DE102011017515B4 - Verfahren zur Bestimmung von Kenngrößen eines Automatikgetriebes - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Bestimmung von Kennwerten (i_EDS_F) von reibschlüssigen Schaltelementen (E) eines Automatikgetriebes (1), das Automatikgetriebe umfassend mindestens ein reibschlüssiges Schaltelement (E), eine Abtriebswelle (14), ein hydrodynamisches Antriebselement (4), welches ein mit einem Antriebsmotor (2) drehfest verbundenes Pumpenrad (5) und ein mit einer Abtriebswelle (14) mittels eines Schaltelements (E) drehfest oder schlupfbehaftet koppelbares Turbinenrad (6) umfasst, wobei das mit einer Motordrehzahl (n_M) drehende Pumpenrad (5) und das mit einer Turbinendrehzahl (n_T) drehende Turbinenrad (6) hydrodynamisch wirkverbunden sind und wobei ein Quotient aus Turbinendrehzahl (n_T) und Motordrehzahl (n_M) ein veränderliches Drehzahlverhältnis (v) bildet, wobei die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements (E) über die Ansteuerung eines Schaltgeräts (18) durch einen elektrischen Steuerstrom (i_EDS) veränderbar ist, wobei für jedes reibschlüssige Schaltelement (E) ein Füllstromwert (i_EDS_F) existiert bei welchem dieses ausgehend von einem geöffneten Zustand in einen Zustand einer schlupfbehafteten Momentenübertragung übergeht oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ansteuersequenz bei fest gesetzter Abtriebswelle (14) durch eine Veränderung des Steuerstroms (i_EDS) des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements (E) das Drehzahlverhältnis (v) beeinflusst wird und dass der Füllstromwert (i_EDS_F) des reibschlüssigen Schaltelements (E) aus dem sich während der Ansteuersequenz ergebenden Verlauf des Drehzahlverhältnisses (v) in Verbindung mit dem Verlauf des Steuerstroms (i_EDS) bestimmt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Kenngrößen eines elektro-hydraulisch gesteuerten Automatikgetriebes nach dem Oberbegriff des neuen unabhängigen Patentanspruchs 1.
• Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge umfassen zur Darstellung der Getriebeübersetzungen mehrere reibschlüssige Schaltelemente, welche beispielsweise unter einem hydraulischen Druck ein Drehmoment übertragen können. Mit der Höhe des Drucks, auch als Kupplungsdruck bezeichnet, werden die Schaltelementhälften mit einer steigenden Kraft gegeneinander gedrückt, falls das Schaltelement im drucklosen Zustand geöffnet ist. Hierdurch steigt das von dem reibschlüssigen Schaltelement übertragbare Drehmoment an, was nachfolgend als Übertragungsfähigkeit bezeichnet wird. Unter einer steigenden Übertragungsfähigkeit ist somit eine Zunahme des von dem Schaltelement übertragbaren Drehmoments zu verstehen. Die Übertragungsfähigkeit beginnt, wenn das Volumen des Schaltelements befüllt ist und die Reibpartner der Schaltelementhälften aneinander anliegen. Mit dem Anliegen kommt es zur Übertragung eines Drehmoments unter Schlupf des Schaltelements, d.h. es besteht Gleitreibung zwischen den Schaltelementhälften. Mit zunehmendem Druck erhöht sich die Anpresskraft der Schaltelementhälften aufeinander und damit auch das übertragbare Reibmoment. Analog gilt dies auch für Schaltelemente welche mit einer anderen Wirkenergie betätigt werden, so beispielsweise auch reibschlüssige Schaltelemente welche elektromechanisch geschlossen werden.
• Die unterschiedlichen Übersetzungsstufen eines Automatikgetriebes werden dadurch erzeugt, dass verschiedene Schaltelemente in bestimmten Kombinationen geschlossen sind und damit die unterschiedlichen Elemente eines Planetenradgetriebes drehfest miteinander verbinden oder festsetzen. Um einen guten Schaltkomfort bei den Gangwechseln, auch als Schaltübergänge bezeichnet, erreichen zu können, darf die Druckbeaufschlagung eines neu zuzuschaltenden Schaltelements nicht schlagartig erfolgen, sondern muss sich in einem stetig ansteigenden Druckaufbau vollziehen. Zur Gewährleistung einer stetigen Steigerung der Übertragungsfähigkeit eines reibschlüssigen Schaltelements werden die jeweiligen Drücke in einem definierten rampenförmigen Verlauf angehoben. Die Einstellung des Drucks erfolgt mittels einer elektronischen Getriebesteuerung (EGS), welche als Steuergröße einen elektrischen Strom ausgibt und damit ein elektrohydraulisches Schaltgerät (HSG) ansteuert, wobei dieses daraufhin mittels eines elektrischen Druckstellers (EDS) in Abhängigkeit des Stromwertes einen bestimmten Druck einstellt. Hierbei ist zu bemerken, dass die Strom-Druck-Zuordnung aufgrund der Fertigungstoleranzen der Drucksteller für jeden Drucksteller unterschiedlich sein kann.
• Um die gewünschte Druckrampe reproduzierbar einstellen zu können, ist die genaue Kenntnis der Zuordnung von Strom, welcher den EDS ansteuert, und dem vom EDS erzeugten Druck notwendig.
• Der zur Erzeugung eines bestimmten Kupplungsdruckes erforderliche Stromwert kann aus einer in der EGS abgelegten Tabelle ermittelt oder anhand einer mathematischen Funktion aus dem gewünschten Kupplungsdruck errechnet werden. Die mathematische Funktion hat beispielsweise die Form eines Polynoms. Zum Aufstellen des Polynoms bzw. der Tabelle ist die Kenntnis bestimmter Kennwerte, auch als Abgleichdaten bezeichnet, erforderlich, wie beispielsweise eines Füllstroms, der von der EGS ausgegeben und an den elektrischen Drucksteller im hydraulischen Schaltgerät geleitet wird, welcher dann im hydraulischen System bzw. den Schaltelementen einen Fülldruck erzeugt. Der Fülldruck ist dann erreicht, wenn das Schaltelement, beispielsweise eine hydraulische Kupplung oder Bremse, soweit befüllt ist, dass sich ein bestimmter Druck aufgebaut hat und sich die Reibpartner des Schaltelements so weit angenähert haben, dass die Übertragung eines Drehmoments beginnt.
• Der Fülldruck, der je nach geometrischer Gestaltung für jedes Schaltelement innerhalb eines Automatikgetriebes unterschiedlich sein kann, ist somit einem bestimmen Wert des Füllstroms zugeordnet. Hierbei gilt, dass der experimentell ermittelte Fülldruck aller gleich gestalteten Schaltelemente gleich ist, auch wenn diese in unterschiedlichen Getrieben des gleichen Typs angeordnet sind.
• Es sind Getriebekonzepte bekannt, welche eine Mechatronik aufweisen. Eine Mechatronik ist eine fest montierte Baugruppe welche im Wesentlichen ein HSG und eine EGS umfasst. Mittels eines Abgleichdatenhandlings ist es beispielsweise möglich, Toleranzen in der Strom-Druck-Zuordnung der elektrischen Drucksteller zu kompensieren und somit kostengünstige Drucksteller bei einer hohen Schaltqualität von neuen Fahrzeugen einsetzen zu können.
• Bei einer Trennung der Komponenten HSG und EGS hingegen ist beim nachträglichen Tausch einer oder beider Komponenten im Feld kein solches Abgleichdatenhandling möglich.
• Aus der DE 196 43 305 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung von Kenngrößen eines Automatikgetriebes bekannt. Hierbei werden an einem Automatikgetriebe auf einem Endprüfstand Schaltungen in die einzelnen Übersetzungsstufen ausgelöst, wobei eine Getriebeeingangs- und eine Getriebeausgangsdrehzahl sowie ein Getriebeeingangs- und ein Getriebeausgangsmoment gemessen werden. Aus diesen Messgrößen werden als Kenngrößen des Automatikgetriebes für die während des Schaltübergangs zuschaltende Kupplung beispielsweise eine Füllzeit, ein Fülldruck, eine Reaktionszeit oder ein Reibwert der Lamellen bestimmt. Diese Kenngrößen werden sodann in einem Speicher abgelegt, so dass ein elektronisches Getriebesteuergerät in Abhängigkeit dieser Kenngrößen das Druckniveau und die Zeit eines Schnellfülldruckes, des Fülldruckes und das Druckniveau eines Schaltdruckes korrigiert. Der Fülldruck beispielsweise wird bei diesem Verfahren ermittelt, indem bei angetriebenem Automatikgetriebe das Druckniveau in dem jeweiligen Schaltelement so lange erhöht wird, bis das Ausgangsmoment einen definierten Grenzwert überschreitet.
