DE102015120599B4

DE102015120599B4 - Verfahren zur Lastschaltung von Automatgetrieben durch eine Doppelkupplungsstrategie mit Transformation

Info

Publication number: DE102015120599B4
Application number: DE102015120599.8A
Authority: DE
Inventors: Uwe Mettin; Alexander Lampe; Guido Wachsmuth; Dennis König
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2017-06-22
Anticipated expiration: 2035-11-28
Also published as: WO2017088854A1; DE102015120599A1

Abstract

Verfahren zur abtriebsneutralen Lastschaltung von Automatgetrieben mit einer beliebigen Anzahl Gangstufen und einer Anzahl n Kupplungen anhand einer Transformation realer Getriebegrößen des Automatgetriebes in virtuelle Größen eines Doppelkupplungsgetriebes mit dazugehörigen doppelkupplungsgetriebespezifischen Basisschaltungen umfassend folgende Schritte: – Auslösen eines Schaltvorgangs für eine Gangwechselpaarung (i, j) von einem Gang i mit einer Istübersetzung (γi) zu einem Gang j mit einer Zielübersetzung (γj) in Abhängigkeit einer Zielgangvorgabe, – Erfassen von Istgrößen des Automatgetriebes und einer Antriebseinheit, wobei die Istgrößen wenigstens eine der folgenden Größen umfassen: – eine Antriebswellendrehzahl (ωin) einer Antriebswelle des Automatgetriebes, – eine Abtriebswellendrehzahl (ωout) einer Abtriebswelle des Automatgetriebes, – ein von der Antriebseinheit zur Verfügung gestelltes und an der Eingangswelle des Automatgetriebes anliegendes Antriebsmoments (Tin), – aktuell gestellte Kupplungskapazitäten (Tcap) der n Kupplungen oder, – ein minimal und/oder maximal verfügbares Antriebsmoment (Tin,min, Tin,max). – Auswählen von wenigstens einem Transformationsfaktor in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße und der Gangwechselpaarung (i, j) aus Zustandstabellen, – Berechnen von wenigstens einem Transformationsäquivalent für die Berechnung von wenigstens einer doppelkupplungsgetriebespezifischen Stellquantität durch die Basisschaltung des Doppelkupplungsgetriebes in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße und/oder des wenigstens einen Transformationsfaktors, – Berechnen von wenigstens einer doppelkupplungsgetriebespezifischen Stellquantität durch eine Basisschaltung in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße und/oder des wenigstens einen Transformationsfaktors und/oder des wenigstens einen Transformationsäquivalents, – Berechnen von wenigstens einer automatgetriebespezifischen Stellquantität in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße und/oder des wenigstens einen Transformationsfaktors und/oder des wenigstens einen Transformationsäquivalents und/oder der wenigstens einen doppelkupplungsgetriebespezifischen Stellquantität und – Umsetzen der wenigstens einen automatgetriebespezifischen Stellquantität durch wenigstens einen Aktuator.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lastschaltung von Automatgetrieben beliebiger Topologie, das durch eine generische Transformation der Wirkzusammenhänge realer Getriebegrößen zu virtuellen Größen eines Doppelkupplungsgetriebes gekennzeichnet ist, sodass ein Doppelkupplungslastschaltkern mit typischen Basisschaltungen Anwendung finden kann.
In Stufen lastschaltfähige Automatikgetriebe kann man in zwei wesentliche Typen klassifizieren:

a) konventionelle Automatgetriebe (AT, auch Wandlergetriebe, im Folgenden einfach Automatgetriebe genannt), bei denen mit unterschiedlichen Topologien mehrere Planetenradsätze so angeordnet sind, dass durch Kupplungen und Bremsen mit einer individuellen Schaltlogik entsprechende Festübersetzungen realisiert werden können und
b) Doppelkupplungsgetriebe (DCT, dual-clutch transmission), bei denen das Antriebsmoment mit jeweils einer Kupplung auf zwei parallele unabhängige Getriebeeingangswellen verteilt wird, die mit geeigneten Zahnradpaarungen zur Ausgangswelle jeweils ungerade bzw. gerade Gänge realisieren.

Die Unterscheidung zwischen Kupplungen und Bremsen bei Automatgetrieben liegt an den verschiedenen Verbindungsprinzipien. Kupplungen verbinden zwei bewegliche Elemente, beispielsweise zwei bewegliche Wellen, und Bremsen verbinden ein bewegliches Element mit einem starren Element, beispielsweise eine Welle mit einem Gehäuse. Da daraus steuerungs- bzw. regelungstechnisch kein wesentlicher Unterschied erwächst, werden im Folgenden in diesem Zusammenhang (Getriebekontext) unter Kupplungen sowohl Kupplungen, welche zwei Wellen drehfest miteinander verbinden können, als auch Bremsen, welche drehende Bauteile kraftschlüssig mit einem Getriebegehäuse verbinden können, verstanden.
Automatgetriebe sind üblicher Weise mit einem hydrodynamischen Wandler zum Anfahren ausgestattet, der in manchen Ausführungen durch eine Reibkupplung ersetzt ist. Für Schaltvorgänge der nachgelagerten Getriebestufen ist das verbaute Anfahrelement unerheblich.
Automatgetriebe sowie Doppelkupplungsgetriebe sind lastschaltfähig, sodass bei Gangwechseln keine Unterbrechung des Kraftflusses von Getriebeeingang zum Getriebeausgang zugelassen wird. Außerdem sind die Schaltzeit klein sowie das Abtriebsmoment glatt, heißt abtriebsneutral, zu halten. Allerdings ist beim Automatgetriebe, im Gegensatz zum Doppelkupplungsgetriebe, während des Schaltvorgangs der Getriebeeingang nicht vom Getriebeausgang entkoppelt und zudem gehen die Kupplungsmomente nicht mit Wirkfaktor eins in die Bewegungsgleichung ein.
Alle Topologien gestufter Automatikgetriebe, die nicht einem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei unabhängigen Teilgetrieben entsprechen, werden im Folgenden dem Typ Automatgetriebe (AT) zugeordnet. Dazu zählen auch Hybridgetriebe, bei denen eine oder mehrere E-Maschinen in ein Planetengetriebe integriert sind.
Stand der Technik
Die Offenlegungsschrift DE 10 2007 033 497 A1 betrifft ein Automatikgetriebe mit mehreren Reibeingriffselementen und ein Verfahren zum Steuern eines derartigen Automatikgetriebes, wobei speziell das Trägheitsdrehmoment des Antriebes, das infolge einer Änderung eines Drehzustands während eines Gangschaltungsvorgangs wirkt, ausgeschaltet wird. Dazu ist die Steuerung derart ausgebildet, dass sie ein erstes und ein zweites Reibeingriffselement so steuert, dass zumindest ein erster Abschnitt eines Trägheitsmoments ausgeglichen wird, das sich infolge des Gangschaltvorgangs ergibt, und dass sie eine Antriebseinheit so steuert, dass ein zweiter Abschnitt des Trägheitsmoments ausgeglichen wird. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie das erste und das zweite Reibeingriffselement so steuert, dass das Trägheitsdrehmoment mit Ausnahme des zweiten Anteils ausgeglichen wird, einen maximal möglichen Wert des zweiten Anteils des Trägheitsdrehmoments bestimmt und dann, wenn der maximal mögliche Wert gleich einem Wert ungleich Null ist, ein Verteilungsverhältnis bestimmt, das kleiner als Eins und größer als Null ist, und den zweiten Anteil des Trägheitsdrehmoments dadurch bestimmt, dass das Trägheitsdrehmoment mit dem Verteilungsverhältnis multipliziert wird. Das Dokument beschreibt den Schaltvorgang eines Viergang-Automatgetriebes durch einen Prozess, der den Schaltvorgang eines Doppelkupplungsgetriebes umfasst. Allerdings wird weder die nichttriviale Kopplung von Getriebeeingang und -ausgang durch Planetenradsätze berücksichtigt, noch werden die erforderlichen Transformationen betrachtet. Ausgehend von der Aufgabe der DE 10 2007 033 497 A1, einen schnellen und glatten Schaltvorgang zu erzielen, ist die Anwendung der Bewegungsgleichungen eines Doppelkupplungsgetriebes auf ein Viergang-Automatgetriebe nicht ausreichend, weil der durch Kopplung zwischen An- und Abtriebswelle hervorgerufenen Beeinflussung des Abtriebsmoments des AT während der Drehzahlüberführung nicht Rechnung getragen wird. Zudem ist die vorgeschlagene Berechnung von Kupplungseingriffen zur Drehzahlformung nur anwendbar für den unbeschleunigten Fahrzeugzustand, was bei Doppelkupplungsgetrieben für Schub-Hochschaltungen mit einem Abtriebsgradienten nahe Null bekannt ist. Eine generische Schaltstrategie beliebiger Automatgetriebe anhand ausgereifter Methoden zur Lastübernahme und Drehzahlüberführung in beliebigen, typischerweise hochdynamischen Fahrzuständen ist dadurch weder möglich noch angeregt.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2007 032 789 A1 beschreibt ein Verfahren zur Schub-Rückschaltung eines Automatikgetriebes, bei dem eine Rotationsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen einer Eingangs- und einer Ausgangsseite einer Kupplung und ein Aufteilungsverhältnis einer Gesamtdrehmomentkapazität an eine erste und eine zweite Kupplung festgelegt und aus diesen beiden Steuervariablen eine integrierte oder zusammengelegte Steuervariable erzeugt wird. Auf Basis dieser integrierten Steuervariable ist es möglich, eine sequentielle Schaltsteuerung für Lastübernahme und Drehzahlüberführung zu realisieren, die auf eine Vielzahl von Automatgetrieben anwendbar ist. Diese spezifische Schaltsteuerung ermöglicht es nicht, eine vorhandene Schaltstrategie auf ein beliebiges Automatgetriebe zu überführen. Außerdem wird auch hier die nichttriviale Kopplung von Getriebeeingang und -ausgang durch Planetenradsätze nicht explizit in Bewegungsgleichungen berücksichtigt, sodass die beschriebene Schaltsteuerung lediglich eine Grundlage für automatikgetriebeindividuell zu konfigurierende Schaltsteuerungen bildet.
Die Offenlegungsschrift DE 101 53 722 A1 offenbart ein Verfahren zur Schaltung eines Lastschaltgetriebes, bei dem zeitlich überschnitten eine kommende, dem neuen Gang zugeordnete Kupplungseinheit geschlossen und eine gehende, dem alten Gang zugeordnete Kupplungseinheit geöffnet wird, wobei die Kupplungseinheiten als dauerschlupfgeregelte Nasskupplungen ausgebildet sind, das Schließen der kommenden Kupplungseinheit in etwa bis auf einen der Kupplungskapazität der gehenden Kupplungseinheit entsprechenden Arbeitsdruck erfolgt und dem Schließen der kommenden Kupplungseinheit eine mit einem Befüllende abgeschlossene Befüllung mit einem erhöhten, der Größenordnung der Kupplungskapazität der gehenden Kupplungseinheit entsprechenden Befülldruck vorausgeht. Dieser Vorgang wird auch als Kupplungsvorsteuerung bezeichnet.
Die Patentschrift DE 100 14 879 B4 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes mit zwei Eingangswellen, wobei der ersten Eingangswelle eine erste Reibkupplung und der zweiten Eingangswelle eine zweite Reibkupplung zugeordnet ist und mit Hilfe jeder Reibkupplung jeweils ein Antriebsstrang realisierbar ist, wobei von den Reibkupplungen ein Antriebsmoment einer Antriebseinheit von der jeweiligen Eingangswelle über den jeweiligen Antriebsstrang auf die Abtriebswelle übertragen wird, wobei das Getriebe mindestens zwei Gangstufen aufweist, die erste Gangstufe zumindest durch ein erstes Zahnradpaar und die zweite Gangstufe zumindest durch ein zweites Zahnradpaar gebildet ist und wobei der Gangstufenwechsel durch das Ausrücken und/oder Einrücken mindestens einer mit dem ersten oder zweiten Zahnradpaar zumindest teilweise in Eingriff bringbaren Schiebemuffe realisiert wird und wobei die Drehzahl der Antriebseinheit in Abhängigkeit der einzulegenden Gangstufe verändert wird. Der Steueraufwand ist dadurch vereinfacht, dass die Steuerung der Drehzahl der Antriebseinheit während des Gangstufenwechsels mit Hilfe mindestens einer der beiden Reibkupplungen erfolgt. Ausgenommen der Schub-Hochschaltung, erfolgt üblicherweise die Drehzahlsteuerung der Antriebseinheit durch die Steuereinheit der Antriebseinheit. Dies vereinfacht die Schaltsteuerung eines Doppelkupplungsgetriebes dahingehend, dass gerade kein Kompensationseingriff durch Verspannung der Reibkupplungen, wie in der DE 100 14 879 B4 beschrieben, erfolgen muss.
Die Patentschrift DE 196 39 376 C1 betrifft eine automatisch gesteuerte Kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Im Schließzustand arbeitet die Kupplung mit Überanpressung, so dass das von der Kupplung übertragbare Moment ein vorgegebenes Maß größer ist als das vom Motor erzeugte Moment. Bei tiefen Außentemperaturen wird das Maß der Überanpressung herabgesetzt, um die Stellwege der Kupplung zu verkürzen und den Energiebedarf bei der Kupplungsbetätigung zu vermindern. Dadurch kann eine bei tiefen Temperaturen zunehmende Schwergängigkeit eines Stellaggregates zur Kupplungsbetätigung kompensiert werden. Diese spezielle Ausgestaltung einer allgemein bekannten Überanpressungssteuerung bezieht sich auf eine Kupplung. Eine Skalierung auf mehrere Kupplungen ist nicht offenbart.
Das europäische Patent EP 1 497 576 B1 beschreibt ein Steuerverfahren für Automatikgetriebe, welches auf einem Antriebsstrangmodell basiert, das die zur Steuerung eines Schaltvorgangs relevanten Bedingungen auf verallgemeinerte Weise beschreibt. Zur Durchführung des Schaltvorgangs in dem Automatikgetriebe, welches zur Übertragung eines Moments zwischen zwei Trägheitskomponenten bei verschiedenen Übersetzungsverhältnissen ausgebildet ist, sind folgende Schritte vorgesehen, wobei die Trägheitskomponenten mindestens eine Antriebseinheit bzw. eine Last repräsentieren und das Getriebe eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle mit einem dazwischen vorgesehenen ersten Kraftübertragungsweg und einem zweiten Kraftübertragungsweg umfasst, wobei die Kraftübertragungswege mit einer direkten Kupplung mit einer einstellbaren Drehmomentübertragungsleistung T_H bzw. einer indirekten Kupplung mit einer einstellbaren Drehmomentübertragungsleistung T_L versehen sind. Es wird ein Zahnradsatzeingangsdrehmoment T_in bestimmt, das durch das Getriebe in Richtung von der Antriebswelle zu der Abtriebswelle übertragen werden soll. Es werden die Drehmomentübertragungsleistungen T_H und T_L in Abhängigkeit von dem zu übertragenden Zahnradsatzeingangsdrehmoment T_in derart gesteuert, dass a) wenn T_in > 0, dann T_H = T_in und T_L = 0 oder b) wenn T_in < 0, dann T_H = 0 und T_L = T_in. Es wird an einem vereinfachten Modell gezeigt, dass durch eine Funktion des Übersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit der Zeit die Drehzahlüberführung gestaltet werden kann. Allerdings ist die Drehzahlüberführung unkompensiert am Abtrieb spürbar.
Die Offenlegungsschrift DE 101 38 998 A1 bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Schaltablaufs bei einem lastschaltbaren Getriebe in einem Kraftfahrzeug. Um einen komfortablen Betrieb des lastschaltbaren Getriebes zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass mittels der Vorrichtung eine Drehzahl der Getriebeeingangswelle und ein Drehmoment an der Getriebeausgangswelle einstellbar sind. Nach dem entsprechenden Verfahren ist es vorgesehen, dass in einer ersten Phase das Drehmoment an der Getriebeausgangswelle auf einen ersten Drehmomentzielwert eingestellt wird und in einer zweiten Phase die Drehzahl der Getriebeeingangswelle auf einen Drehzahlzielwert und gleichzeitig das Drehmoment der Getriebeausgangswelle auf einen zweiten Drehmomentzielwert eingestellt wird. Unter Kupplungen werden in diesem Zusammenhang sowohl Kupplungen, welche zwei Wellen drehfest miteinander verbinden können, als auch Bremsen, welche drehende Bauteile kraftschlüssig mit einem Getriebegehäuse verbinden können, verstanden.
