DE102013216659A1

DE102013216659A1 - Verfahren zum Abbruch einer Schaltung bei einem Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs, an der zumindest ein formschlüssiges Schaltelement beteiligt ist

Info

Publication number: DE102013216659A1
Application number: DE102013216659.1A
Authority: DE
Inventors: Jörg Arnold; Andreas Schmidt; Johannes Brockmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2015-02-26
Also published as: CN104421421B; US20150057900A1; CN104421421A; US9169925B2

Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zum Abbruch einer Schaltung bei einem Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs, an der zumindest ein formschlüssiges Schaltelement beteiligt ist, werden nach dem Einleiten der Schaltung kontinuierlich Signale von zumindest einem Steuergerät des Fahrzeugs, welches das Motormoment und somit auch den Turbinendrehzahlgradienten beeinflusst, ausgewertet, wobei anhand der Auswertung der Signale eine anstehende, einen ersten vorgegebenen Schwellwert übersteigende oder eine einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert unterschreitende Änderung des Turbinendrehzahlgradienten erkannt wird und bei Erkennung einer anstehenden den ersten vorgegebenen Schwellwert übersteigenden oder einer den zweiten vorgegebenen Schwellenwert unterschreitenden Änderung des Turbinendrehzahlgradienten die Schaltung abgebrochen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbruch einer Schaltung bei einem Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs, an der zumindest ein zuschaltendes formschlüssiges Schaltelement beteiligt ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Automatgetrieben von Kraftfahrzeugen, die neben reibschlüssigen Schaltelementen auch formschlüssige Schaltelemente verwenden, wird während der Schaltungen der Schaltbefehl zum Schließen des zumindest einen formschlüssigen Schaltelementes mittels Kraftaufbringung (durch beispielsweise elektromechanische Steller, hydraulische oder pneumatische Kraftaufbringung etc.) von der Getriebe-Software mit einem gewissen zeitlichen Vorhalt vor dem Erreichen des Synchronpunktes des zumindest einen formschlüssigen Schaltelementes ausgelöst.
Dadurch soll nach Ablauf von vorhandenen Verzögerungen (insbesondere Signallaufzeiten, hydraulische Verzögerungen, Zurücklegen der Wegstrecke zum Schließen des formschlüssigen Schaltelementes etc.) ein vordefiniertes Differenzdrehzahlfenster für den eigentlichen Einspurvorgang beim formschlüssigen Schaltelement getroffen werden.
Diese Vorgehensweise ist insbesondere von Bedeutung, wenn bei einer Rückschaltung und Gangeinlegen ein zuschaltendes Schaltelement ein formschlüssiges Schaltelement ist.
Der zeitliche Vorhalt vor dem Erreichen des Synchronpunktes ist insbesondere bei hydraulisch betätigten formschlüssigen Schaltelementen in Automatgetrieben stark von der Temperatur des Getriebeöls abhängig.
Der benötigte zeitliche Vorhalt für das Auslösen des Schließens eines formschlüssigen Schaltelementes kann aus Versuchen ermittelt werden und wird im Automatgetriebe aus dem Turbinendrehzahlgradienten errechnet.
Wenn es nach dem Auslösen des Signals zum Schließen des formschlüssigen Schaltelementes zu einer einen vorgegebenen Schwellwert übersteigenden spontanen Änderung des Turbinendrehzahlgradienten kommt, kann das zum schadlosen Einlegen des formschlüssigen Schaltelementes notwendige Differenzdrehzahlfenster in nachteiliger Weise aufgrund der sehr geringen Verschiebezeit des Schaltelements bis zum Formschluss, auch durch Gegenmaßnahmen nicht mehr erreicht werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abbruch einer Schaltung bei einem Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs, an der zumindest ein zuschaltendes formschlüssiges Schaltelement beteiligt ist, anzugeben.
Durch das Verfahren soll eine derartige Schaltung für den Fall, dass die Änderung des Turbinendrehzahlgradienten einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, wodurch ein sicheres Beenden der Schaltung durch Schließen des formschlüssigen Schaltelementes nicht mehr gewährleistet ist, möglichst frühzeitig abgebrochen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren soll insbesondere bei Rückschaltungen und beim Gangeinlegen durchführbar sein.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Verfahren zum Abbruch einer Schaltung bei einem Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs, an der zumindest ein formschlüssiges Schaltelement beteiligt ist, vorgeschlagen, im Rahmen dessen nach dem Einleiten der Schaltung kontinuierlich Signale von zumindest einem Steuergerät des Fahrzeugs, welches das Motormoment und somit auch den Turbinendrehzahlgradienten beeinflusst, ausgewertet werden, um eine kurzfristige starke und für die Schaltung ungünstige Beeinflussung des Turbinendrehzahlgradienten zu erkennen und eine kritische Schaltung frühzeitig sicher abbrechen zu können.
Beispielsweise können Signale vom ESP-Steuergerät, vom ABS-Steuergerät und/oder vom ASR(Antriebsschlupfregelung)-Steuergerät des Getriebes ausgewertet werden, da diese Steuergeräte mehr Motormoment anfordern oder das Motormoment reduzieren können. Ferner können Signale von weiteren Fahrdynamikregelungssystemen des Fahrzeugs verwendet werden.
