-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Wandlerautomatgetriebes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung, insbesondere eine Getriebesteuerungseinrichtung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
-
Bei Wandlerautomatgetrieben, die neben reibschlüssigen Schaltelementen mindestens ein formschlüssiges Schaltelement aufweisen, kann es bei der Ausführung einer Schaltung bzw. eines Gangwechsels von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang insbesondere dann, wenn mindestens ein formschlüssiges Schaltelement zur Ausführung des Gangwechsels geöffnet werden muss, zu Überbestimmungen des Getriebes kommen, nämlich dann, wenn das zu öffnende, formschlüssige Schaltelement nicht ordnungsgemäß geöffnet werden kann. So kann es zum Beispiel vorkommen, dass aufgrund eines zu schnellen oder fehlerhaften Momentabbaus ein formschlüssiges Schaltelement nicht mehr geöffnet werden kann.
-
Um die Funktionssicherheit eines Wandlerautomatgetriebes zu gewährleisten und Überbestimmungen desselben zu vermeiden, ist es erforderlich, das Öffnen eines zu öffnenden, formschlüssigen Schaltelements zu überwachen. Bislang sind keine Möglichkeiten bekannt, mithilfe derer dies einfach und zuverlässig gewährleistet werden kann. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Wandlerautomatgetriebes sowie eine neuartige Steuerungseinrichtung zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Wandlerautomatgetriebes nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird dann, wenn zur Ausführung eines Gangwechsels mindestens ein formschlüssiges Schaltelement geöffnet bzw. weggeschaltet und mindestens ein reibschlüssiges Schaltelement geschlossen bzw. zugeschaltet wird, das Öffnen des formschlüssigen Schaltelements auf Grundlage einer aus Drehzahlen ermittelten, aktuellen Getriebeübersetzung überwacht.
-
Bei der hier vorliegenden Erfindung wird das ordnungsgemäße Öffnen eines bei Ausführung eines Gangwechsels zu öffnenden, formschlüssigen Schaltelements auf Grundlage einer aktuellen Getriebeübersetzung überwacht, die auf Grundlage von Drehzahlen bestimmt wird. Hiermit kann einfach und zuverlässig überwacht werden, ob ein zu öffnendes, formschlüssiges Schaltelement bei Ausführung eines Gangwechsels ordnungsgemäß geöffnet wird. Hiermit können Überbestimmungen des Getriebes festgestellt werden und bei Feststellung einer Überbestimmung Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.
-
Bei diesen Drehzahlen, aus denen die aktuelle Getriebeübersetzung ermittelt wird, handelt es sich vorzugsweise um abgesicherte Drehzahlen, die einerseits messtechnisch und andererseits über eine Berechnung plausibilisiert und damit abgesichert werden. Hiermit kann die Zuverlässigkeit der Überwachung erhöht werden.
-
Vorzugsweise wird die aktuelle Getriebeübersetzung aus einer Turbinendrehzahl eines Wandlers und aus einer Drehzahl einer Getriebeausgangswelle ermittelt, wobei diese Drehzahlen insbesondere jeweils messtechnisch erfasst und über eine Berechnung plausibilisiert und damit abgesichert werden. Dies erlaubt eine besonders einfache und zuverlässige Überwachung, ob ein zu öffnendes, formschlüssiges Schaltelement bei Ausführung eines Gangwechsels ordnungsgemäß geöffnet wird.
-
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird dann, wenn sich bei Ausführung einer Hochschaltung die aktuelle Getriebeübersetzung in Richtung auf eine kleinere Übersetzung verändert, auf ein ordnungsgemäßes Öffnen des zur Ausführung des Gangwechsels zu öffnenden, formschlüssigen Schaltelements geschlossen, wohingegen dann, wenn sich bei Ausführung einer Hochschaltung die aktuelle Getriebeübersetzung nicht oder in Richtung auf eine größere Übersetzung verändert, auf ein nicht ordnungsgemäßes Öffnen des zur Ausführung der Hochschaltung zu öffnenden, formschlüssigen Schaltelements geschlossen wird. Die obige Überwachung des ordnungsgemäßen Öffnens eines bei Ausführung einer Hochschaltung zu öffnenden, formschlüssigen Schaltelements ist besonders einfach und zuverlässig.