Die Patentschrift EP 1 108 164 B1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung und Regelung der Kupplung während drei Fahrzuständen, wobei ausschließlich ein einziger Regelkreis verwendet wird. Die Regelgröße entspricht dem Istwert der Differenzdrehzahl der Kupplung. Die drei Fahrzustände entsprechen hierbei einem Anfahrvorgang als erstem Zustand, dem Fahren mit konstanter Übersetzung als zweitem Zustand und einem dritten Zustand, der dann vorliegt, wenn entweder eine Lastschaltung oder eine Verstellung der Übersetzung von einer ersten in eine zweite Übersetzungsstufe eines Automatikgetriebes initiiert wird, wobei die Lastschaltung vorteilhafterweise in einem automatisch lastschaltbaren Stufengetriebe und die Verstellung der Übersetzung in einem automatischen Stufengetriebe mit Zugkraftunterbrechung beim Schalten für ein Kraftfahrzeug verwendet wird. Bei einer Lastschaltung im Sinne einer Überschneidungsschaltung bestimmt ein eigener Regelkreis, nachfolgend als zweiter Regelkreis bezeichnet, das Verhalten der zu- und abschaltenden Kupplungen. Es wird vorgeschlagen, dass der erste und zweite Regelkreis über ein Entkopplungsnetzwerk miteinander verbunden sind, wobei das Entkopplungsnetzwerk einen ersten und zweiten Signalweg aufweist. Über das Entkopplungsnetzwerk wird somit der Vorteil erzielt, dass die beiden Regler sich in ihrer Wirkung nicht gegenseitig beeinflussen.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2008 008 460 A1 betrifft ein Verfahren zum Steuern der Kupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes bei einem Gangwechsel von einem Istgang in einen Zielgang, bei dem während des Gangwechsels eine Drehmomentübergabe von der lastabgebenden (gehenden) Kupplung zur lastannehmenden (kommenden) Kupplung erfolgt, enthält die Schritte: Erhöhen des übertragbaren Drehmoments der kommenden Kupplung bis auf das augenblickliche Antriebsmoment; Abbauen des übertragbaren Drehmoments der gehenden Kupplung; wobei während des Gangwechsels das Summendrehmoment aus den übertragenen Drehmomenten der gehenden Kupplung und der kommenden Kupplung zumindest zeitweise größer als das augenblickliche Antriebsmoment ist und dabei die kommende Kupplung ein höheres übertragbares Drehmoment aufweist als es einem Grenzdrehmoment entspricht, bei dem das Drehmoment der kommenden Kupplung gleichmäßig vom Ausgangszustand der Drehmomentübergabe bis zu einem Endzustand der Drehmomentübergabe erhöht wird.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur abtriebsneutralen Lastschaltung von Automatgetrieben beliebiger Topologie anzugeben, bei dem ausgereifte Methoden zur Lastübernahme und Drehzahlüberführung von Doppelkupplungsgetrieben angewendet werden können.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Lastschaltung von Automatgetrieben (AT) mit einer beliebigen Anzahl Gangstufen und einer Anzahl n Kupplungen anhand einer generischen Transformation realer Getriebegrößen des Automatgetriebes in virtuelle Größen eines Doppelkupplungsgetriebes (DCT) mit dazugehörigen doppelkupplungsgetriebespezifischen Basisschaltungen entsprechend dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, dass durch eine Vorwärtstransformation wichtige Strategiegrößen für den DCT-Lastschaltkern bereitgestellt und durch eine Rücktransformation tatsächliche Stellgrößen mit entsprechenden Wirkfaktoren für das Automatgetriebe generiert werden, inklusive einer Überanpressungssteuerung aller geschlossenen Kupplungen. Der DCT-Lastschaltkern ist dabei die Schaltlogik, Schaltablaufsteuerung oder Getriebesteuerung, die die Gangwechsel entsprechend einer Basisschaltung steuert. Der Lastschaltkern eines Doppelkupplungsgetriebes weist wenigstens eine, vorzugsweise mehrere lastschaltfähige Basisschaltungen auf. Dazu zählen eine Zug-Hochschaltung, eine Zug-Rückschaltung, eine Schub-Hochschaltung und eine Schub-Rückschaltung. Der Unterschied zwischen Zug und Schub besteht darin, dass unter Zug das Antriebsmoment definitionsgemäß positiv und unter Schub definitionsgemäß negativ ist. Ein positives Antriebsmoment in diesem Sinne bedeutet, dass eine Antriebseinheit ein Antriebsdrehmoment an die Antriebsräder liefert, wohingegen bei Schub ein Bremsdrehmoment, auch Schleppmoment genannt, von den Antriebsrädern an die Antriebseinheit übertragen wird. Ist im Folgenden von einem DCT-Lastschaltkern die Rede, so ist eine Schaltlogik entsprechend einer oder mehrerer Basisschaltungen gemeint, welche auf einem entsprechenden Steuergerät abläuft.
Eine Lastschaltung untergliedert sich in wenigstens zwei wesentliche Phasen, die Lastübernahmephase und die Drehzahlüberführungsphase, wobei die Reihenfolge vom Schalttyp, also der anzuwendenden Basisschaltung abhängt. Während der Drehzahlüberführungsphase findet wenigstens ein Eingriff durch die Antriebseinheit und/oder eine Kupplung statt, um die Drehzahl zu überführen. Um diese Drehzahlüberführung abtriebsneutral, also durch Konstanthalten des Abtriebsmomentes bzw. des Abtriebsgradienten, zu gestalten, findet ein zusätzlicher Kompensationseingriff an wenigstens einer Kupplung statt, der ein Rückkopplungsmoment, verursacht durch eine Kopplung zwischen An- und Abtrieb, ausgleicht.
Die Transformationen sind generisch, sodass die AT-Topologie und die Anzahl der Schaltstufen beliebig komplex sein können. Dabei werden die tatsächlich vorliegenden, also realen Getriebegrößen des Automatgetriebes in virtuelle Größen, also nur für die notwendigen Berechnungen der Lastschaltung vorliegende Größen transformiert, also umgerechnet.
Es wird ein Prinzip der kommenden, gehenden und bleibenden Kupplungen angewendet. Kommende Kupplungen sind lastannehmende Kupplungen, die vor dem Gangwechsel geöffnet und nach dem Gangwechsel geschlossen sind, also vor dem Gangwechsel kein Drehmoment und nach dem Gangwechsel ein Drehmoment vom Betrag üblicherweise größer null übertragen. Gehende Kupplungen sind entsprechend lastabgebende Kupplungen, die vor dem Gangwechsel geschlossen und danach geöffnet sind. Kommende und gehende Kupplungen sind direkt am Schaltvorgang beteiligt (aktive Kupplungen). Bleibende Kupplungen sind alle während eines Schaltvorgangs geschlossen bzw. geschlossen bleibende Kupplungen. Diese übertragen auch während eines Schaltvorgangs ein Drehmoment vom Antrieb zum Abtrieb oder umgekehrt. Jedoch ändert sich ihr Status während eines Schaltvorgangs nicht, weil sie nicht direkt am Schaltvorgang beteiligt sind (nicht aktive Kupplungen). Auch offen bleibende Kupplungen können im Prinzip als bleibende Kupplungen angesehen werden. Aus Gründen der Klarheit und Eindeutigkeit werden offen bleibende Kupplungen, also Kupplungen, die vor und nach dem Schaltvorgang geöffnet bzw. nicht in Eingriff sind, als offene Kupplungen bezeichnet. Eine Kupplung gilt auch als offen, wenn sie eine Drehzahldifferenz zwischen An- und Abtriebsseite des Reibelements aufweist (sog. Schlupf) oder die gestellte Kupplungskapazität kleiner ist als das betragsmäßig wirksam zu übertragende Moment (Schnittmoment) im Falle einer kraftschlüssigen Kopplung der Ein- und Ausgangsseite des Reibelements. Die gehende Kupplung wäre damit, sobald sie zu Beginn der Drehzahlüberführungs- oder Lastübernahmephase in Schlupf gerät, eine offene Kupplung. Jedoch wird aus Gründen der Eindeutigkeit diese Kupplung bis zum vollständigen Beenden des Gangwechsels als gehende Kupplung bezeichnet. Eine Ausnahme kann vorliegen, wenn während des Gangwechsels eine neue Ganganforderung vorliegt, z. B. bei Schaltabbruch. Im Allgemeinen sind offene Kupplungen nicht am Schaltvorgang beteiligt (nicht aktive Kupplungen). Da die Kupplungsbetätigung meist hydraulisch erfolgt und ein definiertes Einrücken nur möglich ist, wenn die Stellzylinder mit ausreichend hydraulischem Druck beaufschlagt und gefüllt sind, können offene Kupplungen, bei denen dies nicht der Fall ist, nicht ohne gewisse Vorlaufzeit betätigt werden. Jedoch kann eine Situation vorliegen, in der die Kupplung zu Beginn und zum Ende des Schaltvorgangs offen ist und während des Schaltvorgangs in Eingriff gebracht wird. Dies erfordert, wie oben genannt, eine gewisse Vorlaufzeit. Bei bekannten Topologien von Automatgetrieben existieren in jedem individuellen Gangwechselvorgang mindestens eine, oft mehrere offene Kupplungen. Daher ist im Folgenden von mindestens einer Kupplung die Rede. Dabei wird die Möglichkeit, keine offene Kupplung während eines Gangwechselvorgangs vorzufinden, explizit eingeschlossen, weil diese Möglichkeit vom erfindungsgemäßen Verfahren abgedeckt ist, obwohl es in der Praxis eher selten vorzufinden ist.
Die Überanpressungssteuerung erfolgt auf der Basis von Schnittmomenten und findet vorzugsweise für alle geschlossen bleibenden Kupplungen statt. Gehende Kupplungen können zu Beginn des Schaltvorgangs genauso einer Überanpresssteuerung unterliegen wie kommende Kupplungen zum Ende des Schaltvorgangs.
Ausgereifte Schaltstrategien, also die Basisschaltungen eines Doppelkupplungsgetriebes, sind in einem DCT-Lastschaltkern hinterlegt und dienen im Rahmen eines Schaltvorgangs eines Automatgetriebes der Lastübernahme und der Drehzahlüberführung bei allen Fahrsituationen, wie Hochschaltung, Rückschaltung, jeweils unter Zug oder Schub, sowie bei Schaltabbruch. Die Basisschaltungen im DCT-Lastschaltkern unterliegen der Applikation der Schaltvorgänge des AT, ohne dass dem Applikateur die Topologie des Automatgetriebes bekannt sein muss. Es erfolgt dabei eine Skalierung der zu übertragenden Kupplungsmomente entsprechend der DCT-Schaltstrategie für die Stellglieder des Automatgetriebes. Die Schaltablaufsteuerung entsprechend der DCT-Strategie wird zur Realisierung sämtlicher Direktschaltungen der AT-Schaltlogik verwendet.
Obwohl dem Fachmann bekannt, wird angemerkt, dass, wenn im Folgenden von einem Moment die Rede ist, bis auf eine Ausnahme immer ein Drehmoment gemeint ist. Die Ausnahme bezieht sich auf Massenträgheitsmomente, welche keine Drehmomente sind, sondern eine geometrische und materialspezifische Eigenschaft von bewegten Massen, wie Wellen und Zahnrädern. Massenträgheitsmomente sind aus dem Gebiet der technischen Mechanik bekannt und können auch lediglich als Trägheiten bezeichnet werden, was zwar physikalisch ungenau ist, aber in der vorliegenden Offenbarung mit Massenträgheitsmomenten gleichgesetzt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lastschaltung wird gestartet durch das Auslösen eines Schaltvorgangs für eine Gangwechselpaarung (i, j) von einem Gang i mit einer Istübersetzung (γ_i) zu einem Gang j mit einer Zielübersetzung (γ_j) in Abhängigkeit einer vorzugsweise aus einem Fahrerwunsch abgeleiteten Zielgangvorgabe. Schaltvorgänge in automatisch schaltenden Getrieben, welche beispielsweise in Kraftfahrzeugen Verwendung finden, werden üblicherweise durch die Leistungs- bzw. Dynamikanforderungen durch einen Fahrer, auch Fahrerwunsch genannt, oder ein Fahrzeugsteuersystem ausgelöst. Daraus wird eine Zielgangvorgabe abgeleitet. Es können dabei weitere Randbedingungen in das Auslösen des Schaltvorgangs eingehen, wie drehmomentbezogene Lastanforderungen oder ökonomische Kriterien. Das Auslösen eines Schaltvorgangs ist an sich bekannt und kann vom Getriebe- oder Motorsteuergerät oder einem anderen geeigneten Steuergerät bestimmt bzw. veranlasst werden. Der Schaltvorgang ist charakterisiert durch einen Wechsel von einem Gang i (Istgang) zu einem Gang j (Zielgang). Beide Gänge weisen ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl der Antriebswelle bzw. der Getriebeeingangswelle und der Drehzahl der Abtriebswelle bzw. Getriebeausgangswelle auf und müssen nicht sequentiell geschaltet werden. Das bedeutet, dass beispielsweise auch vom 1. Gang in den 3. Gang direkt geschaltet werden kann.
Wenn der Schaltvorgang ausgelöst wurde, erfolgt im nächsten Schritt oder vorzugsweise permanent das Erfassen von Istgrößen des Automatgetriebes und der Antriebseinheit zur Durchführung des Verfahrens zur Lastschaltung des Automatgetriebes. Die Istgrößen sind Parameter des Fahrzeugs und des Getriebes, die den aktuellen Ist-Zustand des Fahrzeugs und des Getriebes beschreiben und gemessen, berechnet oder anderweitig erfasst werden. Die Istgrößen umfassen wenigstens eine oder vorzugsweise mehrere und besonders bevorzugt alle der folgenden Größen: eine Antriebswellendrehzahl (ω_in) einer Antriebswelle des Automatgetriebes, eine Abtriebswellendrehzahl (ω_out) einer Abtriebswelle des Automatgetriebes, ein von der Antriebseinheit zur Verfügung gestelltes und an der Eingangswelle des Automatgetriebes anliegendes Antriebsmoments (T_in, bei mehreren Eingangswellen, z. B. aufgrund mehrerer Antriebseinheiten, in vektorieller Form), aktuell gestellte Kupplungskapazitäten (T_cap) der n Kupplungen und/oder ein minimal und/oder maximal verfügbares Antriebsmoment (T_in,min, T_in,max). Letztere sind von dem Zustand der Antriebseinheit abhängig, der durch weitere Parameter, wie beispielsweise deren Drehzahl und Lastanforderung, charakterisiert werden kann.
Es sei angemerkt, dass sämtliche benutzten Variablen mit oder ohne einen zählbaren ganzzahligen Index in vektorieller Form verstanden werden können, wobei der Index das jeweilige Vektorelement bestimmt. Die mathematisch korrekte Schreibweise der vektoriellen Größen ist am Beispiel der aktuell gestellten Kapazitäten (T_cap,k) mit dem Index k und k = 1, 2, ..., n für insgesamt n Kupplungen definiert, und zwar als
Auf die Vektordarstellung sowie das Anhängen des zählbaren ganzzahligen Index wird aus Gründen der Übersichtlichkeit weitgehend verzichtet. Eine Ausnahme bilden die Indizes i und j, die den aktuellen und den nächsten Gang, also den Ist-Gang i und den Ziel-Gang j, bezeichnen und immer nur jeweils ein Element der Indexmenge „beliebige Anzahl Gangstufen” bezeichnen. Weitere Ausnahmen werden gegebenenfalls an den entsprechenden Stellen explizit erläutert. Wird der zählbare Index weggelassen, liegt die Betonung nicht auf dem einzelnen Element der Indexmenge, sondern auf der vektoriellen Größe an sich. Der Fachmann liest den Vektor als solchen und erkennt, ob ein konkretes Element gemeint ist oder nicht. Folgende Indizes werden im Rahmen der vorliegenden Offenbarung verwendet:

i: Ist-Gang
j: Ziel-Gang
n: alle im Getriebe verbauten Kupplungen und Bremsen
m: alle während eines Schaltvorgangs geschlossenen, also in Eingriff bleibenden Kupplungen und Bremsen
in/out: Eingangs- und Ausgangsgrößen aus Sicht des Getriebes
kom/geh: Betonung der Vektorelemente, die den kommenden und gehenden Kupplungen zugeordnet sind
nom: nominelle Größe zur eigentlichen Vorsteuerung ohne relative Eingriffe für eine glatte Lastübernahme und Drehzahlüberführung
min/max: untere und obere zur Verfügung stehende Werte für Kraft, Momente oder Kapazitäten.

