DE102012002835A1

DE102012002835A1 - Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung

Info

Publication number: DE102012002835A1
Application number: DE201210002835
Authority: DE
Inventors: Philipp Neuwirth
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-02-11
Filing date: 2012-02-11
Publication date: 2012-09-06

Abstract

Erfindungsgemäß wird eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit zumindest einem Schaltelement (11, 12), das dazu vorgesehen ist, eine drehmomentübertragende Verbindung in zumindest einem Schaltzustand herzustellen und in zumindest einem anderen Schaltzustand zu unterbrechen, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit (13), die dazu vorgesehen ist, das zumindest eine Schaltelement (11, 12) wenigstens in Abhängigkeit eines Betätigungsparametergradienten (14) des zumindest einen Schaltelements (11, 12) zu steuern und/oder zu regeln, vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit zumindest einem Schaltelement.
Aus der DE 10 2009 055 063 A1 ist bereits eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit mehreren hydraulischen Schaltelementen, die jeweils dazu vorgesehen sind, eine drehmomentübertragende Verbindung in einem Schaltzustand herzustellen und in einem anderen Schaltzustand zu unterbrechen, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit, die dazu vorgesehen ist, die Schaltelemente jeweils in Abhängigkeit eines als Betätigungsdruck ausgebildeten Betätigungsparameters zu steuern und/oder zu regeln, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Fahrkomfort eines die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs zu erhöhen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit zumindest einem Schaltelement, das dazu vorgesehen ist, eine drehmomentübertragende Verbindung in zumindest einem Schaltzustand herzustellen und in zumindest einem anderen Schaltzustand zu unterbrechen, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit, die dazu vorgesehen ist, das zumindest eine Schaltelement wenigstens in Abhängigkeit eines Betätigungsparametergradienten des zumindest eines Schaltelements zu steuern und/oder zu regeln, vorgeschlagen. Dadurch kann ein sogenannter Kisspoint des zumindest einen Schaltelements besonders genau erkannt werden, wodurch eine drehmomentübertragende Verbindung besonders vorteilhaft hergestellt werden kann. Es kann eine Unschärfe zwischen einem von der Steuer- und/oder Regeleinheit bestimmten Kisspoint und einem realen Kisspoint zumindest verringert werden, wodurch das zumindest eine Schaltelement besonders vorteilhaft angesteuert werden kann. Dadurch können weiter Serienstreuungen der Schaltelemente reduziert werden. Durch die genaue Erkennung des Kisspoints kann die drehmomentübertragende Verbindung besonders schnell hergestellt werden, ohne eine übermäßige und/oder zu geringe Bereitstellung des Betätigungsparameters zu riskieren. Dadurch kann ein Fahrkomfort eines die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs erhöht werden. Unter einem „Schaltelement” soll insbesondere ein von der Steuer- und/oder Regeleinheit schaltbares Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, in einem geschlossenen Zustand zumindest zwei rotierende Bauteile oder zumindest ein rotierendes und zumindest ein festes Bauteil miteinander zu verbinden und in einem offenen Zustand die zumindest zwei rotierenden Bauteile oder das zumindest eine rotierende und das zumindest eine feste Bauteil voneinander zu trennen. Vorzugsweise ist das Schaltelement hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch ausgebildet. Unter einem „hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch ausgebildeten Schaltelement” soll insbesondere ein hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch betätigtes Schaltelement verstanden werden. Das Schaltelement ist vorteilhaft als eine Kupplung oder als eine Bremse ausgebildet. Unter einer ”Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem ”Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren. Unter „das zumindest eine Schaltelement steuern und/oder regeln” soll insbesondere ein Steuern und/oder Regeln einer Betätigung des zumindest einen Schaltelements und/oder einer Bereitstellung des Betätigungsparameters verstanden werden. Unter einem „Betätigungsparametergradienten” soll insbesondere ein Gradient eines in dem Schaltelement herrschenden und/oder für das Schaltelement bereitgestellten Betätigungsparameters verstanden werden. Unter einem „Betätigungsparameter” soll insbesondere ein Parameter verstanden werden, der zu einer Betätigung des Schaltelements und/oder zu einer Einstellung eines Schaltzustands des Schaltelements vorgesehen ist. Vorzugsweise ist der Betätigungsparameter repräsentativ für die Betätigung und/oder für einen Betätigungsfortschritt. Vorteilhaft ist der Betätigungsparameter eines hydraulischen und/oder pneumatischen Schaltelements als ein Betätigungsdruck und ein Betätigungsparameter eines elektrischen Schaltelements als eine Energieaufnahme, insbesondere Stromaufnahme, ausgebildet. Vorzugsweise ist der Betätigungsparametergradient des hydraulischen und/oder pneumatischen Schaltelements als ein Druckgradient und der Betätigungsparametergradient des elektrischen Schaltelements als ein Energieaufnahmegradient, insbesondere Stromaufnahmegradient, ausgebildet. