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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Automatikgetriebes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Getriebesteuerungseinrichtung eines Automatikgetriebes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
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Aus der
DE 10 2009 000 253 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Automatikgetriebes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. So wird nach diesem Stand der Technik zum Einlegen eines Ziel-Gangs im Automatikgetriebes ein im Ist-Betriebszustand des Automatikgetriebes geöffnetes und im Ziel-Gang des Automatikgetriebes geschlossenes, formschlüssiges Schaltelement durch Anheben der Übertragungsfähigkeit eines reibschlüssigen Schaltelements zumindest annähernd synchronisiert, wobei das zum Synchronisieren des formschlüssigen Schaltelements verwendete reibschlüssige Schaltelement weder im Ist-Betriebszustand des Automatikgetriebes noch im Ziel-Gang des Automatikgetriebes geschlossen ist. Bei Erreichen eines definierten Betriebszustands des Automatikgetriebes wird das mit Hilfe des reibschlüssigen Schaltelements zumindest annähernd synchronisierte, formschlüssige Schaltelement zum Schließen angesteuert.
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Beim Schließen eines formschlüssigen Schaltelements kann die Situation auftreten, dass dasselbe nicht geschlossen werden kann, sondern vielmehr eine Zwischenposition einnimmt, so zum Beispiel eine Zahn-auf-Zahn-Stellung oder einen Klemmer-Stellung, wie aus der
DE 10 2011 017 741 A1 bekannt ist. Dann, wenn erkannt wird, dass nach dem Ansteuern des formschlüssigen Schaltelements dasselbe nicht geschlossen wird, sondern vielmehr eine Zwischenposition einnimmt, werden bei aus der Praxis bekannten Verfahren Maßnahmen ergriffen, um die Zwischenposition, nämlich eine Zahn-auf-Zahn-Position oder einen Klemmer, aufzulösen. Hierdurch werden Verzögerungen im Kraftschlussaufbau verursacht, die zum Beispiel beim Anfahren die Fahrzeugverfügbarkeit einschränken. Dies ist von Nachteil.
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Es besteht daher Bedarf daran, die Fahrzeugverfügbarkeit, insbesondere bei Erkennen einer Zwischenposition an einem zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement zu erhöhen.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Automatikgetriebes und eine Getriebesteuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Automatikgetriebes gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird dann, wenn erkannt wird, dass nach dem Ansteuern des formschlüssigen Schaltelements dasselbe nicht geschlossen wird, sondern eine Zwischenposition einnimmt, das Automatikgetriebe in einen Ersatz-Gang schaltet, in welchem das formschlüssige Schaltelement an der Kraftübertragung nicht beteiligt ist. Durch das Schalten in den Ersatz-Gang kann die Fahrzeugverfügbarkeit erhöht werden. Erfindungsgemäß wird in einen Ersatz-Gang geschaltet, in welchem das zum Synchronisieren des formschlüssigen Schaltelements genutzte reibschlüssige Schaltelement geschlossen ist. Dies dient der weiteren Erhöhung der Fahrzeugverfügbarkeit, also dem möglichst verzögerungsfreien Kraftschlussaufbau.
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Dann, wenn erkannt wird, dass nach dem Ansteuern des formschlüssigen Schaltelements dasselbe eine Zwischenposition einnimmt, werden keine Maßnahmen ergriffen, um die Zwischenposition aufzulösen, sondern vielmehr wird unmittelbar in den Ersatz-Gang geschaltet. Hiermit kann die Fahrzeugverfügbarkeit erhöht und die zum Kraftschlussaufbau benötigt Zeit verkürzt werden.