Darüber hinaus sei der Vollständigkeit halber angemerkt, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch bei einem Doppelkupplungsgetriebe angewendet werden kann, wobei die Transformation in diesem Fall Prinzip bedingt vereinfacht wird, weil einige Zwischenschritte trivial sind.
Die Kupplungskapazität ist die tatsächliche Stellgröße einer Kupplung und gibt den wirkrichtungsunabhängigen Betrag eines entsprechenden zu übertragenden bzw. übertragbaren Drehmoments an. Kupplungskapazitäten werden während eines Schaltvorgangs vorgesteuert, also entsprechend einer betragsmäßigen Vorgabe eingestellt, und werden beibehalten, bis ein Umsteuern, z. B. aufgrund eines anstehenden Schaltvorgangs, erforderlich ist. Zur Vorsteuerung müssen die physikalischen Zusammenhänge der Kupplungskapazitäten und der hydraulischen Drücke der Stellzylinder, deren Stellpositionen sowie letztlich deren elektrische Ströme zur Ansteuerung der Wegeventile als der tatsächlichen Stellgröße bekannt und hinterlegt sein. Der Fachmann auf dem Gebiet der Getriebetechnik kennt diese Zusammenhänge und wendet sie an. Die Vorsteuerung der Kupplungskapazität erfolgt natürlich auch außerhalb eines Schaltvorgangs, im sogenannten Festgang, und zwar für alle geschlossenen Kupplungen. Genauer gesagt, ist der Betrag der vorgesteuerten Kupplungskapazitäten der im Festgang geschlossenen Kupplungen größer als null. Dieser Spezialfall, bei dem der Istgang i gleich dem Zielgang j entspricht, ist für das vorliegende Lastschaltverfahren nur insoweit relevant, als dass die Kupplungen durch eine zusätzliche Überanpressungssteuerung kontrolliert geschlossen bleiben.
Die Istgrößen werden generell regelmäßig bzw. permanent durch entsprechende Erfassungsmittel erfasst, z. B. mittels Sensoren, oder berechnet und an ein Getriebesteuergerät oder ein Steuergerät der Antriebseinheit übermittelt und dienen gerade bei Schaltvorgängen der Steuerung oder Regelung der Lastübernahme und Drehzahlüberführung. Schließlich sei angemerkt, dass eine Vorsteuerung durch einen Regelkreis überlagert sein kann, der eventuelle Störgrößen ausregeln kann. Je genauer die Vorsteuerung erfolgt, desto kleiner ist die Abweichung der Vorsteuergröße von der tatsächlich zu stellenden Größe in der Realität und damit die auszuregelnde Störgröße. Letztere kann durch bekannte Schätz- und Identifikationsverfahren, auch Beobachter genannt, online bestimmt werden.
Um nun den Schaltvorgang des Automatgetriebes anhand einer Basisschaltung eines Doppelkupplungsgetriebes durchzuführen, erfolgt im nächsten Schritt das Auswählen von wenigstens einem Transformationsfaktor in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße und der Gangwechselpaarung (i, j) aus Zustandstabellen. Zustandstabellen können in Form von Look-Up-Tabellen, Kennfeldern oder Ähnlichem vorliegen und auf einem Speicher hinterlegt sein, auf den das Getriebesteuergerät zugreifen kann.
Das Auswählen der Transformationsfaktoren kann in einigen Ausführungsformen das Auswählen von die Automatgetriebetopologie bestimmenden Koeffizienten (a^(i,j)) in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) aus einer Zustandstabelle umfassen. Diese Koeffizienten beschreiben das Automatgetriebe hinsichtlich der konkreten Übersetzungen der einzelnen Gangstufen sowie der konkreten Anordnungen der Kupplungen anhand von automatgetriebetypspezifischen Konstanten und finden sich in den an sich bekannten Getriebe- bzw. Vorsteuergleichungen wieder. Eine Teilmenge der Koeffizienten (a^(i,j)) bilden die als Kopplungskoeffizienten bezeichneten Koeffizienten (a) (i,j) / out, a (i,j) / in) , welche die topologisch bedingten Rückkopplungen bzw. Rückwirkung bei einer Kopplung zwischen Antrieb und Abtrieb während eines Gangwechsels abbilden.
Das Auswählen der Transformationsfaktoren kann in einigen Ausführungsformen das Auswählen von Wirkfaktoren (b^(i,j)) von zu stellenden Kupplungskapazitäten (T_cap) der n Kupplungen in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) aus einer Zustandstabelle umfassen. Bei Automatgetrieben gibt es durch die Vielzahl an Kupplungen/Bremsen entsprechende Zustandstabellen, die für jeden festen Gang bestimmen, ob deren Status offen oder geschlossen sein soll. Nimmt man an, dass sich bei einem Gangwechsel eine Kupplung öffnet und eine andere schließt, ist eine Analogie zu Schaltvorgängen in Doppelkupplungsgetrieben gegeben. Die Darstellung dieser Analogie erfolgt durch die Wirkfaktoren, die die n Kupplungen des Automatgetriebes auf die zwei Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes und umgekehrt skalieren. Je nach Gangwechselpaarung kann jede Kupplung unterschiedliche Leistungspfade im Getriebe schalten, welche unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse aufweisen. Darüber hinaus teilt sich aufgrund der vorhandenen Leistungsverzweigung das Antriebsmoment auf unterschiedliche Leistungspfade auf. Für jede Gangwechselpaarung lassen sich (konstruktionsbedingte) kupplungsspezifische Koeffizienten sowie Koeffizienten für die Getriebean- und -abtriebsseite festlegen, welche die jeweiligen getriebeinternen Übersetzungs- und Trägheitsverhältnisse repräsentieren. Aus diesen werden die Wirkfaktoren ermittelt. Die Wirkfaktoren werden bei Gangwechselanforderung umgeschaltet, d. h. wenn Ist- und Zielgang ungleich sind. Sie werden solange beibehalten, bis eine neue Paarung eine Umschaltung erfordert. Die Wirkfaktoren sind im Allgemeinen aus den Koeffizienten (a^(i,j)) bestimmbar. Da aber auch die Wirkfaktoren automatgetriebetypspezifische Konstanten sind, ist es vorteilhafter, diese direkt auszuwählen und nicht bei jedem Gangwechselvorgang neu zu bestimmen.
Die Auswahl der Transformationsfaktoren kann weiterhin in einigen Ausführungsformen das Indizieren (idx^(i,j)) wenigstens einer kommenden (idx (i,j) / kom) und wenigstens einer gehenden (idx (i,j) / geh) und keiner oder wenigstens einer geschlossen bleibenden (idx (i,j) / blb) Kupplung der n Kupplungen in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung umfassen, also das Zuordnen der jeweiligen Kupplung zum jeweiligen Index. Kommende Kupplungen sind dadurch gekennzeichnet, dass sie im Gang i offen und im Gang j geschlossen sind. Beim Schaltvorgang sind diese entsprechend zu schließen. Gehende Kupplungen werden im Zuge des Schaltvorgangs geöffnet, also außer Eingriff gebracht. Bei jedem Schaltvorgang existieren immer wenigstens eine kommende und wenigstens eine gehende Kupplung. Bleibende Kupplungen bleiben geschlossen. Dieser Leistungszweig überträgt demnach weiterhin ein Moment, wobei es abhängig von der Gangwechselpaarung und der Anzahl der Gangwechselpaarungen keine, eine oder mehrere geschlossen bleibende Kupplungen geben kann. Die restlichen Kupplungen sind offen. Geschlossene und offene Kupplungen behalten jeweils im Gang i und Gang j ihren Status, können jedoch während des Gangwechsels kurzzeitig in bzw. außer Eingriff gebracht werden. Die Indizes der kommenden, gehenden und geschlossen bleibenden Kupplungen werden bei Gangwechselanforderung umgeschaltet, d. h. wenn Ist- und Zielgang ungleich sind. Sie werden solange beibehalten, bis eine neue Gangwechselpaarung eine Umschaltung erfordert.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Auswahl der Transformationsfaktoren das Auswählen von einem gangwechselpaarungsabhängigen Antriebsmassenträgheitsmoment (J (i,j) / in) des Automatgetriebes und einem gangwechselpaarungsabhängigen Abtriebsmassenträgheitsmoment (J (i,j) / out) des Automatgetriebes in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) aus einer Zustandstabelle. Die gangwechselpaarungsabhängigen Antriebs- und Abtriebsmassenträgheitsmomente des Automatgetriebes werden für die Berechnung eines dem gangwechselpaarungsunabhängigen Antriebsmassenträgheitsmoment äuivalenten Antriebsmassenträgheitsmomentes (J (DCT) / in) des Doppelkupplungsgetriebes benötigt, wobei letzteres aus den Koeffizienten (a^(i,j)), vorzugsweise den Kopplungskoeffizienten (a) (i,j) / out, a (i,j) / in) und den gangwechselpaarungsabhängigen Antriebs- und Abtriebsmassenträgheitsmomenten (J (i,j) / in, J (i,j) / out) sowie einem Drehzahlverhältnis (ω_out/ω_in) der Abtriebswellendrehzahl (ω_out) und der Antriebswellendrehzahl (ω_in) bestimmt werden kann. Die Bestimmung kann geringere Bestimmungsressourcen erfordern, wenn aus dem gangwechselpaarungsabhängigen Antriebsmassenträgheitsmoment und den Kopplungskoeffizienten eine Zwischengröße (J ~ (i,j) / in) ermittelt wird. Das äquivalente Antriebsmassenträgheitsmoment wird anschließend in Abhängigkeit der Zwischengröße, dem gangwechselpaarungsabhängigen Abtriebsmassenträgheitsmoment sowie dem Drehzahlverhältnis und den Kopplungskoeffizienten bestimmt bzw. ermittelt. Bei einem Doppelkupplungsgetriebe sind zwei parallele Teilgetriebe vorhanden, deren bewegte Massen und damit deren Massenträgheitsmomente jeweils prinzipiell konstant bleiben. Das Abtriebsmassenträgheitsmoment bei Doppelkupplungsgetrieben kann beispielsweise anhand der Beladung des Fahrzeuges schwanken. Dies ist jedoch ein während einer Fahrt konstanter oder langsam veränderlicher Wert, der durch die Erfassung der Istgrößen berücksichtigt wird und jedenfalls nicht durch den Schaltvorgang beeinflusst wird. Bei Automatgetrieben variieren die Leistungspfade innerhalb einer Getriebetopologie je nach eingelegtem Gang. Damit sind die bewegten Getriebeelemente und damit die Massenträgheitsmomente je nach Gangwechselpaarung (i, j) unterschiedlich. Dem Lastschaltkern des Doppelkupplungsgetriebes, der eigentlich ein konstantes Antriebsmassenträgheitsmoment erwartet, muss nun ein veränderliches Massenträgheitsmoment zugeführt werden. Einerseits sind dabei die gangwechselpaarungsabhängig veränderlichen Trägheitsmomente des Automatgetriebes zu berücksichtigen und andererseits die abtriebskopplungsbedingte Rückkopplung zwischen Abtrieb und Antrieb, nämlich das sogenannte abtriebskopplungsbedingte Störmoment, welches wiederum proportional zum Abtriebswellendrehzahlgradienten am Antrieb wirkt. Es erfolgt eine Korrektur bzw. ein Ausgleich über das dem gangwechselpaarungsunabhängigen Antriebsmassenträgheitsmoment äquivalente Antriebsmassenträgheitsmoment (J (DCT) / in), um die Basisschaltung des Lastschaltkerns anwenden zu können.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Auswahl der Transformationsfaktoren das Auswählen von Koeffizienten (c^(i,j)) zur Bestimmung von Schnittmomenten (T_cut,blb) für die m geschlossen bleibenden Kupplungen in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung aus einer Zustandstabelle. Schnittmomente sind die aktuell tatsächlich übertragenen Momente der geschlossen bleibenden Kupplungen. Diese werden im Schnitt (daher Schnittmoment) der jeweiligen Kupplung über ein Momentengleichgewicht aus allen Gesamtkapazitäten und freien Stellgrößen bestimmt. Deren Wirkrichtungen ergeben sich in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j), der Antriebswellendrehzahl (ω_in) und der Abtriebswellendrehzahl (ω_out). Die anfallenden Schnittmomente können anhand bekannter Stellgrößen des Antriebs, d. h. Antriebsmoment (T_in) oder alternativ Antriebsgradient (ω ._in), Stellgrößen der wenigstens einen gehenden, kommenden und ggf. offenen Kupplungen (T_cap) sowie Messgrößen des Abtriebs, d. h. Abtriebsgradient (ω ._out) oder alternativ Abtriebsmoment (T_out), berechnet werden.
Das Auswählen der Transformationsfaktoren kann in einigen Ausführungsformen alternativ oder zusätzlich das Auswählen von maximal übertragbaren Kupplungskapazitäten (T_cap,max) der n Kupplungen in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße umfassen. Der DCT-Lastschaltkern steuert die Kupplungsmomente bzw. Kupplungskapazitäten auf Basis des zu übertragenden bzw. angeforderten Antriebsmoments vor. Die Kapazität der Kupplungen kann jedoch aufgrund der Wirkfaktoren, die größer, gleich oder kleiner eins und auch negativ sein können, geringer oder höher sein, als der DCT-Lastschaltkern annimmt. Somit müssen die maximal übertragbaren Kupplungskapazitäten ausgewählt und an den Lastschaltkern übermittelt werden.
Ein weiterer Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Berechnen von wenigstens einem Transformationsäquivalent für die Berechnung von wenigstens einer doppelkupplungsgetriebespezifischen Stellquantität durch die Basisschaltung des Doppelkupplungsgetriebes in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße und/oder des wenigstens einen Transformationsfaktors. Die Transformationsäquivalente sind umgerechnete Zustandsgrößen, auch (Zustands-)Quantitäten genannt, die der DCT-Lastschaltkern bzw. die Basisschaltung benötigt, um die Stellgrößen, auch Stellquantitäten genannt, für einen Gangwechsel entsprechend den Anforderungen, wie Zugkraftunterbrechungsfreiheit und glatte Lastübernahme sowie Drehzahlüberführung, zu bestimmen. Bei einem normalen Doppelkupplungsgetriebe würden diese Zustandsgrößen den oben definierten Istgrößen (bzw. den aktuell vorliegenden und an den Kupplungen umgesetzten Stellgrößen) entsprechen. Hier sind die Istgrößen allerdings für ein Automatgetriebe erfasst worden. Sie müssen daher in Abhängigkeit vorzugsweise mehrerer Istgrößen und/oder vorzugsweise mehrerer Transformationsfaktoren in Transformationsäquivalente umgerechnet werden. Als Quantitäten werden Größen bezeichnet, die den aktuellen oder künftig gewollten Zustand der einzelnen Kupplungen oder der Antriebseinheit charakterisieren. Dabei handelt es sich beispielsweise um die aktuell gestellten oder künftig im Zeitablauf zu stellenden Kupplungskapazitäten oder um Steuerbefehle des Getriebesteuergerätes an die jeweiligen Aktoren. Vor einem Gangwechsel im Festgang wird jede Kupplung mit einer definierten Kapazität vorgesteuert, die eine Zustandsquantität darstellt. Während eines Gangwechsels wird jede Kupplung mit Stellgrößen bzw. Stellquantitäten beaufschlagt, die die gewünschte Kupplungskapazität im Zeitablauf einstellt. Die Zustands- und Stellquantitäten liegen für jede Kupplung vor, unabhängig davon, ob diese aktiv, also beim derzeitigen Gangwechsel in oder außer Eingriff gebracht wird.
In einigen Ausführungsformen kann das Berechnen des wenigstens einen Transformationsäquivalentes das Berechnen eines äquivalenten Antriebsmassenträgheitsmomentes (J (DCT) / in) in Abhängigkeit des gangwechselpaarungsabhängigen Antriebsmassenträgheitsmomentes (J (i,j) / in) und des gangwechselpaarungsabhängigen Abtriebsmassenträgheitsmomentes (J (i,j) / out) und eines Drehzahlverhältnisses (ω_out/ω_in) der Abtriebswellendrehzahl (ω_out) und der Antriebswellendrehzahl (ω_in) umfassen und der Koeffizienten (a^(i,j)), vorzugsweise der Kopplungskoeffizienten (a) (i,j) / out, a (i,j) / in) . Wie bereits erwähnt, dient das äquivalente Antriebsmassenträgheitsmoment dazu, die gangwechselpaarungsabhängigen Antriebs- und Abtriebsmassenträgheitsmomente unter Berücksichtigung abtriebskopplungsbedingter Störmomente für den Lastschaltkern gangwechselpaarungsunabhängig aufzubereiten, damit dieser ein für ihn äquivalentes Antriebsmassenträgheitsmoment zur Schaltablaufsteuerung verwenden kann.
