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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausführung einer Schaltung in einem Automatikgetriebe nach dem Oberbegriff des Patentspruchs 1 bzw. 5. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Aus der Praxis ist es bereits bekannt, in Automatikgetrieben als Schaltelemente zunehmend formschlüssige Schaltelemente einzusetzen. Formschlüssige Schaltelemente verfügen gegenüber reibschlüssigen Schaltelementen über den Vorteil, dass dieselben weniger Bauraum benötigen und an denselben keine Reibenergie anfällt. In jedem eingelegten Gang eines solchen Automatikgetriebes ist eine erste Anzahl von Schaltelementen des Getriebes geschlossen bzw. zugeschaltet und eine zweite Anzahl von Schaltelementen des Getriebes geöffnet bzw. weggeschaltet, wobei bei Ausführung eines Gangwechsels von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang mindestens ein erstes Schaltelement geöffnet bzw. weggeschaltet und mindestens ein zweites Schaltelement geschlossen bzw. zugeschaltet wird. Formschlüssige Schaltelemente können nur in einem engen Drehzahlfenster geschlossen werden. Das vollständige Schließen eines formschlüssigen Schaltelements kann mit Hilfe eines dem formschlüssigen Schaltelement zugeordneten Endlagensensors überwacht werden. Ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Automatikgetriebes mit formschlüssigen und reibschlüssigen Schaltelementen ist aus der
DE 10 2008 001 566 A1 bekannt.
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Dann, wenn ein formschlüssiges Schaltelement bei Ausführung eines Gangwechsels nicht vollständig geschlossen wird, können sich an demselben Zwischenstellungen wie Zahn-auf-Zahn-Stellungen und/oder Flankenklemmer und/oder Kantenklemmer ausbilden. Dann, wenn bei Ausführung eines Gangwechsels ein formschlüssiges Schaltelement nicht vollständig geschlossen werden kann, unterliegt dasselbe einer erheblichen Beschädigungsgefahr. Bei einem Gangwechsel unter Beteiligung eines formschlüssigen Schaltelements muss demnach überwacht und sichergestellt werden, dass ein zuzuschaltendes bzw. zu schließendes formschlüssiges Schaltelement ordnungsgemäß geschlossen wird. Ein Verfahren zur Aufhebung einer Zahn-auf-Zahn-Stellung ist aus der
DE 10 2009 000 254 A1 bekannt.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Ausführung einer Schaltung und eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Nach dem ersten Aspekt der Erfindung wird dann, wenn bei Ausführung der Schaltung ein Eingangsmoment des Automatikgetriebes kleiner als ein Grenzwert ist, insbesondere bei Ausführung einer Schubrückschaltung, nach zumindest teilweise Öffnen des reibschlüssigen Schaltelements und nach Auslösen des formschlüssigen Schaltelements überwacht, ob das formschlüssige Schaltelement in seine Endlage überführt wird, wobei dann, wenn festgestellt wird, dass das formschlüssige Schaltelement nicht in seine Endlage überführt wurde, zunächst ein von dem zuvor zumindest teilweise geöffneten, reibschlüssigen Schaltelement übertragenes Moment erhöht und hierbei weiterhin überwacht wird, ob das formschlüssige Schaltelement in seine Endlage überführt wird, und wobei dann, wenn festgestellt wird, dass das formschlüssige Schaltelement trotz der Erhöhung des vom reibschlüssigen Schaltelement übertragenen Moments nicht in seine Endlage überführt wurde, anschließend ein Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements erhöht wird. Diese Schaltungsausführung ist dann vorteilhaft, wenn Schubschaltungen oder Zugschaltungen mit relativ geringem Eingangsmoment des Automatikgetriebes durchführt werden. Bei solchen Schaltungen ist das Vorliegen einer Zahn-auf-Zahn-Stellung wahrscheinlicher als das Vorliegen eines Flankenklemmers, sodass nach dem Auslösen des formschlüssigen Schaltelements zunächst eine Maßnahme zur Auflösung einer Zahn-auf-Zahn-Stellung durchgeführt und erst anschließend bei Nichterfolg dieser Maßnahme eine Maßnahme zur Auflösung eines Flankenklemmers durchgeführt wird.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts wird das von dem reibschlüssigen Schaltelement übertragene Moment rampenartig und zeitgesteuert auf einen definierten Wert erhöht, wobei der Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements impulsartig und zeitgesteuert auf einen definierten Wert erhöht wird. Vorzugsweise wird vor dem Auslösen des formschlüssigen Schaltelements über einen Antriebsaggregateingriff eine Differenzdrehzahl am formschlüssigen Schaltelement und/oder ein zeitlicher Gradient der Differenzdrehzahl zur Entlastung des formschlüssigen Schaltelements korrigiert. Hiermit ist jeweils ein vorteilhaftes vollständiges Schließen des jeweiligen formschlüssigen Schaltelements möglich.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 5 gelöst.