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Nach einer weiteren Weiterbildung wird vor dem Anheben der Übertragungsfähigkeit desjenigen reibschlüssigen Schaltelements, welches zum Synchronisieren des formschlüssigen Schaltelements verwendet wird, ein weiteres reibschlüssiges Schaltelement geschlossen, welches im Ziel-Gang des Automatikgetriebes geschlossen und im Ersatz-Gang des Automatikgetriebes geöffnet ist. Dann, wenn erkannt wird, dass das formschlüssige Schaltelement eine Zwischenposition einnimmt, wird zum Einlegen des Ersatz-Gangs das reibschlüssige Schaltelement, welches zum Synchronisieren des formschlüssigen Schaltelements verwendet wird, vollständig geschlossen und das weitere, bereits geschlossene reibschlüssige Schaltelement, welches im Ziel-Gang des Automatikgetriebes geschlossen und im Ersatz-Gang des Automatikgetriebes geöffnet ist, wird vollständig geöffnet. Hiermit kann die Fahrzeugverfügbarkeit erhöht werden.
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Die erfindungsgemäße Getriebesteuerungseinrichtung ist in Patentanspruch 5 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.
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Dabei zeigt:
- 1 ein Getriebeschema eines Automatikgetriebes;
- 2 eine Schaltmatrix für das Automatikgetriebe der 1;
- 3 zeitliche Kurvenverläufe zur Verdeutlichung eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zum Betreiben eines Automatikgetriebes; und
- 4 zeitliche Kurvenverläufe zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Automatikgetriebes.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Automatikgetriebes, nämlich solche Details, die bei Erkennen einer Zwischenposition an einem zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement des Automatikgetriebes Verzögerungen beim Kraftschlussaufbau im Automatikgetriebe so weit wie möglich reduzieren und hierdurch die Fahrzeugverfügbarkeit erhöhen.
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1 zeigt ein exemplarisches Schema eines Automatikgetriebes 1 mit einer Getriebeeingangswelle 2 und einer Getriebeausgangswelle 3, wobei zwischen die Getriebeeingangswelle 2 und die Getriebeausgangswelle 3 mehreren Planetenradsätze P1, P2, P3 und P4 geschaltet sind. Ferner verfügt das Automatikgetriebe 1 über mehrere Schaltelemente A, B, C, D, E und F, wobei es sich bei den Schaltelementen A und F um formschlüssige Schaltelemente und bei den Schaltelementen C, D, B und E um reibschlüssige Schaltelemente handelt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die formschlüssigen Schaltelemente A und F als Klauenschaltelemente, die reibschlüssigen Schaltelemente C und D als Bremsen und die reibschlüssigen Schaltelemente B und E als Kupplungen ausgeführt.
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In jedem Gang des Automatikgetriebes sind erste Schaltelemente geschlossen und zweite Schaltelemente geöffnet. So kann 2 entnommen werden, dass in jedem regulären Gang des Automatikgetriebes 1, nämlich in den Vorwärtsgängen 1 bis 9 sowie im Rückwärtsgang R, drei Schaltelemente geöffnet und drei Schaltelemente geschlossen sind. Die im jeweiligen Gang geschlossenen Schaltelemente sind in der Schaltmatrix der 2 mit einem Punkt gekennzeichnet.
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Dann, wenn sich das Automatikgetriebe 1 in Neutral N befindet, wenn also kein Kraftschluss im Automatikgetriebe 1 aufgebaut ist, sind lediglich zwei Schaltelemente geschlossen, nämlich das reibschlüssige Schaltelemente D und das formschlüssige Schaltelemente F.
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Nachfolgend soll davon ausgegangen werden, dass das Automatikgetriebe 1 aus einem Ist-Betriebszustand, in welchem kein Gang eingelegt ist, nämlich ausgehend von Neutral N, in einen Ziel-Betriebszustand überführt werden soll, in welchem ein Ziel-Gang eingelegt ist, nämlich einen Anfahrgang, so zum Beispiel der Vorwärtsgang 1. Die aus dem Stand der Technik bekannte Vorgehensweise zum Einlegen des Ziel-Gangs ausgehend vom Ist-Betriebszustand des Automatikgetriebes 1 ist in 3 gezeigt, wobei in 3 über der Zeit t mehrere zeitliche Kurvenverläufe gezeigt sind, nämlich mit dem zeitlichen Kurvenverlauf 10 ein Ansteuerdruck für das reibschlüssige Schaltelement D, mit dem Kurvenverlauf 11 ein Ansteuerdruck für das reibschlüssige Schaltelemente E, mit dem Kurvenverlauf 12 ein zeitlicher Verlauf der Getriebeeingangsdrehzahl an der Getriebeeingangswelle 2, mit dem Kurvenverlauf 13 ein zeitlicher Verlauf der Getriebeausgangsdrehzahl an der Getriebeausgangswelle 3, mit dem Kurvenverlauf 14 der Zustand bzw. die Position des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements A und mit dem Kurvenverlauf 15 ein Ansteuerdruck für das zu schließende, formschlüssige Schaltelement A.