• Nachteilig ist hierbei, dass eine Momentenmessung einen hohen Aufwand an messtechnischer Ausrüstung und Sensorik erfordert. Zudem kann eine solche Messung nur an einem aus dem Fahrzeug ausgebauten Getriebe auf einem Prüfstand erfolgen, was sehr serviceunfreundlich und aufwändig hinsichtlich Montageaufwand und Kosten für eine Anwendung im Feld bzw. Servicebereich ist.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, ein Verfahren anzugeben, mittels welchem mit geringem Aufwand die Kenngrößen eines Automatikgetriebes, insbesondere die Füllstromwerte unterschiedlicher reibschlüssiger Schaltelemente, und damit die Abgleichdaten zwischen den Schaltelementen und den diese ansteuernden Komponenten zu ermitteln. Insbesondere soll das Verfahren die Ermittelung der Abgleichdaten bei dem Tausch einer oder beider Komponenten ermöglichen ohne dass das Automatikgetriebe aus dem Fahrzeug ausgebaut werden muss.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Hierbei wird ein Verfahren zur Bestimmung von Kennwerten von reibschlüssigen Schaltelementen eines Automatikgetriebes angegeben. Das Automatikgetriebe umfasst mindestens ein reibschlüssiges Schaltelement, eine Abtriebswelle und ein hydrodynamisches Antriebselement. Das hydrodynamische Antriebselement umfasst ein mit einem Antriebsmotor drehfest verbundenes Pumpenrad und Turbinenrad. Das Turbinenrad ist mittels mindestens eines reibschlüssigen Schaltelements mit einer Abtriebswelle drehfest oder schlupfbehaftet koppelbar. Das mit einer Motordrehzahl drehende Pumpenrad und das mit einer Turbinendrehzahl drehende Turbinenrad sind hydrodynamisch wirkverbunden. Die Leistungsübertragung von Pumpenrad an Turbinenrad findet durch einen Impulsaustausch mit einem Betriebsfluid statt, welches sich innerhalb des hydrodynamischen Antriebselements befindet. Je nach Betriebspunkt differieren die Turbinendrehzahl und Motordrehzahl, wobei die Turbinendrehzahl nicht größer werden kann als die Motordrehzahl. Aufgrund der Differenz bildet ein Quotient aus Turbinendrehzahl und Motordrehzahl ein veränderliches Drehzahlverhältnis. Die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements ist über die Ansteuerung eines Schaltgeräts durch einen elektrischen Steuerstrom veränderbar. Die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements bezieht sich hierbei auf die Größe des durch das Schaltelement übertragbaren Drehmoments. Für jedes reibschlüssige Schaltelement existiert ein Füllstromwert, bei welchem dieses ausgehend von einem geöffneten Zustand in einen Zustand einer schlupfbehafteten Momentenübertragung übergeht oder umgekehrt, d.h. oder bei welchem das reibschlüssige Schaltelement ausgehend von einem Zustand schlupfbehafteten Momentenübertragung in den geöffneten Zustand übergeht.
• In einer Ansteuersequenz wird bei fest gesetzter Abtriebswelle durch eine Veränderung des Steuerstroms des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements dessen Übertragungsfähigkeit und damit das Drehzahlverhältnis beeinflusst. Der Füllstromwert des reibschlüssigen Schaltelements wird aus dem sich während der Ansteuersequenz ergebenden Verlauf des Drehzahlverhältnisses in Verbindung mit dem Verlauf des Steuerstroms bestimmt.
• Aufgrund der Änderung der Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements ändert sich die Turbinendrehzahl, während die Motordrehzahl während der Ansteuersequenz konstant ist. So wäre es theoretisch möglich nur den Verlauf der Turbinendrehzahl zur Ermittlung des Füllstromwertes heranzuziehen. Schwankt jedoch während der Ansteuersequenz die Motorendrehzahl wird sich die Turbinendrehzahl ebenfalls ändern, auch wenn diese noch nicht durch die Veränderung der Übertragungsfähigkeit beeinflusst wurde. Somit kann die ausschließliche Erfassung der Turbinendrehzahl zu Zwecken der Ermittlung des Füllstromwertes zu Fehlinterpretationen führen.
• Wird jedoch das Drehzahlverhältnis als Indikator für die Änderung der Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements herangezogen, so ändert sich dieses bei bloßen Schwankungen der Motordrehzahl nicht. Bei einer Änderung der Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements kommt es jedoch bei dem beschriebenen Versuchsaufbau zu einer Abweichung zwischen Motor- und Turbinendrehzahl und damit auch zu einer Änderung des Drehzahlverhältnisses. Somit sind vorteilhafterweise Fehlinterpretationen aufgrund von Drehzahlschwankungen bei der Ermittelung des Füllstromwertes ausgeschlossen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass die Ermittlung des Füllstromwerts anhand des Drehzahlverhältnisses möglich ist, ist ein einfacher Messaufbau, da messtechnisch im Automatikgetriebe nur die Drehzahlen von Motor und Turbine zu erfassen sind. Die entsprechenden Drehzahlsensoren sind ohnehin schon im Automatikgetriebe angeordnet, so dass kein zusätzlicher Aufwand an Sensorik und deren Installation erforderlich ist.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements von einem dieses beaufschlagenden hydraulischen Kupplungsdruck beeinflusst. Der Steuerstrom wirkt hierbei auf ein hydraulisches Steuergerät, welches die Höhe des Kupplungsdrucks einstellt.
• Es ist möglich, dass mit einer Erhöhung des Steuerstroms der Kupplungsdruck erhöht wird, wobei die Erhöhung des Kupplungsdrucks auf das reibschlüssige Schaltelement schließend wirkt, bzw. dessen Übertragungsfähigkeit erhöht und eine Verringerung des Kupplungsdrucks öffnend auf das reibschlüssige Schaltelement wirkt, bzw. dessen Übertragungsfähigkeit verringert. Dies hat den Vorteil, dass der Übergang vom geöffneten Zustand des reibschlüssigen Schaltelements in einen Zustand, wo das Schaltelement schlupfbehaftet, d.h. unter Gleitreibung ein Moment überträgt, mittel des hydraulischen Steuergeräts auf den gewünschten Schaltvorgang einstellbar ist.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass als Ausgangszustand für die Ansteuersequenz zur Bestimmung des Füllstromwerts des reibschlüssigen Schaltelements ein Betriebszustand eingestellt wird, bei welchem von mehreren zur Darstellung einer Übersetzungsstufe zu schließenden Schaltelemente nur das reibschlüssige Schaltelement, für welches der Füllstromwert ermittelt werden soll, geöffnet ist. Die übrigen Schaltelemente, welche reibschlüssige oder formschlüssige Schaltelemente sein können, sind geschlossen. Ein mit dem Antriebsmotor drehfest verbundenes Pumpenrad des hydrodynamischen Antriebselements wird mit einer Motordrehzahl angetrieben. An dem hydrodynamischen Antriebselement stellt sich ein Ausgangswert für das Übersetzungsverhältnis ein, der größer ist als Null und kleiner ist als der Wert „1“, da aufgrund von Schleppverlusten das Turbinenrad auch ohne Belastung langsamer dreht als das Pumpenrad. In der Ansteuersequenz wird durch eine Anhebung des Steuerstroms die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements erhöht, so dass sich das Drehzahlverhältnis verringert. Durch die allmähliche Anhebung des Kupplungsdrucks mittels des sich über der Zeit erhöhenden Steuerstroms ist es möglich das reibschlüssige Schaltelement definiert und mit hoher zeitlicher Auflösung vom geöffneten Zustand in ein Zustand schlupfbehafteter Momentenübertragung zu überführen.
• Alternativ hierzu ist es möglich, dass alle zur Darstellung einer Übersetzungsstufe erforderlichen Schaltelemente vor Beginn der Ansteuersequenz geschlossen sind, so dass das Turbinenrad drehfest mit der fest gesetzten Abtriebswelle verbunden ist. Hierdurch ist der Ausgangswert des Drehzahlverhältnisses gleich Null. In der Ansteuersequenz wird durch eine Absenkung des Steuerstroms die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements stetig herabgesetzt, so dass sich das Drehzahlverhältnis erhöht. Das Verfahren hat in dieser Ausgestaltung den Vorteil, dass der Ausgangswert des Drehzahlverhältnisses reproduzierbar einstellbar ist. Zudem kann bei der Ansteuerung der Schaltelemente, welche wie bei der Auswahl für die entsprechende zu schaltende Übersetzungsstufe alle zu schließen sind, auf eine standardmäßige Software zurückgegriffen werden, die auch im normalen Fahrbetrieb benutzt wird.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist als Auswertekriterium zur Bestimmung des Füllstromwerts ein bestimmter Wert des Drehzahlverhältnisses als Schwellenwert definiert, wobei der zu bestimmende Füllstromwert dem Wert des Steuerstroms entspricht, bei welchem in der Ansteuersequenz das Drehzahlverhältnis ausgehend von einem definierten Ausgangswert dem definierten Schwellenwert entspricht. Das Kriterium des Schwellenwerts hat den Vorteil, dass sich die Auswertung einfach gestaltet, da lediglich die Messwerte des gleichen Zeitpunkts verglichen werden müssen