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Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung wird dann, wenn bei Ausführung der Schaltung ein Eingangsmoment des Automatikgetriebes größer als ein Grenzwert ist, insbesondere bei Ausführung einer Zugrückschaltung, nach zumindest teilweise Öffnen des reibschlüssigen Schaltelements vor dem Auslösen des formschlüssigen Schaltelements das von dem von dem zuvor zumindest teilweise geöffnetem reibschlüssigen Schaltelement übertragene Moment erhöht, anschließend das formschlüssige Schaltelement zum Auslösen angesteuert und hierbei überwacht, ob das formschlüssige Schaltelement in seine Endlage überführt wird, wobei dann, wenn festgestellt wird, dass das formschlüssige Schaltelement nicht in seine Endlage überführt wurde, nachfolgend das von dem reibschlüssigen Schaltelement übertragene Moment weiter erhöht und ferner ein Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements erhöht wird. Diese Schaltungsausführung ist dann vorteilhaft, wenn Zugschaltungen mit relativ großem Eingangsmoment des Automatikgetriebes durchführt werden. Bei solchen Schaltungen ist das Vorliegen eines Flankenklemmers wahrscheinlicher als das Vorliegen einer Zahn-auf-Zahn-Stellung, sodass nach dem Auslösen des formschlüssigen Schaltelements bei nicht vollständig geschlossenem formschlüssigem Schaltelement eine Maßnahme zur Auflösung eines Flankenklemmers durchgeführt wird.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des zweiten Aspekts der Erfindung wird hierbei weiterhin überwacht, ob das formschlüssige Schaltelement in seine Endlage überführt wird, und wobei dann, wenn festgestellt wird, dass das formschlüssige Schaltelement trotz der abermaligen Erhöhung des vom reibschlüssigen Schaltelement übertragenen Moments und trotz der Erhöhung des Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements nicht in seine Endlage überführt wurde, anschließend das reibschlüssige Schaltelement bei Aufrechterhaltung des erhöhten Betätigungsdrucks des formschlüssigen Schaltelements vollständig geöffnet und über einen Antriebsaggregateingriff ein Eingangsmoment des Automatikgetriebes reduziert wird. Hierdurch kann die Beschädigungsgefahr für das formschlüssige Schaltelement weiter reduziert werden.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung wird weiterhin überwacht wird, ob das formschlüssige Schaltelement in seine Endlage überführt wird, und wobei dann, wenn festgestellt wird, dass das formschlüssige Schaltelement trotz der bereits ergriffenen Maßnahmen nicht in seine Endlage überführt wurde, anschließend der Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements zum kurzzeitigen bzw. zwischenzeitlichen Zurückfahren desselben kurzzeitig bzw. zwischenzeitlich reduziert wird. Dann, wenn trotz der Maßnahmen zur Auflösung des Flankenklemmers und zur Auflösung der Zahn-auf-Zahn-Stellung das formschlüssige Schaltelement nach wie vor nicht geschlossen werden konnte, wird eine Maßnahme zur Auflösung eines Kantenklemmers ergriffen.
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Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung ist in Anspruch 10 definiert.
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Bevorzugte Weiterbildungen 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 eine Schema eines Automatikgetriebes zusammen mit einem Wandler;
- 2 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 3 ein weiteres Zeitdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausführung einer Schaltung in einem Automatikgetriebe und eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Ein Automatikgetriebe umfasst mehrere Schaltelemente, die als reibschlüssige Schaltelemente sowie als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein können. Reibschlüssige Schaltelemente sind in der Regel als Kupplungen oder Bremsen ausgebildet, wobei formschlüssige Schaltelemente in der Regel als Klauenkupplungen ausgeführt sind.
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1 zeigt ein Schema eines als Automatgetriebe ausgebildeten Getriebes 1 zusammen mit einem Wandler 4, wobei das Getriebe 1 eine Getriebeeinanswelle 2 und eine Getriebeausgangswelle 3 umfasst. Der Wandler 4 verfügt über eine Wandlerüberbrückungskupplung 5, ein Turbinenrad 6, ein Pumpenrad 7 sowie ein Leitrad 8, 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. Die Getriebeeingangswelle 2 entspricht der Wandlerausgangswelle bzw. der Turbinenwelle des Wandlers 4. An die Getriebeausgangswelle 3 ist ein Abtrieb gekoppelt. An die Wandlereingangswelle 14 ist eine Antriebswelle eines Antriebsaggregats gekoppelt.
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Obwohl in 1 die Getriebeeingangswelle 2 an das Turbinenrad 6 des Wandlers 4 gekoppelt ist und demnach die Getriebeeingangswelle 2 der Ausgangswelle des Wandlers 4 entspricht, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch an einem Automatgetriebe ohne derartigen Wandler zum Einsatz kommen kann. In diesem Fall ist dann zwischen die Getriebeeingangswelle 2 und eine Antriebswelle eines Antriebsaggregats eine Trennkupplung bzw. Anfahrkupplung geschaltet.
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Das in 1 gezeigte Getriebe 1 verfügt über mehrere Radsätze 10, 11, 12 und 13 sowie mehrere Schaltelemente A, B, C, D, E und F. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst demnach das Getriebe 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.
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In jedem eingelegten Gang sind im Getriebe 1 der 1 eine erste Anzahl von Schaltelementen geschlossen bzw. zugeschaltet und eine zweite Anzahl von Schaltelementen geöffnet bzw. weggeschaltet.
