DE102015217063A1

DE102015217063A1 - Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes

Info

Publication number: DE102015217063A1
Application number: DE102015217063.2A
Authority: DE
Inventors: Christoph OMMER; Andreas Schmidt; Stefan Iselor
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2017-03-09

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes (4) mit mehreren zu- und abschaltbaren Schaltelementen (A, B, C, D, E, F) beschrieben. Das Automatgetriebe (4) weist zumindest ein formschlüssiges Schaltelement (A, F) und mehrere reibschlüssige Schaltelemente (B, C, D, E) auf. Die reibschlüssigen Schaltelemente werden bei Vorliegen einer Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements (A, F) jeweils in einen Betriebszustand überführt oder belassen, in welchen Betriebszuständen das zu öffnende formschlüssige Schaltelement (A, F) in einem wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand vorliegt. Bei Vorliegen einer Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements (A, F) werden reibschlüssige Schaltelemente (B, C, D, E), die zur Darstellung eines angeforderten Betriebszustandes des Automatgetriebes mit einer Betätigungskraft größer null beaufschlagt und schlupfend betrieben werden, durch Absenken der Betätigungskraft in einen vollständig geöffneten Betriebszustand überführt, während die reibschlüssigen Schaltelemente (B, C, D, E), die vollständig geöffnet sind, in geöffnetem Betriebszustand gehalten werden und das formschlüssige Schaltelement (A, F) in Öffnungsrichtung betätigt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der DE 10 2008 000 429 A1 ist ein Mehrstufengetriebe mit neun Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang bekannt. Das Mehrstufengetriebe umfasst vier Planetensätze, acht drehbare Wellen und sechs Schaltelemente. Der erste und der zweite Planetensatz bilden einen schaltbaren Vorschaltradsatz, während der dritte und der vierte Planetensatz einen sogenannten Hauptradsatz darstellen. Die Stege des ersten und zweiten Planetensatzes sind über eine der drehbaren Wellen miteinander gekoppelt, die mit einem Element des Hauptradsatzes verbunden ist. Das Hohlrad des ersten Planetensatzes ist mit dem Sonnenrad des zweiten Planetensatzes über eine weitere Welle der drehbaren Wellen gekoppelt, die über eine Kupplung mit einer Antriebswelle lösbar verbindbar ist.
Das Sonnenrad des ersten Planetensatzes ist mittels einer weiteren Welle der drehbaren Wellen über eine Bremse an ein Gehäuse des Mehrstufengetriebes ankoppelbar und über eine Kupplung mit der Antriebswelle verbindbar. Das Hohlrad des zweiten Planetensatzes ist mittels einer Welle über eine Bremse am Gehäuse ankoppelbar. Wiederum eine weitere Welle der drehbaren Wellen ist zumindest mit einem Element des Hauptradsatzes verbunden und über die Bremse an ein Gehäuse ankoppelbar. Eine weitere Welle der drehbaren Wellen ist mit einem weiteren Element des Hauptradsatzes verbunden und über ein als Kupplung ausgeführtes Schaltelement mit der Antriebswelle verbindbar, während eine Abtriebswelle mit zumindest einem weiteren Element des Hauptradsatzes verbunden ist. Wenigstens zwei der Schaltelemente des Mehrstufengetriebes sind als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet, die ausschließlich bei Hochschaltungen abgeschaltet werden.
In einem solchen Automatgetriebe bzw. Mehrstufengetriebe sind formschlüssige Schaltelemente zunächst in einen wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand zu überführen, bevor sie geöffnet werden können. Andernfalls besteht die Gefahr, dass formschlüssige Schaltelemente verklemmen und nicht geöffnet werden können.
Während ungünstiger Betriebszustandsverläufe besteht auch die Möglichkeit, dass im Bereich nicht öffnender formschlüssiger Schaltelemente irreversible und die Funktionsweise formschlüssiger Schaltelemente dauerhaft beeinträchtigende Zustandsänderungen auftreten.
Um die Funktionsweise unter Umständen beeinträchtigende Ereignisse während einer Betätigung eines formschlüssigen Schaltelements zu vermeiden, werden unter anderem reibschlüssige Schaltelemente bzw. reibschlüssige Kupplungen zugeschaltet und sogenannte Ersatzgänge bzw. sogenannte Entlastungsgänge temporär eingelegt, um ein abzuschaltendes formschlüssiges Schaltelement in einen für das Abschalten erforderlichen und wenigstens annähernd lastfreien Zustand zu überführen. Ist dieser Ersatzgang eingelegt, kann das formschlüssige Schaltelement in gewünschtem Umfang bei gleichzeitig hohem Fahrkomfort ausgelegt werden.
Während der Durchführung der vorstehend näher beschriebenen Vorgehensweise treten jedoch unkomfortable Reaktionen im Fahrzeug auf, wenn ein Zuschaltvorgang eines bereits zugeschalteten formschlüssigen Schaltelements, während dem zusätzlich ein reibschlüssiges Schaltelement als kraftschließende Kupplung zuzuschalten ist, abgebrochen wird und es sich noch in einem lastfreien Zustand befindet. Wird der Einlegeablauf abgebrochen, wird sowohl die kraftschließende Kupplung zugeschaltet, als auch die Kupplung für den Ersatzgang, was im Antriebsstrang die unerwünschten und für einen Fahrer spürbaren Reaktionsmomente verursacht. Außerdem ist das Zuschalten der zur Darstellung der Ersatzgänge vorgesehenen Kupplungen zeitaufwendig und zudem unnötig, da das formschlüssige Schaltelement bereits lastfrei ist, wodurch eine Spontaneität während der Betätigung eines Mehrstufengetriebes beeinträchtigt wird.