• In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass eine Drehzahlverhältnisdifferenz zwischen dem Ausgangswert des Drehzahlverhältnisses und dem Schwellenwert mindestens so groß gewählt ist, dass diese größer ist als technisch bedingte Schwankungen des vor der Ansteuersequenz konstant eingestellten Ausgangswerts des Drehzahlverhältnisses. Hierdurch wird es vorteilhafterweise vermieden, eine Schwankung des Drehzahlverhältnisses als Beginn der Übertragungsfähigkeit eines reibschlüssigen Schaltelements falsch zu interpretieren und so einen falschen Füllstromwert zu ermitteln.
• Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass in der Ansteuersequenz bei der Veränderung des Steuerstroms zur Änderung der Übertragungsfähigkeit des betreffenden Schaltelements das Drehzahlverhältnis ausgehend von einem Ausgangswert abgesenkt oder angehoben wird und der sich daraus ergebende Verlauf in zwei Abschnitte aufgeteilt wird. Hierbei werden ein erster Abschnitt des Verlaufes mit konstantem Drehzahlverhältnis durch eine erste Gerade und ein zweiter Abschnitt durch eine zweite Gerade angenähert oder beschrieben. Aus den Gleichungen der beiden Geraden wird ein Schnittpunkt der beiden Geraden errechnet, dessen Koordinaten den Ausgangswert des Drehzahlverhältnisses und den zu bestimmenden Füllstromwert angeben. Hierdurch ist der Zeitpunkt bzw. der Steuerstromwert, bei welchem das Drehzahlverhältnis sich in der Ansteuersequenz ändert objektiv bestimmbar.
• In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die Ansteuersequenz abgebrochen, sobald der Füllstromwert ermittelt ist. Dies bietet den Vorteil einer Zeiteinsparung bei der Ermittlung des Füllstromwertes, zumal ein Automatikgetriebe mehrere reibschlüssige Schaltelemente aufweist, für welche jeweils ein eigener Füllstromwert zu ermitteln ist.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Ermittlung des Füllstromwertes an einem in einem Fahrzeug eingebautem Automatikgetriebe durchgeführt wird. Vorteilhafterweise ist kein aufwändiger Ausbau des Getriebes und eine Messung auf einem Getriebeprüfstand erforderlich.
• Es ist möglich, dass das hydrodynamische Antriebselement als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgebildet ist.
• Alternativ hierzu ist es möglich, dass das hydrodynamische Antriebselement als hydrodynamische Kupplung ausgebildet ist.
• Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
• Es zeigen
• 1a einen schematisch dargestellten Radsatz und Schaltelemente eines Automatikgetriebes,
• 1 b die für die Darstellung der unterschiedlichen Übersetzungsstufen zu schließenden Schaltelemente in tabellarischer Form,
• 2 ein schematisch dargestelltes Automatikgetriebe,
• 3 ein schematisch dargestelltes Automatikgetriebe mit den anzusteuernden Schaltelementen,
• 4 einen zeitlichen Verlauf der Getriebegrößen während einer Ansteuersequenz für eine erste Verfahrensvariante,
• 5 einen Verlauf des Drehzahlverhältnisses über dem Steuerstrom mit einem ersten Auswertekriterium für eine erste Verfahrensvariante,
• 6 einen Verlauf des Drehzahlverhältnisses über dem Steuerstrom mit einem zweiten Auswertekriterium für die erste Verfahrensvariante und
• 7 einen zeitlichen Verlauf der Getriebegrößen während einer Ansteuersequenz für eine zweite Verfahrensvariante.
• In 1a ist beispielhaft das Radsatzschema eines Automatikgetriebes 1 mit reibschlüssigen und formschlüssigen Schaltelementen dargestellt. Die reibschlüssigen Schaltelemente B, C, D und E werden auch als Reibkupplungen bezeichnet. Die formschlüssigen Schaltelemente A und F werden auch als Klauenkupplungen bezeichnet. Wie aus der Tabelle in 1b hervorgeht werden die neun möglichen Gangstufen durch das Zuschalten, bzw. das Schließen jeweils von drei Schaltelementen dargestellt. In den Gängen „1“ bis „4“ sind dabei jeweils zwei Klauenschaltelemente A und F geschlossen, so dass über das Zuschalten eines der vier reibschlüssigen Schaltelemente B, C, D, E ein Kraftschluss in den Gängen „1“ bis „4“ erreicht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des Beispiels des vierten Ganges beschrieben. Es könnte aber auch anhand jedes anderen Ganges beschrieben werden, an welchem zumindest ein reibschlüssiges Schaltelement beteiligt ist, d.h. im vorliegenden Fall in jedem Gang.
• 2 zeigt ein Automatikgetriebe 1, welches von einem Antriebsmotor 2, bevorzugt einem Verbrennungsmotor, über eine Antriebswelle 3 angetrieben wird. Die Antriebswelle 3 ist hierbei drehfest mit einem Pumpenrad 5 eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 4 verbunden. Die Drehzahl des Pumpenrades 5 ist somit gleich einer Motordrehzahl n_M. Über einen hydrodynamischen Impulsaustausch kann das Pumpenrad 5 ein ebenfalls von dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 4 umfasstes Turbinenrad 6 antreiben. Aufgrund der hydrodynamischen Wirkverbindung tritt zwischen dem Pumpenrad 5 bzw. dem Antriebsmotor 2 und dem Turbinenrad 6 eine Drehzahldifferenz, auch als Schlupf bezeichnet, auf. Die Höhe des Schlupfes wird durch ein Drehzahlverhältnis v beschrieben, welches als Verhältnis einer Turbinendrehzahl n_T, welche auch die Drehzahl einer mit dem Turbinenrad 6 drehfest verbundenen Getriebeeingangswelle 8 ist, und einer Motordrehzahl n_M errechnet (v = n_T / n_M) und kann einen theoretischen Wert von v = 1 nicht überschreiten. Alternativ zu dem Drehmomentwandler 4 kann auch ein anderes hydrodynamisches Antriebselement wie beispielsweise eine hydrodynamische Kupplung zwischen dem Antriebsmotor 2 und der Getriebeeingangswelle 8 angeordnet sein. Die Turbinendrehzahl n_T und die Motordrehzahl n_M werden von jeweils einem Drehzahlsensor 15 bzw. 16 gemessen und in einer elektronischen Getriebesteuerung 20 erfasst. Zwischen dem Pumpenrad 5 und dem Turbinenrad 6 ist optional eine Wandlerüberbrückungskupplung WK angeordnet, welche bevorzugt als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist. Wird diese unter einem hydraulischen Druck vollständig geschlossen, so sind Pumpenrad 5 und Turbinenrad 6 drehfest bzw. schlupffrei miteinander verbunden und das Drehzahlverhältnis v nimmt einen Wert von v =1 an. Für die nachfolgenden Betrachtungen ist die Wandlerüberbrückungskupplung WK als geöffnet, bzw. nicht vorhanden anzusehen.