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Zum Zeitpunkt t1 wird steuerungsseitig das Einlegen des Anfahrgangs, nämlich des Vorwärtsgangs 1, angefordert, wobei zum Zeitpunkt t1 das Automatikgetriebe 1 zunächst in Neutral N überführt wird, indem das reibschlüssige Schaltelement D zunächst geschlossen wird. Die Ansteuerung bzw. Position des formschlüssigen Schaltelements F ist in 3 nicht visualisiert, es wird jedoch davon ausgegangen, dass dasselbe in jedem Zeitpunkt nach dem Zeitpunkt t1 geschlossen ist.
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Wie der Schaltmatrix der 2 entnommen werden kann, muss zur Überführung des Automatikgetriebes 1 vom Ist-Betriebszustand Neutral N, in welchem die Schaltelemente D und F geschlossen sind, in den Ziel-Gang, nämlich in den Vorwärtsgang 1, zusätzlich das formschlüssige Schaltelement A geschlossen werden, wobei hierzu anschließend an das Schließen des reibschlüssigen Schaltelements D das reibschlüssige Schaltelement E beginnend mit dem Zeitpunkt t2 gemäß dem Kurvenverlauf 11 zum Schließen angesteuert wird, wobei mit Hilfe dieses reibschlüssigen Schaltelements E das zu schließende formschlüssige Schaltelement A synchronisiert wird. Das zum Synchronisieren des formschlüssigen Schaltelements A verwendete reibschlüssige Schaltelement E ist weder im Ist-Betriebszustand des Automatikgetriebes 1, also weder in Neutral N, noch im einzulegenden Ziel-Gang des Automatikgetriebes 1 geschlossen.
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In 3 wird zum Zeitpunkt t3 davon ausgegangen, dass das zu schließende, formschlüssige Schaltelement A hinreichend synchronisiert wurde, sodass zum Zeitpunkt t3 der Ansteuerdruck für das formschlüssige Schaltelement A erhöht wird. Das eigentliche Ansteuern des formschlüssigen Schaltelements A zum Schließen desselben nach der Erhöhung des Ansteuerdrucks erfolgt zum Zeitpunkt t4.
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Zum Zeitpunkt t4 wird demnach gemäß dem Kurvenverlauf 14 das zu schließende, formschlüssige Schaltelement A ausgehend von seiner geöffneten Position, die mit dem Zustand 0 gekennzeichnet ist, in Richtung auf eine geschlossene Position überführt, wobei jedoch zum Zeitpunkt t5 erkannt wird, dass das zu schließende, formschlüssige Schaltelement A nicht vollständig geschlossen werden konnte, sondern vielmehr eine Zwischenposition einnimmt, die mit dem Zustand 2 gekennzeichnet ist.
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Wird erkannt, dass zum Zeitpunkt t5 das formschlüssige Schaltelement A eine Zwischenposition einnimmt und demnach nicht vollständig geschlossen wurde, so werden im Stand der Technik nachfolgend beginnend mit dem Zeitpunkt t5 Maßnahmen ergriffen, die Zwischenposition am formschlüssigen Schaltelement aufzulösen, nämlich zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 Maßnahmen zur Auflösung einer sogenannten Zahn-auf-Zahn-Stellung und dann, wenn diese Maßnahmen nicht erfolgreich waren, zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 Maßnahmen zur Auflösung eines Klemmers am formschlüssigen Schaltelement A.