In manchen Ausführungsformen kann das Berechnen des wenigstens einen Transformationsäquivalentes das Berechnen von doppelkupplungsgetriebespezifischen Eingangswellendrehzahlen (ω (i) / in) und (ω (j) / in) in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) und der Abtriebswellendrehzahl (ω_out) sowie der Istübersetzung (γ_i) und der Zielübersetzung (γ_j) umfassen. In AT-Getrieben unterscheiden sich die Kupplungsdrehzahlen nach ihrer topologischen Anordnung von der Eingangswellendrehzahl. Diese können in äquivalente doppelkupplungsgetriebespezifische Eingangswellendrehzahlen umgerechnet werden. Vorteilhafterweise wird dadurch eine genauere Anweisung von Stellquantitäten durch den DCT-Lastschaltkern ermöglicht.
In einigen Ausführungsformen kann das Berechnen der Transformationsäquivalente das Berechnen von Wirkrichtungen der Schnittmomente (T_cut,blb) für die m geschlossen bleibenden Kupplungen in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (j, j) und der Kupplungseingangsdrehzahl (ω (i,j) / in) und der Kupplungsausgangsdrehzahl (ω (i,j) / out) der n Kupplungen umfassen. Die Wirkrichtungen sind schlupfabhängig und lassen sich einfach aus den Kupplungsein- und -ausgangsdrehzahlen unter Berücksichtigung der Gangwechselpaarung bestimmen.
Weiterhin kann in einigen Ausführungsformen das Berechnen der Transformationsäquivalente das Berechnen von wirkrichtungsangepassten Koeffizienten (c ~^(i,j)) in Abhängigkeit der berechneten Wirkrichtungen und der Koeffizienten (c^(i,j)) zur Bestimmung der Schnittmomente (T_cut,blb) für die m geschlossen bleibenden Kupplungen umfassen. Vorteilhafterweise kann durch diesen Zwischenschritt die Komplexität der weiteren Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens reduziert und damit die maximale Rechenlast durch sequentielle Verarbeitung reduziert werden.
Weiterhin kann das Berechnen des wenigstens einen Transformationsäquivalentes in einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens das Berechnen der Schnittmomente (T_cut,blb) an den m geschlossen bleibenden Kupplungen in Abhängigkeit der wirkrichtungsangepassten Koeffizienten (c ~^(i,j)) und des Antriebsmoments (T_in) und der aktuell gestellten Kupplungskapazitäten (T_cap) der n Kupplungen und des aktuellen Abtriebsgradienten (ω ._out) umfassen. Alternativ dazu kann das Berechnen der Transformationsäquivalente in einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens das Berechnen der Schnittmomente (T_cut,blb) an den m geschlossen bleibenden Kupplungen in Abhängigkeit der Koeffizienten (c^(i,j)) und der Wirkrichtungen und des Antriebsmoments (T_in) und der aktuell gestellten Kupplungskapazitäten (T_cap) der wenigstens einen kommenden und der wenigstens einen gehenden und der keinen oder wenigstens einen geschlossen bleibenden Kupplung und des aktuellen Abtriebsgradienten (ω ._out) umfassen. Im vorliegenden Verfahren kann anstelle des Antriebsmoments auch der Antriebsgradient und anstelle des Abtriebsgradienten auch das Abtriebsmoment für die Berechnung verwendet werden. Unabhängig davon kann der angeforderte Abtriebsgradient oder ein gemessener Abtriebsgradient verwendet werden.
Schließlich kann das Berechnen des wenigstens einen Transformationsäquivalentes in einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens das Berechnen eines doppelkupplungsgetriebespezifischen Überanpressungsfaktors (k (DCT) / Üb,scale ) und/oder eines doppelkupplungsgetriebespezifischen Überanpressungsoffsetwertes (k (DCT) / Üb,offset )ⁱⁿ Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) und der Wirkfaktoren (b^(i,j)) und in Abhängigkeit von globalen Skalierungsfaktoren oder kupplungsindividuellen Skalierungsfaktoren und/oder globalen Offsetwerten oder kupplungsindividuellen Offsetwerten der n Kupplungen umfassen, wobei die globalen Skalierungsfaktoren oder kupplungsindividuellen Skalierungsfaktoren und/oder globalen Offsetwerte oder kupplungsindividuellen Offsetwerte in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) und der Schnittmomente (T_cut,blb) an den m geschlossen bleibenden Kupplungen ausgewählt werden. Eine Überanpressung einer Kupplung bedeutet das Ansteuern der Kupplungsaktorik mit einem Druck (je nach Kupplungstyp alternativ auch Ansteuern der Kupplungsaktorik mit einem definierten Weg), der beide Kupplungsseiten (analog für Bremse und Gehäuse) so stark zusammenpresst, dass aufgrund der Haftreibung ein höheres Drehmoment übertragen werden kann als nötig wäre. Diese Überanpressung wird durchgeführt, um Mikroschlupf zu verhindern und das notwendige Drehmoment sicher zu übertragen. Während eines Schaltvorgangs eines Automatgetriebes erfolgen zwei Arten der Überanpressung, nämlich an kommenden und gehenden Kupplungen sowie an geschlossen bleibenden Kupplungen. Die Überanpressungen an den kommenden und gehenden Kupplungen dienen dazu, die gehende Kupplung vor dem Schaltvorgang in einen definierten Zustand zu versetzen, der eine kontrollierte Öffnung ermöglicht. Die kommende Kupplung wird nach dem Schaltvorgang definiert überangepresst, um den Schaltvorgang kontrolliert abzuschließen. Dies geschieht mittels Skalierungsfaktoren oder Offsetwerten, die für alle Kupplungen gleich oder für jede Kupplung je nach Gangwechselpaarung individuell vorgegeben sein können. Eine derartige Überanpressung kann auch bei Doppelkupplungsgetrieben stattfinden, wo diese für die beiden Kupplungen immer konstant ist. Somit müssen die automatgetriebespezifischen Skalierungsfaktoren und Offsetwerte in doppelkupplungsgetriebespezifische Überanpressungsfaktoren bzw. Überanpressungsoffsetwerte transformiert bzw. übersetzt werden, was anhand der Wirkfaktoren geschieht. Vorteilhafterweise geht somit eine Überanpressungssteuerung zu einer besser definierten Schaltvorgangsgestaltung über den DCT-Lastschaltkern in das erfindungsgemäße Schaltverfahren ein. Die Überanpressung an den geschlossen bleibenden Kupplungen soll Schlupf während des Gangwechselvorgangs verhindern. Dafür gibt es keine Entsprechung im Doppelkupplungsgetriebe, weshalb die Skalierungsfaktoren und Offsetwerte (global oder kupplungsindividuell) in Abhängigkeit der Schnittmomente ausgewählt werden können. Liegt beispielsweise nur ein Teillastmoment am Getriebeeingang an, sind die zu übertragenden Drehmomente, also die bestimmbaren Schnittmomente geringer als bei Volllast. Ein Offsetwert kann somit bei Teillast geringer ausfallen als bei Volllast. Skalierungsfaktoren können analog dazu oder unabhängig davon ausgewählt werden.
Anschließend erfolgt das Zuführen der wenigstens einen Eingangsgröße und/oder des wenigstens einen Transformationsfaktors und/oder des wenigstens einen Transformationsäquivalents zum Doppelkupplungsgetriebe-Lastschaltkern und damit zu einer Basisschaltung des Doppelkupplungsgetriebes. Der DCT-Lastschaltkern kann auf einem separaten Getriebesteuergerät ausgeführt und die Größen können kabelgebunden, z. B. über ein Bus-System, oder kabellos erhalten bzw. empfangen werden. Alternativ wird eine Basisschaltung auf demselben Getriebesteuergerät bzw. Steuergeräteverbund wie die Berechnung der Größen ausgeführt, wodurch das Zuführen der Größen auf bekanntem datentechnischen Austausch beruhen kann.
Im nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wenigstens eine doppelkupplungsgetriebespezifische Stellquantität, also die doppelkupplungsgetriebespezifische Stellgröße, durch eine Basisschaltung in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße und/oder des wenigstens einen Transformationsfaktors und/oder des wenigstens einen Transformationsäquivalents berechnet. Die doppelkupplungsspezifischen Stellquantitäten sind die Steuerbefehle, die das Getriebesteuergerät an die jeweiligen Aktoren, wie Kupplungsstellventile von Kupplungsstellzylindern, eines Doppelkupplungsgetriebes ausgeben würde.
Die doppelkupplungsgetriebespezifische Stellquantität kann in einigen Ausführungsformen einen relativen Antriebsgradienten (Δω ._in) und/oder ein relatives Antriebsmoment (ΔT_in) der Antriebseinheit zur Drehzahlüberführung umfassen. Der relative Antriebsgradient (Δω ._in) wird von einer Basisschaltung, also dem doppelkupplungsspezifischen Lastschaltkern, angewiesen bzw. vorgegeben. Er wird so geformt, dass ein gewünschter Drehzahlverlauf der Antriebswelle über die Zeit erreicht wird und hängt typischerweise von der Applikation der Schaltzeit und weiteren Applikationsparametern, wie dem Schaltkomfort, ab. Alternativ oder zusätzlich kann ein relatives Antriebsmoment (ΔT_in) bestimmt werden, welches an die Antriebseinheit übertragen und von dieser angefordert wird, um die Drehzahlüberführung durchzuführen bzw. zu unterstützen.
In einigen Ausführungsformen umfasst die wenigstens eine doppelkupplungsgetriebespezifische Stellquantität Basiskupplungskapazitäten (T (DCT) / cap,kom, T (DCT) / cap,geh) zur Lastübernahme während des Schaltvorgangs für die kommende und gehende Kupplung, wobei die Basiskupplungskapazitäten (T (DCT) / cap,kom, T (DCT) / cap,geh) durch Bewertung mit der jeweiligen Wirkrichtung in Basiskupplungsmomente (T (DCT) / cl,kom,nom, T (DCT) / cl,geh,nom) umgerechnet werden können. Diese Basiskupplungskapazitäten sind die relevanten Steuergrößen für die Lastübernahme während eines Schaltvorgangs eines Doppelkupplungsgetriebes und entsprechen den abnehmenden (gehende Kupplung) und zunehmenden (kommende Kupplung) Kupplungskapazitäten. Die zu übertragenden Kupplungsmomente ergeben sich aus den wirkrichtungsbewerteten Kupplungskapazitäten. Somit lassen sich die Basiskupplungskapazitäten auch als Basiskupplungsmomente (T (DCT) / cl,kom, T (DCT) / cl,geh) darstellen, wobei die Summe der Basiskupplungsmomente von kommender und gehender Kupplung dem zu übertragenen Antriebsmoment (unter Berücksichtigung des Produktes aus An- bzw. Abtriebsmassenträgheitsmoment und Beschleunigung der An- bzw. Abtriebswellen entspricht. Die Basiskupplungsmomente (T (DCT) / cl,kom, T (DCT) / cl,geh) setzen sich wiederum aus nominellen Basiskupplungsmomenten (T (DCT) / cl,kom,nom, T (DCT) / cl,geh,nom) und relativen Basiskupplungsmomenten (T (DCT) / cl,kom, T (DCT) / cl,geh) zusammen. Die nominellen Basiskupplungsmomente entsprechen der Komponente zur Übertragung des Antriebsmoments und die relativen Basiskupplungsmomente dienen, alternativ oder zusätzlich zu dem relativen Antriebsmoment, zur Drehzahlüberführung während eines Schaltvorgangs eines Doppelkupplungsgetriebes.
Weiterhin umfasst in einigen Ausführungsformen die wenigstens eine doppelkupplungsgetriebespezifische Stellgröße Basisüberanpressungskupplungskapazitäten (T (DCT) / Üb,kom, T (DCT) / Üb,geh) zur Überanpressungssteuerung für die kommende und/oder gehende Kupplung in Abhängigkeit des doppelkupplungsgetriebespezifischen Überanpressungsfaktors (k (DCT) / Üb,scale) oder des doppelkupplungsgetriebespezifischen Überanpressungsoffsetwertes (k (DCT) / Üb,offset) . Die zu übertragenden Basisüberanpressungskupplungsmomente ergeben sich aus den wirkrichtungsbewerteten Basisüberanpressungskupplungskapazitäten und werden über die Basiskupplungsmomente hinaus durch die kommende, lastannehmende Kupplung sowie die gehende, lastabgebende Kupplung übertragen.
Dies erfolgt anhand des doppelkupplungsgetriebespezifischen Überanpressungsfaktors relativ zum Nominalmoment, und damit strategisch zum Schnittmoment, oder anhand des doppelkupplungsgetriebespezifischen Überanpressungsoffsetwertes absolut. Dabei wird zu Beginn eines Schaltvorgangs die gezielt aufgebaute vorhandene Überanpressung der gehenden Kupplung abgebaut und zum Ende des Schaltvorgangs eine benötigte Überanpressung der kommenden Kupplung gezielt aufgebaut. Dieser Vorgang kann je nach Basisschaltung parallel zur Lastübernahme erfolgen, um Schaltzeit zu sparen. Das soll sicherstellen, dass die gehende Kupplung geschlossen bleibt und kontrolliert geöffnet werden kann.
Im weiteren Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Berechnen von wenigstens einer automatgetriebespezifischen Stellquantität in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße und/oder des wenigstens einen Transformationsfaktors und/oder des wenigstens einen Transformationsäquivalents und/oder der wenigstens einen doppelkupplungsgetriebespezifischen Stellquantität. Vorzugsweise erfolgt das Berechnen der automatgetriebespezifischen Stellquantitäten bzw. Stellgrößen in Abhängigkeit mehrerer Istgrößen und mehrerer Transformationsfaktoren und mehrerer Transformationsäquivalente und mehrerer doppelkupplungsgetriebespezifischer Stellquantitäten. Dies ermöglicht ein wesentlich genaueres Berechnen der automatgetriebespezifischen Stellquantitäten unter der aufgabengemäßen Erzielung eines glatten, also abtriebsneutralen Abtriebsmomentes während eines Lastschaltvorgangs.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Berechnen der automatgetriebespezifischen Stellquantitäten ein Berechnen von Lastschaltkupplungskapazitäten (T (AT) / cap,kom, T (AT) / cap,geh) in Abhängigkeit der Basiskupplungskapazitäten (T (DCT) / cap,kom, T (DCT) / cap,geh) und der Wirkfaktoren (b^(i,j)) umfassen. Die von einer Basisschaltung gestellten Basiskupplungskapazitäten der kommenden und gehenden Kupplung werden mit den Wirkfaktoren auf die physikalische Automatgetriebe-Ebene zurücktransformiert. Der Vektor der Wirkfaktoren (b^(i,j)) weist nur für die jeweils eine kommende und gehende Kupplung eine Komponente ungleich null auf. Gäbe es im Automatgetriebe bei einem Gangwechsel genau eine kommende und eine gehende Kupplung, ließen sich die Wirkfaktoren alternativ (b (i,j) / kom, b (i,j) / geh) jeweils als skalare Größen ausdrücken. Die Lastschaltkupplungskapazitäten bilden den Teil der zu stellenden Kupplungskapazitäten, der für die reine Lastübernahme während des Gangwechselvorgangs auf AT-Ebene zuständig bzw. notwendig ist.
Weiterhin kann in einigen Ausführungen das Berechnen der automatgetriebespezifischen Stellquantitäten ein Berechnen eines Eingriffsmomentes (ΔT_in) der Antriebseinheit und/oder wenigstens eines Eingriffsmomentes (ΔT_cl) der wenigstens einen kommenden und/oder der wenigstens einen gehenden und/oder der keinen oder wenigstens einen bleibenden Kupplung in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) und des relativen Antriebsgradienten (Δω ._in) zur Drehzahlüberführung umfassen. Der Vorgang der Drehzahlüberführung ist im Grundsatz bekannt. Es werden positive und negative Eingriffsmomente von der Antriebseinheit ausgegeben, um je nach Schaltungstyp, beispielsweise Zug-Hochschaltung oder Schub-Hochschaltung, ein möglichst konstantes Abtriebsdrehmoment zu erhalten. Je nach Betriebs- bzw. Arbeitspunkt der Antriebseinheit kann es vorkommen, dass die Antriebseinheit allein nicht genug Potential hat, ein positives Eingriffsmoment (Antriebsleistung nicht ausreichend verfügbar) oder negatives Eingriffsmoment (Schleppleistung ausgeschöpft) in ausreichender Höhe bereitzustellen. In diesen Fällen können durch die kommenden oder die gehenden oder, falls bei der vorliegenden Gangwechselpaarung vorhanden, die bleibenden Kupplungen Eingriffsmomente übertragen werden, die das Abtriebsmoment möglichst konstant bzw. den Abtriebsgradienten möglichst glatt halten. In einigen Fällen kann es ausreichen, alleinige Kupplungseingriffe durchzuführen, also ohne Eingriffsmomente der Antriebseinheit auszugeben bzw. anzusteuern, um während der Drehzahlüberführung das Abtriebsmoment konstant zu halten. Eingriffsmomente der Kupplungen sind wie Vorsteuermomente über die Wirkrichtung in Stellkapazitäten umrechenbar.