• Zwischen dem Turbinenrad 6 und einer Abtriebswelle 14 sind Schaltelemente A, F und E angeordnet. Im vorliegenden Beispiel können die Schaltelemente A und F sowohl als formschlüssige Schaltelemente (Klauenkupplungen) als auch als reibschlüssige Schaltelemente (Reibkupplungen) ausgebildet sein. Das Schaltelement E ist als reibschlüssiges Schaltelement ausgeführt. Das Turbinenrad 6 ist mittels des Schließens der Schaltelemente A, F und E des Automatikgetriebes 1 drehfest mit der Abtriebswelle 14 koppelbar. In der gezeigten Darstellung sind zur Herstellung des Kraftschlusses zwischen der Turbine 6 und der Abtriebswelle 14 alle drei Schaltelemente A, F und E zu schließen, womit in diesem Beispiel der vierte Gang, d.h. eine von mehreren möglichen Übersetzungsstufen des Automatikgetriebes geschaltet ist. Für eine andere Übersetzungsstufe ist eine andere Kombination von Schaltelementen (1b) zu schließen, welche allerdings nicht dargestellt sind. Je nach Übersetzungsstufe besteht ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis zwischen der Turbinendrehzahl n_T und einer Abtriebsdrehzahl n_AB. Die hydraulische Beaufschlagung zum Schließen der Schaltelemente, in diesem Beispiel der Schaltelemente A, F und E, mit einem Kupplungsdruck p_K erfolgt mittels eines Ölversorgungssystems, von welchem nur das elektrohydraulische Steuergerät 18 dargestellt ist. Dieses umfasst nicht dargestellte Regel- und Schaltventile, welche wiederum mittels - ebenfalls nicht gezeigter - elektrischer Drucksteller geschaltet bzw. druckbeaufschlagt werden. Der von den elektrischen Druckstellern eingestellte Kupplungsdruck p_K ist in seinem Betrag abhängig vom Betrag eines elektrischen Steuerstroms i_EDS mit welchem die bevorzugt als elektrische Magnetventile ausgebildeten elektrischen Drucksteller angesteuert werden. Der Steuerstrom wird hierbei in seinem Betrag von einer elektronischen Getriebesteuerung 20 eingestellt und über eine in einer unterbrochenen Linie dargestellte elektrische Verbindung an das elektrohydraulische Steuergerät 18 geleitet. Das elektrohydraulische Steuergerät 18 ist mittels als durchgezogene Linien dargestellter hydraulischen Verbindungen sowohl mit den Schaltelementen für die Getriebestufen als auch der Wandlerüberbrückungskupplung WK verbunden. Je nach Ansteuerung der unterschiedlichen elektrischen Drucksteller werden unterschiedliche Kombinationen von Schaltelementen zur Darstellung der unterschiedlichen Übersetzungsstufen angesteuert. Darüber hinaus werden während eines Schaltvorganges, d.h. eines Wechsels der Übersetzungsstufe das neu hinzukommende reibschlüssige Schaltelement bzw. die neu hinzukommenden reibschlüssigen Schaltelemente mit einem über der Zeit veränderlichen Druck angesteuert. Der Verlauf des Druckes wird über einen zeitlich veränderbaren Steuerstrom beeinflusst, wobei die Funktion des Steuerstromes über der Zeit, bevorzugt einer ansteigenden Druckrampe, in dem elektronischen Steuergerät abgelegt ist. Formschlüssige Schaltelemente werden ohne eine gesteuerte Druck-Zeit-Funktion durch eine einfache Zuschaltung des entsprechenden Druckes geschlossen.
• Eine wichtige Größe zur Gewährleistung eines komfortablen d.h. von Drehstößen freien Schaltverhaltens ist die Kenntnis eines Fülldrucks p_K_F, welcher für jedes reibschlüssige Schaltelement individuell festgelegt ist. Der Fülldruck p_K_F ist der Druck, ab welchem ein reibschlüssiges Schaltelement beginnt ein Drehmoment übertragen zu können und wurde in der Applikation experimentell ermittelt. Er ist abhängig von der Geometrie und den Federkennwerten der jeweiligen Kupplung und ist praktisch für alle baugleichen Schaltelemente gleich. Wird bei einem Gangswechsel genau dieser Druck eingestellt, vollzieht sich der Druck- und damit Momentenaufbau stetig und frei von Drehstößen, wodurch das Schaltverhalten als komfortabel empfunden wird.
• Der Fülldruck p_K_F wird mittels eines bestimmten Füllstromwerts i_EDS_F eingestellt. Eine Zuordnung von Füllstrom i_EDS_F zu Fülldruck p_K_F wird einer Tabelle entnommen, welche in der EGS abgelegt ist. Diese Zuordnung wurde auf einem Abnahmeprüfstand bei der Getriebemontage ermittelt.
• Die elektrischen Drucksteller weisen in der Praxis Toleranzen auf, wodurch sich je nach elektrischem Drucksteller bei gleichem Wert des Steuerstroms i_EDS ein unterschiedlicher Kupplungsdruck p_K ergibt. Wird nun im Feld, bzw. im Service in einer Werkstatt ein defektes elektronisches Steuergerät bzw. ein defektes elektrohydraulisches Schaltgerät oder beide Komponenten ausgetauscht, so kann sich bei Einstellung des ursprünglich ermittelten Füllstroms nun ein Druck im Schaltelement einstellen, der nicht dem gewünschten Wert des Fülldrucks entspricht. Hierdurch wird die Qualität des Schaltverhaltens negativ beeinträchtigt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nun als Einlernroutine nach einem Austausch der Komponenten eine Anpassung der Komponenten aneinander indem ein neuer Füllstromwert i_EDS_F ermittelt wird, welcher den korrekten Fülldruck p_K_F erzeugt. Das Verfahren wird in zwei Ausgestaltungen durchgeführt. Beide Verfahrensvarianten haben unter anderem gemein, dass ausgehend von einem definierten Ausgangszustand eine Ansteuersequenz gestartet wird, in welcher durch eine Veränderung des den jeweiligen elektrischen Drucksteller ansteuernden Steuerstromes i_EDS die Übertragungsfähigkeit des Schaltelements, für welches ein Füllstromwert zu bestimmen ist, beeinflusst wird.
• In einer ersten Variante des Verfahrens wird in der Ansteuersequenz die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements über der Zeit angehoben und in einer zweiten Variante des Verfahrens wird das Übertragungsverhalten des reibschlüssigen Schaltelements abgesenkt.
• Die Ansteuersequenz zur Einlernroutine kann nur gestartet werden, wenn folgende Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Das Fahrzeug ist über die Feststellbremse bzw. die Parksperre festgesetzt, so dass die Abtriebswelle 14 wie in 3 dargestellt steht und damit die Abtriebsdrehzahl n_AB = 0 ist. Die Öltemperatur und die Motordrehzahl n_M müssen sich jeweils in einem für sie zulässigen Bereich befinden. Die formschlüssigen Schaltelemente A und F, welche gemeinsam mit dem reibschlüssigen Schaltelement E die jeweilige Übersetzungsstufe darstellen, müssen geschlossen sein. Das reibschlüssige Schaltelement E, für welches der Füllstromwert i_EDS_F zu ermitteln ist, ist geöffnet. Dies ist in 3 mit den durchkreuzt (geschlossenes Schaltelement) und durchgezogen (geöffnetes Schaltelement) gezeichneten Symbolen dargestellt. Formschlüssig ausgebildete Schaltelemente sind hierbei über eine spezielle Synchronisierungsfunktion zu schließen. Die Wandlerüberbrückungskupplung WK ist geöffnet, was durch die unterbrochene Darstellung symbolisiert wird.
• 4 zeigt den zeitlichen Verlauf der relevanten Größen während einer Ansteuersequenz bei der ersten Variante des Verfahrens. Hierbei sind die Verläufe der Motordrehzahl n_M, der Turbinendrehzahl n_T, der Schaltzustände der formschlüssigen Schaltelemente A und F, des Kupplungsdrucks p_K des reibschlüssigen Schaltelements E, des Steuerstroms i_EDS und des Drehzahlverhältnisses v über der Zeit nicht maßstäblich dargestellt.
• Zu einem Zeitpunkt T_0 sind die in dem gezeigten Beispiel formschlüssigen Schaltelemente A und F geschlossen, wobei der geschlossene Zustand auf der Ordinate mit dem Wert „1“ gekennzeichnet ist. Das reibschlüssige Schaltelement E, für welches der Füllstromwert i_EDS_F zu ermitteln ist, ist geöffnet, was durch den Wert eines Kupplungsdrucks p_K = 0 dargestellt ist. Die Abtriebswelle 14 ist blockiert, so dass die Abtriebsdrehzahl n_AB während der Ansteuersequenz einen konstanten Wert von n_AB = 0 1/min annimmt. Die Motordrehzahl n_M des Antriebsmotors 2 ist auf einen konstanten Wert eingestellt.
• Der Antriebsmotor 2 treibt mit der Motordrehzahl n_M das Pumpenrad 5 an, welches sich aufgrund der drehfesten Verbindung mit dem Antriebsmotor 2 dreht. Da das Schaltelement E geöffnet ist, dreht der Antriebsmotor 2 über den hydrodynamischen Impulsaustausch des Drehmomentwandlers 4 das Turbinenrad 6 und damit die mit diesem drehfest verbundene Getriebeeingangswelle 8 unbelastet mit. Aufgrund von den an der Getriebeeingangswelle 8 und im reibschlüssigen Schaltelement E wirkenden Schleppmomenten wird der Drehmomentwandler 4 geringfügig belastet. Hierdurch stellt sich eine Drehzahldifferenz zwischen dem mit Motordrehzahl n_M angetriebenen Pumpenrad 5 und dem Turbinenrad 6 ein. Die mit dem Turbinenrad 6 drehfest verbundene Getriebeeingangswelle 8 dreht sich somit ebenfalls mit der Turbinendrehzahl n_T, die geringfügig unter der Motordrehzahl n_M liegt. Aufgrund der geringen Drehzahldifferenz zwischen Motor- und Turbinendrehzahl n_M und n_T stellt sich ein Drehzahlverhältnis v = n_T / n_M ein, das geringfügig unter dem Wert v = 1 liegt. Ansonsten, im Diagramm nicht dargestellt, müssen sich wie unter der Beschreibung zu 3 beschrieben die Öltemperatur und die Motordrehzahl n_M jeweils in einem für sie zulässigen Bereich befinden.