Anhand der Auswertung der Signale wird eine anstehende, einen ersten vorgegebenen Schwellwert übersteigende oder eine einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert unterschreitende Änderung des Turbinendrehzahlgradienten erkannt, wobei bei Erkennung einer anstehenden den ersten vorgegebenen Schwellwert übersteigenden oder einer den zweiten vorgegebenen Schwellenwert unterschreitenden Änderung des Turbinendrehzahlgradienten die Schaltung abgebrochen wird.
Beispielsweise kann mit Schaltungsbeginn, d.h. unmittelbar nach dem Generieren des Schaltbefehls, vom ESP-Steuergerät, d.h. vom Steuergerät für das elektronische Stabilitätsprogramm, ständig ein voreilendes Motoreingriffssignal eingelesen werden. Wenn das Motoreingriffssignal einen ersten vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, wird eine korrespondierende anstehende, einen ersten vorgegebenen Schwellwert übersteigende oder eine einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert unterschreitende Änderung des Turbinendrehzahlgradienten erkannt und die Schaltung wird abgebrochen.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Schaltung abgebrochen wird, wenn das Motoreingriffssignal einen ersten vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet und ein Störzähler einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Analog zu der beschriebenen Vorgehensweise für das ESP-Steuergerät kann für den Fall des ABS-Steuergerätes und des ASR-Steuergerätes des Fahrzeugs vorgegangen werden.
Für den Fall, dass das zuschaltende formschlüssige Schaltelement noch nicht aktuiert wurde, wird in den Istgang abgebrochen, wobei für den Fall, dass das formschlüssige Schaltelement bereits aktuiert wurde, das Getriebe kurzzeitig geöffnet wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung eines Mehrstufengetriebes in Planetenbauweise, welches zwei formschlüssige Schaltelemente und vier reibschlüssige Schaltelemente aufweist;
2: ein beispielhaftes Schaltschema für ein Mehrstufengetriebe gemäß 1; und
3: den Verlauf des Zustandes einer Schaltung, des vom ESP-Steuergerät angeforderten Motormomentes und eines Störzählers zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Gegenstand der 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekanntes Mehrstufengetriebe 1 in Planetenbauweise, welches eine Antriebswelle 2, eine Abtriebswelle 3, mehrere drehbare Wellen, einen ersten Planetenradsatz P1, einen zweiten Planetenradsatz P2 und einen dritten Planetenradsatz P3 aufweist.
Ferner weist das Getriebe 1 sechs Schaltelemente auf, umfassend eine erste und eine zweite Bremse C, D und eine erste, zweite, dritte und vierte Kupplung A, B, E, F, deren selektives Eingreifen verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle 3 bewirkt, so dass neun Vorwärtsgänge sind. Hierbei sind die erste und vierte Kupplung A, F als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt, wobei die zweite und dritte Kupplung B, E als reibschlüssige Lamellenschaltelemente ausgeführt sind.
Ein dem in 1 gezeigten Mehrstufengetriebe entsprechendes Schaltschema ist Gegenstand der 2. Wie aus 2 ersichtlich, ist bei einer Rückschaltung vom fünften Vorwärtsgang D5 in den vierten Vorwärtsgang D4 die als formschlüssiges Schaltelement ausgeführte vierte Kupplung F das zuschaltende Schaltelement. Ferner ist bei einer Rückschaltung vom vierten Vorwärtsgang D4 in den dritten Vorwärtsgang D3 die als formschlüssiges Schaltelement ausgeführte erste Kupplung A ein zuschaltendes Schaltelement.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise bei diesen zwei Rückschaltungen durchgeführt werden, um diese Schaltungen bei einem ungünstigen Verlauf des Turbinendrehzahlgradienten frühzeitig sicher abbrechen zu können.
In der beigefügten 3 stellt Kurve G den Verlauf des Zustandes einer Schaltung, an der ein zuschaltendes formschlüssiges Schaltelement beteiligt ist als Funktion der Zeit dar, wobei der Zustand 1 einer aktiven Schaltung und der Zustand 0 einer inaktiven, nicht eingeleiteten oder abgebrochenen Schaltung entspricht. Kurve H stellt den Verlauf des vom ESP-Steuergerät angeforderten Motormomentes als Funktion der Zeit dar.
Ferner stellt Kurve I den zeitlichen Verlauf eines Störzählers dar, wobei die Linie J den Schwellenwert für den Störzähler darstellt.
Bezugnehmend auf 3 wird zum Zeitpunkt t_0 die Schaltung eingeleitet, wobei zum Zeitpunkt t_1 während der Schaltung das vom ESP-Steuergerät angeforderte Motormoment signifikant reduziert wird und eine Schwelle unterschreitet. Hierbei wird ein Störzähler pro vorgegebener Zeiteinheit der Dauer der Anforderung des reduzierten Motormomentes um einen vorgegebenen Wert erhöht, wobei ein vorgegebener Schwellenwert für den Störzähler zum Zeitpunkt t_2 überschritten wird.
Beim Überschreiten des Schwellenwertes für den Störzähler wird für den Fall, dass das zuschaltende formschlüssige Schaltelement noch nicht aktuiert wurde, in den Istgang abgebrochen, wobei für den Fall, dass das formschlüssige Schaltelement bereits aktuiert wurde, das Getriebe kurzzeitig geöffnet wird.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird auf einfache und kostengünstige Weise eine anstehende, für die Schaltung ungünstige Änderung des Turbinendrehzahlgradienten frühzeitig erkannt und die Schaltung abgebrochen, da in einer derartigen Situation ein sicheres Beenden der Schaltung durch Schließen des formschlüssigen Schaltelementes nicht mehr gewährleistet ist.
Bezugszeichenliste