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Die nachfolgende Tabelle gibt für neun zur Verfügung stehende Vorwärtsgänge
1 bis 9 sowie für den Rückwärtsgang R jeweils die Schaltelemente an, die im jeweiligen Gang geschlossen bzw. zugeschaltet sowie geöffnet bzw. weggeschaltet sind.
| A | B | C | D | E | F |
R | | X | | X | | X |
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 | |
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In der obigen Tabelle sind geschlossene bzw. zugeschaltete Schaltelemente jeweils mit einem X gekennzeichnet. Aus der Tabelle folgt, dass in jedem eingelegten Gang im Getriebe 1 drei Schaltelemente geschlossen bzw. zugeschaltet und drei Schaltelemente geöffnet bzw. weggeschaltet sind.
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Bei Ausführung eines Gangwechsels muss mindestens ein zuvor geöffnetes Schaltelement geschlossen bzw. zugeschaltet werden. Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun Details, mit Hilfe derer ein zuvor geöffnetes, formschlüssiges Schaltelement mit hoher Schaltqualität und reduzierter Schädigungsgefahr für das Schaltelement geschlossen werden kann. Diesbezügliche Details des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 und 3 im Detail beschrieben.
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Details eines ersten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ausführung einer Schaltung in einem Automatikgetriebe, insbesondere in dem Automatikgetriebe der 1, werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, wobei das unter Bezugnahme auf 2 beschriebene, erfindungsgemäße Verfahren dann zum Einsatz kommt, wenn bei Ausführung der Schaltung ein Eingangsmoment des Automatikgetriebes 1 kleiner als ein Grenzwert ist. Insbesondere kommt das unter Bezugnahme auf 2 beschriebene Verfahren dann zum Einsatz, wenn eine Rückschaltung im Schub oder eine Rückschaltung im Zug mit einem Zugmoment, das kleiner als ein Grenzwert ist, ausgeführt werden soll.
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In 2 sind über der Zeit t mehrere zeitliche Kurvenverläufe aufgetragen, wobei ein Kurvenverlauf 15 den zeitlichen Verlauf eines Moments der Getriebeeingangswelle 2 bzw. den zeitlichen Verlauf eines vom Antriebsaggregat bereitgestellten Moments visualisiert, wobei ein Kurvenverlauf 16 einen zeitlichen Verlauf eines an der Getriebeausgangswelle 2 anliegenden Moments visualisiert, wobei ein Kurvenverlauf 17 den zeitlichen Verlauf eines von dem zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement übertragenen Moments visualisiert, wobei ein Kurvenverlauf 18 den zeitlichen Verlauf einer Differenzdrehzahl am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement visualisiert, wobei ein Kurvenverlauf 19 einen zeitlichen Verlauf einer Drehzahl an der Getriebeeingangswelle 2 bzw. einen zeitlichen Verlauf einer Antriebsaggregatdrehzahl visualisiert, wobei ein Kurvenverlauf 20 den zeitlichen Verlauf einer Drehzahl der Getriebeausgangswelle 3 visualisiert, wobei ein Kurvenverlauf 21 ein von einem Endlagensensor des zu schließenden formschlüssigen Schaltelements bereitgestelltes Messsignal zeigt, wobei ein Kurvenverlauf 22 den zeitlichen Verlauf eines vom zu öffnenden, reibschlüssigen Schaltelements übertragenen Moments zeigt, und wobei ein Kurvenverlauf 23 einen zeitlichen Verlauf einer Druckansteuerung für das zu schließende, formschlüssige Schaltelement visualisiert.
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Bei dem unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Verfahren wird eine Rückschaltung im Schub oder bei relativ geringem Zugmoment derart ausgeführt, dass ein reibschlüssiges Schaltelement geöffnet bzw. weggeschaltet und ein formschlüssiges Schaltelement geschlossen bzw. zugeschaltet wird, wobei mit Hilfe der Erfindung sichergestellt wird, dass das zu schließende, formschlüssige Schaltelement mit hoher Schaltqualität und geringer Beschädigungsgefahr vollständig geschlossen werden kann.
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Vor dem Zeitpunkt t1 der 2 ist im Automatikgetriebe 1 ein Ist-Gang der auszuführenden Rückschaltung eingelegt, wobei sich vor dem Zeitpunkt t1 gemäß dem Kurvenverlauf 21 das nachfolgend zu schließende, formschlüssige Schaltelement sich in seiner vollständig geöffneten Endlage X1 befindet und gemäß dem Kurvenverlauf 22 das zu öffnende, reibschlüssige Schaltelement zumindest soweit geschlossen ist, dass dasselbe ein Moment überträgt. Eine vollständig geschlossene Endlage des formschlüssigen Schaltelements ist im Kurvenverlauf 21 durch den Zustand X2 und eine Zwischenstellung desselben durch den Zustand Z visualisiert.