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, den Betätigungsparametergradienten aus einem Ist-Betätigungsparameter des zumindest einen Schaltelements zu bestimmen, wodurch ein besonders vorteilhafter Betätigungsparametergradient bestimmt werden kann. Unter einem „Ist-Betätigungsparameter” soll insbesondere ein gemessener und/oder tatsächlich vorliegender Betätigungsparameter verstanden werden. Ist das zumindest eine Schaltelement als ein hydraulisches und/oder pneumatisches Schaltelement ausgebildet, ist der Ist-Betätigungsparameter vorteilhaft als ein Ist-Druck in dem zumindest einem Schaltelement ausgebildet, der insbesondere als ein in einem Betätigungsraum des Schaltelements herrschender Betätigungsdruck ausgebildet ist. Ist das zumindest eine Schaltelement als ein elektrisches Schaltelement ausgebildet, ist der Ist-Betätigungsparameter vorteilhaft als eine Energieaufnahme, insbesondere Stromaufnahme, eines zur Betätigung vorgesehenen Aktors des Schaltelements ausgebildet. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit den Betätigungsparametergradienten auch aus einem Soll-Betätigungsparameter des zumindest einen Schaltelements bestimmen. Vorzugsweise ist der Ist-Betätigungsparameter als ein direkt in dem Schaltelement bzw. Aktor gemessener und/oder vorliegender Betätigungsparameter ausgebildet. Der Ist-Betätigungsparameter wird zumindest in einem Betriebszustand vorteilhaft kontinuierlich gemessen. Vorzugsweise bestimmt die Steuer- und/oder Regeleinheit den Betätigungsparametergradienten in zumindest einem Betriebszustand kontinuierlich. Grundsätzlich kann der Ist-Betätigungsparameter aber auch als ein indirekt gemessener Betätigungsparameter ausgebildet sein, der beispielsweise anhand einer repräsentativen Größe unter Berücksichtigung von Störungen, wie beispielsweise Staudrücken bei hydraulisch und/oder pneumatisch ausgebildeten Schaltelementen, bestimmt wird.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, zu einem Erkennen eines Kisspoints des zumindest einen Schaltelements den Betätigungsparametergradienten mit einer Gradientenschwelle zu vergleichen. Dadurch kann das zumindest eine Schaltelement besonders vorteilhaft geschaltet werden. Unter einem „Kisspoint” soll insbesondere ein Anlegepunkt verstanden werden, bei dem das Schaltelement beginnt ein Drehmoment zu übernehmen und/oder zu übertragen. Unter einer „Gradientenschwelle” soll insbesondere ein, vorzugsweise in der Steuer- und/oder Regeleinheit hinterlegter, Schwellenwert des Betätigungsparametergradienten verstanden werden, durch den bei Erreichen und/oder bei Überschreiten des Schwellenwerts der Kisspoint erkennbar ist. Vorzugsweise vergleicht die Steuer- und/oder Regeleinheit den Betätigungsparametergradient in zumindest einem Betriebszustand kontinuierlich. Die Steuer- und/oder Regeleinheit wertet einen Zeitpunkt, in dem der Betätigungsparametergradient die Gradientenschwelle erreicht, vorteilhaft als Erreichen des Kisspoints. Vorzugsweise wertet die Steuer- und/oder Regeleinheit den Zeitpunkt nur dann als Kisspoint, wenn der Betätigungsparametergradient die Gradientenschwelle durch einen positiven Anstieg erreicht hat.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung ein Getriebe aufweist, das zu einer Einstellung wenigstens eines Getriebegangs das zumindest eine Schaltelement aufweist. Dadurch kann eine Zeit zwischen einem manuellen Auslösen eines Getriebegangwechsels und einem erlebbaren Beginn des Getriebegangwechsels reduziert werden, wodurch ein sportliches Fahrgefühl verbessert werden kann. Vorzugsweise ist das Getriebe zumindest als ein teilautomatisiertes Getriebe ausgebildet. Unter einem „Getriebegangwechsel” soll insbesondere ein Wechsel von einem Getriebegang in einen anderen Getriebegang verstanden werden.