• Ausgehend von den genannten konstanten Bedingungen wird ab dem Zeitpunkt T_1 die Ansteuersequenz gestartet. Hierbei wird der Steuerstrom i_EDS zeitlich linear, bzw. rampenförmig ansteigend erhöht. Hierdurch steigt folglich der Kupplungsdruck p_K des Schaltelements E an. Zunächst wird das Schaltelement E mit dem Betriebsmedium, in diesem Beispiel Öl, befüllt. Der sich dann aufbauende Druck reduziert das vorhandene Kupplungsspiel gegen eine elastische Vorspannung. Nach Aufheben des Kupplungsspiels nähern sich die Reibelemente des reibschlüssigen Schaltelements E an und eine schlupfbehaftete Momentübertragung beginnt, was auch als Beginn der Übertragungsfähigkeit bezeichnet wird.
• In dem Diagramm ist zum Zeitpunkt T_2 ein erstes Absinken der Turbinendrehzahl n_T bzw. des Drehzahlverhältnisses v erkennbar. Infolge des Beginns der Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements E steigt das Drehmoment gegen welches der Drehmomentwandler 4 das Turbinenrad 6 bzw. die Getriebeeinganswelle 8 antreibt, wodurch die Turbinendrehzahl n_T sinkt. Da die Motordrehzahl n_M konstant bleibt, nimmt auch das Drehzahlverhältnis v über der Zeit ab. Dieses dient jedoch nicht als Kriterium dafür, dass der Kupplungsdruck p_K den Fülldruck p_K_F erreicht hat bzw. dass das reibschlüssige Schaltelement E von einem geöffneten Zustand in einen Zustand schlupfbehafteter Momentenübertragung übergeht.
• Der Grund hierfür ist, dass aufgrund von Schwankungen der Motordrehzahl n_M und / oder der Turbinendrehzahl n_T eine Fehlinterpretation des Verlaufs des Drehzahlverhältnisses v möglich ist. Aus diesem Grunde wird ein Schwellenwert v_0 definiert, welcher so gewählt ist, dass dessen Differenz zum Ausgangswert v_1 größer ist als mögliche Schwankungen des Drehzahlverhältnisses v infolge von beispielsweise Mess- oder Regelungenauigkeiten. Das objektive Kriterium der beginnenden Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements E ist somit das Durchlaufen oder Unterschreiten des Schwellenwerts v_0, was zum Zeitpunkt T_3 erfolgt. Der Wert des Steuerstroms i_EDS, welcher zu dem Zeitpunkt T_3 den elektrischen Drucksteller ansteuert, ist folglich der zu ermittelnde Füllstromwert i_EDS_F des sich gerade schließenden Schaltelements E. Da bei der Auswertung der Ansteuersequenz die Änderung des Drehzahlverhältnisses v als Indikator für den Beginn der Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements E dient, ist vorteilhafterweise eine Messung des Kupplungsdrucks p_K nicht erforderlich.
• In dem Diagramm in 4 könnte auch die Turbinendrehzahl n_T als relevante Größe zur Ermittlung des Füllstromwertes i_EDS_F des reibschlüssigen Schaltelements E herangezogen werden, da die Motorendrehzahl n_M konstant ist. In der Praxis sind jedoch regelungstechnisch bedingte Schwankungen der Motordrehzahl n_M möglich welche an die Turbinendrehzahl n_T übertragen werden und als Beginn der Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements E fehlinterpretiert werden können. Um dies zu vermeiden wird vorteilhafterweise das Drehzahlverhältnis v als relevante Größe zur Ermittlung des Füllstromwertes i_EDS_F verwendet, da sich mit dem Beginn der Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements E die Drehzahldifferenz zwischen Pumpenrad 5 und Turbinenrad 6 und damit das Drehzahlverhältnis v ändert.
• Der Steuerstrom i_EDS wird rampenförmig weiter erhöht bis bei einem Kupplungsdruck p_K = p_max das reibschlüssige Schaltelement E vollständig geschlossen ist und das Turbinenrad 6 drehfest mit der stehenden Abtriebswelle 14 verbunden ist, so dass die Turbinendrehzahl n_T und damit das Drehzahlverhältnis v zu einem Zeitpunkt T_3 den Wert Null annehmen. Theoretisch kann die Blockierung des Turbinenrads 6 bzw. der Getriebeeingangswelle 8 auch schon bei einem geringeren Kupplungsdruck p_K als p_max erfolgen, je nach Höhe des im Drehmomentwandler 4 abzubremsenden Momentes. Der Steuerstrom i_EDS kann theoretisch weiter bis beispielsweise zu einem Zeitpunkt T_5 gesteigert werden, ohne dass der Kupplungsdruck p_K weiter steigt, da dieser hydraulisch beispielsweise durch ein Druckbegrenzungsventil auf den Druck p_max begrenzt wird.
• Eine mathematische Auswertung kann über die Zuordnung des Drehzahlverhältnisses v zum Steuerstrom i_EDS aus der zeitlichen Darstellung erfolgen, wie dies in 4 dargestellt ist.
• Die zeitlichen Verläufe der relevanten Messgrößen werden in der elektronischen Getriebesteuerung erfasst und ausgewertet. So wird für den Zeitpunkt T_3, in welchem das Drehzahlverhältnis v den Schwellenwert v_0 erreicht, der in diesem Zeitpunkt eingestellte Wert des Steuerstroms i_EDS zu ermittelt, welcher der gesuchte Füllstromwert i_EDS_F ist.
• Da der gesuchte Füllstromwert i_EDS_F eigentlich bereits ab dem Zeitpunkt T_3 ermittelt werden kann, ist es möglich die Ansteuersequenz an dieser Stelle abzubrechen. Dies hat den Vorteil die zur Bestimmung der Füllstromwerte der verschiedenen reibschlüssigen Schaltelemente eines Automatikgetriebes erforderliche Zeit deutlich zu reduzieren.
• Eine andere Möglichkeit ist die direkte Zuordnung von Steuerstrom i_EDS und Drehzahlverhältnis v in einem Diagramm. So kann das Drehzahlverhältnis v als Funktion des Steuerstroms i_EDS erfasst (v = f(i_EDS)) und wie nachfolgend unter 5 und 6 gezeigt nach zwei Kriterien ausgewertet werden.
• Hierbei kann die Auswertung der Beziehung v = f (i_EDS), des Verlaufs des Drehzahlverhältnisses v über dem Steuerstrom i_EDS, zur Ermittlung des Füllstroms i_EDS_F auf zwei Arten erfolgen. Dabei geht es jedes Mal um die Festlegung eines objektiven Kriteriums, ab welchem Wert des Steuerstroms i_EDS die Kurve des Drehzahlverhältnisses v = f (i_EDS) abfällt und das reibschlüssige Schaltelement E von einem Zustand schlupfbehafteter Momentenübertragung in einen geöffneten Zustand übergeht. Dieser Wert ist der zu ermittelnde Füllstromwert i_EDS_F.
• 5 zeigt eine Variante der Auswertung der abnehmenden Kurve des Drehzahlverhältnisses v zur Ermittlung des Füllstromes i_EDS_F nach einem ersten objektiven Kriterium. In diesem Falle ist das Kriterium zur Feststellung der Befüllung des reibschlüssigen Schaltelements E das Erreichen bzw. Unterschreiten eines Schwellenwerts v_0 der Kurve des Drehzahlverhältnisses v. Dieser Schwellenwert v_0 wird beispielsweise in Prozent des Ausgangswertes eines maximalen Drehzahlverhältnisses v_1 angegeben. Alternativ hierzu kann eine Drehzahlverhältnisdifferenz Δv zwischen dem Ausgangswert v_1 und dem Schwellenwert v_0 angegeben sein welche sich zu Δ_v = | v_0 - v_1 | errechnet. Diese ist so groß gewählt, dass bereits geringe messtechnisch bedingte Schwankungen des Drehzahlverhältnisses v nicht fälschlicherweise als vollständige Befüllung des reibschlüssigen Schaltelements E und eine damit beginnende Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements interpretiert werden. Ein in der Praxis üblicher Wert ist ein Schwellenwert v_0 = 0,9*v_1. Ein Schnittpunkt U von dem Verlauf des Drehzahlverhältnisses und der konstanten Linie des Schwellenwertes v_0 gibt als eine Koordinate den Füllstromwert i_EDS_F an.
• Ein zweites Kriterium der Auswertung ist in 6 beschrieben. Hierbei wird in einem ersten Messbereich M_1 für einen Abschnitt a des Verlaufs v=f(i_EDS) und einem zweiten Messbereich M_2 für einen Abschnitt b jeweils eine Geradengleichung für den jeweiligen Verlauf des Drehzahlverhältnisses v ermittelt. Anschließend wird ein Schnittpunkt S einer den Abschnitt a annähernden oder entsprechenden Geraden g_1 und einer den Abschnitt b annähernden oder entsprechenden Geraden g_2 errechnet. Der Abszissenwert des nun bekannten Schnittpunkts S ist der gesuchte Füllstromwert i_EDS_F.
• Grundsätzlich ist dieses Auswertekriterium auch auf den zeitlichen Verlauf des Drehzahlverhältnisses v wie in 4 dargestellt anwendbar.