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Zum Zeitpunkt t1 wird mit der Schaltungsausführung der auszuführenden Rückschaltung begonnen, wobei gemäß 2 zum Zeitpunkt t1 zunächst gemäß dem Kurvenverlauf 22 das zu öffnende, reibschlüssige Schaltelement weiter geöffnet wird. Ebenso wird beginnend mit dem Zeitpunkt t1 gemäß dem Kurvenverlauf 15 über einen Antriebsaggregateingriff, nämlich durch eine Beeinflussung des an der Getriebeeingangswelle 2 anliegenden Moments, gemäß dem Kurvenverlauf 18 eine Differenzdrehzahl am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 reduziert bzw. angepasst, wobei anschließend an den Zeitpunkt t2 zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 durch die Beeinflussung des an der Getriebeeingangswelle 2 anliegenden Moments (siehe Kurvenverlauf 15) gemäß dem Kurvenverlauf 18 weiterhin der Gradient der Differenzdrehzahl am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement angepasst wird. In der Zeitspanne Δt1 zwischen den Zeitpunkten t1 und t3 erfolgt demnach über einen Antriebsaggregateingriff eine Synchronisierung des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements, wobei hierbei, beginnend mit dem Zeitpunkt t2, über den Antriebsaggregateingriff der Gradient der Differenzdrehzahl am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement korrigiert wird.
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Nach entsprechender Reduzierung der Differenzdrehzahl und Korrektur des Gradienten der Differenzdrehzahl am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement (siehe Kurvenverlauf 18) erfolgt zum Zeitpunkt t3 das Auslösen des formschlüssigen Schaltelements, also die Ansteuerung desselben zum Schließen. Nach Auslösen des formschlüssigen Schaltelements wird überwacht, ob das formschlüssige Schaltelement in seine Endlage überführt wurde.
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Dann, wenn nach Auslösen des formschlüssigen, zu schließenden Schaltelements zum Zeitpunkt t4 festgestellt wird, dass dasselbe nicht in seine geschlossene Endlage X2 überführt werden konnte, sondern vielmehr eine Zwischenposition Z (siehe gestrichelte Linienführung des Kurvenverlaufs 21) einnimmt, so wird zunächst das von dem reibschlüssigen Schaltelement (siehe Kurvenverlauf 22) übertragene Moment, ausgehend vom Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t8 auf einen definierten Wert erhöht. Die Erhöhung des vom reibschlüssigen Schaltelement übertragenen Moments erfolgt vorzugsweise rampenartig und zeitgesteuert.
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Durch die Erhöhung des vom reibschlüssigen Schaltelement übertragenen Moments wird bei Ausführung einer Schubrückschaltung bzw. einer Zugrückschaltung mit geringem Getriebeeingangsmoment zunächst eine Maßnahme zur Auflösung einer Zahn-auf-Zahn-Position am zu schließenden formschlüssigen Schaltelement ergriffen, wobei während des Zeitintervalls Δt3 und damit während der zwischen den Zeitpunkten t4 und t8 ausgeführten Maßnahme zur Auflösung einer Zahn-auf-Zahn-Stellung überwacht wird, ob das formschlüssige, zu schließende Schaltelement in seine Endlage X2 überführt werden kann.
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Dann, wenn trotz der Erhöhung des vom reibschlüssigen Schaltelement übertragenen Moments das zu schließende, formschlüssige Schaltelement während der Zeitspanne Δt3, also spätestens zum Zeitpunkt t8, nicht in seine Endlage überführt wurde, erfolgt anschließend an den Zeitpunkt t8, nämlich in 2 im Zeitintervall Δt4 zwischen den Zeitpunkten t8 und t9, eine Erhöhung des Betätigungsdrucks (siehe Kurvenverlauf 23) für das zu schließende, formschlüssige Schaltelement und zeitgleich eine Reduzierung des reibschlüssigen Schaltelement übertragenen Moments aus Null, wobei durch die Erhöhung des Betätigungsdrucks am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement im Anschluss an eine nicht erfolgreiche Maßnahmen zum Auflösen einer Zahn-auf-Zahn-Stellung am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement eine Maßnahme zur Auflösung eines Flankenklemmers an demselben ergriffen wird. In 2 ist diese Maßnahme zur Auflösung des Flankenklemmers erfolgreich, sodass demnach in 2 zum Zeitpunkt t9 gemäß dem Kurvenverlauf 21 das zu schließende, formschlüssige Schaltelement seine vollständig geschlossene Endlage X2 einnimmt.
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Bei dem Verfahren der 2, welches der Ausführung einer Schubrückschaltung bzw. einer Zugrückschaltung mit geringem Getriebeeingangsmoment dient, erfolgt vor der eigentlichen Auslösung des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements zum Zeitpunkt t3 im Zeitintervall Δt1 eine Synchronisierung des zu formschlüssigen Schaltelements durch den Antriebsaggregateingriff Kurvenverlaufs 15). Beginnend mit dem Zeitpunkt t2 wird der Drehzahlgradient der Differenzdrehzahl (Kurvenverlauf 18) des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements durch den Antriebsaggregateingriff korrigiert, wobei der Antriebsaggregateingriff 15 zum Zeitpunkt t5 beendet ist. Der Antriebsaggregateingriff ereignet sich demnach während der Zeitspanne Δt2.