-
Dann, wenn auf ein nicht ordnungsgemäßes Öffnen des zur Ausführung des Gangwechsels zu öffnenden, formschlüssigen Schaltelements geschlossen wird, wird vorzugsweise das Wandlerautomatgetriebe in Richtung auf Neutral oder zur Wiederherstellung des Ist-Gangs der auszuführenden Schaltung angesteuert. Mit einer dieser Gegenmaßnahmen können sicherheitskritische Zustände vermieden werden.
-
Vorzugsweise wird das Öffnen des formschlüssigen Schaltelements auf Grundlage der aktuellen Getriebeübersetzung ab einem Zeitpunkt der Ansteuerung zum Öffnen des jeweiligen formschlüssigen Schaltelements überwacht. Der obige Startzeitpunkt zur Überwachung des Öffnens des jeweiligen formschlüssigen Schaltelements wird vorzugsweise auf Grundlage eines abgesicherten Ansteuerstromsignals des jeweiligen formschlüssigen Schaltelements bestimmt. Hiermit kann die Zuverlässigkeit der Überwachung erhöht werden.
-
Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung, die vorzugsweise als Getriebesteuerungseinrichtung ausgeführt ist, ist in Anspruch 10 definiert.
-
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 Schema eines Wandlerautomatgetriebes; und
-
2 Diagramme zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Wandlerautomatgetriebes.
-
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Wandlerautomatgetriebes sowie eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
-
1 zeigt ein Schema eines Wandlerautomatgetriebes, wobei das Wandlerautomatgetriebe 1 eine Getriebeeingangswelle 2 und eine Getriebeausgangswelle 3 umfasst. An die Getriebeeingangswelle 2 kann ein Antriebsaggregat und an die Getriebeausgangswelle 3 ein Abtrieb angekoppelt sein.
-
Das Wandlerautomatgetriebe 1 umfasst einen Wandler 4 mit einer Wandlerüberbrückungskupplung 5. Vom Wandler 4 sind ein Turbinenrad 6, ein Pumpenrad 7 sowie ein Leitrad 8 gezeigt, wobei das Leitrad 8 mit einem sogenannten Freilauf 9 in Verbindung steht. Bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung 5 sind das Turbinenrad 6 und das Pumpenrad 7 miteinander gekoppelt.
-
Das in 1 gezeigte Wandlerautomatgetriebe 1 umfasst neben dem Wandler 4 und der Wandlerüberbrückungskupplung 5 mehrere Radsätze 10, 11, 12 und 13 sowie mehrere Schaltelemente A, B, C, D, E und F. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst demnach das Wandlerautomatgetriebe 1 sechs Schaltelemente A bis F, wobei die Schaltelemente A und F als formschlüssige Schaltelemente und die Schaltelemente B, C, D und E als reibschlüssige Schaltelemente aufgeführt sind. Bei den reibschlüssigen Schaltelementen B und E handelt es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um Kupplungen und bei den reibschlüssigen Schaltelementen C und D um Bremsen.
-
In jedem eingelegten Gang sind im Wandlerautomatgetriebe 1 der 1 eine erste Anzahl von Schaltelementen geschlossen bzw. zugeschaltet und eine zweite Anzahl von Schaltelementen geöffnet bzw. weggeschaltet, wobei im Ausführungsbeispiel der 1 in jedem Gang jeweils drei Schaltelemente zugeschaltet bzw. geschlossen und jeweils drei Schaltelemente weggeschaltet bzw. geöffnet sind.
-
Die nachfolgende Tabelle gibt für neun zur Verfügung stehende Vorwärtsgänge 1 bis 9 jeweils die Schaltelemente an, die im jeweiligen Gang geschlossen bzw. zugeschaltet sowie geöffnet bzw. weggeschaltet sind. In der nachfolgenden Tabelle sind geschlossene bzw. zugeschaltete Schaltelemente jeweils mit einem x gekennzeichnet.
| | A | B | C | D | E | F |
| 1 | X | | | X | | X |
| 2 | X | | X | | | X |
| 3 | X | X | | | | X |
| 4 | X | | | | X | X |
| 5 | X | X | | | X | |
| 6 | X | | X | | X | |
| 7 | X | | | X | X | |
| 8 | | | X | X | X | |
| 9 | | X | | X | X | |
-
Soll nun zum Beispiel beim in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Wandlerautomatgetriebes 1 ein Gangwechsel von dem Ist-Gang 4 in den Ziel-Gang 5 durchgeführt werden, so muss beim Wandlerautomatgetriebe 1 der 1 das formschlüssige Schaltelement F geöffnet bzw. weggeschaltet und das reibschlüssige Schaltelement B geschlossen bzw. zugeschaltet werden.