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Getriebe zumindest ein weiteres Schaltelement aufweist und die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, zu einem Getriebegangwechsel die zumindest zwei Schaltelemente wenigstens in Abhängigkeit des Betätigungsparametergradienten zu steuern und/oder zu regeln. Dadurch kann zur Durchführung des Getriebegangwechsels besonders schnell eine Momentenübergabephase der zumindest zwei Schaltelemente eingeleitet werden. Vorzugsweise ist der Getriebegangwechsel als eine Überhöhungsschaltung, insbesondere eine Zughochschaltung oder eine Schubrückschaltung, ausgebildet. Vorzugsweise sind die zumindest zwei Schaltelemente für zumindest einen teilautomatischen Gangwechsel lastschaltbar, die für den Getriebegangwechsel unter Last geschaltet werden. Vorteilhaft ist damit ein zugkraftunterbrechungsfreier Getriebegangwechsel möglich. Das Getriebe ist vorteilhaft als ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei im Kraftfluss parallel schaltbaren Teilgetrieben ausgebildet. Vorzugsweise leitet die Steuer- und/oder Regeleinheit die Momentenübergabephase ein, wenn der Betätigungsparametergradient die Gradientenschwelle erreicht und/oder überschreitet. Die zumindest zwei Schaltelemente sind vorteilhaft als eine Doppeltkupplung des Getriebes ausgebildet. Unter einer „Momentenübergabephase” soll insbesondere ein zeitlicher Bereich während eines Getriebegangwechsels verstanden werden, in dem ein abzuschaltendes Schaltelement und ein zuzuschaltendes Schaltelement im Kraftfluss parallel geschaltet sind, wodurch das zuzuschaltende Schaltelement und das abzuschaltende Schaltelement zeitgleich ein Drehmoment ungleich Null übertragen.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, in einem Getriebegangwechselvorgang einen Betätigungsparameter zumindest eines abzuschaltenden Schaltelements zu reduzieren, wenn der Betätigungsparametergradient zumindest eines zuzuschaltenden Schaltelements die Gradientenschwelle erreicht und/oder übersteigt, wodurch ein besonders vorteilhafter Zeitpunkt, ab dem ein Drehmoment von dem abzuschaltenden Schaltelement an das zuzuschaltende Schaltelement übergeben wird, gefunden werden kann.
Weiter wird ein Betätigungsverfahren für zumindest ein Schaltelement einer Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung, vorgeschlagen, in dem das zumindest eine Schaltelement wenigstens in Abhängigkeit eines Betätigungsparametergradienten des zumindest einen Schaltelements gesteuert und/oder geregelt wird. Dadurch kann das zumindest eine Schaltelement besonders vorteilhaft geschaltet werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 eine schematisiert dargestellte Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit zwei Schaltelementen und einer Steuer- und Regeleinheit, die die Schaltelemente in Abhängigkeit eines Betätigungsparametergradienten betätigt, und
2 einen Betätigungsablauf der Schaltelemente in einem Getriebegangwechselvorgang.
Die 1 zeigt schematisiert eine Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung 10 mit einem Verbrennungsmotor 17, einem Getriebe 16 und Antriebsrädern 18. Der Verbrennungsmotor 17 stellt ein Antriebsmoment bereit, das das Getriebe 16 übersetzt und an die Antriebsräder 18 überträgt. Das Getriebe 16 ist in einem Kraftfluss zwischen dem Verbrennungsmotor 17 und den Antriebsrädern 18 angeordnet. Ein die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung 10 aufweisendes Kraftfahrzeug ist als ein Personenkraftfahrzeug ausgebildet.
Zu einem zugkraftunterbrechungsfreien Getriebegangwechsel weist das Getriebe 16 zwei Schaltelemente 11, 12 auf. Die Schaltelemente 11, 12 weisen jeweils einen ersten Schaltzustand und einen zweiten Schaltzustand auf. Die Schaltelemente 11, 12 stellen in dem ersten Schaltzustand jeweils eine drehmomentübertragende Verbindung her und unterbrechen diese in dem zweiten Schaltzustand. Der erste Schaltzustand ist als ein geschlossener Zustand und der zweite Schaltzustand als ein offener Zustand des entsprechenden Schaltelements 11, 12 ausgebildet. Die zwei Schaltelemente 11, 12 bilden eine Doppelkupplung des Getriebes 16 aus. Zu einer Bereitstellung von Getriebegängen und damit von Getriebeübersetzungen weist das Getriebe 16 ein erstes Teilgetriebe 19 und ein zweites Teilgetriebe 20 auf. Die Teilgetriebe 19, 20 sind jeweils mit ihrem Ausgang mit einer Getriebeausgangswelle 21 drehmomentübertragend verbunden. Zu einer Einstellung und damit einer Wahl eines Getriebegangs weisen die Teilgetriebe 19, 20 der Übersicht halber nicht näher dargestellte Schaltelemente auf. Die Schaltelemente der Teilgetriebe 19, 20 sind als Schaltmuffen ausgebildet. Die Schaltelemente der Teilgetriebe 19, 20 sind mittels einer Aktuatorik elektromechanisch oder hydraulisch betätigbar. Die Schaltelemente 11, 12 sind jeweils als ein hydraulisches Schaltelement ausgebildet. Sie sind hydraulisch betätigbar. Grundsätzlich können die Schaltelemente 11, 12 auch pneumatisch oder elektrisch ausgebildet sein.