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Nach Auslösen des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements wird überwacht, ob dasselbe in seine geschlossene Endlage X2 überführt wurde. Ist dies nicht der Fall, so wird zunächst zwischen den Zeitpunkten t4 und t8, also im Zeitintervall Δt3, eine Maßnahme zur Auflösung einer möglichen Zahn-auf-Zahn-Stellung am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement ergriffen, nämlich gemäß dem Kurvenverlauf 22 durch rampenartige bzw. lineare Erhöhung des vom zuvor teilweise geöffneten, reibschlüssigen Schaltelements übertragenen Moments. Dann, wenn trotz dieser Maßnahme das zu schließende, formschlüssige Schaltelement nicht in seine Endlage X2 geführt werden konnte, wird nachfolgend während der Zeitspanne Δt4, also zwischen den Zeitpunkten t8 und t9, der Betätigungsdruck für das zu schließende, formschlüssige Schaltelement (siehe Kurvenverlauf 23) impulsartig erhöht, um hierdurch einen möglicherweise am formschlüssigen, zu schließenden Schaltelement vorliegenden Flankenklemmer aufzulösen. Gemäß 2 wird zeitgleich hierzu gemäß dem Kurvenverlauf 22 das zu öffnende, reibschlüssige Schaltelement vollständig geöffnet.
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Bei dem Verfahren der 2, welches, wie bereits oben mehrfach erwähnt, bei der Ausführung einer Schubrückschaltung oder einer Zugrückschaltung mit relativ geringem Getriebeeingangsmoment zur Anwendung kommt, liegt demnach die Erkenntnis zugrunde, dass bei Ausführung einer solchen Schaltung das Vorliegen einer Zahn-auf-Zahn-Stellung am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement dann, wenn dasselbe nicht unmittelbar in seine geschlossene Endposition X2 überführt werden konnte, am Wahrscheinlichsten ist.
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Daher werden zunächst, gemäß 2 beginnend mit dem Zeitpunkt t4, Maßnahmen zur Auflösung einer solchen Zahn-auf-Zahn-Stellung am formschlüssigen Schaltelement ergriffen, nämlich dadurch, dass das Moment, welches vom reibschlüssigen Schaltelement übertragen wird, rampenförmig und zeitgesteuert bis zu einem Maximalwert erhöht wird. Gemäß 2 wird vorzugsweise gleichzeitig beginnend mit dem Zeitpunkt t4 die Druckansteuerung des formschlüssigen Schaltelements stufenartig reduziert. Hierdurch werden zunächst die auf das zu schließende, formschlüssige Schaltelement einwirkenden Radialkräfte erhöht und vorzugsweise gleichzeitig die auf dasselbe einwirkenden Axialkräfte reduziert.
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Falls durch diese Maßnahme das zu formschlüssige Schaltelement nicht in seine Endlage X2 überführt wird, so ist es wahrscheinlich, dass an demselben keine Zahn-auf-Zahn-Position vorliegt, sondern vielmehr ein Flankenklemmer, sodass nachfolgend durch Reduzierung des vom reibschlüssigen Schaltelement übertragenen Moments sowie durch Erhöhung der Druckansteuerung des formschlüssigen Schaltelements die auf das formschlüssige Schaltelement einwirkenden Radialkräfte reduziert und die auf dasselbe einwirkenden Axialkräfte erhöht werden.
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In 2 ist bis zum Zeitpunkt t5, also im Zeitintervall Δt5, der alte bzw. auszulegende Gang der auszuführenden Rückschaltung aktiv, während im Zeitintervall Δt6 der neue bzw. einzulegende Gang der auszuführenden Rückschaltung aktiv ist.
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Unter Bezugnahme auf 3 wird eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, die dann zur Anwendung kommt, wenn eine Schaltung, insbesondere eine Rückschaltung, im Zugbetrieb mit relativ großem Getriebeeingangsmoment auszuführen ist, also dann, wenn eine Schaltung im Automatikgetriebe ausgeführt wird, bei welcher das Getriebeeingangsmoment größer als ein Grenzwert ist.
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In 3 sind wieder mehrere zeitliche Kurvenverläufe gezeigt. Der Kurvenverlauf 15' zeigt den zeitlichen Verlauf eines an der Getriebeeingangswelle 2 anliegenden Moments bzw. des von einem Antriebsaggregat bereitgestellten Moments, wobei der Kurvenverlauf 16' den zeitlichen Verlauf eines an der Getriebeausgangswelle 3 anliegenden Moments visualisiert, wobei der Kurvenverlauf 17' den zeitlichen Verlauf des vom zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements übertragenen Moments visualisiert, wobei der Kurvenverlauf 18' den zeitlichen Verlauf der Differenzdrehzahl am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement visualisiert, wobei der Kurvenverlauf 19' den zeitlichen Verlauf der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 2 bzw. den zeitlichen Verlauf der Antriebsareatdrehzahl visualisiert, wobei Kurvenverlauf 20' den zeitlichen Verlauf der Drehzahl der Getriebeausgangswelle 3 visualisiert, wobei der Signalverlauf 21' das vom Endlagensensor des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements bereitgestellte Positionssignal des formschlüssigen Schaltelements visualisiert, wobei der Kurvenverlauf 22' das vom zu öffnenden, reibschlüssigen Schaltelement übertragende Moment zeigt, und wobei der Kurvenverlauf 23' die Druckansteuerung für das zu schließende, formschlüssige Schaltelement visualisiert.