• Bei weiterer Steigerung der Übertragungsfähigkeit der Schaltkupplung E ist das Turbinenrad 6 bzw. die Getriebeeingangswelle 8 irgendwann mit der feststehenden Abtriebswelle 14 drehfest verbunden, so dass die Turbinendrehzahl n_T den Wert Null annimmt und sich damit das am Ende eines Abschnitts c erreichte Drehzahlverhältnis zu v = 0 errechnet. Die Motordrehzahl n_M bleibt während dieser Ansteuersequenz konstant.
• Wie bereits unter 4 gezeigt ist aufgrund der in der Praxis im Automatikgetriebe 1 auftretenden Schleppmomenten die Turbinendrehzahl n_T etwas kleiner als die Motordrehzahl n_M, wodurch sich ein Drehzahlverhältnis v kleiner Eins ergibt, was in dem Diagramm in 6 anhand eines Kurvenabschnitts a des Verlaufs des Drehzahlverhältnisses dargestellt ist. Ausgehend von diesem stationären Betriebszustand wird nun von dem elektronischen Steuergerät 20 ein über der Zeit rampenförmig ansteigender Steuerstrom i_EDS an das elektrohydraulische Schaltgerät ausgegeben und ab einem bestimmten Stromwert wird durch eine anwachsende Druckbeaufschlagung die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements E gesteigert. Ist das reibschlüssige Schaltelement E zu einem gewissen Grad befüllt, steigert sich der Kupplungsdruck p_K im Schaltelement E in dem Maße, dass in dem reibschlüssige Schaltelement ein Kupplungskolben an einem Lamellenpaket anliegt, wodurch das Schaltelement E anfangen kann ein Moment zu übertragen. Das reibschlüssige Schaltelement E geht von einem geöffneten Zustand in einen Zustand reibschlüssiger Momentenübertragung über. Der Kupplungsdruck bei dem dies stattfindet, wird als Fülldruck p_K_F bezeichnet. Der Steuerstromwert, bei welchem sich der Fülldruck einstellt, wird als Füllstrom i_EDS_F bezeichnet. Da die Abtriebswelle 14 festgesetzt ist, kommt es hierdurch zum Abbremsen des Turbinenrads 6 und dem mit diesem drehfest verbundenen Antriebsstrang, so dass der Verlauf des Drehzahlverhältnisses v über dem Steuerstrom i_EDS abknickt und danach abfällt, wodurch der Verlauf eines Kurvenabschnitts b entsteht. Die Übertragungsfähigkeit bzw. Moment an der Schaltkupplung E erhöht sich nun bei weiterer Erhöhung des Steuerstroms i_EDS und die Getriebeeingangswelle 8 bzw. das Turbinenrad 6 wird gegenüber der Antriebswelle 3 bzw. dem Pumpenrad 5, weiter abgebremst.
• Der Verlauf der Funktion v=f(i_EDS) von Drehzahlverhältnis v über Steuerstrom i_EDS oder die zeitlichen Verläufe von Drehzahlverhältnis und Steuerstrom werden, beispielsweise in dem elektronisches Steuergerät 20, erfasst und nach den oben genannten und in 5 und 6 beschriebenen Kriterien ausgewertet. Aus der Auswertung wird der Füllstromwert i_EDS_F ermittelt.
• Ein Nachteil dieser Variante der Ansteuersequenz ist, dass die Befüllung des reibschlüssigen Schaltelements zeitverzögert zur Veränderung des Steuerstromwertes i_EDS erfolgt. Hierdurch ist es möglich, dass der ermittelte Füllstromwert i_EDS_F vom tatsächlichen Wert abweicht. Dieser Nachteil wird von einer, nachfolgend anhand der 7 beschriebenen, zweiten Variante des Ablaufs der Ansteuersequenz vermieden.
• 7 zeigt die zeitlichen Verläufe der relevanten Getriebegrößen vor und während der Ansteuersequenz für die zweite Variante des Verfahrens zur Ermittlung des Füllstromwertes i_EDS_F für ein reibschlüssiges Schaltelement E. Wie bei der ersten Variante müssen sich vor dem Start der Ansteuersequenz die Motordrehzahl n_M und die Öltemperatur des Getriebes in einem zulässigen Bereich befinden. Die Abtriebswelle 14 ist blockiert so dass die Abtriebsdrehzahl n_AB = 0 ist. Eine Wandlerüberbrückungskupplung WK, falls vorhanden, ist geöffnet.
• Im Unterschied zur ersten Variante des Verfahrens, welche unter 3 - 6 beschrieben ist, sind zu einem Zeitpunkt T_0 in der Vorbereitung der Ansteuersequenz nicht nur die reib- und/oder formschlüssigen Schaltelemente A und F, sondern auch das reibschlüssige Schaltelement E, für welches der Füllstromwert i_EDS_F zu ermitteln ist, geschlossen. In dem Diagramm wird der geschlossene Zustand eines Schaltelements mit „1“ und der geöffnete Zustand mit „0“ auf der Ordinate angegeben. Hierbei wird der dem reibschlüssigen Schaltelement E zugeordnete elektrische Drucksteller zur Erzeugung des erforderlichen Kupplungsdrucks p_K mit dem zum Schließen des Schaltelements E erforderlichen Steuerstrom i_EDS angesteuert. Da alle drei Schaltelemente A, F und E geschlossen sind, ist das Turbinenrad 6 drehfest mit der blockierten Abtriebswelle 14 verbunden, so dass die Turbinendrehzahl n_T = 0 1/min beträgt. Hierdurch ist auch das Drehzahlverhältnis v = 0, da sich dieses zu v = n_T / n_M errechnet.
• Zum Zeitpunkt T_1 wird die Ansteuersequenz gestartet, indem der Steuerstrom i_EDS in einem über der Zeit linearen Verlauf verringert wird. Hierdurch reduziert sich auch der Kupplungsdruck p_K im reibschlüssigen Schaltelement E, allerdings reicht der Kupplungsdruck p_K zunächst noch aus um das Schaltelement E gegen das vom Antriebsmotor 2 über den Drehmomentwandler 4 am Turbinenrad 6 erzeugte Moment geschlossen zu halten. Dies bedeutet, dass die Drehmomentübertragung im reibschlüssigen Schaltelement E schlupffrei, d.h. es besteht Haftreibung zwischen den Kupplungshälften dem Schaltelement E.
• Zu einem Zeitpunkt T_2 ist der Steuerstrom i_EDS und damit der Kupplungsdruck p_K so weit herabgesetzt, dass das Schaltelement E zu öffnen beginnt und von dem geschlossenen Zustand in einen schlupfbehafteten Zustand übergeht, d.h. die Drehmomentübertragung erfolgt über Gleitreibung, die zwischen den Kupplungshälften des Kupplung E besteht. Hierdurch steigt die Turbinendrehzahl n_T bzw. das Drehzahlverhältnis v ausgehend von einem Ausgangswert v_1 = 0 an. Zu einem Zeitpunkt T_3 erreicht das Drehzahlverhältnis v einen Schwellenwert v_0. Der Schwellenwert v_0 ist so gewählt, dass dieser ein sicherer Indikator für den Übergang von einem Zustand der schlupfbehafteten Momentenübertragung des reibschlüssigen Schaltelements E in den geöffneten Zustand ist. Der Wert des Drehzahlverhältnisses v beträgt in dem gezeigten Beispiel v_0 = 0,8. Der Wert des Steuerstroms i_EDS zu dem Zeitpunkt T_3 ist der zu ermittelnde Füllstromwert i_EDS_F.
• Nach dem Erreichen oder Überschreiten des Schwellenwerts v_0 wird der zeitliche Verlauf des Steuerstroms i_EDS umgekehrt, so dass dieser ansteigt und schließend auf das reibschlüssige Schaltelement E wirkt. Der ermittelte Füllstromwert i_EDS_F wird gespeichert. Der Steuerstrom i_EDS wird in dem dargestellten Beispiel wieder linear über der Zeit verlaufend auf den Ausgangswert angehoben, der zum Zeitpunkt T_4 erreicht wird.
• Ein Vorteil dieser Verfahrensvariante ist wie eingangs erwähnt, dass aufgrund des über der Zeit sinkenden Steuerstroms und der damit über Zeit abnehmenden Befüllung bzw. Übertragungsfähigkeit nicht das Problem der Zeitverzögerung zwischen dem ansteigenden Steuerstrom und der damit ansteigenden Befüllung auftritt. Darüber hinaus ist die Verwendung möglichst vieler Software-Standardabläufe möglich. Es ist somit keine spezielle Software zur Durchführung einer Einlernroutine bzw. einer Ansteuersequenz erforderlich. Zudem ist vorteilhafterweise der Ausgangswert v_1 mit v_1 = 0 exakt definiert und reproduzierbar einstellbar
• Allgemein gilt für alle Ausgestaltungen des Verfahrens, dass nach der Ermittlung der Füllströme i_EDS_F diese dem aus der Applikation für das jeweilige Schaltelement bekannten Fülldruck p_K_F zugeordnet werden, bzw. mit Kenntnis des Füllstromes ein Polynom wie nachfolgend gezeigt aufgestellt wird.
• Bei dem Polynom handelt es sich beispielsweise um ein Polynom dritten Grades mit welchem sich der Strom i_EDS als Funktion des Kupplungsdrucks p_K errechnen lässt. Zum Aufstellen des Polynoms ist die Kenntnis von vier Koeffizienten a_0, a_1, a_2 und a_3 erforderlich, wie aus Gleichung A zu ersehen ist: $$\text{i}\_\text{EDS}=\text{a}\_0*\text{p}\_{\text{K}}^{\wedge }3+\text{a}\_1*\text{p}\_{\text{K}}^{\wedge }2+\text{a}\_2*\text{p}\_\text{K}+\text{a}\_3$$