Das Schaltelement 11 stellt in ihrem ersten Schaltzustand eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 17 und dem ersten Teilgetriebe 19 her und unterbricht diese drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Kurbelwelle und dem ersten Teilgetriebe 19 in ihrem zweiten Schaltzustand. Das Schaltelement 12 stellt in ihrem ersten Schaltzustand eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 17 und dem zweiten Teilgetriebe 20 her und unterbricht diese drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Kurbelwelle und dem zweiten Teilgetriebe 20 in ihrem zweiten Schaltzustand. Die Schaltelemente 11, 12 stellen in dem ersten Schaltzustand eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Kurbelwelle und der Getriebeausgangswelle 21 über das entsprechende Teilgetriebe 19, 20 her. In dem zweiten Schaltzustand unterbrechen die Schaltelemente 11, 12 die drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Kurbelwelle und der Getriebeausgangswelle 21 über das entsprechende Teilgetriebe 19, 20.
Die Schaltelemente 11, 12 weisen jeweils einen hydraulischen Betätigungsraum auf, der zum Schließen und damit zur Einstellung des ersten Schaltzustands mit einem Betätigungsmittel beaufschlagbar ist. Durch das Beaufschlagen des entsprechenden Betätigungsraums wird der entsprechende Betätigungsraum mit dem Betätigungsmittel befüllt, wodurch sich in dem entsprechenden Betätigungsraum ein Betätigungsparameter aufbaut. Zu einer Messung des Betätigungsparameters weisen die Schaltelemente 11, 12 jeweils einen nicht näher dargestellten Kupplungsdrucksensor auf, der den Betätigungsparameter in dem entsprechenden Betätigungsraum erfasst. Die Kupplungsdrucksensoren erfassen den Betätigungsparameter jeweils direkt in dem entsprechenden Betätigungsraum. Sie sind jeweils in dem entsprechenden Betätigungsraum angeordnet. Die Kupplungsdrucksensoren erfassen jeweils einen Ist-Betätigungsparameter 24 in dem entsprechenden Betätigungsraum. Das Betätigungsmittel ist als ein Betriebsmittelöl ausgebildet. Der Ist-Betätigungsparameter 24 ist als ein Ist-Druck ausgebildet. Er ist als ein Ist-Betätigungsdruck ausgebildet. Der Betätigungsparameter ist als ein Betätigungsdruck ausgebildet. Er ist als ein Hydraulikdruck ausgebildet. Die Schaltelemente 11, 12 sind hydraulisch betätigbar. Die Schaltelemente 11, 12 sind jeweils als eine nasslaufende Lamellenkupplung ausgebildet. Sie weisen jeweils ein Lamellenpaket auf. Das Getriebe 16 ist als ein automatisiertes Schaltgetriebe ausgebildet. Es ist als ein Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet.
Zu einer Steuerung bzw. Regelung des Verbrennungsmotors 17, der Schaltelemente 11, 12 und der Teilgetriebe 19, 20 weist die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung 10 eine Steuer- und Regeleinheit 13 auf. Die Steuer- und Regeleinheit 13 stellt zur Schaltung eines Getriebegangs einen entsprechenden Schaltzustand der Schaltelemente 11, 12 ein und betätigt das entsprechende Schaltelement in den Teilgetrieben 19, 20. Die Steuer- und Regeleinheit 13 ist mit den Kupplungsdrucksensoren der Schaltelemente 11, 12 kommunizierend verbunden. Zur Einstellung eines Schaltzustands der Schaltelemente 11, 12 steuert oder regelt die Steuer- und Regeleinheit 13 nicht näher dargestellte Kupplungsdruckventile an.
Die Steuer- und Regeleinheit 13 steuert oder regelt die Schaltelemente 11, 12 jeweils in Abhängigkeit eines Betätigungsparametergradienten 14 des entsprechenden Schaltelements 11, 12. Sie steuert oder regelt die Schaltelemente 11, 12 zu einem Getriebegangwechsel in Abhängigkeit des Betätigungsparametergradienten 14. Die Steuer- und Regeleinheit 13 betätigt die Schaltelemente 11, 12 in Abhängigkeit des Betätigungsparametergradienten 14 eines Schaltelements 11, 12, das in einem Getriebegangwechselvorgang als ein zuzuschaltendes Schaltelement ausgebildet ist. Der Betätigungsparametergradient 14 ist als ein Druckgradient ausgebildet. Er ist als ein Ist-Druckgradient ausgebildet. Wird in einem Getriebegangwechselvorgang das Schaltelement 11 ausgehend von dem zweiten Schaltzustand in den ersten Schaltzustand geschaltet, ist das Schaltelement 11 als das zuzuschaltende Schaltelement ausgebildet. Dabei wird in diesem Getriebegangwechselvorgang das Schaltelement 12 ausgehend von dem ersten Schaltzustand gleichzeitig in den zweiten Schaltzustand geschaltet, wodurch das Schaltelement 12 als ein abzuschaltendes Schaltelement ausgebildet ist.