Der aktuelle Betriebszustand des Fahrzeugantriebsstrangs und die bei einem Verlassen des Segelbetriebszustands im Getriebe einzulegende Übersetzung werden bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens während des aktivierten Segelbetriebszustandes ermittelt, wobei jeweils zumindest die Schaltelemente, die zur Darstellung der bei einem Verlassen des Segelbetriebszustands im Getriebe einzulegenden Übersetzung zuzuschalten sind, in einem für eine Zuschaltung der Schaltelemente vorbereiteten Betriebszustand gehalten werden. Mittels dieser eine sogenannte Gangnachführung bei aktiviertem Segelbetriebszustand charakterisierenden Vorgehensweise wird mit geringem Aufwand erreicht, dass ein Getriebe beim Verlassen des Segelbetriebszustands innerhalb kurzer Betriebszeiten in den dadurch angeforderten Betriebszustand überführbar ist und somit mit hoher Spontaneität betreibbar ist.
Zur Verbesserung der Spontaneität des oben näher beschriebenen Mehrstufengetriebes wird während der Darstellung eines angeforderten Neutralbetriebszustandes im Bereich des Mehrstufengetriebes, während dem der Kraftfluss zwischen einer Antriebsmaschine und eines Abtriebs eines mit dem Mehrstufengetriebe ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges im Bereich des Mehrstufengetriebes unterbrochen ist, eine sogenannte Gangnachführung durchgeführt. Über die Gangnachführung wird jeweils die in Abhängigkeit des aktuellen Betriebszustandes des Fahrzeugantriebsstrangs und bei einem Verlassen des Neutralbetriebszustands im Mehrstufengetriebe einzulegende Übersetzung ermittelt. Zusätzlich werden die Schaltelemente, über die die einzulegende Übersetzung darstellbar ist, in einen für eine Zuschaltung innerhalb kurzer Betriebszeiten günstigen Betriebszustand, beispielsweise in einen geschlossenen Zustand, überführt.
Damit wird je nach Rollgeschwindigkeit des Fahrzeuges im Neutralbetriebszustand des Mehrstufengetriebes der vorbereitete Neutralgang angepasst. Hierfür sind gegebenenfalls die jeweils in geschlossenem Betriebszustand vorgehaltenen Kupplungen zu öffnen und jeweils weitere Schaltelemente zu schließen. Ist ein geschlossenes formschlüssiges Schaltelement entsprechend zu betätigen, wird dieses ohne den Abschaltvorgang unterstützende Maßnahme in Öffnungsrichtung betätigt, weshalb das formschlüssige Schaltelement während ungünstiger Betriebszustandsverläufe nicht im angeforderten Umfang in seinen geöffneten Zustand übergeht.
Wird nun während der aktivierten Gangnachführung ein Gangeinlegeablauf gestartet und ist das Auslegen des formschlüssigen Schaltelements gleichzeitig noch nicht abgeschlossen, kann dies zu einer ungewollten Belastung des formschlüssigen Schaltelements führen und gegebenenfalls ein Auslegen des formschlüssigen Schaltelements verhindern.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom genannten Stand der Technik ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei dem Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes mit mehreren zu- und abschaltbaren Schaltelementen, wobei das Automatgetriebe zumindest ein formschlüssiges Schaltelement und mehrere reibschlüssige Schaltelemente aufweist, die zur Darstellung verschiedener Betriebszustände des Automatgetriebes betätigt werden, werden die reibschlüssigen Schaltelemente bei Vorliegen einer Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements jeweils in einen Betriebszustand überführt oder belassen, in welchen Betriebszuständen das zu öffnende formschlüssige Schaltelement in einem wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand vorliegt.
Erfindungsgemäß ist es bei Vorliegen einer Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements vorgesehen, dass reibschlüssige Schaltelemente, die zur Darstellung eines angeforderten Betriebszustandes des Automatgetriebes mit einer Betätigungskraft größer null beaufschlagt und schlupfend betrieben werden, durch Absenken der Betätigungskraft in einen vollständig geöffneten Betriebszustand überführt werden, während die reibschlüssigen Schaltelemente, die vollständig geöffnet sind, in geöffnetem Betriebszustand gehalten werden und das formschlüssige Schaltelement in Öffnungsrichtung betätigt wird.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise sind geschlossene formschlüssige Schaltelemente von Automatgetrieben bei Vorliegen einer Anforderung zum Öffnen eines formschlüssigen Schaltelements ausgehend von definierten Betriebszuständen des Automatgetriebes auf einfache Art und Weise sowie innerhalb kurzer Betriebszeiten in einen lastfreien Betriebszustand überführbar, womit ein formschlüssiges Schaltelement sowie das damit ausgeführte Automatgetriebe in gewünschtem Umfang mit hoher Spontaneität betätigbar sind und aus Fehlbetätigungen resultierende Beschädigungen im Bereich eines zu öffnenden formschlüssigen Schaltelements vermieden werden.
Das Öffnen sämtlicher reibschlüssiger Schaltelemente im Automatgetriebe hat zur Folge, dass das zu öffnende formschlüssige Schaltelement in einen lastfreien Betriebszustand überführt wird, da nach dem Öffnen aller reibschlüssigen Schaltelemente im Automatgetriebe am formschlüssigen Schaltelement kein Drehmoment mehr anliegt. Das auf diesem Weg entlastete und in Öffnungsrichtung betätigte formschlüssige Schaltelement geht somit im angeforderten Umfang in den geöffneten Betriebszustand über.
Das aus der Praxis bekannte und zur Entlastung eines auszulegenden formschlüssigen Schaltelements vorgesehene Einlegen eines Ersatzganges im Automatgetriebes, zu dem neben dem formschlüssigen Schaltelement zumindest eines der reibschlüssigen Schaltelemente zuzuschalten ist, ist zwar ebenfalls zielführend. Jedoch ist der Zeitraum, der benötigt wird, um das formschlüssige Schaltelement durch das Einlegen des Entlastungsganges in den für das Abschalten erforderlichen wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand zu überführen, länger als der Zeitraum, innerhalb welchem das formschlüssige Schaltelement über die erfindungsgemäße Vorgehensweise in den für das Abschalten wenigstens annähernd lastfreien Zustand überführbar ist, wenn die reibschlüssigen Schaltelemente jeweils mit Betätigungskräften größer null oder gleich null schlupfend betrieben und von diesen Betriebszuständen in ihren vollständig geöffneten Betriebszustand überführt werden, um das formschlüssige Schaltelement für den Auslegevorgang zu entlasten.