In einigen Ausführungsformen kann weiterhin das Berechnen der automatgetriebespezifischen Stellquantitäten ein Berechnen wenigstens eines Kompensationsmomentes (ΔT_cl,komp) der wenigstens einen kommenden und/oder der wenigstens einen gehenden und/oder der keinen oder wenigstens einen offenen Kupplung und/oder wenigstens einer weiteren Antriebseinheit in Abhängigkeit des Eingriffsmomentes der Antriebseinheit (ΔT_in) und/oder des wenigstens einen Eingriffsmomentes (ΔT_cl) der wenigstens einen kommenden und/oder der wenigstens einen gehenden und/oder der keinen oder wenigstens einen geschlossenen Kupplung und/oder des Abtriebsgradienten (ω ._out) und/oder der Koeffizienten (a) (i,j) / out, a (i,j) / in) und/oder des gangwechselpaarungsabhängigen Abtriebsmassenträgheitsmomentes (J (i,j) / out) umfassen. Bei Eingriffen der Antriebseinheit ergeben sich Störfaktoren im Sinne von Störmomenten, die aufgrund der Kopplung zwischen Antrieb und Abtrieb über einen geschlossen bleibenden Leistungspfad des Automatgetriebes auf den Abtrieb durchschlagen und als nicht abtriebsneutral spürbar sind. Der Vorgang der abtriebsneutralen Lastschaltung wird Kompensation genannt, weil störende Momente, hervorgerufen durch Kopplungen der Antriebs- und Abtriebsseite des Automatgetriebes kompensiert, also ausgeglichen werden. Diese störenden Momente können direkt oder indirekt gemessen werden, was allerdings sehr aufwändig ist und auch eine Ausregelung der Störmomente sehr aufwändig und ressourcenintensiv macht. Einfacher ist die Überwachung von Drehzahlschwankungen am Abtrieb bzw. von Abweichungen des Abtriebsgradienten. Jedoch kann nur mithilfe einer möglichst exakten Vorsteuerung eine befriedigende Regelungsgüte in entsprechend kurzer Zeit erreicht werden. Daher werden die Kompensationsmomente der betroffenen Kupplungen möglichst genau bestimmt und in die Vorsteuerung, also die Anweisung der Kupplungskapazitäten einbezogen. Der Abtriebsgradient soll dabei, genauso wie bei Doppelkupplungsgetrieben, von der Drehzahlüberführung am Antrieb unbeeinträchtigt bleiben, was durch entsprechende Kompensationsmomente der Kupplungen im Automatgetriebe gewährleistet werden kann. Kompensationseingriffe können sowohl während der Phase der Drehzahlüberführung als auch während der Phase der Lastübernahme erfolgen. Findet ein Eingriff der Antriebseinheit durch Aufbringen eines Eingriffsmomentes statt, vorzugsweise während der Drehzahlüberführungsphase, so wird ein Teil dieses Eingriffsmomentes über den geschlossenen Leistungspfad an den Abtrieb weitergeleitet. Dieser Teil des Eingriffsmomentes soll kompensiert werden. Im Falle eines relativ negativen Eingriffsmomentes, beispielsweise bei Hochschaltungen, kann die Kompensation durch eine erhöhte Kupplungskapazität einer geeigneten Kupplung erfolgen, um beispielsweise einen Drehmomenteinbruch am Abtrieb zu vermeiden. Geeignet ist eine Kupplung, die noch über genug positive oder negative Drehmomentübertragungskapazität verfügt. Bestimmt werden geeignete Kupplungen über getriebetopologieabhängige, also von den spezifischen Getriebekoeffizienten abhängige Störterme in den Bewegungsgleichungen. Eine besonders geeignete Kupplung ist eine offene Kupplung. Alternativ oder zusätzlich zur Kompensation mittels der wenigstens einen offen bleibenden Kupplung erfolgt die Kompensation dadurch, dass während des Schaltvorgangs, vorzugsweise während der Phase der Drehzahlüberführung, ein Eingriffsmoment wenigstens einer weiteren Antriebseinheit auf einen aktiven, also einen kommenden oder gehenden oder geschlossen bleibenden oder auf einen nicht aktiven, also einen offen bleibenden Leistungspfad (auch Leistungszweig genannt), aufgebracht wird. Die weitere Antriebseinheit ist dabei vorzugsweise ein im Getriebe integrierter Elektromotor, beispielsweise aus Hybridgetrieben bekannt, der jedes Störmoment wirkrichtungsabhängig bis zu seiner maximalen Drehmomentkapazität durch Beschleunigen oder Abbremsen von Getriebeelementen des jeweiligen Leistungspfades kompensieren kann. Vorteilhafterweise ist eine derartige Kompensation besonders einfach und genau durchführbar, ist allerdings nur anwendbar, wenn wenigstens eine weitere Antriebseinheit im oder am Getriebe verbaut ist und mittels welcher ein direkter Eingriff in einen Leistungspfad bzw. eine Gangstufe möglich ist. Üblicherweise ersetzt die weitere Antriebseinheit, vorzugsweise eine E-Maschine, dabei eine sonst vorhandene Kupplung und kann dadurch konstruktionsbedingt nur auf eine begrenzte Zahl an Leistungspfaden ein Eingriffsmoment aufbringen. Im Gegenzug ist es aber möglich, ein bidirektionales Eingriffsmoment an die möglichen Leistungspfade abzugeben, wodurch ein weiterer Freiheitsgrad für einen Eingriff gewonnen wird. Prinzipiell unterliegt die Bestimmung des Eingriffsmomentes aber den gleichen Bedingungen wie die Bestimmung des Eingriffsmomentes der offenen Kupplungen und kann durch die Steuerung der weiteren Antriebseinheit in an sich bekannter Weise umgesetzt werden. Werden Eingriffsmomente sowohl von offenen Kupplungen als auch von wenigstens einer weiteren Antriebseinheit aufgebracht, kann einerseits besonders vorteilhaft ein weiter Bereich von Betriebszuständen abgedeckt werden und andererseits eine Kompensation mit minimalen Eingriffen für den jeweiligen Betriebspunkt erfolgen. Darüber hinaus können auch während der Lastübernahme abtriebskopplungsbedingte Störmomente auftreten. Dabei wirken sich Drehmomentschwankungen am Abtrieb, hervorgerufen durch die gangwechselbedingten Drehmomentübersetzungsänderungen, auf die wenigstens eine Antriebseinheit aus. Diese während der Lastübernahme auftretenden abtriebskopplungsbedingten Störmomente können ebenfalls durch Kompensationsmomente der wenigstens einen kommenden und/oder der wenigstens einen gehenden und/oder der keinen oder wenigstens einen offenen Kupplung und/oder der wenigstens einen weiteren Antriebseinheit, vorzugsweise durch Kompensationsmomente der wenigstens einen kommenden und/oder gehenden Kupplung kompensiert werden. Das notwendige Kompensationsmoment wird in Abhängigkeit des Abtriebsgradienten (ω ._out) und der Koeffizienten (a^(i,j)), vorzugsweise der Kopplungskoeffizienten (a) (i,j) / out, a (i,j) / in) , und des gangwechselpaarungsabhängigen Abtriebsmassenträgheitsmomentes (J (i,j) / out) ermittelt.
Das Berechnen der automatgetriebespezifischen Stellquantitäten kann in einigen Ausführungsformen das Berechnen von Überanpressungskupplungskapazitäten (T_Üb,blb) der keinen oder wenigstens einen geschlossen bleibenden Kupplung in Abhängigkeit der Schnittmomente (T_cut,blb) für die m geschlossen bleibenden Kupplungen und der globalen Skalierungsfaktoren oder kupplungsindividuellen Skalierungsfaktoren und/oder der globalen Offsetwerte oder kupplungsindividuellen Offsetwerte der n Kupplungen umfassen.
Das Berechnen der automatgetriebespezifischen Stellquantitäten kann weiterhin in einigen Ausführungsformen das Berechnen von Überanpressungskupplungskapazitäten (T (AT) / Üb,kom, T (AT) / Üb,geh) der wenigstens einen kommenden und der wenigstens einen gehenden Kupplung in Abhängigkeit der Basisüberanpressungskupplungskapazitäten (T (DCT) / Üb,kom, T (DCT) / Üb,geh) und der Wirkfaktoren (b^(i,j)) beinhalten.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Berechnen der automatgetriebespezifischen Stellquantitäten das Berechnen der zu stellenden Kupplungskapazitäten (T_cap) der n Kupplungen in Abhängigkeit der Lastschaltkupplungskapazitäten (T (AT) / cap,kom, T (AT) / cap,geh) und/oder der Überanpressungskupplungskapazitäten (T (AT) / Üb,kom, T (AT) / Üb,geh) für die wenigstens eine kommende und die wenigstens eine gehende Kupplung und/oder der Überanpressungskupplungskapazitäten (T_Üb,blb) der keinen oder wenigstens einen geschlossen bleibenden Kupplung und/oder der Schnittmomente (T_cut,blb) der m geschlossen bleibenden Kupplungen und/oder des Eingriffsmoments der Antriebseinheit (ΔT_in) und/oder des Eingriffsmoments (ΔT_cl) der wenigstens einen kommenden und/oder der wenigstens einen gehenden und/oder der wenigstens einen offenen Kupplung und/oder des wenigstens einen Kompensationsmomentes (ΔT_cl,komp) der wenigstens einen kommenden und/oder der wenigstens einen gehenden und/oder der wenigstens einen offenen Kupplung. Vorzugsweise werden die tatsächlich zu stellenden Kupplungskapazitäten in Abhängigkeit möglichst vieler, besonders bevorzugt in Abhängigkeit aller genannten Alternativen bestimmt, wodurch ein besonders glatter Last- und Drehzahlübergang erreicht wird, weil die Vorsteuerung der Kupplungskapazitäten möglichst exakt erfolgt, wodurch keine nachträgliche Regelung erforderlich oder im Aufwand minimiert ist und dabei die Regelgüte maximiert werden kann.
Schließlich erfolgt im letzten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens das Umsetzen der wenigstens einen automatgetriebespezifischen Stellquantität durch wenigstens einen Aktuator. Dazu werden die Stellquantitäten bzw. Stellgrößen mittels geeigneter Mittel, z. B. über einen CAN-Bus, an die Aktoren, z. B. hydraulische Kupplungsstellzylinder, übertragen und durch diese umgesetzt. Eine derartige Umsetzung ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Berechnen der Transformationsäquivalente alternativ oder zusätzlich das Berechnen von doppelkupplungsgetriebespezifisch maximal stellbaren Kupplungskapazitäten (T (DCT) / cap,geh,max, T (DCT) / cap,kom,max) in Abhängigkeit der maximal übertragbaren Kupplungskapazitäten (T_cap,max) der n Kupplungen und/oder des minimal und/oder maximal verfügbaren Antriebsmomentes (T_in,min, T_in,max), wobei die Basiskupplungskapazitäten (T (DCT) / cap,kom, T (DCT) / cap,geh) zur Lastübernahme während des Schaltvorgangs für die kommende und die gehende Kupplung zusätzlich in Abhängigkeit der doppelkupplungsgetriebespezifisch maximal stellbaren Kupplungskapazitäten (T (DCT) / cap,geh,max, T (DCT) / cap,kom,max) bestimmt werden. Die maximal übertragbare Kupplungskapazität ist durch die Eigenschaften der Kupplung gegeben. Die doppelkupplungsgetriebespezifisch maximal stellbaren Kupplungskapazitäten werden vorteilhafterweise sowohl in Abhängigkeit der Eigenschaften der Kupplung (maximal übertragbare Kupplungskapazität) als auch der aktuellen Parameter der Antriebseinheit (minimal/maximal verfügbares Antriebsmoment) ermittelt. Die Ermittlung der Basiskupplungskapazitäten in Abhängigkeit der doppelkupplungsgetriebespezifisch maximal stellbaren Kupplungskapazitäten erhöht die Genauigkeit der Vorsteuerung wesentlich und ermöglicht die Berücksichtigung sämtlicher Betriebsbereiche bei der Lastschaltung von Automatikgetrieben. Weiterhin können die doppelkupplungsgetriebespezifisch maximal stellbaren Kupplungskapazitäten als Randbedingung rechnerisch mögliche aber praktisch nicht umsetzbare Sollwerte für zu stellende Kupplungskapazitäten verhindern.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Auswählen der Transformationsfaktoren alternativ oder zusätzlich das Auswählen eines doppelkupplungsgetriebespezifisch minimal und/oder maximal realisierbaren Antriebsgradienten (ω ._in,min, ω ._in,max) oder einer doppelkupplungsgetriebespezifisch minimal und/oder maximal realisierbaren Antriebsgradientenänderung (Δω ._in,min, Δω ._in,max) in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße und/oder der maximal übertragbaren Kupplungskapazitäten (T_cap,max) der n Kupplungen und/oder des minimal und/oder maximal verfügbaren Antriebsmomentes (T_in,min, T_in,max).
Dies hat wiederum den Vorteil, Reserven für zusätzliche Eingriffe, z. B. Kompensationseingriffe, vorzuhalten. Dabei kann anstelle der minimalen/maximalen Antriebsgradienten auch die minimale und/oder maximale Antriebsgradientenänderung verwendet werden.
Ausführungsbeispiel
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die schematisch in den Figuren dargestellt sind.
Hierbei zeigen:
1a–c das Schema eines Automatgetriebes (AT) anhand einer Getriebetopologie, einer Kupplungszustandstabelle sowie einer Übersicht aller möglichen Direktschaltungen,
2a–b eine schematische Übersicht einer Eingangsgrößentransformation und einer Stellgrößenrücktransformation,
3a–c eine schematische Gegenüberstellung von Kupplungskapazitäten eines Doppelkupplungs- und eines Automatgetriebes sowie eine vereinfacht dargestellte Drehzahlüberführung,
4a–c Schnittmomente, zu stellende Kupplungskapazitäten und Antriebsmomente bei Doppelkupplungs- und Automatgetrieben sowie das unkompensierte Abtriebsdrehmoment bei den Gangwechselpaarungen (3, 4) und (4, 5),
5a–c eine Gegenüberstellung eines unkompensierten und kompensierten Gangwechsels vom 2. in den 3. Gang mit Kompensation auf der kommenden Kupplung sowie dem sich ergebenden Abtriebsgradienten und
6a–c eine Gegenüberstellung eines unkompensierten und kompensierten Gangwechsels vom 2. in den 3. Gang mit Kompensation auf einer offenen Kupplung sowie dem sich ergebenden Abtriebsgradienten.
Das Verfahren zur Lastschaltung von Automatgetrieben durch eine Doppelkupplungsstrategie (DCT-Schaltstrategie, DCT-Lastschaltkern) mit Transformationen ist im Folgenden beispielhaft für die Ausführung eines 6-Gang-Automatgetriebes nach Lepelletier dargestellt. 1a zeigt das Schema der Getriebetopologie mit einem einfachen Planetenradsatz, einem Ravigneaux-Radsatz, drei Kupplungen C1, C2, C3 und zwei Bremsen C4, C5, welche im Folgenden ebenfalls als Kupplungen beschrieben und bezeichnet werden.