Die Steuer- und Regeleinheit 13 bestimmt den Betätigungsparametergradienten 14 aus dem durch den entsprechenden Kupplungsdrucksensor erfassten Ist-Betätigungsparameter 24 in dem entsprechenden Schaltelement 11, 12. Sie bestimmt den Betätigungsparametergradienten 14 in dem Schaltelement 11, 12, der in einem Getriebegangwechselvorgang als ein zuzuschaltendes Schaltelement ausgebildet ist. In Abhängigkeit des Betätigungsparametergradienten 14 des in dem Getriebegangwechselvorgang als zuzuschaltendes Schaltelement ausgebildeten Schaltelements 11, 12 stellt die Steuer- und Regeleinheit 13 den Betätigungsparameter des in dem Getriebegangwechselvorgang als das abzuschaltende Schaltelement ausgebildeten Schaltelements 11, 12 ein.
Zu einem Erkennen eines Kisspoints des entsprechenden Schaltelements 11, 12 vergleicht die Steuer- und Regeleinheit 13 den bestimmten Betätigungsparametergradienten 14 mit einer Gradientenschwelle 15. Die Steuer- und Regeleinheit 13 vergleicht zur Erkennung des Kisspoints des zuzuschaltenden Schaltelements 11 den durch den Ist-Betätigungsparameter 24 des zuzuschaltenden Schaltelements 11 bestimmten Betätigungsparametergradienten 14 mit der Gradientenschwelle 15. Die Gradientenschwelle 15 ist in der Steuer- und Regeleinheit 13 hinterlegt.
Die Steuer- und Regeleinheit 13 wertet einen Zeitpunkt 30, in dem der Betätigungsparametergradient 14 die Gradientenschwelle 15 erreicht, als Erreichen des Kisspoints. Der Zeitpunkt 30, in dem der Betätigungsparametergradient 14 die Gradientenschwelle 15 erreicht, wird von der Steuer- und Regeleinheit 13 als das Erreichen des Kisspoints gewertet, wodurch die Steuer- und Regeleinheit 13 durch ein Ansteuern des entsprechend anderen Schaltelements 11, 12 eine Momentenübergabe einleitet. Die Steuer- und Regeleinheit 13 reduziert in einem Getriebegangwechselvorgang den Betätigungsparameter in dem abzuschaltenden Schaltelement 12 wenn der Betätigungsparametergradient 14 in dem zuzuschaltenden Schaltelement 11 die Gradientenschwelle 15 erreicht. Die Steuer- und Regeleinheit 13 wertet einen Zeitpunkt 30 nur dann als das Erreichen des Kisspoints, wenn der Betätigungsparametergradient 14 die Gradientenschwelle 15 durch einen positiven Anstieg erreicht. Ein Zeitpunkt 30, in dem der Betätigungsparametergradient 14 die Gradientenschwelle 15 erreicht, wird erst als das Erreichen des Kisspoints gewertet, wenn der Betätigungsparametergradient 14, ausgehend von einem Wert der unterhalb der Gradientenschwelle 15 hegt, die Gradientenschwelle 15 erreicht. Ein Zeitpunkt 28, in dem der Betätigungsparametergradient 14 die Gradientenschwelle 15 durch einen negativen Anstieg erreicht, wird nicht als das Erreichen des Kisspoints gewertet. Grundsätzlich kann die Steuer- und Regeleinheit 13 zusätzlich oder alternativ auch die Schaltelemente der Teilgetriebe 19, 20 in Abhängigkeit eines Betätigungsparametergradienten steuern oder regeln.
In der 2 ist ein beispielhafter Getriebegangwechselvorgang dargestellt, in dem das Schaltelement 11 als das zuzuschaltende Schaltelement und das Schaltelement 12 als das abzuschaltende Schaltelement ausgebildet sind. In der 2 sind ein von dem abzuschaltenden Schaltelement 12 übertragendes Moment 22, ein von dem zuzuschaltenden Schaltelement 11 übertragendes Moment 23, der Betätigungsparametergradient 14, der Ist-Betätigungsparameter 24 in dem zuzuschaltenden Schaltelement 11 und ein Stellparameter 25 in dem zuzuschaltenden Schaltelement 11 jeweils über eine Zeit 26 aufgetragen. Der Stellparameter 25 ist als ein Stelldruck ausgebildet.
In einem Zeitpunkt 27 beginnt der Getriebegangwechsel, der beispielsweise manuell von einem Fahrer des die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung 10 aufweisenden Kraftfahrzeugs angefordert wird. Der Getriebegangwechsel wird durch ein durch den Fahrer ausgelöstes Schaltsignal eingeleitet. Zu Beginn des Getriebegangwechsels ist das abzuschaltende Schaltelement 12 in einem Haftzustand und damit geschlossen, während das zuzuschaltende Schaltelement 11 vollständig geöffnet ist.