Somit kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgehend von definierten Betriebszuständen des Automatgetriebes vorteilhafterweise eine im Vergleich zu dem aus der Praxis bekannten Verfahren schnellere Entlastung und ein früheres Öffnen eines abzuschaltenden formschlüssigen Schaltelements realisiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens steht eine in Öffnungsrichtung am formschlüssigen Schaltelement angreifende Betätigungskraft in Abhängigkeit eines Systemdrucks eines Hydrauliksystems des Automatgetriebes. Wie bereits erläutert, wird bei Vorliegen einer Anforderung zum Öffnen am formschlüssigen Schaltelement eine in Öffnungsrichtung des formschlüssigen Schaltelements wirkende Betätigungskraft erzeugt. Um das Öffnen des formschlüssigen Schaltelements sicherzustellen, wird der Systemdruck während des Öffnungsvorgangs des formschlüssigen Schaltelements angehoben.
Der Systemdruck wird bei einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens stufenförmig angehoben. Damit werden insbesondere zu Beginn des Abschaltvorganges des formschlüssigen Schaltelements, während dem am formschlüssigen Schaltelement noch ein dem Öffnen des formschlüssigen Schaltelements entgegenwirkendes Drehmoment anliegt, unzulässige Belastungen im Bereich des formschlüssigen Schaltelements vermeiden. Solche unzulässigen Belastungen treten dann auf, wenn am formschlüssigen Schaltelement eine derart hohe Öffnungskraft anliegt, die trotz des anliegenden Drehmomentes ein Öffnen des formschlüssigen Schaltelements erzwingt.
Dies resultiert aus der Kenntnis, dass im geschlossenen Zustand eines formschlüssigen Schaltelements ineinander greifende Schaltelementhälften bzw. Klauen des formschlüssigen Schaltelements aufgrund eines am formschlüssigen Schaltelement angreifenden Drehmomentes und daraus resultierender Haftkräfte aneinander hängen bleiben, die von einer entsprechend hohen Betätigungskraft überwindbar sind, jedoch dann das formschlüssige Schaltelement beim Öffnen beschädigt wird.
Über die letztbeschriebene Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird einerseits vermieden, dass das formschlüssige Schaltelement zu Beginn des Auslegevorganges des formschlüssigen Schaltelements, zu dem am formschlüssigen Schaltelement eventuell noch ein dem Öffnen des formschlüssigen Schaltelements wirksam entgegenwirkendes Drehmoment anliegt, durch eine zu hohe Betätigungskraft aufgerissen und dabei beschädigt wird. Andererseits wird durch die stufenweise Erhöhung des Systemdruckes gewährleistet, dass das formschlüssige Schaltelement trotz eines am formschlüssigen Schaltelement anliegenden und dem Öffnen entgegenwirkenden Drehmoment, das durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise gegenüber dem zu Beginn des Auslegevorganges am formschlüssigen Schaltelement anliegenden Drehmoment reduziert ist, innerhalb eines vordefinierten Zeitraumes in seinen geöffneten Betriebszustand überführt wird.
Dabei kann es vorgesehen sein, dass der Systemdruck mit der Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements zunächst auf einen definierten Zwischendruckwert, d. h. ausgehend von einem minimalen Systemdruck zu einem Zeitpunkt vor der Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements auf einen erhöhten Systemdruck angehoben wird.
Erst während eines weiteren Verfahrensschrittes wird das Druckniveau des Systemdrucks vorzugsweise von diesem erhöhten Zwischendruckwert des Systemdrucks auf einen weiteren höheren Druckwert, vorzugsweise den maximalen Systemdruck, sprungförmig eingestellt. Somit hat diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens den Vorteil, dass das Öffnen des formschlüssigen Schaltelements mit erhöhter Betriebssicherheit erfolgt und zusätzlich einer möglichen Beschädigung des formschlüssigen Schaltelements vorgebeugt wird.
Gemäß einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Anheben des Systemdrucks erst nach Erkennen des geöffneten Betriebszustandes der reibschlüssigen Schaltelemente auf ein vordefiniertes Druckniveau. Durch das Anheben des Systemdrucks ab dem Zeitpunkt, ab dem die reibschlüssigen Schaltelemente tatsächlich vollständig geöffnet sind, wird gewährleistet, dass der am formschlüssigen Schaltelement anlegbare und in Öffnungsrichtung wirkende Systemdruck erst im wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelements an diesem angelegt wird.
Zum Zeitpunkt, zu dem der geöffnete Betriebszustand des reibschlüssigen Schaltelements festgestellt wird, wird bei einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Wartezeit gestartet, nach deren Ablauf der Systemdruck auf das vordefinierte Druckniveau angehoben wird.
Hierdurch wird der in Öffnungsrichtung am formschlüssigen Schaltelement anlegbare Systemdruck, der dem Öffnen des formschlüssigen Schaltelements dient, erst zu einem Zeitpunkt auf ein hohes Niveau angehoben, ab dem das formschlüssige Schaltelement in einem Betriebszustand vorliegt, zu dem Beschädigungen des formschlüssigen Schaltelements beim Überführen des formschlüssigen Schaltelements in den geöffneten Betriebszustand sicher unterbleiben.