1: Mehrstufengetriebe
2: Antriebswelle
3: Abtriebswelle
A: erste Kupplung
B: zweite Kupplung
C: erste Bremse
D: zweite Bremse
E: dritte Kupplung
F: vierte Kupplung
G: Verlauf des Zustandes einer Schaltung, an der ein zuschaltendes formschlüssiges Schaltelement beteiligt ist, als Funktion der Zeit
H: Verlauf des vom ESP-Steuergerät angeforderten Motormomentes als Funktion der Zeit
I: zeitlicher Verlauf des Störzählers
J: Schwellenwert für den Störzähler
P1: erster Planetenradsatz
P2: zweiter Planetenradsatz
P3: dritter Planetenradsatz
t_0: Zeitpunkt des Einleitens der Schaltung
t_1: Zeitpunkt der Reduzierung des vom ESP-Steuergerät angeforderten Motormomentes
t_2: Zeitpunkt des Überschreitens des vorgegebenen Schwellenwertes für den Störzähler

Claims

Verfahren zum Abbruch einer Schaltung bei einem Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs, an der zumindest ein formschlüssiges Schaltelement beteiligt ist, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einleiten der Schaltung kontinuierlich Signale von zumindest einem Steuergerät des Fahrzeugs, welches das Motormoment und somit auch den Turbinendrehzahlgradienten beeinflusst, ausgewertet werden, wobei anhand der Auswertung der Signale eine anstehende, einen ersten vorgegebenen Schwellwert übersteigende oder eine einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert unterschreitende Änderung des Turbinendrehzahlgradienten erkannt wird und bei Erkennung einer anstehenden den ersten vorgegebenen Schwellwert übersteigenden oder einer den zweiten vorgegebenen Schwellenwert unterschreitenden Änderung des Turbinendrehzahlgradienten die Schaltung abgebrochen wird.
Verfahren zur Verhinderung eines Adaptionsabbruchs beim Auslegen der Parksperre bei einem Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass die Schaltung abgebrochen wird und das zuschaltende formschlüssige Schaltelement noch nicht aktuiert wurde, in den Istgang abgebrochen wird, wobei für den Fall, dass das formschlüssige Schaltelement bereits aktuiert wurde, das Getriebe kurzzeitig geöffnet wird.
Verfahren zur Verhinderung eines Adaptionsabbruchs beim Auslegen der Parksperre bei einem Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vom ESP-Steuergerät, vom ABS-Steuergerät und/oder vom ASR-Steuergerät des Getriebes ständig ein voreilendes Motoreingriffssignal eingelesen wird, wobei, wenn das Motoreingriffssignal einen ersten vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, eine korrespondierende anstehende, einen ersten vorgegebenen Schwellwert übersteigende oder eine einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert unterschreitende Änderung des Turbinendrehzahlgradienten erkannt wird und die Schaltung abgebrochen wird.
Verfahren zur Verhinderung eines Adaptionsabbruchs beim Auslegen der Parksperre bei einem Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung abgebrochen wird, wenn das Motoreingriffssignal einen ersten vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet und ein Störzähler einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.