1b zeigt eine Kupplungszustandstabelle, die für jeden festen Gang bestimmt, ob der Status der jeweiligen Kupplung offen oder geschlossen sein soll. Die schraffierten Flächen markieren den geschlossenen Zustand. Für Gang 1 sind somit die Kupplungen C1 und C5 zu schließen. 1c zeigt eine Übersicht aller möglichen (i, j)-Direktschaltungen, die auf das System einer kommenden und einer gehenden Kupplung transformierbar sind, d. h. eine Kupplung wird geöffnet und eine andere Kupplung wird geschlossen. Die Darstellung zeigt nur (i, j)-Hochschaltungen. Dazugehörige Rückschaltungen ergeben sich aus entsprechender Transposition. Außerdem werden Schaltungstypen mit mehr als einer öffnenden und schließenden Kupplung (Multi clutch) dargestellt, deren Schaltablauf im DCT-Schaltkern bzw. einer Basisschaltung ebenfalls angewiesen werden kann. Schaltungstypen mit mehr als einer öffnenden und schließenden Kupplung können alternativ auch mittels einer Schaltablaufsteuerung über einen Zwischengang als Ziel realisiert werden. Die bevorzugte Schaltablaufsteuerung einer Schaltung, bei der mehr als eine kommende und eine gehende Kupplung beteiligt sind, erfordert einen zusätzlichen Schritt der Aufteilung der Stellgrößen, welche durch das erfindungsgemäße Verfahren abgedeckt ist.
In den 1a und 1b ist zu erkennen, dass ein Schaltvorgang vom ersten in den zweiten Gang eine geschlossen bleibende Kupplung (C1), eine kommende Kupplung (C4), eine gehende Kupplung (C5) und zwei offene Kupplungen (C3, C2) aufweist. Dies entspricht einem Single-Clutch-Schaltungstyp, da, wie bei einem Doppelkupplungsgetriebe (DCT), eine Kupplung kommt und eine Kupplung geht. Bei einem Schaltvorgang vom ersten in den fünften Gang handelt es sich um einen Multi-Clutch-Schaltungstyp, weil es zwei gehende Kupplungen (C1, C5), zwei kommende Kupplungen (C3, C2) und eine offene Kupplung (C4) gibt. Dieser Schaltvorgang lässt nicht ohne weiteres eine Analogie zu einem Schaltvorgang eines Doppelkupplungsgetriebes zu. Auch wenn eine Direktschaltung vom 1. in den 5. Gang eher selten vorkommen wird, haben Multi-Clutch-Schaltungstypen eine praktische Relevanz, da je nach AT-Topologie auch häufig vorkommende Gangwechselpaarungen durch mehr als eine kommende bzw. gehende Kupplung realisiert sein können.
Beim Schaltvorgang eines Automatgetriebes sind die relevanten Kupplungen im offenen Zustand, weshalb sich die Bewegungsgleichung strukturell anders darstellt als bei geschlossenen Kupplungen, d. h. anstatt von einem Bewegungsfreiheitsgrad im Festgang, liegen beim Gangwechsel zwei Bewegungsfreiheitsgrade vor. Im Folgenden werden Schaltvorgänge von einem Gang i zu einem Gang j diskutiert. Ausdrücklich sei erwähnt, dass das nachstehend vorgestellte Verfahren für dynamische Lastschaltvorgänge, d. h. für beschleunigte Getriebewellen, besonders vorteilhaft ist. Der generelle Aufbau eines Doppelkupplungsgetriebes mit zwei Teilgetrieben ist bekannt und soll an dieser Stelle nicht vertieft werden.
Entsprechend der Aufgabe der Erfindung wird nun ein Schaltvorgang eines Automatgetriebes (AT) mit einem Schaltprogramm (Basisschaltung) eines Doppelkupplungsgetriebes (DCT) realisiert. Dazu müssen die vorliegenden Fahrzeug-, Fahrerwunsch- und Automatgetriebeparameter, alle bezeichnet als Istgrößen, so transformiert werden, dass die Basisschaltung des Doppelkupplungsgetriebes, repräsentiert durch Bewegungsgleichungen, Stellgrößen für den Gangwechsel unter der Maßgabe eines möglichst glatten Abtriebsmomentes ermitteln kann. Dieser als (Vorwärts-)Transformation bzw. Eingangsgrößentransformation bezeichnete Vorgang ist in 2a schematisch dargestellt.
Die Ermittlung der Stellgrößen für einen glatten Schaltvorgang eines Doppelkupplungsgetriebes erfolgt entweder rechnerisch mittels hinterlegter Bewegungsgleichungen oder anhand applizierter Kennfelder oder mittels einer Kombination aus beiden. Für beide Methoden müssen die Istgrößen bekannt und auf die DCT-Ebene (Basisschaltung Doppelkupplungsgetriebe, DCT-Lastschaltkern) transformiert sein. Als solche erfasste Istgrößen sind eine Antriebswellendrehzahl ω_in und eine Abtriebswellendrehzahl ω_out des Automatgetriebes, aktuell gestellte Kapazitäten T_cap der n vorhandenen Kupplungen und eventuell ein anliegendes Antriebsmoments T_in und eventuell ein gemessenes Abtriebsdrehmoment T_out. Die letzteren können auch aus anderen Istgrößen berechnet oder wiederum aus Kennfeldern ausgelesen werden. Eine weitere Vielzahl an Istgrößen wird aus anderen (Ist-)Größen abgeleitet. Dazu zählen die Gangwechselpaarung (i, j), abgeleitet aus dem Fahrerwunsch (z. B. Gaspedalstellung) und dem aktuellen Festgang, der gewünschte Abtriebsgradient (Drehzahländerung über die Zeit ω ._out), abgeleitet aus dem Fahrerwunsch und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit (z. B. Gaspedalstellung, Fahr-Programm-Vorwahl), das gangwechselpaarungsabhängige Antriebsmassenträgheitsmoment J (i,j) / in, abgeleitet aus der Gangwechselpaarung und den physikalischen und konstruktiven Getriebeeigenschaften, sowie weitere durch die Getriebekonstruktion vorgegebene Größen, wie die Übersetzungsverhältnisse repräsentierende Koeffizienten a^(i,j) (z. B. a (i,j) / out, a (i,j) / in, a (i,j) / geh, a (i,j) / kom, etc.) oder den Kraft- bzw. Leistungsfluss repräsentierende Koeffizienten c^(i,j). Schließlich werden selbstverständlich auch grundsätzliche Eigenschaften der beteiligten Kupplungen, wie die maximal mögliche Übertragungskapazität, sowie der beteiligten Antriebseinheit(en), wie das betriebspunktabhängig zur Verfügung stehende maximale Antriebs- oder Schleppmoment, erfasst bzw. den zu transformierenden Istgrößen zugeordnet.
Zum Transformieren der AT-spezifischen Istgrößen in DCT-spezifische Eingangsgrößen zur Ermittlung der Schaltstrategie bzw. der Stellgrößen müssen funktions- und konstruktionsbedingte Unterschiede zwischen AT und DCT überwunden werden. Dazu zählen einerseits die variierende Anzahl n der Kupplungen bzw. Bremsen je nach zugrunde liegender Topologie sowie die Wirkfaktoren, mit denen die Kupplungsmomente T_cl eingehen. In Doppelkupplungsgetrieben überträgt im Festgang, also außerhalb von Gangwechseln, die genau eine geschlossene Kupplung das gesamte Antriebsmoment, wobei die kommende und gehende Kupplung direkt auf der Kurbelwelle vor der Übersetzung zum Abtrieb angeordnet sind. Der Wirkfaktor ist demnach genau eins. Bei Automatgetrieben können die Kupplungen im Getriebe innerhalb der leistungsverzweigten Pfade beliebig angeordnet sein, wobei sich das Antriebsmoment auf mehrere Leistungspfade aufteilt. Der Wirkfaktor jeder einzelnen Kupplung ist üblicherweise ungleich eins (kann auch gleich eins und sogar negativ sein) und noch dazu gangabhängig variabel, also in jedem Gang unterschiedlich. Die Hochstellung (i, j) in den Formelzeichen zeigt die Gangabhängigkeit an. Die Wirkfaktoren b^(i,j) werden aus den getriebetopologiespezifischen Koeffizienten, also den die Übersetzungsverhältnisse repräsentierenden Koeffizienten a^(i,j), ermittelt.
Andererseits unterscheiden sich die Massenträgheitsmomente des AT-Getriebeein-J (i,j) / in und -ausgangs J (i,j) / out, die je nach Gangwechselpaarung (i, j) unterschiedlich sind, prinzipiell von den Massenträgheitsmomenten des DCT J (DCT) / in/out. Beim DCT, das aus zwei parallelen Teilgetrieben besteht, ist das Massenträgheitsmoment des Getriebeeingangs J (DCT) / in und des jeweiligen kommenden und gehenden Teilgetriebes prinzipiell gangwechselpaarungsunabhängig konstant. Da beim AT jeder Gang durch unterschiedliche Leistungsflüsse realisiert wird und damit unterschiedliche Getriebeelemente in Eingriff sind, verändern sich die Massenträgheitsmomente im AT je nach Gangwechselpaarung. Da der DCT-Lastschaltkern eigentlich ein konstantes Trägheitsmoment erwartet, müssen die AT-Trägheitsmomente in DCT-Trägheitsmomente transformiert werden, die zwar auch im Verlauf des Schaltvorgangs aufgrund von variablen Einflüssen der Kopplung zwischen Antrieb und Abtrieb (abtriebskopplungsbedingtes Störmoment) veränderlich sind, aber durch die Transformation für den Lastschaltkern verarbeitbar werden. Die Transformation erfolgt ebenfalls unter Nutzung der die Übersetzungsverhältnisse repräsentierenden Koeffizienten a^(i,j).
Der DCT-Lastschaltkern ermittelt nun anhand der Eingangs- bzw. der Istgrößen die erforderlichen Stellgrößen bzw. Stellquantitäten für den Gangwechsel in einem Doppelkupplungsgetriebe in an sich bekannter Art und Weise anhand von Bewegungs- bzw. Vorsteuergleichungen und/oder kennfeldbasiert, wobei ein nachgelagerter Regelkreis Störgrößen ausregeln und die Stellquantitäten entsprechend korrigieren kann. Die wichtigsten Stellgrößen sind die zu stellenden Kupplungskapazitäten der kommenden T (DCT) / cap,kom und gehenden T (DCT) / cap,geh Kupplung. Diese werden basierend auf dem gewünschten Antriebsmoment T_in ermittelt, das nicht transformiert, sondern während der gesamten Schaltablaufsteuerung beibehalten wird. Neben dem gewünschten Antriebsgradienten ω ._in, der die gewünschte Drehzahländerung der Antriebswelle über der Zeit wiedergibt, und dem relativen Antriebsgradienten Δω ._in, der für Eingriffe an der Antriebseinheit und/oder der Kupplungen zwecks glattem Verlauf des Abtriebsgradienten vom Lastschaltkern angewiesen wird, ist als weitere Stellgröße bzw. als eine eine weitere Stellgröße, z. B. die zu stellenden Kupplungskapazitäten, beeinflussende Größe ein Überanpressungsfaktor k_Üb,scale oder ein Überanpressungswert k_Üb,offset zu nennen. Beide können global für alle oder kupplungsindividuell vorgegeben werden. Die Letzteren sorgen im Festgang dafür, dass die Kupplung nicht schlupft und vor einem Schaltvorgang für definierte Bedingungen zum gezielten Finden und Einstellen des Kupplungseingriffspunktes und nach einem Schaltvorgang zum sicheren Beenden der Drehzahlüberführung bzw. sicheren Verhindern von Schlupf.
Die derart bestimmten doppelkupplungsgetriebespezifischen Stellquantitäten müssen nun in automatgetriebespezifische Stellquantitäten transformiert werden. Dieser als Rückwärtstransformation bzw. Stellgrößenrücktransformation bezeichnete Vorgang ist in 2b schematisch dargestellt. Dies geschieht zunächst über die Wirkfaktoren b^(i,j), die die DCT-spezifischen Stellgrößen auf AT-spezifische Stellgrößen skalieren. Dabei werden die zu stellenden Kupplungskapazitäten bzw. Kupplungsmomente der kommenden und gehenden DCT-Kupplungen auf die physikalische Ebene der AT-Kupplungen rücktransformiert. Daraufhin werden die rücktransformierten Kupplungskapazitäten T_cap basierend auf dem vom Lastschaltkern angewiesenen relativen Antriebsgradienten Δω ._in zur glatten Drehzahlüberführung mittels relativer Eingriffe ΔT_cap an einzelnen geeigneten Kupplungen angepasst und/oder ein relativer Eingriff ΔT_in der Antriebseinheit zur glatten Drehzahlüberführung ermittelt. Weiterhin werden Überanpressungskapazitäten auf Basis des Überanpressungsfaktors k_Üb,scale oder des Überanpressungswertes k_Üb,offset und der rücktransformierten Kupplungskapazitäten T_cap und dem Gesamtantriebsmoment (Antriebsmoment T_in + relatives Antriebsmoment ΔT_in) bestimmt. Dabei kann die Ermittlung der Überanpressungskapazitäten über einen Zwischenschritt, bei dem die Schnittmomente an den Kupplungen über das Momentengleichgewicht bzw. die Momentenbilanz ermittelt werden, erfolgen.
Die AT-spezifischen Stellquantitäten bestehen somit aus den anzuweisenden Kapazitäten jeder einzelnen Kupplung sowie aus einer Vorgabe des Antriebsmomentes. Üblicherweise wird die Vorgabe von der Getriebesteuerung an eine Antriebseinheitensteuerung (Motorsteuerung) übermittelt, die diese umsetzt. Die Kupplungskapazitäten werden beispielsweise durch einzustellende Hydraulikdrücke an hydraulischen Kupplungsstelleinheiten umgesetzt.
Anhand der 3a und 3c wird eine sequentielle Zug-Hochschaltung eines DCT der sequentiellen Zug-Hochschaltung eines AT (3b) gegenübergestellt. 3a zeigt die vom DCT-Lastschaltkern angewiesenen Kupplungskapazitäten, wie sie in Abhängigkeit der gegebenen Istgrößen ermittelt werden. Zum Zeitpunkt T2 startet der Gangwechsel vom 1. Gang in den 2. Gang. Dieser beginnt mit der Phase der Lastübernahme. Dabei wird die Last T (DCT) / cap,2 von der zweiten Kupplung (gehende Kupplung) auf die erste Kupplung T (DCT) / cap,1 (kommende Kupplung) übertragen. Das Eingangsdrehmoment T_in, abgegeben von der Antriebseinheit, bleibt konstant. Zum Zeitpunkt TE ist die Lastübernahme abgeschlossen. Das Antriebsmoment T_in wird vollständig von der ersten Kupplung übertragen. Wie in 3c zu erkennen, liegt die Antriebswellendrehzahl ω_in immer noch auf dem Niveau des 1. Gangs. Außerdem weisen die Kupplungsdrehzahlen der beiden Kupplungen (Eingangsseite) eine Differenz auf, die abgebaut werden muss. Um nun die Antriebswellendrehzahl vom Niveau des alten, kleineren 1. Gangs auf das Niveau des neuen größeren 2. Gangs zu bringen, wird das am Getriebeeingang anliegende Antriebsmoment T_in für die Dauer der Drehzahlüberführungsphase, hier stark vereinfacht dargestellt bis TD, herabgesetzt um einen Betrag ΔT_in ≈ 75 Nm. In dieser Phase erfolgt eine Überführung der Drehzahl der Antriebswelle auf das Niveau des neuen, 2. Gangs. Dieser Vorgang ist an sich bekannt. Wird nun demgegenüber der Schaltvorgang eines Automatgetriebes, dargestellt in 3b, betrachtet, so ist dieser charakterisiert durch die gehende Kupplung (Bremse) C5 (T_cap,5, zur besseren Unterscheidbarkeit im Diagramm mit T (AT) / cap,5 bezeichnet) und die kommende Kupplung (Bremse) C4 (T (AT) / cap,4). Darüber hinaus bleibt die Kupplung C1 (T (AT) / cap,5) in Eingriff, also geschlossen, wobei sich allerdings das über diese übertragene Drehmoment leicht erhöhen kann. Auch beim Automatgetriebe finden bei der Zug-Hochschaltung erst die Lastübernahme (Zeitraum T2 bis TE) und anschließend die Drehzahlüberführung (Zeitraum TE bis TD) statt. Die Kapazitäten der AT-Kupplungen sind vom Betrag verschieden im Vergleich zu den DCT-Kapazitäten, was durch die individuellen Wirkfaktoren jeder AT-Kupplung in jedem Gang begründet ist. Demgegenüber gehen auf DCT-Ebene die Kupplungskapazitäten mit Wirkfaktoren gleich eins ein.
In der Gegenüberstellung entsprechend 3 ist eine weitere Komponente der Kupplungskapazitäten zu erkennen, nämlich die Überanpressung. In 3a ist das Schnittmoment T_cut dargestellt. Das Schnittmoment entspricht dem tatsächlich übertragenen Kupplungsmoment bzw. der wirkrichtungsbewerteten Kupplungskapazität.