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Dies erfolgt gemäß den Kurvenverläufen 10 und 11 durch eine definierte Veränderung des Ansteuerdrucks für die reibschlüssigen Schaltelemente D und E.
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Die Kurvenverläufe 10a, 14a der 3 ergeben sich dann, wenn die Maßnahmen zur Auflösung der Zahn-auf-Zahn-Stellung zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 erfolgreich waren.
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In 3 wird davon ausgegangen, dass spätestens mit dem Zeitpunkt t7 die Zwischenposition am formschlüssigen Schaltelement A aufgelöst wurde, sodass dasselbe dann seine geschlossene Position einnimmt, die in 3 durch den Zustand 1 gekennzeichnet ist.
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Die nach dem Stand der Technik zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 sowie den Zeitpunkten t6 und t7 ergriffenen Maßnahmen zur Beseitigung bzw. Auflösung der Zwischenposition am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement A benötigten Zeit, die den Kraftschlussaufbau im Automatikgetriebe 1 verzögern und daher die Verfügbarkeit des Kraftfahrzeugs beschränken.
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Details des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit Hilfe derer der Kraftschlussaufbau im Getriebe 1 bei Erkennen einer Zwischenposition am zu schließenden Schaltelement A verkürzt und damit die Fahrzeugverfügbarkeit erhöht werden kann, werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, wobei in 4 über der Zeit t wiederum mehrere zeitliche Kurvenverläufe gezeigt sind, nämlich mit dem Kurvenverlauf 10' der Ansteuerdruck des reibschlüssigen Schaltelements D, mit dem Kurvenverlauf 11' der Ansteuerdruck des reibschlüssigen Schaltelements E, mit dem Kurvenverlauf 12' der Getriebeeingangsdrehzahlverlauf an der Getriebeeingangswelle 2, mit dem Kurvenverlauf 13' der Getriebeausgangsdrehzahlverlauf an der Getriebeausgangswelle 3, mit dem Kurvenverlauf 14' der Schaltzustand bzw. die Position des formschlüssigen Schaltelements A und mit dem Kurvenverlauf 15' der Ansteuerdruck für das zu schließende, formschlüssige Schaltelement A.
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Zwischen den Zeitpunkten t1 und t5 entsprechen die Kurvenverläufe 10' bis 15' der 4 den Kurvenverläufen 10 bis 15 der 3, weshalb zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
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Zur zumindest annähernden Synchronisierung des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements A wird demnach beginnend mit dem Zeitpunkt t2 das reibschlüssige Schaltelement E, welches weder im Ist-Betriebszustand Neutral N des Automatikgetriebes1 noch im Ziel-Gang 1 desselben geschlossen ist, zur Erhöhung der Übertragungsfähigkeit desselben entsprechend angesteuert.
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Auch in 4 wird festgestellt, dass zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 das zu schließende, formschlüssige Schaltelement A nicht geschlossen werden konnte, sondern dasselbe vielmehr zum Zeitpunkt t5 eine Zwischenposition einnimmt. Dies kann z.B. über einen mit dem formschlüssigen Schaltelement A zusammenwirkenden Wegsensor oder Endlagensensor erkannt werden.
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Erfindungsgemäß wird dann, wenn zum Zeitpunkt t5 eine Zwischenposition am Schaltelement A vorliegt, das Automatikgetriebe 1 beginnend mit dem Zeitpunkt t5 in einen Ersatz-Gang geschaltet, in welchem das an sich zu schließende, formschlüssige Schaltelement A an der Kraftübertragung nicht beteiligt ist.
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Es werden demnach erfindungsgemäß nach dem Erkennen einer Zwischenposition am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement A keine Maßnahmen durch Ansteuerung reibschlüssiger Schaltelemente ergriffen, um die Zwischenposition des formschlüssigen Schaltelements A aufzulösen, vielmehr wird unmittelbar das Automatikgetriebe 1 in den Ersatz-Gang überführt bzw. geschaltet, in welchem das formschlüssige Schaltelement A an der Kraftübertragung nicht beteiligt ist.