Die Übertragungsfähigkeit eines reibschlüssigen Schaltelements, das zur Darstellung eines definierten Betriebszustandes des Automatgetriebes zusätzlich zu dem formschlüssigen Schaltelement in den geschlossenen Betriebszustand zu überführen ist, und die Übertragungsfähigkeit eines weiteren reibschlüssigen Schaltelements, das zur Darstellung eines weiteren Betriebszustandes des Automatgetriebes in seinen geschlossenen Betriebszustand zu überführen ist, werden bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens jeweils aufeinander abgestimmt eingestellt, um das formschlüssige Schaltelement bei Vorliegen einer Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements in seinen wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand zu bringen, wobei das formschlüssige Schaltelement bei Erreichen des wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustandes in Öffnungsrichtung betätigt wird.
Gemäß einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Übertragungsfähigkeiten der reibschlüssigen Schaltelemente zumindest bereichsweise rampenförmig abgesenkt, womit einen Fahrkomfort beeinträchtigende Reaktionsmomente im Bereich eines mit dem Automatgetriebe ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges mit geringem Aufwand vermieden werden.
Die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements wird einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bereichsweise sprungförmig abgesenkt, wodurch das abzuschaltende formschlüssige Schaltelement innerhalb gewünscht kurzer Betriebszeiten, d. h. mit kurzer Reaktionszeit und ohne unnötige Verzögerung, in den für das Öffnen des formschlüssigen Schaltelements erforderlichen und wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand überführbar ist.
Wird ab einem definierten Zeitpunkt eine Zeitüberwachung gestartet und überprüft, ob das formschlüssige Schaltelement nach Ablauf eines definierten Zeitraums in geöffnetem Zustand vorliegt, wird das Getriebe bei positivem Abfrageergebnis in einen angeforderten Betriebszustand überführt.
Bei einer weiteren mit geringem Aufwand durchführbaren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei negativem Abfrageergebnis der geschlossene Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelements und damit eine fehlerhafte Betätigung des formschlüssigen Schaltelements erkannt, womit wiederum auf einfache Art und Weise erkennbar ist, ob das formschlüssige Schaltelement entgegen der Anforderung in geschlossenem Betriebszustand vorliegt.
Zusätzlich werden bei negativem Abfrageergebnis alle Schaltelemente des Automatikgetriebes geöffnet und darüber hinaus wird ein Diagnoseverfahren gestartet, über das der aktuelle Betriebszustand des Automatgetriebes ermittelbar ist, werden undefinierte Betriebszustände des Automatgetriebes wiederum mit geringem Aufwand vermieden und zusätzlich sind einem Funktionsausfall des Automatgetriebes entgegenwirkende Maßnahmen auf Basis der Ergebnisse des Diagnoseverfahrens einleit- bzw. durchführbar.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Gegenstandes angegebenen Merkmale sind jeweils für sich allein oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei zugunsten der Übersichtlichkeit in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigt:
1 eine schematisierte Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges mit einem als 9-Gang-Getriebe ausgeführten Automatgetriebe;
2 ein Schaltschema des Automatgetriebes gemäß 1; und
3 bis 5 schematische Verläufe verschiedener Betriebsgrößen des Automatgetriebes über der Zeit t, die sich während verschiedener Betriebszustandsverläufe des Fahrzeugantriebsstranges gemäß 1 einstellen.
1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung eines Fahrzeugantriebsstrangs 1 mit einer Antriebsmaschine 2, mit einem Abtrieb 3 und mit einem im Kraftfluss zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Abtrieb 3 angeordneten Automatgetriebe bzw. Getriebe 4. Das Getriebe 4 umfasst sechs Schaltelemente A bis F, wobei die Schaltelemente B, C, D und E vorliegend als reibschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind, während die Schaltelemente A und F formschlüssige Schaltelemente sind. Dabei stellen die Schaltelemente C, D und F sogenannte Bremsen dar, während die Schaltelemente B, E und A als Kupplungen ausgeführt sind. Generell sind über die Schaltelemente A bis F mehrere Zahnradpaarungen eines Radsatzes 5 des Getriebes 4 zur Darstellung verschiedener in 2 aufgelisteter Übersetzungen "1" bis "9" für Vorwärtsfahrt und einer Übersetzung "R" für Rückwärtsfahrt zu- und abschaltbar, wobei nur ein Teil der Übersetzungen "1" bis "9" für Vorwärtsfahrt über das formschlüssige Schaltelement A in Verbindung mit den weiteren Schaltelementen B bis E darstellbar ist.
2 zeigt ein Schaltschema des Getriebes 4, wobei in dem Schaltschema jeweils die Schaltelemente A bis F zur Darstellung einer der Übersetzungen "1" bis "R" in geschlossenem Betriebszustand zu halten bzw. zu überführen sind, die durch einen Punkt gekennzeichnet sind, während die jeweils weiteren Schaltelemente A bis F in ihren geöffneten Betriebszustand zu überführen bzw. in diesem zu halten sind. Zusätzlich ist in der vorletzten Spalte des Schaltschemas jeweils der mit der im Getriebe 4 eingelegten Übersetzung "1" bis "R" korrespondierende Übersetzungswert angegeben, während in der letzten Spalte des Schaltschemas der zwischen jeweils zwei zueinander benachbarten Übersetzungen vorliegende Gangsprung angegeben ist. Dabei weist die erste Übersetzung "1" für Vorwärtsfahrt den Übersetzungswert 4,713 auf, während die im Getriebe 4 einlegbare zweite Übersetzung "2" für Vorwärtsfahrt einen Übersetzungswert von 2,842 hat. Zwischen der ersten Übersetzung "1" für Vorwärtsfahrt und der zweiten Übersetzung "2" für Vorwärtsfahrt weist das Getriebe einen Gangsprung von 1,658 auf. Insgesamt hat das Getriebe 4 auslegungsbedingt eine Gesamtspreizung von 9,823.