-
Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren sowie eine Steuerungseinrichtung, mithilfe derer dann, wenn zur Ausführung eines Gangwechsels mindestens ein formschlüssiges Schaltelement geöffnet bzw. weggeschaltet und mindestens ein reibschlüssiges Schaltelement geschlossen bzw. zugeschaltet wird, das Öffnen des formschlüssigen Schaltelements einfach und zuverlässig überwacht werden kann, wobei diese Überwachung im Sinne der hier vorliegenden Erfindung auf Grundlage einer aus Drehzahlen ermittelten, aktuellen Getriebeübersetzung erfolgt.
-
Bei den Drehzahlen, die zur Bestimmung der aktuellen Getriebeübersetzung und zur Überprüfung des ordnungsgemäßen Öffnens des bei Ausführung einer Schaltung zu öffnenden, formschlüssigen Schaltelements verwendet werden, handelt es sich vorzugsweise um abgesicherte Drehzahlen, die einerseits messtechnisch erfasst und andererseits zur Plausibilisierung und damit Absicherung rechnerisch bestimmt werden.
-
Vorzugsweise erfolgt die Ermittlung der aktuellen Getriebeübersetzung auf Grundlage einer Turbinendrehzahl der Turbine 6 des Wandlers 4 sowie auf Grundlage einer Drehzahl der Getriebeausgangswelle 3, wobei sowohl die Turbinendrehzahl der Turbine 6 des Wandlers 4 als auch die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 3 einerseits messtechnisch und andererseits zur Plausibilisierung und damit Absicherung berechnet werden.
-
Die Berechnung der Turbinendrehzahl der Turbine 6 des Wandlers 4 erfolgt vorzugsweise auf Grundlage der Gangübersetzung des Ist-Gangs der auszuführenden Schaltung sowie auf Grundlage der Drehzahl der Getriebeausgangswelle 3. Die Berechnung der Drehzahl der Getriebeausgangswelle 3 erfolgt vorzugsweise abhängig von messtechnisch erfassten Raddrehzahlen eines mit der Ausgangswelle 3 gekoppelten Abtriebs.
-
Die obige Überwachung des Öffnens eines bei Ausführung eines Gangwechsels zu öffnenden, formschlüssigen Schaltelements erfolgt vorzugsweise ab dem Zeitpunkt, ab welchem das zu öffnende, formschlüssige Schaltelement steuerungsseitig zum Öffnen angesteuert wird, insbesondere durch entsprechende Änderung des jeweiligen Ansteuerstroms. Auch beim Ansteuerstrom handelt es sich um ein abgesichertes Signal, sodass demnach die gesamte Überwachung des zu öffnenden, formschlüssigen Schaltelements auf Basis abgesicherter Signale erfolgt. inklusive des Startzeitpunkts der Überwachung.
-
Weitere Details der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, wobei in 2 über der Zeit t mehrere zeitliche Signalverläufe aufgetragen sind.
-
Ein erster Signalverlauf 14 visualisiert eine Schaltungsanforderung, wobei die Schaltungsanforderung 14 zum Zeitpunkt t1 anliegt. Nachfolgend sei davon ausgegangen, dass es sich bei dieser Schaltungsanforderung 14 um die Anforderung einer Hochschaltung vom Vorwärtsgang 4 in den Vorwärtsgang 5 des in 1 gezeigten Wandlerautomatgetriebes 1 handelt, bei welchem also das formschlüssige Schaltelement F zu öffnen und das reibschlüssige Schaltelement B zu schließen ist.