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Vorzugsweise ist in dem Ersatz-Gang das zum Synchronisieren des formschlüssigen Schaltelements A genutzte reibschlüssige Schaltelement E, welches weder im Ist-Betriebszustand noch im Ziel-Gang des Automatikgetriebes geschlossen ist, geschlossen.
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Für das in 1 gezeigte Automatikgetriebe 1 wird hierzu beginnend zum Zeitpunkt t5 gemäß dem Kurvenverlauf 11' das reibschlüssige Schaltelement E geschlossen und das reibschlüssige Schaltelement D geöffnet, sodass dann im Ersatz-Gang das formschlüssige Schaltelement F und das reibschlüssige Schaltelement E geschlossen sind.
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Wenn beim Automatikgetriebe der 1 die beiden Schaltelemente E und F geschlossen sind, kann auch bei geöffneten formschlüssigen Schaltelement A Kraftschluss bereitgestellt werden. Das formschlüssige Schaltelement A ist demnach im Ersatz-Gang an der Kraftübertragung nicht beteiligt. Als Ersatz-Gang dient demnach ein modifizierter Vorwärtsgang 4, in welchem die Schaltelemente E und F geschlossen sind, und in welchem das Schaltelement A geöffnet ist.
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In diesem Ersatz-Gang können Kräfte und Momente übertragen werden, sodass dieser Ersatz-Gang als Anfahrgang genutzt werden kann, um die Fahrzeugverfügbarkeit zu erhöhen. Beginnend zum Zeitpunkt t8 der 4 können demnach Kräfte und Momente vom Automatikgetriebe 1 übertragen werden, nämlich durch Nutzen des modifizierten Vorwärtsgangs 4 als Ersatz-Gang.
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Im regulären Vorwärtsgang 4 ist das Schaltelement A geschlossen, um ein Hochschalten und Rückschalten ausgehend vom Vorwärtsgang 4 zu ermöglichen.
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In 4 wird davon ausgegangen, dass spätestens zum Zeitpunkt t9 das formschlüssige Schaltelement A gemäß dem Kurvenverlauf 14' einspurt und demnach vollständig schließt, dass das dasselbe zum Zeitpunkt t9 den Zustand 1 einnimmt.
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Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, bei Überführung eines Automatikgetriebes 1 von einem Ist-Betriebszustand in einen Ziel-Gang ein formschlüssiges Schaltelement A zu synchronisieren, und zwar über ein reibschlüssiges Schaltelement E, welches weder im Ist-Betriebszustand noch im Ziel-Gang geschlossen ist. Kann trotz Synchronisierung das formschlüssige Schaltelement A nicht geschlossen werden, sondern vielmehr nur in eine Zwischenstellung überführt werden, so werden erfindungsgemäß keine Maßnahmen zur Auflösung der Zwischenposition am formschlüssigen Schaltelement A ergriffen, vielmehr wird unmittelbar in einen Ersatz-Gang geschaltet, in welchem das formschlüssige Schaltelement A an der Kraftübertragung nicht beteiligt ist und in welchem vorzugsweise das zum Synchronisieren des formschlüssigen Schaltelements genutzte reibschlüssige Schaltelement E geschlossen ist. Ein weiteres reibschlüssiges Schaltelement D, welches im Ziel-Gang des Automatikgetriebes geschlossen ist und vor dem zur Synchronisierung verwendeten reibschlüssigen Schaltelement E geschlossen wurde, wird zum Einlegen des Ersatz-Gangs geöffnet.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Getriebesteuerungseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Getriebesteuerungseinrichtung steuert die an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen an und verfügt hierzu über Datenschnittstellen. Weiterhin verfügt die Getriebesteuerungseinrichtung über einen Datenspeicher zur Speicherung von Daten und über einen Prozessor zur Datenverarbeitung. Zusätzlich zu diesen hardwareseitigen Mitteln der Getriebesteuerungseinrichtung sind in derselben als softwareseitige Mittel Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens implementiert.