Getriebeeingangsseitig steht das Getriebe 4 über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 7 mit der Antriebsmaschine 2 in Wirkverbindung. Dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 7 ist vorliegend eine sogenannte Wandlerüberbrückungskupplung 8 zugeordnet, deren Übertragungsfähigkeit in an sich bekannter Art und Weise betriebszustandsabhängig variiert wird, um Verluste im Bereich des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 7 zu minimieren. Getriebeausgangsseitig steht das Getriebe 4 mit einer Getriebeausgangswelle 9 mit dem Abtrieb 3 in Wirkverbindung.
Das Getriebe 4 umfasst vorliegend vier Planetenradsätze P1 bis P4, wobei der erste und der zweite Planetenradsatz P1 und P2, die vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze ausgeführt sind, einen schaltbaren Vorschaltradsatz bilden, während der dritte Planetenradsatz und der vierte Planetenradsatz P3 und P4 einen sogenannten Hauptradsatz bilden. Ein Sonnenrad S3 des dritten Planetenradsatzes P3 ist vorliegend mit einem Sonnenrad S4 des vierten Planetenradsatzes P4 drehfest verbunden. Die beiden Sonnenräder S3 und S4 sind in geschlossenem Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelements F drehfest mit einem gehäusefesten Bauteil 10 verbunden und rotieren frei in geöffnetem Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelements F. Das Sonnenrad S3 kämmt mit Planetenrädern PR3, die drehbar auf einem Planetensteg ST3 des dritten Planetenradsatzes P3 angeordnet sind. Des Weiteren stehen die Planetenräder PR3 mit einem Hohlrad HR3 des dritten Planetenradsatzes P3 in Eingriff. Das Sonnenrad S4 des vierten Planetenradsatzes P4 kämmt wiederum mit Planetenrädern PR4, die drehbar auf einem Planetensteg ST4 angeordnet sind, der mit der Getriebeausgangswelle 9 drehfest gekoppelt ist. Zusätzlich stehen die Planetenräder PR4 mit einem Hohlrad HR4 des vierten Planetenradsatzes P4 in Eingriff, das wiederum drehfest mit dem Planetensteg ST3 des dritten Planetenradsatzes P3 drehfest verbunden ist.
Der Planetensteg ST3 des dritten Planetenradsatzes P3 ist über das Schaltelement E mit der Getriebeeingangswelle 6 in Wirkverbindung bringbar. Das Hohlrad HR3 des dritten Planetenradsatzes P3 ist drehfest mit einem Planetensteg ST2 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden, der wiederum drehfest mit einem Planetensteg ST1 des ersten Planetenradsatzes P1 wirkverbunden ist. Auf dem Planetensteg ST2 drehbar gelagerte Planetenräder PR2 kämmen sowohl mit einem Hohlrad HR2 als auch mit einem Sonnenrad S2 des zweiten Planetenradsatzes P2, wobei das Hohlrad HR2 über das reibschlüssige Schaltelement D mit dem gehäusefesten Bauteil 10 drehfest verbindbar ist. Das Sonnenrad S2 des zweiten Planetenradsatzes P2 ist wiederum drehfest mit einem Hohlrad HR1 des ersten Planetenradsatzes P1 verbunden, das mit Planetenrädern PR1 kämmt, die wiederum mit einem Sonnenrad S1 des ersten Planetenradsatzes P1 in Eingriff stehen. Das Sonnenrad S1 ist über das reibschlüssige Schaltelement C mit dem gehäusefesten Bauteil drehfest verbindbar und über das reibschlüssige Schaltelement B mit der Getriebeeingangswelle 6 in Wirkverbindung bringbar. Zusätzlich ist das Sonnenrad S1 in geschlossenem Betriebszustand des Schaltelements B über das formschlüssige Schaltelement A mit dem Hohlrad HR 1 des ersten Planetenradsatzes P1 drehfest verbunden.
3 zeigt Verläufe verschiedener Betriebsgrößen des Automatgetriebes 4 über der Zeit t, die sich während eines Betriebszustandsverlaufes des Fahrzeugantriebsstranges 1 gemäß 1 einstellen. Während des den Verläufen gemäß 3 zugrundeliegenden Betriebszustandsverlaufes ist das formschlüssige Schaltelement A aufgrund einer vor einem Zeitpunkt T0 von einer übergeordneten Fahrstrategie ausgelösten Anforderung zum Schließen des formschlüssigen Schaltelements A in geschlossenem Betriebszustand überführt.
Gleichzeitig wird das Schaltelement D, das Schaltelement C oder das Schaltelement B zum Zeitpunkt T0 mit einem ein Druckniveau p_schlupf aufweisenden Betätigungsdruck p_D, p_C oder p_B beaufschlagt, zu dem das Schaltelement D, das Schaltelement C oder das Schaltelement B schlupfend betrieben wird und eine definierte Übertragungsfähigkeit aufweist, die größer null ist. Dabei wird das Schaltelement D betätigt, wenn im Getriebe 4 die erste Übersetzung "1" für Vorwärtsfahrt einzulegen ist, während das Schaltelement C im dargestellten Umfang mit dem Betätigungsdruck p_C beaufschlagt wird, wenn die zweite Übersetzung "2" angefordert wird. Im Gegensatz dazu wird das Schaltelement B betätigt, wenn die dritte Übersetzung "3" für Vorwärtsfahrt im Getriebe 4 einzulegen ist. Des Weiteren liegt das weitere formschlüssige Schaltelement F ebenfalls in geschlossenem Betriebszustand vor.
Zugunsten der Übersichtlichkeit wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise nachfolgend lediglich anhand des Verlaufes des Betätigungsdruckes p_D des reibschlüssigen Schaltelements D näher erläutert, da die Betätigung des Getriebes 4 bei im Getriebe 4 einzulegender zweiter Übersetzung "2" bzw. dritter Übersetzung "3" in entsprechendem Umfang wie bei Vorliegen einer Anforderung zum Darstellen der ersten Übersetzung "1" und der damit verbundenen Betätigung des Schaltelements D erfolgt.