Erkennbar ist, dass vor (T (DCT) / cap,2 > T_cut bis Zeitpunkt T2) und nach (T (DCT) / cap,1 > T_cut ab Zeitpunkt TE) der Schaltung bzw. der Lastübernahmephase die lasttragende Kupplung über das Schnittmoment hinaus angepresst wird, um vorzeitiges Öffnen zu verhindern. Es wird also die Kupplung mit einer höheren Kapazität beaufschlagt, als sie tatsächlich übertragen muss. Weil bei einer Kupplungskapazität in Höhe genau des Schnittmoments bereits Mikroschlupf eintreten könnte und die Drehmomentverläufe in der Realität nicht so geradlinig und glatt verlaufen müssen oder beispielsweise durch äußere Einflüsse unvorhersehbaren, kurzfristigen Schwankungen unterliegen können, verhindert die Überanpressung mit einem konstanten Offset-Wert oder einem Faktor in Relation zum Schnittmoment (tatsächlich zu übertragendes Moment) ein Durchrutschen der Kupplung, was als Drehmomenteinbruch am Abtrieb des Getriebes (Antriebsräder) deutlich spürbar wäre. Im 1. Gang und teilweise im 2. Gang liegt das Schnittmoment unter dem Eingangsmoment. Es wird demnach weniger Drehmoment übertragen als zur Verfügung steht. Dies kann z. B. an einem Drehmomentwandler liegen, welcher üblicher Weise einen Wirkungsgrad kleiner als 100% besitzt. Ein weiterer Grund dafür liegt in der relativ größeren Beschleunigung des 1. und 2. Ganges im Vergleich zu den höheren Gängen, was eine ebenfalls höhere Beschleunigung der Eingangswellenmasse erfordert. Das dafür benötigte Antriebsmoment steht am Abtrieb nicht zur Verfügung.
Das Schnittmoment T_cut wird originär im Lastschaltkern des Doppelkupplungsgetriebes in Abhängigkeit des gangwechselunabhängigen Antriebsmassenträgheitsmomentes des Doppelkupplungsgetriebes, des Antriebswellendrehzahlgradienten oder des Abtriebswellendrehzahlgradienten, der Antriebs- und Abtriebswellendrehzahl sowie des Antriebsmoments berechnet, um die Kupplungsvorsteuerung der kommenden und gehenden Kupplungen zu bestimmen. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dem Lastschaltkern auch alternativ ein äuivalentes Schnittmoment T (DCT) / out zugeführt werden, das in Abhängigkeit des äquivalenten Antriebsmassenträgheitsmomentes, des Antriebswellendrehzahlgradienten oder des Abtriebswellendrehzahlgradienten sowie des Antriebsmoments berechnet wird. Dies hat den Vorteil, dass das (äquivalente) Schnittmoment direkt an den Lastschaltkern geliefert werden kann und dieser einerseits das Schnittmoment nicht berechnen muss und andererseits Schnittstellen für die einzeln zugeführten Ist- oder Zwischengrößen eingespart werden können.
In 3b ist die Überanpressung für das Automatgetriebe dargestellt. Diese ist bei der zum Zeitpunkt T6 kommenden Kupplung C2 zu erkennen, ebenso wie bei der zu den Zeitpunkten T8 und T10 jeweils bleibenden Kupplung C2, und äußert sich durch eine kurzzeitige Erhöhung der Kupplungskapazität T (AT) / cap,2 für die Dauer der Drehzahlüberführung.
Schließlich sind in 3 noch relative Eingriffe der Kupplungskapazitäten und Antriebseinheit zu erkennen, die während der Drehzahlüberführung Abtriebsneutralität sicherstellen. Derartige Eingriffe, die bei Doppelkupplungsgetrieben unkritisch und bekannt sind, rufen bei Automatgetrieben Störmomente hervor, die kompensiert werden müssen, um tatsächlich Abtriebsneutralität zu erreichen. Die relativen Eingriffe werden in Verbindung mit Kompensation anhand der 5 und 6 näher beschrieben.
Zunächst werden in den 4a bis 4c nicht kompensierte Schaltvorgänge vom 3. in den 4. Gang sowie vom 4. in den 5. Gang dargestellt. In 4a sind zwischen den Zeitpunkten TE und TD Eingriffe ΔT_in der Antriebseinheit während der Drehzahlüberführung zu erkennen. In 4b ist darüber hinaus im selben Zeitraum ein relativer Eingriff ΔT_cap,1 der bleibenden Kupplung zu erkennen, der in Verbindung mit dem relativen Eingriff der Antriebseinheit für Abtriebsneutralität sorgt. Wie bereits erwähnt, sind diese Eingriffe bei Doppelkupplungsgetrieben bekannt und ohne weiteres umsetzbar. Bei Automatgetrieben rufen diese relativen Eingriffe Störmomente hervor, wie anhand des Drehmomenteinbruchs zwischen den Zeitpunkten TE und TD in 4c zu erkennen ist. Für die Drehzahlüberführung muss das Antriebsmoment verringert werden. Da jedoch der Leistungspfad des Automatgetriebes, der durch Kupplung C1 gebildet wird, geschlossen bleibt, also ein Drehmoment von dem Getriebeeingang (Antriebsseite) zu dem Getriebeausgang (Abtriebsseite) überträgt, und dieses Drehmoment durch einen relativen Eingriff verringert wird, verringert sich entsprechend auch das Ausgangsdrehmoment T_out, wobei der Betrag ΔT_out abhängig von den Wirkfaktoren und der Gangwechselpaarung ist.
In 4b ist weiterhin das Schnittmoment T_cut,1 der AT-Kupplung C1 dargestellt. Dieses entspricht, analog der DCT-Darstellung in 3a, dem tatsächlich zu übertragenden Drehmoment. Die rücktransformierte Kupplungskapazität T_cap,1 ist höher als das Schnittmoment, hier um einen konstanten Offset-Wert, der sich aus dem vom DCT-Lastschaltkern angewiesenen Überanpressungswert k_Üb,offset und den gangwechselpaarungsabhängigen Wirkfaktoren ergibt.
Um nun den durch die Kopplung zwischen An- und Abtrieb während des Schaltvorgangs hervorgerufenen Drehmomenteinbruch ΔT_out zu verringern bzw. komplett zu kompensieren, finden zusätzliche Eingriffe durch weitere Antriebseinheiten und/oder weitere Kupplungen statt. Die 5 und 6 stellen jeweils einen derartigen Kompensationseingriff für die Gangwechselpaarung (2, 3) dar, wobei der Kompensationseingriff in 5 an der kommenden Kupplung C3 und in 6 an der offenen Kupplung C2 stattfindet. In den 5 und 6 stellen die linken Diagramme jeweils die Lastübernahme und Drehzahlüberführung ohne Kompensation und die rechten Diagramme jeweils die Lastübernahme und Drehzahlüberführung mit Kompensation dar. Am Drehzahlverlauf in den 5a und 6a ändert sich nichts. Der gewünschte Gradient ω ._in der Eingangsdrehzahl (Getriebeeingang) kann demnach unbeeinflusst von der Kompensation entsprechend der Schaltstrategie (sportlich, komfortabel etc.) umgesetzt werden.
Die 5c und 6c zeigen die erzielte Wirkung der Kompensation. Während der Lastübernahmephase (bis Zeitpunkt TE) fällt der Gradient ω ._out der Ausgangsdrehzahl (Getriebeausgang) mit vorhersagbarem bzw. gewünschtem Gefälle, um das höhere Beschleunigungsvermögen des niedrigeren 2. Gangs an das geringere Beschleunigungsvermögen des höheren 3. Gangs gleichmäßig anzugleichen. Zu Beginn der Drehzahlüberführung (Zeitpunkt TE) zeigt der Abtriebsgradient ohne Kompensation (5c links, 6c links) einen deutlich spürbaren Einbruch, der durch den relativen Eingriff der Antriebseinheit und der während des Schaltvorgangs vorliegenden Kopplung zwischen An- und Abtrieb hervorgerufen wird. Um diesen Einbruch zu verhindern, erfolgt ein Kompensationseingriff. In 5b ist ein Kompensationseingriff ΔT_cap,3 an der kommenden Kupplung C3 zwischen den Zeitpunkten TE und TD dargestellt. Dieser Eingriff zieht eine erhöhte Drehmomentübertragung über den Leistungspfad von C3 nach sich, wodurch dieser einen Teil des fehlenden Antriebsmomentes ausgleicht, also kompensiert. Der Betrag des Kompensationsmomentes bestimmt sich in Abhängigkeit von den gangwechselpaarungsabhängigen Wirkfaktoren. Im dargestellten Beispiel reicht die Kompensation an der kommenden Kupplung C3 aus, um den Abtriebsgradienten während der Drehzahlüberführung zu glätten, den Drehmomenteinbruch also vollständig zu kompensieren. Der Abtriebsgradient steht dabei in proportionalem Zusammenhang mit dem Abtriebsmoment. Die Höhe bzw. der Betrag der Kompensation wird bevorzugt anhand der Vorsteuergleichungen ermittelt und entsprechend vorgesteuert. Verzögerungsbehaftete und ressourcenintensive Störgrößenregler können von einer wesentlichen Störgröße entlastet werden.
In Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der Antriebseinheit, der Gangwechselpaarung sowie dem Status jeder Kupplung, z. B. hinsichtlich der zusätzlich übertragbaren Kapazitätsreserve, können andere oder weitere Kupplungen zur Kompensation ausgewählt werden, mit oder ohne zusätzliche Kompensationseingriffe weiterer Antriebseinheiten. Wie in 6b (rechts) dargestellt ist, können auch offene, also eigentlich am Schaltablauf unbeteiligte Kupplungen zur Kompensation herangezogen werden. Der Fachmann würde das Einbeziehen einer unbeteiligten Kupplung als unvorteilhaft ansehen, da, falls sie hydraulisch betätigt ist, die Stellelemente erst zu befüllen und mit dem nötigen Druck zu beaufschlagen sind. Unter diesem Gesichtspunkt ist die Kompensation mittels kommender oder gehender Kupplung vorteilhafter, weil diese bereits mit Druck beaufschlagt sind und daher eine schnelle Umsetzung der Kompensationseingriffe realisieren können. Überraschenderweise zeigt die Kompensation mit weiteren (offenen) Kupplungen ebenfalls große Vorteile, denn es wurde nicht berücksichtigt, dass die Kupplungen unterschiedliche Kapazitäten oder unterschiedliche Kapazitätsreserven aufweisen. Diese unterschiedlichen Kapazitäten bzw. Kapazitätsreserven sind wirkrichtungs- und wirkfaktorabhängig (gangabhängig), wobei sich beide Abhängigkeiten beeinflussen können, sowie konstruktionsabhängig vorhanden. Eine Kupplung bzw. der der Kupplung zugeordnete Leistungspfad kann demnach einen so hohen Wirkfaktor aufweisen, dass ein geringes Kompensationsmoment ausreicht. Eine weitere Kupplung kann von ihrer getriebetopologischen Anordnung besonders präzise gesteuert werden. Neben diesen prinzipiellen Möglich- und Notwendigkeiten, andere als die kommenden und gehenden Kupplungen zur Kompensation zu verwenden, können temporäre Gründe, wie Schmutzeffekte an den Reibflächen oder Schleuderöleffekte, sowie verschleißbedingte Gründe die Verwendung einer offenen Kupplung zur Kompensation rechtfertigen, zumal im Rahmen der Kupplungsvorsteuerung das zeitlich vorgezogene Befüllen eines weiteren Stellzylinders einer offenen Kupplung steuerungstechnisch einfach zu realisieren ist und durch den erhöhten Fahrkomfort mehr als gerechtfertigt ist.
Im Folgenden wird ein Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielhaft erläutert, bei dem die Transformation und Rücktransformation aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen wird und hauptsächlich auf die Kompensation des Störmomentes, hervorgerufen durch die Kopplung zwischen Antrieb und Abtrieb während eines Gangwechselvorgangs, eingegangen wird.
Es wird eine Zug-Hochschaltung vom 2. Gang in den 3. Gang erläutert. Grundsätzlich sind dabei die relevanten Istgrößen entweder direkt messtechnisch oder indirekt modelltechnisch zu erfassen. Das Fahrzeug bewegt sich beispielsweise moderat beschleunigt im 2. Gang mit einer Geschwindigkeit v_Fz. von 30 km/h. Das Gaspedal wird vom Fahrer zu ungefähr 30% betätigt. Die Antriebseinheit, bspw. eine herkömmliche Verbrennungskraftmaschine, weist eine Kurbelwellendrehzahl n_Motor von 2700 Umdrehungen pro Minute auf. Anhand dieser Bedingungen wird anhand vorgegebener Gangwahlstrategien, hier z. B. eine ökonomische Strategie, ein Gangwechselvorgang eingeleitet und die Zielgangvorgabe 3. Gang gesetzt. Daraufhin wird der Schaltvorgang vom 2. Gang in den 3. Gang ausgelöst.
Um diesen Schaltvorgang durchzuführen, muss die Getriebesteuerung wissen, welche Kupplungen wie anzusteuern sind. Wie der Kupplungszustandstabelle aus 1b zu entnehmen ist, bleibt bei der Gangwechselpaarung (2, 3) die Kupplung C1 geschlossen, Kupplung C3 kommt, Kupplung C4 geht, die beiden Kupplungen C2 und C5 (vgl. 1a und 1b) bleiben geöffnet. Es handelt sich um einen Single-Clutch-Schaltvorgang, weil genau eine Kupplung kommt und genau eine Kupplung geht (vgl. 1c).
Die Kupplungen werden während des Fahrens im Festgang, also außerhalb eines Gangwechselvorgangs, sowie im Gangwechsel vorgesteuert. In der Festgangphase befinden sich C1 und C4 in der Überanpressung, sodass ein ungewolltes Öffnen der Kupplungen vermieden wird. Der Betrag der Überanpressung kann relativ zum Schnittmoment, das über ein Momentengleichgewicht bzw. eine Momentenbilanz des wirkrichtungsabhängigen (Zug-Schub), tatsächlich vom Getriebe zu übertragenen Drehmomentes ermittelt wird, oder als absoluter Offset-Wert zusätzlich zum Schnittmoment angewiesen bzw. vorgesteuert werden.
Unmittelbar nach Auslösen des Schaltvorgangs erfolgt die Lastübernahmephase, bei der das Antriebsmoment von der gehenden Kupplung C4 auf die kommende Kupplung C3 übernommen wird, nachdem die Überanpressung an der gehenden Kupplung abgebaut wurde.
Im Anschluss an die Lastübernahmephase folgt die Drehzahlüberführungsphase, bei der die Drehzahl der Antriebseinheit auf die Zieldrehzahl entsprechend der Festgangübersetzung des 3. Gangs angeglichen wird. Der Übergang zwischen Lastübernahmephase und Drehzahlüberführungsphase, deren Reihenfolge durch den Schaltungstyp, hier Zug-Hochschaltung, gegeben ist, ist dem Fachmann bekannt. Die Angleichung der Drehzahl der Antriebseinheit kann beispielsweise mit einem reduzierenden Eingriff der Antriebseinheit (relatives Antriebsmoment ΔT_in) erreicht werden. Die Vorsteuerung dieser Kupplungsstellstrategie besteht aus zeitlich angepassten Druckverläufen in den jeweiligen Kupplungsstellzylindern, um die notwendigen Kupplungskapazitäten zu erzeugen und ist an sich bekannt und kann in weitere Phasen des Schaltvorgangs untergliedert sein.
Die Kompensation des antriebskopplungsbedingten Störmomentes findet während der Drehzahlüberführung Anwendung. Im vorliegenden Beispiel bleibt Kupplung C1 während des Gangwechsels geschlossen und stellt somit einen zusätzlichen Leistungspfad zu dem der kommenden und gehenden Kupplung dar. Somit wirken sich Antriebsmomente direkt auf den Abtrieb und umgekehrt aus. Während der Drehzahlüberführung überträgt sich, wie im vorliegenden Beispiel, das relative Antriebsmoment der Antriebseinheit teilweise auf den Abtrieb oder ein Drehmoment von den angetriebenen Rädern auf den Antrieb. Der übertragene Anteil, auch Störmoment bzw. Stördrehmoment genannt, wird bestimmt durch den Wirkfaktor des zusätzlichen Leistungspfades, die Wirkrichtung des teilweise übertragenen Drehmomentes (relatives Antriebsmoment oder Schleppmoment) sowie die Massenträgheitsmomente der Getriebeelemente des zusätzlichen Leistungspfades. Im vorliegenden Beispiel besteht der relative Eingriff der Antriebseinheit in einer Drehmomentreduktion zur Drehzahlüberführung, die sich als störender Drehmomenteinbruch bemerkbar macht, was dem Fahrkomfort abträglich ist.