  
• Die Koeffizienten a_0, a_1 und a_2 sind bekannt.
• Mit der Kenntnis des mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmten Füllstromwertes i_EDS_F der bekannten Zuordnung von Füllstrom i_EDS_F zu Fülldruck p_K_F ist es möglich, den Koeffizienten a_3 zu berechnen. In das Polynom eingesetzt ergibt sich Gleichung B: $$\text{i}\_\text{EDS\_F}=\text{a}\_0*\text{p}\_{\text{K\_F}}^{\wedge }3+\text{a}\_1*\text{p}\_{\text{K\_F}}^{\wedge }2+\text{a}\_2*\text{p}\_\text{K\_F}+\text{a}\_3$$

  
• Der Füllstrom i_EDS_F, der Fülldruck p_K_F sowie die Koeffizienten a_0 bis a_2 sind bekannt, so dass die Gleichung nach dem Koeffizienten a_3 aufgelöst werden kann. Der Koeffizient a_3 wird in die Gleichung A eingesetzt, womit sich das Polynom ergibt, aus welchem der zur Einstellung eines bestimmten Kupplungsdruckes erforderliche Stromwert errechnet werden kann.
• Bezugszeichenliste

1

Automatikgetriebe

2

Antriebsmotor

3

Antriebswelle

4

hydrodynamischer Drehmomentwandler

5

Pumpenrad

6

Turbinenrad

8

Getriebeeingangswelle

14

Abtriebswelle

15

Drehzahlsensor n_M

16

Drehzahlsensor n_T

18

elektrohydraulisches Schaltgerät (HSG)