Da im Bereich einer nicht näher dargestellten Getriebesteuerung zum Zeitpunkt T1 der geschlossene Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelements A noch nicht erkannt ist, wird der Betätigungsdruck p_D des Schaltelements D ab dem Zeitpunkt T1 rampenförmig in Richtung eines Druckniveaus p_min reduziert, zu dem das Schaltelement D in einem schlupfenden Zustand betrieben wird, zu dem die Übertragungsfähigkeit des Schaltelements D gleich null ist und ein Anheben des Betätigungsdrucks p_D einen sofortigen Anstieg der Übertragungsfähigkeit bewirkt.
Durch das Absenken des Betätigungsdruckes p_D wird ein am formschlüssigen Schaltelement A anliegendes Drehmoment und, falls das formschlüssige Schaltelement A in geöffnetem Betriebszustand vorliegt, eine daraus resultierende Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften des formschlüssigen Schaltelements A verkleinert, um das formschlüssige Schaltelement A in einen für die Umsetzung der Anforderung zum Schließen des formschlüssigen Schaltelements A günstigen Betriebszustand zu überführen. Diese Vorgehensweise wird vorgesehen, da formschlüssige Schaltelemente bekannterweise in gewünschtem Umfang nur innerhalb eines definierten Differenzdrehzahlfensters zuschaltbar sind, das um einen sogenannten Nulldurchgang der Differenzdrehzahl zwischen den Schaltelementhälften eines formschlüssigen Schaltelements herum angeordnet ist.
Zu einem auf den Zeitpunkt T1 folgenden weiteren Zeitpunkt T2 wird der Betätigungsdruck p_D des Schaltelements D vom Druckniveau p_min auf den Druckwert p_0 sprungförmig abgesenkt, zu dem das reibschlüssige Schaltelement D vollständig geöffnet ist und das formschlüssige Schaltelement A vorliegend durch das reibschlüssige Schaltelement D in vollem Umfang entlastet ist und das formschlüssige Schaltelement A ab dem Zeitpunkt T2 in lastfreiem Betriebszustand vorliegt.
Mit zunehmender Betriebszeit t wird nach dem Zeitpunkt T2 und vor einem Zeitpunkt T3 im Bereich der Getriebesteuerung der geschlossene Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelements A erkannt. Zum Zeitpunkt T3 selbst ergeht wiederum eine Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements A. Zur Umsetzung der Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements A wird ein elektrisch betätigbarer elektrohydraulischer Drucksteller dem Verlauf i_A eines Betätigungsstromes entsprechend ab dem Zeitpunkt T3 mit einem Stromwert i_A_auf beaufschlagt, der mit einem das formschlüssige Schaltelement A in den geöffneten Betriebszustand überführenden Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements A korrespondiert. Vor dem Zeitpunkt T3 wird der elektrohydraulische Drucksteller mit einem Stromwert i_A_zu beaufschlagt, der mit einem das formschlüssige Schaltelement A in den geschlossenen Betriebszustand überführenden Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements A korrespondiert.
Neben dem Verlauf des Betätigungsdruckes p_B, p_C oder p_D des reibschlüssigen Schaltelements B, C oder D ist in 3 ein Verlauf des Betätigungsdruckes p_E des weiteren reibschlüssigen Schaltelements E dargestellt, der bei dem 3 zugrundeliegenden Betriebszustandsverlauf des Fahrzeugantriebsstranges 1 über der Betriebszeit t permanent auf dem Druckniveau p_0 liegt, zu dem das reibschlüssige Schaltelement E vollständig geöffnet ist und zu dem das über das reibschlüssige Schaltelement E führbare Drehmoment gleich null ist. Zusätzlich zeigt 3 einen Verlauf eines Systemdruckes p_sys des Getriebes 4 über der Zeit t, der dem Hauptdruck im Hydrauliksystem des Getriebes 4 entspricht und von einem Förderdruck einer das Getriebe 4 mit Hydraulikfluid versorgenden Getriebehauptpumpe abhängt sowie vorliegend im Bereich eines sogenannten und als Druckregelventil ausgeführten Systemdruckventils einstellbar ist. Aufgrund der konstruktiven Ausführung des Hydrauliksystems steht der Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements A neben der elektrischen Betätigung des elektrohydraulischen Druckstellers auch in Abhängigkeit des Systemdrucks p_sys, wobei der Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements mit steigendem Systemdruck p_sys ebenfalls höher einstellbar ist.
Mit der Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements A zum Zeitpunkt T3 wird der Systemdruck p_sys ausgehend von einem minimalen Systemdruck p_sys_min stufenförmig auf ein Zwischendruckniveau p_sys_zw angehoben. Der minimale Systemdruck p_sys_min stellt vorliegend ein Druckniveau dar, mittels dem der Betrieb des Getriebes 4 während eines geringeren hydraulischen Bedarfes des Getriebes 4 im gewünschten Umfang aufrechterhalten werden kann und gleichzeitig eine Leistungsaufnahme der Getriebehauptpumpe in einem für einen wirkungsgradoptimalen Betrieb des Getriebes 4 günstigen Bereich liegt.
Das höhere Zwischendruckniveau p_sys_zw des Systemdrucks p_sys bietet die Möglichkeit, den Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements A anzuheben und eine in Öffnungsrichtung am formschlüssigen Schaltelements A zu vergrößern. Das formschlüssige Schaltelement A ist somit ab dem Zeitpunkt T3 mit dem höheren Systemdruck p_sys_zw in Öffnungsrichtung betätigbar. Da das formschlüssige Schaltelement A zu einem Zeitpunkt T7 nach wie vor in geschlossenem Betriebszustand vorliegt, wird der Systemdruck p_sys zum Zeitpunkt T7 vom Zwischendruckniveau p_sys_zw auf einen maximalen Systemdruck p_sys_max angehoben, um das formschlüssige Schaltelement A mit der maximalen Betätigungskraft in Öffnungsrichtung beaufschlagen zu können und zu gewährleisten, dass das formschlüssige Schaltelement A vor Ablauf eines definierten Zeitraums t_max in den geöffneten Zustand übergeht. Vorliegend startet der Zeitraum t_max zum Zeitpunkt T3, zu dem die Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements A ergeht, und endet zu einem Zeitpunkt T6. Liegt das formschlüssige Schaltelement A nach dem Zeitpunkt T6 nach wie vor in geschlossenem Zustand vor, wird der Öffnungsvorgang abgebrochen sowie eine Diagnosefunktion gestartet und der aktuelle Betriebszustand des Getriebes 4 überprüft.