-
Mit einem Signalverlauf 15 ist die Ansteuerung des zu öffnenden, formschlüssigen Schaltelements F und mit einem Signalverlauf 16 die Ansteuerung des zu schließenden, reibschlüssigen Schaltelements B gezeigt, wobei es sich bei den Signalen 15 und 16 jeweils um Ansteuerströme handelt. 2 kann entnommen werden, dass zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 eine Befüllung des zu schließenden, reibschlüssigen Schaltelements B erfolgt, wobei zum Zeitpunkt t2 das Ansteuersignal 15 für das zu öffnende, formschlüssige Schaltelement F so geändert wird, dass das zu öffnende, formschlüssige Schaltelement F beginnend mit dem Zeitpunkt t2 geöffnet bzw. weggeschaltet werden soll.
-
Mit dem Zeitpunkt t2, also mit der entsprechenden Ansteuerung des zu öffnenden, formschlüssigen Schaltelements F durch entsprechende Änderung des Ansteuerstroms 15, beginnt die erfindungsgemäße Überwachung des zu öffnenden, formschlüssigen Schaltelements F bezüglich einer korrekten Öffnung desselben, wobei hierzu beginnend mit dem Zeitpunkt t2 eine aktuelle Getriebeübersetzung aus Drehzahlen ermittelt wird. Mit einem Signalverlauf 17 ist in 2 die ermittelte aktuelle Getriebeübersetzung visualisiert, die sich bei einem ordnungsgemäßen Öffnen des formschlüssigen Schaltelements F bei der Ausführung einer Hochschaltung vom Vorwärtsgang 4 in den Vorwärtsgang 5 ausbildet. Dabei wird dann im Sinne des Signalverlaufs 17 eine Veränderung der aktuellen Getriebeübersetzung in Richtung auf eine kleinere Übersetzung festgestellt.
-
Wird mit Beginn der Überwachung zum Zeitpunkt t2 festgestellt, dass sich entweder gemäß dem Signalverlauf 17' die aktuelle Getriebeübersetzung nicht ändert oder gemäß dem Signalverlauf 17'' sich die aktuelle Getriebeübersetzung in eine falsche Richtung, nämlich in Richtung auf eine größere Übersetzung, verändert, wird abhängig von einem Rechentakt bzw. Auswertetakt einer das erfindungsgemäße Verfahren ausführenden Steuerungseinrichtung, insbesondere einer Getriebesteuerungseinrichtung, gemäß dem Signalverlauf 18 ein Zählerstand eines Störungszählers erhöht.
-
Dann, wenn zum Zeitpunkt t3 der Störungszählerstand einen Grenzwert erreicht oder überschreitet, wird gemäß dem Signalverlauf 19 ein Fehlerflag gesetzt, sodass demnach zum Zeitpunkt t3 erkannt wird, dass das bei Ausführung der Schaltung vom Vorwärtsgang 4 in den Vorwärtsgang 5 zu öffnende, formschlüssige Schaltelement F nicht ordnungsgemäß geöffnet wurde, sodass demnach eine Überbestimmung im Wandlerautomatgetriebe 1 vorliegt.
-
Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 erfolgt über die Erhöhung des Zählerstands des Störungszählers eine Anfilterung des Übersetzungssignals 17, 17’, 17’’, über welche die Zuverlässigkeit des Verfahrens erhöht werden kann.
-
Im Fall des Signalverlaufs 17', in welchem keine Veränderung der Getriebeübersetzung vorliegt, bedeutet dies, dass die reibschlüssigen Schaltelemente, die in diesem Fall geschlossen sind, das anliegende Moment ordnungsgemäß übertragen können. Der Signalverlauf 17'' mit einer Veränderung der aktuellen Getriebeübersetzung in die falsche Richtung, also in Richtung auf eine größere Übersetzung, bildet sich dann aus, wenn bei einer Überbestimmung des Wandlerautomatgetriebes 1 eines der reibschlüssigen Schaltelemente, so zum Beispiel im gezeigten Ausführungsbeispiel das Schaltelement E, das zu übertragende Moment nicht mehr übertragen kann, sodass sich dann gemäß dem Signalverlauf 20'' an diesem reibschlüssigen Schaltelement E eine Differenzdrehzahl im Sinne eines Durchrutschens des Schaltelements E ausbildet. Der Signalverlauf 20' zeigt für den Signalverlauf 17', dass sich dann, wenn die Getriebeübersetzung unverändert bleibt, am Schaltelement E keine Differenzdrehzahl im Sinne eines Durchrutschens ausbildet.