Damit das relative Antriebsmoment nicht zu einem Störmoment an der Abtriebsseite führt, sondern ein glatter Abtriebsgradient während der Drehzahlüberführung gewährleistet ist, können weitere Leistungspfade im Automatgetriebe zur Kompensation genutzt werden. Dafür stehen beim Gangwechsel (2, 3) die beiden Kupplungen C2 und C5 zur Verfügung, die bei dieser Schaltung keine Aufgabe haben (inaktiv sind) und geöffnet bleiben. Je nach Topologie des Automatgetriebes wird eine von beiden oder beide Kupplungen wenigstens teilweise in Eingriff gebracht, damit das Stördrehmoment von der Antriebsseite kompensiert werden kann. Das Störmoment wird dabei beispielsweise mit Hilfe der Massenträgheitsmomente der zusätzlich durch den wenigstens einen Eingriff der offenen Kupplungen in Eingriff gebrachten Leistungspfad kompensiert. Das Störmoment selbst kann mit Hilfe der Vorsteuergleichungen berechnet oder aus Kennfeldern ausgelesen werden.
Zur abtriebsneutralen Drehzahlüberführung mit zusätzlicher Kompensation ist ein kombinierter Eingriff aus Antriebseinheit und Kupplungen zu bevorzugen. Die erforderlichen relativen Eingriffe der Kupplungen und Antriebseinheit können anhand des gewünschten Verlaufs des Antriebsdrehzahlgradienten und der gangwechselpaarungsabhängigen Wirkzusammenhänge, repräsentiert durch die Wirkfaktoren, zwischen Antriebs- und Abtriebsseite ermittelt werden. Die hierfür erforderlichen Koeffizienten und die daraus abgeleiteten Wirkfaktoren sind durch die Topologie je nach Zahn- bzw. Planetenradsatzparametern bedatet und sind für jede Gangwechselpaarung individuell umzuschalten. Die offenen Kupplungen werden für den Kompensationseingriff gangwechselabhängig bestimmt. Deren Stelleinheiten, vorzugsweise hydraulische Stellelemente, werden entsprechend zeitlich vorgezogen befüllt und mit ausreichend Druck beaufschlagt, um den angewiesenen Eingriff umgehend umzusetzen.
Der Fachmann wird erkennen, dass sich nahezu sämtliche Fahrsituationen (Zug, Schub, Beschleunigung, Abbremsen) in vier Schaltungstypen (Schub-hoch, Schub-herunter, Zug-hoch, Zug-herunter) gruppieren lassen. Demnach wird der Fachmann ebenfalls erkennen, dass durch geeignete Eingriffe offener Kupplungen nahezu jedes Stördrehmoment, also unabhängig von Betrag und Wirkungsrichtung, kompensiert werden kann.
Selbstverständlich sind die genannten Abläufe der Vorsteuerung und Lastübernahme wesentlich komplexer als hier beschrieben. Allerdings kennt der Fachmann diese Abläufe und erhält aus dem Gesagten eine hinreichend detaillierte Anleitung zur Ausführung des Verfahrens. Die Bestimmung der notwendigen Kapazitäten kann über applizierte Kennfelder, über eine Regelstrecke oder anhand eines hinterlegten mathematischen Modells erfolgen.
Neben den geöffneten nicht im Eingriff befindlichen Kupplungen C2 und C5 können auch die an der Lastschaltung beteiligten kommenden und gehenden Kupplungen für die Kompensation von Störmomenten verwendet werden.

Claims

Verfahren zur abtriebsneutralen Lastschaltung von Automatgetrieben mit einer beliebigen Anzahl Gangstufen und einer Anzahl n Kupplungen anhand einer Transformation realer Getriebegrößen des Automatgetriebes in virtuelle Größen eines Doppelkupplungsgetriebes mit dazugehörigen doppelkupplungsgetriebespezifischen Basisschaltungen umfassend folgende Schritte: – Auslösen eines Schaltvorgangs für eine Gangwechselpaarung (i, j) von einem Gang i mit einer Istübersetzung (γ_i) zu einem Gang j mit einer Zielübersetzung (γ_j) in Abhängigkeit einer Zielgangvorgabe, – Erfassen von Istgrößen des Automatgetriebes und einer Antriebseinheit, wobei die Istgrößen wenigstens eine der folgenden Größen umfassen: – eine Antriebswellendrehzahl (ω_in) einer Antriebswelle des Automatgetriebes, – eine Abtriebswellendrehzahl (ω_out) einer Abtriebswelle des Automatgetriebes, – ein von der Antriebseinheit zur Verfügung gestelltes und an der Eingangswelle des Automatgetriebes anliegendes Antriebsmoments (T_in), – aktuell gestellte Kupplungskapazitäten (T_cap) der n Kupplungen oder, – ein minimal und/oder maximal verfügbares Antriebsmoment (T_in,min, T_in,max). – Auswählen von wenigstens einem Transformationsfaktor in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße und der Gangwechselpaarung (i, j) aus Zustandstabellen, – Berechnen von wenigstens einem Transformationsäquivalent für die Berechnung von wenigstens einer doppelkupplungsgetriebespezifischen Stellquantität durch die Basisschaltung des Doppelkupplungsgetriebes in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße und/oder des wenigstens einen Transformationsfaktors, – Berechnen von wenigstens einer doppelkupplungsgetriebespezifischen Stellquantität durch eine Basisschaltung in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße und/oder des wenigstens einen Transformationsfaktors und/oder des wenigstens einen Transformationsäquivalents, – Berechnen von wenigstens einer automatgetriebespezifischen Stellquantität in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße und/oder des wenigstens einen Transformationsfaktors und/oder des wenigstens einen Transformationsäquivalents und/oder der wenigstens einen doppelkupplungsgetriebespezifischen Stellquantität und – Umsetzen der wenigstens einen automatgetriebespezifischen Stellquantität durch wenigstens einen Aktuator.
Verfahren zur Lastschaltung von Automatgetrieben nach Anspruch 1, wobei das Auswählen der Transformationsfaktoren wenigstens einen der folgenden Schritte umfasst: – Auswählen von die Automatgetriebetopologie bestimmenden Koeffizienten (a^(i,j)) in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) aus einer Zustandstabelle, – Auswählen von Wirkfaktoren (b^(i,j)) von zu stellenden Kupplungskapazitäten (T_cap) der n Kupplungen in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) aus einer Zustandstabelle, – Indizieren (idx^(i,j)) der wenigstens einen kommenden (idx (i,j) / kom) und der wenigstens einen gehenden (idx (i,j) / geh) und der keinen oder wenigstens einen geschlossen bleibenden (idx (i,j) / blb) Kupplung der n Kupplungen in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) aus einer Zustandstabelle, – Auswählen von einem gangwechselpaarungsabhängigen Antriebsmassenträgheitsmoment (J (i,j) / in) des Automatgetriebes und einem gangwechselpaarungsabhängigen Abtriebsmassenträgheitsmoment (J (i,j) / out) des Automatgetriebes in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) aus einer Zustandstabelle, – Auswählen von Koeffizienten (c^(i,j)) zur Bestimmung von Schnittmomenten (T_cut,blb) für die m geschlossen bleibenden Kupplungen in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) aus einer Zustandstabelle und/oder – Auswählen von maximal übertragbaren Kupplungskapazitäten (T_cap,max) der n Kupplungen in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße, wobei das Berechnen des wenigstens einen Transformationsäquivalentes wenigstens einen der folgenden Schritte umfasst: – Berechnen eines äuivalenten Antriebsmassenträgheitsmomentes (J (DCT) / in) in Abhängigkeit des gangwechselpaarungsabhängigen Antriebsmassenträgheitsmomentes (J (i,j) / in) und des gangwechselpaarungsabhängigen Abtriebsmassenträgheitsmomentes (J (i,j) / out) und eines Drehzahlverhältnisses (ω_out/ω_in) der Abtriebswellendrehzahl (ω_out) und der Antriebswellendrehzahl (ω_in) und der Koeffizienten (a^(i,j)), – Berechnen von doppelkupplungsgetriebespezifischen Eingangswellendrehzahlen (ω (i) / in) und (ω (j) / in) in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) und der Abtriebswellendrehzahl (ω_out) sowie der Istübersetzung (γ_i) und der Zielübersetzung (γ_j), – Berechnen von Wirkrichtungen der Schnittmomente (T_cut,blb) für die m geschlossen bleibenden Kupplungen in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) und der Kupplungsdrehzahlen (ω (i,) / in) und (ω (i,j) / out) der n Kupplungen, – Berechnen von wirkrichtungsangepassten Koeffizienten (c ~^(i,j)) in Abhängigkeit der berechneten Wirkrichtungen und der Koeffizienten (c^(i,j)) zur Bestimmung der Schnittmomente (T_cut,blb) für die m geschlossen bleibenden Kupplungen, – Berechnen der Schnittmomente (T_cut,blb) an den m geschlossen bleibenden Kupplungen in Abhängigkeit der wirkrichtungsangepassten Koeffizienten (c ~^(i,j)) und des Antriebsmoments (T_in) und der aktuell gestellten Kupplungskapazitäten (T_cap) der n Kupplungen und des aktuellen Abtriebsgradienten (ω ._out) oder, – Berechnen eines doppelkupplungsgetriebespezifischen Überanpressungsfaktors (k (DCT) / Üb,scale) und/oder eines doppelkupplungsgetriebespezifischen Überanpressungsoffsetwertes (k (DCT) / Üb,offset) in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) und der Wirkfaktoren (b^(i,j)) und in Abhängigkeit von globalen Skalierungsfaktoren oder kupplungsindividuellen Skalierungsfaktoren und/oder globalen Offsetwerten oder kupplungsindividuellen Offsetwerten der n Kupplungen.
Verfahren zur Lastschaltung von Automatgetrieben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine doppelkupplungsgetriebespezifische Stellquantität wenigstens eine der folgenden Größen umfasst: – einen relativen Antriebsgradienten (Δω ._in) und/oder ein relatives Antriebsmoment (ΔT_in) der Antriebseinheit zur Drehzahlüberführung, – Basiskupplungskapazitäten (T (DCT) / cap,kom, T (DCT) / cap,geh) zur Lastübernahme während des Schaltvorgangs für die kommende und die gehende Kupplung, wobei die Basiskupplungskapazitäten (T (DCT) / cap,kom, T (DCT) / cap,geh) durch Bewertung mit der jeweiligen Wirkrichtung in Basiskupplungsmomente (T (DCT) / cl,kom,nom, T (DCT) / cl,geh,nom) umgerechnet werden können oder – Basisüberanpressungskupplungskapazitäten (T (DCT) / Üb,kom, T (DCT) / Üb,geh) zur Überanpressungssteuerung für die kommende und gehende Kupplung in Abhängigkeit des doppelkupplungsgetriebespezifischen Überanpressungsfaktors (k (DCT) / Üb,scale) und/oder des doppelkupplungsgetriebespezifischen Überanpressungsoffsetwertes (k (DCT) / Üb,offset) .
Verfahren zur Lastschaltung von Automatgetrieben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Berechnen der automatgetriebespezifischen Stellquantitäten wenigstens einen der folgenden Schritte umfasst: – Berechnen von Lastschaltkupplungskapazitäten (T (AT) / cap,kom, T (AT) / cap,geh) in Abhängigkeit der Basiskupplungskapazitäten (T (DCT) / cap,kom, T (DCT) / cap,geh) und der Wirkfaktoren (b^(i,j)), – Berechnen eines Eingriffsmomentes (ΔT_in) der Antriebseinheit und/oder wenigstens eines Eingriffsmomentes (ΔT_cl) der wenigstens einen kommenden und/oder der wenigstens einen gehenden und/oder der keinen oder wenigstens einen bleibenden Kupplung in Abhängigkeit der Gangwechselpaarung (i, j) und des relativen Antriebsgradienten (Δω ._in) zur Drehzahlüberführung, – Berechnen wenigstens eines Kompensationsmomentes (ΔT_cl,komp) der wenigstens einen kommenden und/oder der wenigstens einen gehenden und/oder der keinen oder wenigstens einen offenen Kupplung und/oder wenigstens einer weiteren Antriebseinheit in Abhängigkeit des Eingriffsmomentes der Antriebseinheit (ΔT_in) und/oder des wenigstens einen Eingriffsmomentes (ΔT_cl) der wenigstens einen kommenden und/oder der wenigstens einen gehenden und/oder der keinen oder wenigstens einen geschlossenen Kupplung und/oder des Abtriebsgradienten (ω ._out) und/oder der Koeffizienten (a) (i,j) / out, a (i,j) / in) und/oder des gangwechselpaarungsabhängigen Abtriebsmassenträgheitsmomentes (J (i,j) / out), – Berechnen von Überanpressungskupplungskapazitäten (T_Üb,blb) der keinen oder wenigstens einen geschlossen bleibenden Kupplung in Abhängigkeit der Schnittmomente (T_cut,blb) für die m geschlossen bleibenden Kupplungen und der globalen Skalierungsfaktoren oder kupplungsindividuellen Skalierungsfaktoren und/oder der globalen Offsetwerte oder kupplungsindividuellen Offsetwerte der n Kupplungen, – Berechnen von Überanpressungskupplungskapazitäten (T (AT) / Üb,kom, T (AT) / Üb,geh) der wenigstens einen kommenden und der wenigstens einen gehenden Kupplung in Abhängigkeit der Basisüberanpressungskupplungskapazitäten (T (DCT) / Üb,kom, T (DCT) / Üb,geh) und der Wirkfaktoren (b^(i,j)), – Berechnen der zu stellenden Kupplungskapazitäten (T_cap) der n Kupplungen in Abhängigkeit der Lastschaltkupplungskapazitäten ( (T (AT) / cap,kom, T (AT) / cap,geh) und/oder der Überanpressungskupplungskapazitäten (T (AT) / Üb,kom, T (AT) / Üb,geh) für die wenigstens eine kommende und die wenigstens eine gehende Kupplung und/oder der Überanpressungskupplungskapazitäten (T_Üb,blb) der keinen oder wenigstens einen geschlossen bleibenden Kupplung und/oder der Schnittmomente (T_cut,blb) der m geschlossen bleibenden Kupplungen und/oder des Eingriffsmoments der Antriebseinheit (ΔT_in) und/oder des wenigstens einen Eingriffsmomentes (ΔT_cl) der wenigstens einen kommenden und/oder der wenigstens einen gehenden und/oder der keinen oder wenigstens einen geschlossenen Kupplung und/oder des wenigstens einen Kompensationsmomentes (ΔT_cl,komp) der wenigstens einen kommenden und/oder der wenigstens einen gehenden und/oder der keinen oder wenigstens einen offenen Kupplung und/oder der wenigstens einen weiteren Antriebseinheit.
Verfahren zur Lastschaltung von Automatgetrieben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Berechnen der Transformationsäquivalente alternativ oder zusätzlich das Berechnen von doppelkupplungsgetriebespezifisch maximal stellbaren Kupplungskapazitäten (T (DCT) / cap,geh,max, T (DCT) / cap,kom,max) in Abhängigkeit der maximal übertragbaren Kupplungskapazitäten (T_cap,max) der n Kupplungen und/oder des minimal und/oder maximal verfügbaren Antriebsmomentes (T_in,min, T_in,max) umfasst, wobei die Basiskupplungskapazitäten (T (DCT) / cap,kom, T (DCT) / cap,geh) zur Lastübernahme während des Schaltvorgangs für die kommende und die gehende Kupplung zusätzlich in Abhängigkeit der doppelkupplungsgetriebespezifisch maximal stellbaren Kupplungskapazitäten (T (DCT) / cap,geh,max, T (DCT) / cap,kom,max) bestimmt werden.
Verfahren zur Lastschaltung von Automatgetrieben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Auswählen der Transformationsfaktoren alternativ oder zusätzlich das Auswählen eines doppelkupplungsgetriebespezifisch minimal und/oder maximal realisierbaren Antriebsgradienten (ω ._in,min,Δω ._in,max) oder einer doppelkupplungsgetriebespezifisch minimal und/oder maximal realisierbaren Antriebsgradientenänderung (Δω ._in,min, Δω ._in,max) in Abhängigkeit wenigstens einer Istgröße und/oder der maximal übertragbaren Kupplungskapazitäten (T_cap,max) der n Kupplungen und/oder des minimal und/oder maximal verfügbaren Antriebsmomentes (T_in,min, T_in,max) umfasst.