Der Zeitraum t1 zwischen den Zeitpunkten T3 und T7 entspricht einer Wartezeit, die vorgesehen wird, um im Bereich des formschlüssigen Schaltelements A eventuelle Beschädigungen zu vermeiden. Solche Beschädigungen treten beispielsweise dann im Bereich des formschlüssigen Schaltelements A auf, wenn das formschlüssige Schaltelement A durch Anlegen eines hohen und in Öffnungsrichtung wirkenden Betätigungsdruckes in einen geöffneten Zustand überführt wird, obwohl am geschlossenen formschlüssigen Schaltelement A ein dem Öffnen entgegenwirkendes Drehmoment anliegt und das formschlüssige Schaltelement A entgegen diesem anliegenden Drehmoment und den daraus resultierenden Haftkräften in unerwünschtem Umfang zwangsweise in den geöffneten Zustand übergeht und dabei beschädigt wird.
Zum Zeitpunkt T5, der das Ende eines zum Zeitpunkt T3 beginnenden weiteren Zeitraumes t2 darstellt und vor dem Zeitraum t_max endet, wird der geöffnete Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelements A erkannt. Mit Ablauf des weiteren Zeitraums t2 wird der Systemdruck p_sys von dem maximalen Systemdruck p_sys_max wiederum zur Reduzierung der Verlustleistungen im Bereich der Getriebehauptpumpe sprungförmig auf den minimalen Systemdruck p_sys_min abgesenkt, auf dem er im weiteren Verlauf über der Zeit t verbleibt.
Wird der geschlossene Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelements A bereits vor dem Zeitpunkt T1 erkannt und ergeht eine entsprechende Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements A nicht erst wie vorbeschrieben zum Zeitpunkt T3, sondern zu einem davorliegenden Zeitpunkt T3A, zu dem das Schaltelement B, C oder D mit dem Druck p_schlupf beaufschlagt wird, wird der Betätigungsdruck p_B, p_C oder p_D des reibschlüssigen Schaltelements B, C oder D nach dem Zeitpunkt T3A in vorbeschriebenem Umfang zu den Zeitpunkten T1 und T2 reduziert, während das formschlüssige Schaltelement A ebenfalls in der vorstehend näher erläuterten Art und Weise betätigt wird, um das formschlüssige Schaltelement A anforderungsgemäß vor Ablauf des Zeitraums t_max in den geöffneten Zustand zu überführen, der dann zu einem vor dem Zeitpunkt T6 liegenden Zeitpunkt T6A endet. Das ebenfalls zu 3 beschriebene Anheben des Systemdruckes p_sys zu den Zeitpunkten T3 und T7 erfolgt auf jeden Fall jeweils erst dann, wenn eine Entlastung des formschlüssigen Schaltelements A durch die entsprechende Betätigung des Schaltelements B, C oder D erreicht ist.
Die in 4 gezeigten Verläufe der Betriebsgrößen des Getriebes 4 stellen sich während eines Betriebszustandsverlaufes des Getriebes 4 ein, der von dem den Verläufen der Betriebsgrößen gemäß 3 zugrundeliegenden Betriebszustandsverlauf abweicht. Bei dem den Verläufen der Betriebsgrößen des Getriebes 4 gemäß 4 zugrundeliegenden Betriebszustandsverlauf ist das formschlüssige Schaltelement F zum Zeitpunkt T0 geschlossen und das reibschlüssige Schaltelement E wird mit dem das Mindestdruckniveau p_min aufweisenden Betätigungsdruck p_E beaufschlagt, um das Getriebe 4 in einem Neutralbetriebszustand zu halten, von dem ausgehend die dritte Übersetzung "3" für Vorwärtsfahrt innerhalb kurzer Betriebszeiten im Getriebe 4 eingelegt werden kann und zu dem im Bereich des Getriebes 4 der Kraftfluss zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Abtrieb 3 unterbrochen ist.
Zum Zeitpunkt T3 ergeht wiederum eine Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements F, um das Getriebe in einen Neutralbetriebszustand zu überführen, von dem ausgehend die fünfte Übersetzung "5" für Vorwärtsfahrt innerhalb kurzer Betriebszeiten im Getriebe 4 eingelegt werden kann und zu dem im Bereich des Getriebes 4 der Kraftfluss zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Abtrieb 3 unterbrochen ist. Gleichzeitig wird der Betätigungsdruck p_E des Schaltelements E auf den Druckwert p_0 abgesenkt, um das reibschlüssige Schaltelement E vollständig zu öffnen.
Zur Umsetzung der Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements F wird ein elektrisch betätigbarer elektrohydraulischer Drucksteller dem Verlauf i_F eines Betätigungsstromes entsprechend ab dem Zeitpunkt T3 mit einem Stromwert i_F_auf beaufschlagt, der mit einem das formschlüssige Schaltelement F in den geöffneten Betriebszustand überführenden Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements F korrespondiert. Vor dem Zeitpunkt T3 wird der elektrohydraulische Drucksteller mit einem Stromwert i_F_zu beaufschlagt, der mit einem das formschlüssige Schaltelement F in den geschlossenen Betriebszustand überführenden Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements F korrespondiert.