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Vor dem Zeitpunkt t1 der 3 ist in dem Automatikgetriebe der Ist-Gang der auszuführenden Schaltung eingelegt, wobei gemäß 3 vor dem Zeitpunkt t1 das nachfolgend zu schließende, formschlüssige Schaltelement gemäß dem Kurvenverlauf 21 seine vollständig geöffnete Endlagenposition X1 einnimmt, und wobei das nachfolgend zu öffnende, reibschlüssige Schaltelement gemäß dem Kurvenverlauf 22 zunächst vollständig geschlossen ist. Bereits vor Beginn der eigentlichen Schaltungsausführung zum Zeitpunkt t1 wird gemäß dem Kurvenverlauf 22' der 3 die Übertragungsfähigkeit des nachfolgend zu öffnenden, reibschlüssigen Schaltelements reduziert, um die Übertragungsfähigkeit desselben an die nachfolgend auszuführende Schaltung anzupassen.
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Dasjenige Moment, das vom nachfolgend weiter zu öffnenden, reibschlüssigen Schaltelement zum Zeitpunkt t1, also mit Beginn der Schaltungsausführung übertragen wird, wird vorzugsweise steuerungsseitig berechnet und für die nachfolgende Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gespeichert.
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Beginnend mit dem Zeitpunkt t1, also beginnend mit der eigentlichen Schaltungsausführung, wird gemäß dem Kurvenverlauf 22' das von dem zu öffnenden, reibschlüssigen Schaltelement übertragene Moment weiter reduziert, nämlich bis zum Zeitpunkt t2. Zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 wird zur Synchronisierung des nachfolgend zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements die Differenzdrehzahl (Kurvenverlauf 18') an demselben reduziert.
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Beginnend mit dem Zeitpunkt t2, also weiterhin vor der Auslösung des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements zum Zeitpunkt t3, wird das von dem zuvor teilweise geöffneten, reibschlüssigen Schaltelement übertragene Moment gemäß dem Kurvenverlauf 23' zunächst wieder erhöht, nämlich um zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 den zeitlichen Gradienten der Differenzdrehzahl (Kurvenverlauf 18') anzupassen.
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Nach durchgeführter Anpassung des zeitlichen Gradienten der Differenzdrehzahl erfolgt dann zum Zeitpunkt t3 das Auslösen des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements, wozu das von dem zu öffnenden, reibschlüssigen Schaltelement übertragene Moment gemäß dem Kurvenverlauf 22' zunächst bis zum Zeitpunkt t4 konstant gehalten wird.
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Zwischen den Zeitpunkten t1 und t3, also im Zeitintervall Δt1, erfolgt eine Synchronisierung des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements. Im sich anschließenden Zeitintervall Δt2 wird zunächst zwischen den Zeitpunkten t2 und t3, also im Teilintervall Δt2a, durch Erhöhung des vom reibschlüssigen Schaltelement übertragenen Moments der zeitliche Gradient der Differenzdrehzahl des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements angepasst, wobei während des Teilintervalls Δt2b des Zeitintervalls Δt2 das vom reibschlüssigen Schaltelement übertragene Moment zunächst konstant gehalten wird und überwacht wird, ob das zu schließende, formschlüssige Schaltelement in seine vollständig geschlossene Endlage X2 überführt werden konnte.
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Dann, wenn zum Zeitpunkt t4 festgestellt, dass das formschlüssige, zu schließende Schaltelement nicht in seine vollständig geschlossene Endlage X2 überführt werden konnte, wird nachfolgend das vom reibschlüssigen Schaltelement übertragene Moment gemäß dem Kurvenverlauf 22' weiter erhöht, wobei gleichzeitig beginnend mit dem Zeitpunkt t4 der Betätigungsdruck für das formschlüssige Schaltelement (siehe Kurvenverlauf 23') erhöht wird. Gemäß 3 wird zum Zeitpunkt t4 das vom reibschlüssigen Schaltelement übertragene Moment maximal auf den Betrag erhöht, den das reibschlüssige Schaltelement zum Zeitpunkt t1 übertragen hat.
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Die weitere Momenterhöhung des vom reibschlüssigen Schaltelement übertragenen Moments zum Zeitpunkt t4 erfolgt nur kurzzeitig und damit impulsartig im Zeitintervall Δt3, wobei zum Zeitpunkt t5 das von dem reibschlüssigen Schaltelement übertragene Moment vollständig abgebaut ist.
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Das Moment, welches das zu öffnende reibschlüssige Schaltelement zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 überträgt, beträgt in etwa 50 % desjenigen Moments, auf welches das vom reibschlüssigen Schaltelement übertragene Moment zum Zeitpunkt t4 impulsartig erhöht wird.
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Bei Durchführung der obigen Maßnahmen, also bei der Erhöhung des von dem zu öffnenden, reibschlüssigen Schaltelement übertragene Moments wird überwacht, ob hierdurch das formschlüssige, zu schließende Schaltelement in seine vollständig geschlossene Endlage X2 überführt werden kann.