20

elektronische Getriebesteuerung (EGS)

A

Schaltelement

E

reibschlüssiges Schaltelement

F

Schaltelement

S

Schnittpunkt

U

Schnittpunkt

WK

Wandlerüberbrückungskupplung

a

Abschnitt

b

Abschnitt

c

Abschnitt

i_EDS

Steuerstrom

i_EDS_F

Füllstromwert

M_1

Messbereich

M_2

Messbereich

n_AB

Abtriebsdrehzahl

n_M

Motordrehzahl

n_T

Getriebeeingangsdrehzahl

p_K

Kupplungsdruck

p_K_F

Fülldruck

Δ_v

Drehzahlverhältnisdifferenz Δ_v = | v_0 - v_1 |

v

Drehzahlverhältnis n_T / n_M

v_0

Drehzahlverhältnis Ausgangswert

v_1

Drehzahlverhältnis Schwellenwert

v = f (i_EDS)

Verlauf des Drehzahlverhältnisses über dem Steuerstrom

Claims (12)

1. Verfahren zur Bestimmung von Kennwerten (i_EDS_F) von reibschlüssigen Schaltelementen (E) eines Automatikgetriebes (1), das Automatikgetriebe umfassend mindestens ein reibschlüssiges Schaltelement (E), eine Abtriebswelle (14), ein hydrodynamisches Antriebselement (4), welches ein mit einem Antriebsmotor (2) drehfest verbundenes Pumpenrad (5) und ein mit einer Abtriebswelle (14) mittels eines Schaltelements (E) drehfest oder schlupfbehaftet koppelbares Turbinenrad (6) umfasst, wobei das mit einer Motordrehzahl (n_M) drehende Pumpenrad (5) und das mit einer Turbinendrehzahl (n_T) drehende Turbinenrad (6) hydrodynamisch wirkverbunden sind und wobei ein Quotient aus Turbinendrehzahl (n_T) und Motordrehzahl (n_M) ein veränderliches Drehzahlverhältnis (v) bildet, wobei die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements (E) über die Ansteuerung eines Schaltgeräts (18) durch einen elektrischen Steuerstrom (i_EDS) veränderbar ist, wobei für jedes reibschlüssige Schaltelement (E) ein Füllstromwert (i_EDS_F) existiert bei welchem dieses ausgehend von einem geöffneten Zustand in einen Zustand einer schlupfbehafteten Momentenübertragung übergeht oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ansteuersequenz bei fest gesetzter Abtriebswelle (14) durch eine Veränderung des Steuerstroms (i_EDS) des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements (E) das Drehzahlverhältnis (v) beeinflusst wird und dass der Füllstromwert (i_EDS_F) des reibschlüssigen Schaltelements (E) aus dem sich während der Ansteuersequenz ergebenden Verlauf des Drehzahlverhältnisses (v) in Verbindung mit dem Verlauf des Steuerstroms (i_EDS) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements (E) von einem dieses beaufschlagenden Kupplungsdrucks (p_K) beeinflusst wird, wobei der Steuerstrom (i_EDS) über ein hydraulisches Steuergerät (18) die Höhe des Kupplungsdrucks (p_K) einstellt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Erhöhung des Steuerstroms (i_EDS) der Kupplungsdruck (p_K) erhöht wird, wobei die Erhöhung des Kupplungsdrucks (p_K) auf das reibschlüssige Schaltelement (E) schließend wirkt, bzw. dessen Übertragungsfähigkeit erhöht und eine Verringerung des Kupplungsdrucks (p_K) öffnend auf das reibschlüssige Schaltelement (E) wirkt, bzw. dessen Übertragungsfähigkeit verringert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangszustand für die Ansteuersequenz zur Bestimmung des Füllstromwerts (i_EDS_F) des reibschlüssigen Schaltelements (E) ein Betriebszustand eingestellt wird, bei welchem von mehreren zur Darstellung einer Übersetzungsstufe zu schließenden Schaltelementen (A, F, E) nur das reibschlüssige Schaltelement (E), für welches der Füllstromwert (i_EDS_F) ermittelt werden soll, geöffnet ist und die übrigen Schaltelemente (A, F) geschlossen sind, wobei ein mit dem Antriebsmotor (2) drehfest verbundenes Pumpenrad (5) des hydrodynamischen Antriebselements (4) mit einer Motordrehzahl (n_M) angetrieben wird, wobei sich an dem hydrodynamischen Antriebselement ein Ausgangswert (v_1) für das Übersetzungsverhältnis (v = n_T/n_M) einstellt, der größer ist als Null, und dass in der Ansteuersequenz durch eine Anhebung des Steuerstroms (i_EDS) die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements (E) erhöht wird, so dass sich das Drehzahlverhältnis (v) verringert.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle zur Darstellung einer Übersetzungsstufe erforderlichen Schaltelemente (A, F, E) vor Beginn der Ansteuersequenz geschlossen sind, so dass das Turbinenrad (6) drehfest mit der fest gesetzten Abtriebswelle (14) verbunden ist, wodurch der Ausgangswert (v_1) des Drehzahlverhältnisses (v) gleich Null ist, und dass in der Ansteuersequenz durch eine Absenkung des Steuerstroms (i_EDS) die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements (E) stetig herabgesetzt wird, so dass sich das Drehzahlverhältnis (v) erhöht.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein bestimmter Wert des Drehzahlverhältnisses (v) als Schwellenwert (v_0) definiert ist, wobei der zu bestimmende Füllstromwert (i_EDS_F) dem Wert des Steuerstroms entspricht, bei welchem in der Ansteuersequenz das Drehzahlverhältnis (v) ausgehend von einem definierten Ausgangswert (v_1) dem definierten Schwellenwert (v_0) entspricht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahlverhältnisdifferenz (Δv) zwischen dem Ausgangswert (v_1) des Drehzahlverhältnisses und dem Schwellenwert (v_0) mindestens so groß gewählt ist, dass diese größer ist als technisch bedingte Schwankungen des vor der Ansteuersequenz konstant eingestellten Ausgangswerts (v_1) des Drehzahlverhältnisses.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ansteuersequenz bei der Veränderung des Steuerstroms (i_EDS) zur Änderung der Übertragungsfähigkeit des betreffenden Schaltelements (E) das Drehzahlverhältnis (v) ausgehend von einem Ausgangswert (v_1) abgesenkt oder angehoben wird und der sich daraus ergebende Verlauf in zwei Abschnitte aufgeteilt wird, wobei ein erster Abschnitt (a) des Verlaufes mit konstantem Drehzahlverhältnis (v_1) durch eine erste Gerade (g_1) und ein zweiter Abschnitt (b) durch eine zweite Gerade (g_2) angenähert oder beschrieben wird, und dass ein Schnittpunkt (S) der beiden Geraden errechnet wird, dessen Koordinaten den Ausgangswert (v_1) des Drehzahlverhältnisses (v) und den zu bestimmenden Füllstromwert (i_EDS_F) angeben.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuersequenz abgebrochen wird, sobald der Füllstromwert (i_EDS_F) ermittelt ist.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Füllstromwertes (i_EDS_F) an einem in einem Fahrzeug eingebautem Automatikgetriebe durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrodynamische Antriebselement als hydrodynamischer Drehmomentwandler (4) ausgebildet ist.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrodynamische Antriebselement als hydrodynamische Kupplung ausgebildet ist.

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