In dem Zeitpunkt 27 beginnt die Steuer- und Regeleinheit 13 den Betätigungsraum des zuzuschaltenden Schaltelements 11 mit dem Betätigungsmittel zu befüllen. Dazu stellt die Steuer- und Regeleinheit 13 einen hohen Stellparameter 25 ein, um das zuzuschaltende Schaltelement 11 mit einem hohen Volumenstrom zu befüllen. Zur Einstellung des Stellparameters 25 steuert die Steuer- und Regeleinheit 13 das entsprechende Kupplungsdruckventil an. Die Steuer- und Regeleinheit 13 startet in dem Zeitpunkt 27 eine Schnellfüllphase 34, in der der Betätigungsraum des zuzuschaltenden Schaltelements 11 mit dem hohen Stellparameter 25 befüllt wird. Das zuzuschaltende Schaltelement 11 überträgt in der Schnellfüllphase 34 kein Moment.
Der Ist-Betätigungsparameter 24 steigt zumindest im Wesentlichen konstant bis zu einem Zeitpunkt 28. Der durch die Steuer- und Regeleinheit 13 bestimmte Betätigungsparametergradient 14 weist eine Steigung von Null auf und ist bis zu dem Zeitpunkt 28 größer als die Gradientenschwelle 15. Der Betätigungsparametergradient 14 verläuft zwischen den Zeitpunkten 27, 28 zumindest im Wesentlichen unverändert. In dem Zeitpunkt 28 erreicht der Ist-Betätigungsparameter 24 einen Wert, der einer Federkraft einer dem Ist-Betätigungsparameter 24 entgegenwirkenden Kupplungskolbenfeder des Schaltelements 11 zumindest im Wesentlichen entspricht. Die Kupplungskolbenfeder des Schaltelements 11 ist dabei dazu vorgesehen, einen Kupplungskolben des Schaltelements 11 in einen Ausgangszustand zu bewegen. Durch das Erreichen und das Überschreiten der Federkraft beginnt der Kupplungskolben des Schaltelements 11, der das Lamellenpaket des Schaltelements 11 zur Einstellung des ersten Schaltzustands zusammen drückt, sich zu bewegen. Durch die Bewegung des Kupplungskolbens sinkt der Betätigungsparametergradient 14 abrupt unterhalb die Gradientenschwelle 15. Die Steuer- und Regeleinheit 13 erkennt kein Erreichen des Kisspoints, da der Betätigungsparametergradient 14 die Gradientenschwelle 15 durch einen negativen Anstieg überschreitet.
Bis zu einem Zeitpunkt 29 steigt der Ist-Betätigungsparameter 24 zumindest im Wesentlichen konstant an, wobei eine Steigung des Ist-Betätigungsparameters 24 zwischen den Zeitpunkten 27, 28 größer ist als eine Steigung des Ist-Betätigungsparameters 24 zwischen den Zeitpunkten 28, 29. Der Betätigungsparametergradient 14 weist zwischen den Zeitpunkten 28, 29 eine Steigung von Null auf, wobei der Betätigungsparametergradient 14 unterhalb der Gradientenschwelle 15 verläuft. Von dem Zeitpunkt 28 bis zu dem Zeitpunkt 29 fehlt dem Schaltelement 11 eine entsprechende Steifigkeit, da das Lamellenpaket des Schaltelements 11 lediglich eine Federkraft einer Rückstellfeder, die das Lamellenpaket zur Einstellung des zweiten Schaltzustands auseinander drückt, dem Ist-Betätigungsparameter 24 entgegensetzt, wodurch sich ein Betätigungsparametergradient 14 unterhalb der Gradientenschwelle 15 einstellt. Mit Erreichen des Kisspoints des Schaltelements 11 und damit bei erster Berührung von Lamellen des Lamellenpakets beginnt das Lamellenpaket Steifigkeit aufzubauen, so dass sich der Kupplungskolben kaum bewegen kann und sich dadurch der Ist-Betätigungsparameter 24 in dem Schaltelement 11 aufbaut und der Betätigungsparametergradient 14 ansteigt. In dem Zeitpunkt 29 beginnt sich die Steifigkeit des Lamellenpakets des Schaltelements 11 aufzubauen, wodurch sich der Betätigungsparametergradient 14 verändert. Durch den Anstieg der Steifigkeit steigt der Betätigungsparametergradient 14 deutlich an. Der Betätigungsparametergradient 14 erfährt einen positiven Anstieg.