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Dann, wenn festgestellt wird, dass das zu schließende, formschlüssige Schaltelement trotz der abermaligen Erhöhung des vom reibschlüssigen Schaltelements übertragene Moments und trotz der Erhöhung des Betätigungsdrucks des formschlüssigen Schaltelements nicht in ein seine vollständig geschlossene Endlage X2 überführt werden konnte, wird anschließend zwischen den Zeitpunkten t6 und t7, also im Zeitintervall Δt4, bei Aufrechterhaltung des erhöhten Betätigungsdrucks für das formschlüssige Schaltelement über einen Antriebsaggregateingriff gemäß dem Kurvenverlauf 15' das Getriebeeingangsmoment des Automatikgetriebes reduziert.
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Bei Ausführung einer Zugrückschaltung mit relativ großem Eingangsmoment am Automatikgetriebe 1, erfolgt demnach zunächst vor der Auslösung des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements zum Zeitpunkt t3 während der Synchronisierung des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements im Zeitintervall Δt2, nämlich beginnend mit dem Zeitpunkt t2, eine Korrektur des zeitlichen Gradienten der Differenzdrehzahl am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement. Der Zeitpunkt t2 liegt dabei in etwa bei zwei Drittel des Zeitintervalls Δt1. Zur Korrektur des zeitlichen Gradienten der Differenzdrehzahl am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement wird, beginnend zum Zeitpunkt t2, das vom zuvor teilweise geöffneten, reibschlüssigen Schaltelement übertragene Moment wieder erhöht, wodurch letztendlich auf das formschlüssige Schaltelement einwirkende Radialkräfte reduziert werden, um so präventiv einer sich möglicherweise am formschlüssigen Schaltelement ausbildenden Klemm-Position entgegenzuwirken. Dieses Moment, auf welches die Übertragungsfähigkeit des zuvor teilweise geöffneten, reibschlüssigen Schaltelements zum Zeitpunkt t2 zur Anpassung des Gradienten der Differenzdrehzahl am formschlüssigen Schaltelement erhöht wird, wird abhängig von dem Moment bestimmt, welches das reibschlüssige Schaltelement zum Zeitpunkt t1, also mit Beginn der Schaltungsausführung übertragen hat, und auf einen definierten Prozentsatz, zum Beispiel auf 50 % dieses Moments, beschränkt. Das Moment, auf welches die Übertragungsfähigkeit des zuvor teilweise geöffneten, reibschlüssigen Schaltelements zum Zeitpunkt t2 erhöht wird, wird vorzugweise über einen gedämpften Regler mit Adaption aktualisiert, um Gangabhängigkeiten, Hysterese-Effekte und Effekte in Folge eines sich erhöhenden Getriebeeingangsmoments zu eliminieren.
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Eine solche Adaption erfolgt erst bei Vorleigen stabiler Drehzahlverläufe, wobei eine Adaption des Moments, auf welches die Übertragungsfähigkeit des zuvor reibschlüssigen Schaltelements zum Zeitpunkt t2 erhöht wird, in relativ kleinen Adaptionsschritten erfolgt.
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Dann, wenn nach Auslösung des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements zum Zeitpunkt t3 dasselbe nicht in seine geschlossene Endlage X2 überführt werden konnte, wird nachfolgend das von dem reibschlüssigen Schaltelement übertragene Moment während des Zeitintervalls Δt3 impulsartig erhöht und nachfolgend auf Null abgesenkt, wobei gleichzeitig hierzu der Betätigungsdruck für das schließende, formschlüssige Schaltelement erhöht wird.
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Zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 ist ausschließlich die erhöhte Betätigungskraft für das zu schließende, formschlüssige Schaltelement wirksam, um eine Flankenklemmerauflösung am formschlüssigen Schaltelement zu bewirken, wobei dann, wenn zum Zeitpunkt t6 das zu schließende, formschlüssige Schaltelement noch immer noch nicht in seine vollständig geschlossene Endlage überführt werden konnte, nachfolgend im Zeitintervall Δt4 zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 über einen Antriebsaggregateingriff durch Reduzierung des an der Getriebeeingangswelle 2 anliegenden Moments das zu schließende, formschlüssige Schaltelement weiter entlastet wird, um dasselbe letztendlich in vollständig geschlossene Endlage zu überführen.
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In 3 ist bis zum Zeitpunkt t5, also im Zeitintervall Δt5, der alte bzw. auszulegende Gang der auszuführenden Rückschaltung aktiv, während im Zeitintervall Δt6 der neue bzw. einzulegende Gang der auszuführenden Rückschaltung aktiv ist.
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Dann, wenn trotz der Unterbezugnahme auf 2 für eine Schubrückschaltung oder unter Bezugnahme auf 3 für eine Zugrückschaltung beschriebenen Maßnahmen das formschlüssige Schaltelement nicht in seine Endlage überführt wurde, wird vorzugsweise anschließend der Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements zum zwischenzeitlichen Zurückfahren desselben zwischenzeitlich reduziert, um eine Kantenklemmer am formschlüssigen Schaltelement aufzulösen. Im Zugbetrieb muss hierzu jedoch im Getriebe 1 der 1 zunächst ein geeignetes reibschlüssiges Schaltelement soweit geschlossen werden, dass dasselbe Moment übertragen kann.
