetriebe, bei welchem zwar die abtriebsseitige Drehzahl ωAB grundsätzlich konstant ist, bei welcher jedoch die getriebeeingangsseitige Schwungmasse ΘGE und die abtriebsseitige Schwungmasse ΘAb in der selben Größenordnung liegen, sodass während der Ausführung der Schaltung zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 sich sowohl abtriebsseitige Drehzahl ωAB als auch die getriebeeingangsseitige Drehzahl ωGE am das die Lastübernahme ausführenden Schaltelement 4 ändern.
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In diesem Fall wird dann wiederum ein dynamisches Korrekturmoment bestimmt, das von zwei Komponenten abhängig ist, nämlich von der Grundkomponente und einer Multiplikativkomponente, die multiplikativ verrechnet werden.
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Die Grundkomponente ist wiederum von der getriebeeingangsseitigen Schwungmasse, der Differenzdrehzahl und der Soll-Schaltzeit abhängig.
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Für die Grundkomponente Mdyn,GK des dynamisches Korrekturmoments gilt demnach wieder: Mdyn,GK = ΘGE × Δω/tSchall_Soll wobei ΘGE die getriebeeingangseitige Schwungmasse ist, wobei Δω die Differenzdrehzahl ist, und wobei tSchall_Soll die Soll-Schaltzeit ist.
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Die Multiplikativkomponente ist eine Funktion der getriebeeingangsseitigen Schwungmasse und der getriebeausgangsseitigen bzw. abtriebsseitigen Schwungmasse.
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Für die die Multiplikativkomponente kMK des dynamisches Korrekturmoments gilt: kMK = 1/(1 + ΘGE/ΘAb) wobei ΘGE die getriebeeingangseitigen Schwungmasse ist, und wobei ΘAb die getriebeausgangseitigen Schwungmasse ist.
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Für das dynamische Korrekturmoment Mdyn gilt dann: Mdyn = Mdyn,GK × kMK
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6 zeigt die Situation für die Ausführung einer Lastschaltung in einem Lastschaltgetriebe, bei welchem sowohl die abtriebsseitige Drehzahl ωAB nicht konstant ist als auch die getriebeeingangsseitige Schwungmasse und die getriebeausgangsseitige bzw. abtriebsseitige Schwungmasse in derselben Größenordnung liegen.
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In diesem Fall ist dann das dynamische Korrekturmoment von drei Komponenten ist, nämlich der Grundkomponente, der Additivkomponente und der Multiplikativkomponente, wobei die Grundkomponente und die Multiplikativkomponente multiplikativ verrechnet werden und dieses Produkt aus der Grundkomponente und der Multiplikativkomponente mit der Additivkomponente additiv verrechnet wird.
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Für das dynamische Korrekturmoment Mdyn gilt dann: Mdyn = Mdyn,GK × kMK + Mdyn,AK wobei gilt: Mdyn,GK = ΘGE × Δω/tSchall_Soll Mdyn,AK = ΘGE × iZiel × dωAb/dt(t=t1) kMK = 1/(1 + ΘGE/ΘAb)
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Ein auf die obige Art und Weise ermitteltes, dynamisches Korrekturmoment kann zur Korrektur des Soll-Antriebsaggregatmoments MMot bei konstantem Soll-Schaltelementmoment MK verwendet werden. In diesem Fall wird dann also das Soll-Schaltelementmoment MK unverändert gehalten und das Soll-Antriebsaggregatmoment MMot mit dem dynamischen Korrekturmoment Mdyn korrigiert.
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Ebenso ist es möglich, dass Soll-Schaltelementmoment MK abhängig vom dynamischen Korrekturmoment Mdyn zu korrigieren und das Soll-Antriebsaggregatmoment MMot konstant zu halten.
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Ferner ist es möglich, das dynamische Korrekturmoment Mdyn in einen Korrekturmomentanteil für das Soll-Schaltelementmoment MK in einen Korrekturmomentanteil für das Soll-Antriebsaggregatmoment MMot aufzuteilen und dann das Soll-Schaltelementmoment MK um den entsprechenden Korrekturmomentanteil und das Soll-Antriebsaggregatmoment MMot um den entsprechenden Korrekturmomentanteil des dynamischen Korrekturmoments zu korrigieren.
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Mit der hier vorliegenden Erfindung wird demnach ein analytisches Verfahren zur Ausführung von Lastschaltungen in einem Lastschaltgetriebe vorgeschalten. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl bei automatischen bzw. automatisierten Getrieben eines Personenkraftwagens als auch bei automatischen bzw. automatisierten Gruppengetrieben von Baumaschinen oder Lastkraftwagen zum Einsatz kommen. Das Getriebe kann sowohl in Planetenals auch in Vorgelegebauweise ausgeführt sein.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermittelt erfindungsgemäß ein dynamisches Korrekturmoment, welches zumindest von zwei Komponenten abhängig ist, und kann so einen hohen Schaltkomfort bei geringer Schaltelementbelastung gewährleisten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsaggregat
- 2
- Getriebe
- 3
- Abtrieb
- 4
- Antriebsaggregat
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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