In dem Zeitpunkt 30 erreicht der Betätigungsparametergradient 14 die Gradientenschwelle 15, der durch die Steuer- und Regeleinheit 13 als das Erreichen des Kisspoints gewertet wird. Die Steuer- und Regeleinheit 13 erkennt durch das Erreichen der Gradientenschwelle 15 den Kisspoint. Sie erkennt den Kisspoint in dem Zeitpunkt 30, weil in dem Zeitpunkt 30 der Betätigungsparametergradient 14 durch den positiven Anstieg die Gradientenschwelle 15 erreicht. Die Steuer- und Regeleinheit 13 beendet durch das Erreichen der Gradientenschwelle 15 die Schnellfüllphase 34. Die Schnellfüllphase 34 erstreckt sich von dem Zeitpunkt 27 bis zu dem Zeitpunkt 30. Sie erstreckt sich von Beginn des Getriebegangwechsels bis zu dem Zeitpunkt 30, in dem der Betätigungsparametergradient 14 die Gradientenschwelle 15 erreicht. Die Schnellfüllphase 34 ist so lange aktiv, bis der Betätigungsparametergradient 14 die Gradientenschwelle 15 erreicht, wodurch der Getriebegangwechsel besonders schnell erfolgt. In der gesamten Schnellfüllphase 34 weist der Stellparameter 25 einen konstanten Wert auf.
Die Steuer- und Regeleinheit 13 leitet durch das Erreichen der Gradientenschwelle 15 und damit durch das Erkennen des Kisspoints die Momentenübergabe zwischen den Schaltelementen 11, 12 ein. Sie leitet die Momentenübergabe in dem Zeitpunkt 30, in dem der Betätigungsparametergradient 14 die Gradientenschwelle 15 erreicht, ein. Dazu steuert die Steuer- und Regeleinheit 13 die Schaltelemente 11, 12 zu einer Überschneidungsschaltung an. Ausgehend von dem Zeitpunkt 27 bis zu dem Zeitpunkt 30 ist der Stellparameter 25 des Schaltelements 11 konstant. Weiter ist das übertragene Moment 22 und das übertragene Moment 23 bis zu dem Zeitpunkt 30 konstant, wobei das übertragene Moment 23 Null beträgt. Bis zu dem Zeitpunkt 30 überträgt das Schaltelement 12 ein gesamtes Moment. In dem Zeitpunkt 30 steuert die Steuer- und Regeleinheit 13 das Schaltelement 11 und das Schaltelement 12 an. Sie schließt das Schaltelement 11 und öffnet gleichzeitig das Schaltelement 12. Dazu reduziert die Steuer- und Regeleinheit 13 den Stellparameter 25 auf einen Wert 31 und entleert das Schaltelement 12. Durch das Erreichen der Gradientenschwelle 15 startet die Steuer- und Regeleinheit 13 eine Momentenübergabephase 35. Die Steuer- und Regeleinheit 13 startet die Momentenübergabephase 35 in dem Zeitpunkt 30, in dem der Betätigungsparametergradient 14 die Gradientenschwelle 15 erreicht hat. In der an die Schnellfüllphase 34 anschließenden Momentenübergabephase 35 wird ein Moment von dem abzuschaltenden Schaltelement 12 auf das zuzuschaltende Schaltelement 11 übergeben. In der Momentenübergabephase 35 übertragen das abzuschaltende Schaltelement 12 und das zuzuschaltende Schaltelement 11 das Moment gemeinsam.
In einem Zeitpunkt 32 erreicht der Stellparameter 25 den Wert 31 und das Lamellenpaket des Schaltelements 11 seine maximale Steifigkeit. Zwischen dem Zeitpunkt 29 und dem Zeitpunkt 32 weist der Betätigungsparametergradient 14 eine Steigung größer Null auf. Zwischen dem Zeitpunkt 29 und dem Zeitpunkt 32 weist der Betätigungsparametergradient 14 eine positive Steigung auf. Der Betätigungsparametergradient 14 übersteigt in dem Zeitpunkt 30 zwischen den Zeitpunkten 29, 32 die Gradientenschwelle 15. Dadurch, dass der Betätigungsparametergradient 14 in dem Zeitpunkt 30 die Gradientenschwelle 15 durch den positiven Anstieg erreicht, wertet die Steuer- und Regeleinheit 13 den Zeitpunkt 30 als das Erreichen des Kisspoints.