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Alternativ kann die auszuführende Schaltung nach Neutral abgebrochen und von vorne begonnen werden.
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Die Unterbezugnahme auf 2 für eine Schubrückschaltung oder unter Bezugnahme auf 3 für eine Zugrückschaltung beschriebenen Maßnahmen werden vorzugsweise ausschließlich dann ergriffen, wenn zuvor ein Ratschen des formschlüssigen Schaltelements ausgeschlossen wurde. Ratschen kann am zeitlichen Verlauf der Differenzdrehzahl des formschlüssigen Schaltelements erkannt werden. Dann, wenn ein Ratschen des formschlüssigen Schaltelements vorliegt, wird eine Ersatzgang geschaltet oder nach Getriebe zunächst in Neutral überführt und nachfolgend die Schaltungsausführung wiederholt.
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Die Position des formschlüssigen Schaltelements wird vorzugsweise mit Hilfe eines Endlagensensors überwacht. Alternativ kann auch ein elektrischer Wegsensor genutzt werden. Die Verwendung eines elektrischen Wegsensors erlaubt eine schnellere Unterscheidung zwischen oder Erkennung von Ratschen und/oder Zahn-auf-Zahn-Stellungen und/oder Flankenklemmern und/oder Kantenklemmern, wodurch Schaltdynamik und Schaltqualität weiter verbessert werden können.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei der Steuerungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Getriebesteuerungseinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs eines Getriebes, wobei die Steuerungseinrichtung Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist. Bei diesen Mitteln handelt es sich um Datenschnittstellen, um einen Datenspeicher und um einen Prozessor. Die Datenschnittstellen dienen der Kommunikation bzw. dem Datenaustausch mit an der Durchführung des Verfahrens beteiligten Baugruppen, wie z.B. den Schaltelementen und den Endlagensensoren der formschlüssigen Schaltelemente. Der Datenspeicher dient der Speicherung von Daten und der Prozessor der Verarbeitung bzw. Auswertung von Daten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Automatikgetriebe
- 2
- Wandlerausgangswelle/Getriebeeingangswelle
- 3
- Abtriebswelle/Getriebeausgangswelle
- 4
- Wandler
- 5
- Wandlerüberbrückungskupplung
- 6
- Turbinenrad
- 7
- Pumpenrad
- 8
- Leitrad
- 9
- Freilauf
- 10
- Radsatz
- 11
- Radsatz
- 12
- Radsatz
- 13
- Radsatz
- 14
- Wandlereingangswelle/Antriebsaggregatwelle
- 15
- Kurvenverlauf Moment Antriebsaggregat/Getriebeeingangswelle
- 15'
- Kurvenverlauf Moment Antriebsaggregat/Getriebeeingangswelle
- 16
- Kurvenverlauf Moment Abtrieb/Getriebeausgangswelle
- 16'
- Kurvenverlauf Moment Abtrieb/Getriebeausgangswelle
- 17
- Kurvenverlauf Moment formschlüssiges Schaltelement
- 17'
- Kurvenverlauf Moment formschlüssiges Schaltelement
- 18
- Kurvenverlauf Differenzdrehzahl formschlüssiges Schaltelement
- 18'
- Kurvenverlauf Differenzdrehzahl formschlüssiges Schaltelement
- 19
- Kurvenverlauf Drehzahl Antriebsaggregat/Getriebeeingangswelle
- 19'
- Kurvenverlauf Drehzahl Antriebsaggregat/Getriebeeingangswelle
- 20
- Kurvenverlauf Drehzahl Abtrieb/Getriebeausgangswelle
- 20'
- Kurvenverlauf Drehzahl Abtrieb/Getriebeausgangswelle
- 21
- Kurvenverlauf Endlagensensorsignal
- 21'
- Kurvenverlauf Endlagensensorsignal
- 22
- Kurvenverlauf Moment reibschlüssiges Schaltelement
- 22'
- Kurvenverlauf Moment reibschlüssiges Schaltelement
- 23
- Kurvenverlauf Druck formschlüssiges Schaltelement
- 23'
- Kurvenverlauf Druck formschlüssiges Schaltelement
- A
- formschlüssiges Schaltelement
- B
- reibschlüssiges Schaltelement
- C
- reibschlüssiges Schaltelement
- D
- reibschlüssiges Schaltelement
- E
- reibschlüssiges Schaltelement
- F
- formschlüssiges Schaltelement
- t1
- Zeitpunkt
- t2
- Zeitpunkt
- t3
- Zeitpunkt
- t4
- Zeitpunkt
- t5
- Zeitpunkt
- t6
- Zeitpunkt
- t7
- Zeitpunkt
- t8
- Zeitpunkt
- t9
- Zeitpunkt
- Δt1
- Zeitintervall
- Δt2
- Zeitintervall
- Δt3
- Zeitintervall
- Δt4
- Zeitintervall
- Δt5
- Zeitintervall
- Δt6
- Zeitintervall