-
Wird zum Zeitpunkt t3 festgestellt, dass das bei Ausführung der Schaltung zu öffnende, formschlüssige Schaltelement F nicht ordnungsgemäß geöffnet wurde, so wird gemäß 2 gemäß dem Signalverlauf 16' bzw. 16'' ab dem Zeitpunkt t3 die Ansteuerung für das zu schließende, reibschlüssige Schaltelement B zurück genommen, sodass dann das Wandlerautomatgetriebe in eine Neutralposition überführt wird.
-
Wird hingegen festgestellt, dass das zu öffnende, formschlüssige Schaltelement F ordnungsgemäß geöffnet wurde, so würde beginnend mit dem Zeitpunkt t3 die Ansteuerung des zu schließenden, reibschlüssigen Schaltelements B dem Signalverlauf 16 folgen.
-
Im Unterschied zum oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dass dann, wenn festgestellt wird, dass ein zu öffnendes, formschlüssiges Schaltelement nicht ordnungsgemäß geöffnet wurde, das Getriebe nicht in Neutral überführt wird, sondern vielmehr eine Ansteuerung gewählt wird, so dass der Ist-Gang der auszuführenden Schaltung wieder hergestellt wird.
-
Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, bei einem Wandlerautomatgetriebe 1 mit mindestens einem formschlüssigen Schaltelement und mehreren reibschlüssigen Schaltelementen dann, wenn zur Ausführung eines Gangwechsels mindestens ein formschlüssiges Schaltelement geöffnet bzw. weggeschaltet und mindestens ein reibschlüssiges Schaltelement geschlossen bzw. zugeschaltet wird, das Öffnen des formschlüssigen Schaltelements auf Grundlage einer aus Drehzahlen ermittelten, aktuellen Getriebeübersetzung zu überwachen, wobei es sich bei den Drehzahlen vorzugsweise um abgesicherte Drehzahlen handelt, die einerseits messtechnisch erfasst werden und andererseits zur Plausibilisierung und damit Absicherung parallel berechnet werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise von einer erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung, bei welcher es sich vorzugsweise um eine Getriebesteuerungseinrichtung handelt, durchgeführt. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens tauscht die Getriebesteuerungseinrichtung mit dem Wandlerautomatgetriebe 1 Daten aus, so zum Beispiel mit dem Wandler 4 zur Bereitstellung der Turbinendrehzahl der Turbine 6 des Wandlers 4 sowie mit der Getriebeausgangswelle 3 zur Bereitstellung deren Drehzahl. Über weitere Schnittstellen kann die Getriebesteuerungseinrichtung mit den Schaltelementen A bis F Daten austauschen, um den Schaltelementen entsprechende Ansteuersignale zum Öffnen bzw. Schließen derselben bereitzustellen.
-
Die das erfindungsgemäße Verfahren ausführende, erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung verfügt über einen Prozessor, um das erfindungsgemäße Verfahren sowie hierzu erforderliche Berechnungen der Getriebeübersetzung auszuführen. Ferner verfügt die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung über einen Speicher, um im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgenommene Berechnungen zu speichern, zum Beispiel einen Zählerstand des Störungszählers.
-
Details der Anbindung der Steuerungseinrichtung, insbesondere der Getriebesteuerungseinrichtung, ans Wandlerautomatgetriebe 1 zum Beispiel über einen Datenbus, sind dem hier angesprochenen Fachmann geläufig und bedürfen keiner näheren Erläuterung.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Wandlerautomatgetriebes
- 2
- Getriebeeingangswelle
- 3
- Getriebeausgangswelle
- 4
- Wandler
- 5
- Wandlerüberbrückungskupplung
- 6
- Turbinerad
- 7
- Pumpenrad
- 8
- Leitrad
- 9
- Freilauf
- 10
- Radsatz
- 11
- Radsatz
- 12
- Radsatz
- 13
- Radsatz
- 14
- Signalverlauf / Schaltungsanforderung
- 15
- Signalverlauf / Ansteuerstrom Schaltelement F
- 16, 16’, 16’’
- Signalverlauf / Ansteuerstrom Schaltelement B
- 17, 17’, 17’’
- Signalverlauf / aktuelle Getriebeübersetzung
- 18
- Signalverlauf / Zählerstand Störungszähler
- 19
- Signalverlauf / Fehlerflag
- 20’, 20’’
- Signalverlauf / Drehzahldifferenz