Bis zu einem Zeitpunkt 33 steigt der Ist-Betätigungsparameter 24 zumindest im Wesentlichen konstant an, wobei eine Steigung des Ist-Betätigungsparameters 24 zwischen den Zeitpunkten 32, 33 größer ist als die Steigung des Ist-Betätigungsparameters 24 zwischen den Zeitpunkten 28, 29. Der Betätigungsparametergradient 14 weist zwischen den Zeitpunkten 32, 33 eine Steigung von Null auf, wobei der Betätigungsparametergradient 14 oberhalb der Gradientenschwelle 15 verläuft. Ab dem Zeitpunkt 33 entspricht der Ist-Betätigungsparameter 24 dem Stellparameter 25 und ist konstant, wodurch der Betätigungsparametergradient 14 Null ist. Die Steuer- und Regeleinheit 13 beendet in dem Zeitpunkt 33 die Momentenübergabephase 35. Dadurch ist die Übergabe des Moments von dem abzuschaltenden Schaltelement 12 auf das zuzuschaltende Schaltelement 11 abgeschlossen. In dem Zeitpunkt 33 beginnt eine Drehzahlüberführung, wodurch der Getriebegangwechselvorgang abgeschlossen wird.
Grundsätzlich kann der Stellparameter 25 ab dem Zeitpunkt 30 einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Verlauf aufweisen. Beispielsweise kann der Stellparameter 25 bei einem Erkennen des Kisspoints im Vergleich zu dem oben beschriebenen Beispiel bis zu dem Zeitpunkt 32 stärker reduziert und ab dem Zeitpunkt 32 bis zu dem Zeitpunkt 33 wieder auf den Wert 31 erhöht werden (vgl. 2 getrichelter Verlauf des Stellparameters 25). Weiter ist auch denkbar, den Stellparameter 25 ab dem Zeitpunkt 30 konstant bis zu dem Zeitpunkt 33 auf den Wert 31 zu reduzieren (vgl. 2 gepunkteter Verlauf des Stellparameters 25).
Weiter ist es grundsätzlich denkbar, dass das Getriebe 16 als ein Stufenautomatikgetriebe ausgebildet ist, das zumindest ein Schaltelement 11, 12 aufweist. Dabei weist das Stufenautomatikgetriebe und/oder das zumindest eine Schaltelement 11, 12 des Stufenautomatikgetriebes eine passende Messstelle zur Messung oder Bestimmung des Betätigungsparameters und damit des Betätigungsparametergradienten 14 auf. Es kann grundsätzlich auch eine Messstelle genutzt werden, die ein Volumenstrom zu dem zumindest einem Schaltelement 11, 12 beschreibt, wie beispielsweise ein Zulaufdruck hinter einer Blende, wodurch eine Befüllungsphase, insbesondere eine Schnellbefüllungsphase, des zumindest einen Schaltelements 11, 12 erkannt werden kann. Bei elektrisch betätigbaren Schaltelementen kann ein Kisspoint über ein als eine Stromaufnahme ausgebildeten Betätigungsparameter eines Aktors bestimmt und in Abhängigkeit eines als ein Stromaufnahmegradient ausgebildeten Betätigungsparametergradienten 14 des Aktors gesteuert und/oder geregelt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009055063 A1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung mit zumindest einem Schaltelement (11, 12), das dazu vorgesehen ist, eine drehmomentübertragende Verbindung in zumindest einem Schaltzustand herzustellen und in zumindest einem anderen Schaltzustand zu unterbrechen, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit (13), die dazu vorgesehen ist, das zumindest eine Schaltelement (11, 12) wenigstens in Abhängigkeit eines Betätigungsparametergradienten (14) des zumindest eines Schaltelements (11, 12) zu steuern und/oder zu regeln.
Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (13) dazu vorgesehen ist, den Betätigungsparametergradienten (14) aus einem Ist-Betätigungsparameter (24) des zumindest einen Schaltelements (11, 12) zu bestimmen.
Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (13) dazu vorgesehen ist, zu einem Erkennen eines Kisspoints des zumindest einen Schaltelements (11, 12) den Betätigungsparametergradienten (14) mit einer Gradientenschwelle (15) zu vergleichen.
Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch ein Getriebe (16), das zu einer Einstellung wenigstens eines Getriebegangs das zumindest eine Schaltelement (11, 12) aufweist.
Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (16) zumindest ein weiteres Schaltelement (11, 12) aufweist und die Steuer- und/oder Regeleinheit (13) dazu vorgesehen ist, zu einem Getriebegangwechsel die zumindest zwei Schaltelemente (11, 12) wenigstens in Abhängigkeit des Betätigungsparametergradienten (14) zu steuern und/oder zu regeln.
Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (13) dazu vorgesehen ist, in einem Getriebegangwechselvorgang einen Betätigungsparameter zumindest eines abzuschaltenden Schaltelements (11) zu reduzieren, wenn der Betätigungsparametergradient (14) zumindest eines zuzuschaltenden Schaltelements (12) die Gradientenschwelle (15) erreicht und/oder übersteigt.
Betätigungsverfahren für zumindest ein Schaltelement (11, 12) einer Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung (10), insbesondere einer Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Schaltelement (11, 12) wenigstens in Abhängigkeit eines Betätigungsparametergradienten (14) des zumindest einen Schaltelements (11, 12) gesteuert und/oder geregelt wird.