Mit der Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements F zum Zeitpunkt T3 wird der Systemdruck p_sys ausgehend von seinem minimalen Systemdruck p_sys_min stufenförmig auf das Zwischendruckniveau p_sys_zw angehoben. Das höhere Zwischendruckniveau p_sys_zw des Systemdrucks p_sys bietet im gleichem Umfang, wie in der Beschreibung zu 3 näher erläutert, die Möglichkeit, den Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements F anzuheben und eine in Öffnungsrichtung am formschlüssigen Schaltelements F zu vergrößern. Das formschlüssige Schaltelement F ist somit ab dem Zeitpunkt T3 mit dem höheren Systemdruck p_sys_zw in Öffnungsrichtung betätigbar. Da das formschlüssige Schaltelement F zum Zeitpunkt T7 nach wie vor in geschlossenem Betriebszustand vorliegt, wird der Systemdruck p_sys zum Zeitpunkt T7 vom Zwischendruckniveau p_sys_zw auf einen maximalen Systemdruck p_sys_max angehoben, um das formschlüssige Schaltelement F mit der maximalen Betätigungskraft in Öffnungsrichtung beaufschlagen zu können und zu gewährleisten, dass das formschlüssige Schaltelement F vor Ablauf eines definierten Zeitraums t_max in den geöffneten Zustand übergeht. Liegt das formschlüssige Schaltelement F nach dem Zeitpunkt T6 nach wie vor in geschlossenem Zustand vor, wird der Öffnungsvorgang abgebrochen sowie eine Diagnosefunktion gestartet und der aktuelle Betriebszustand des Getriebes 4 überprüft.
Der Zeitraum t1 zwischen den Zeitpunkten T3 und T7 entspricht einer Wartezeit, die vorgesehen wird, um im Bereich des formschlüssigen Schaltelements F eventuelle Beschädigungen zu vermeiden. Solche Beschädigungen treten beispielsweise dann im Bereich des formschlüssigen Schaltelements F auf, wenn das formschlüssige Schaltelement F durch Anlegen eines hohen und in Öffnungsrichtung wirkenden Betätigungsdruckes in einen geöffneten Zustand überführt wird, obwohl am geschlossenen formschlüssigen Schaltelement F ein dem Öffnen entgegenwirkendes Drehmoment anliegt und das formschlüssige Schaltelement F entgegen diesem anliegenden Drehmoment und den daraus resultierenden Haftkräften in unerwünschtem Umfang zwangsweise in den geöffneten Zustand übergeht und dabei beschädigt wird.
Zum Zeitpunkt T5, der das Ende des zum Zeitpunkt T3 beginnenden weiteren Zeitraumes t2 darstellt und vor dem Zeitraum t_max endet, wird der geöffnete Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelements F erkannt. Mit Ablauf des weiteren Zeitraums t2 wird der Systemdruck p_sys von dem maximalen Systemdruck p_sys_max wiederum zur Reduzierung der Verlustleistungen im Bereich der Getriebehauptpumpe sprungförmig auf den minimalen Systemdruck p_sys_min abgesenkt, auf dem er im weiteren Verlauf über der Zeit t verbleibt.
Die in 5 gezeigten Verläufe der Betriebsgrößen des Getriebes 4 stellen sich während eines Betriebszustandsverlaufes des Getriebes 4 ein, der von dem den Verläufen der Betriebsgrößen gemäß 3 zugrundeliegenden Betriebszustandsverlauf abweicht. Bei dem den Verläufen der Betriebsgrößen des Getriebes 4 gemäß 5 zugrundeliegenden Betriebszustandsverlauf sind sowohl das formschlüssige Schaltelement A als auch das reibschlüssige Schaltelement B, C oder D zum Zeitpunkt T0 geschlossen, während das reibschlüssige Schaltelement E vollständig geöffnet ist. Hierfür wird das reibschlüssige Schaltelement B, C oder D vorliegend bis zum Zeitpunkt T11 mit einem ein Schließdruckniveau p_B_zu, p_C_zu oder p_D_zu aufweisenden Betätigungsdruck p_B, p_C oder p_D beaufschlagt, zu dem das reibschlüssige Schaltelement B, C oder D vollständig geschlossen ist, seine volle Übertragungsfähigkeit aufweist und schlupffrei betrieben wird.
Zum Zeitpunkt T3 ergeht wiederum die Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements A, weshalb zum Zeitpunkt T3 der Betätigungsdruck des reibschlüssigen Schaltelements E vom Druckniveau p_0 auf das Druckniveau des Schnellfülldruckes p_E_sf angehoben wird, um das Schaltelement E während einer bis zu einem Zeitpunkt T8 andauernden Schnellfüllphase in bekannter Art und Weise für die Zuschaltung vorzubereiten. Ab dem Zeitpunkt T8 schließt sich an die Schnellfüllphase eine sogenannte Füllausgleichsphase, während der der Betätigungsdruck p_E das Druckniveau des Füllausgleichsdruckes p_E_fa aufweist, dass niedriger ist das Druckniveau des Schnellfülldruckes p_E_sf. Am Ende der Füllausgleichsphase, die vorliegend zum Zeitpunkt T9 endet, liegt das reibschlüssige Schaltelement E in einem für die Zuschaltung vorbereiteten Betriebszustand mit der Übertragungsfähigkeit gleich null vor. Ausgehend von diesem Betriebszustand des reibschlüssigen Schaltelements E bewirkt ein Anheben des Betätigungsdruckes p_E entlang der ab dem Zeitpunkt T9 vorgesehenen Druckrampe einen sofortigen Anstieg der Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schalelements E.
Vor dem Zeitpunkt T10, zu dem die zum Zeitpunkt T9 beginnende Druckrampe des Betätigungsdruckes p_E des reibschlüssigen Schaltelements E endet, wird der Betätigungsdruck p_B, p_C oder p_D zu einem Zeitpunkt T11 über eine Druckrampe bis zu einem weiteren Zeitpunkt T12 auf das Druckniveau p_min abgesenkt und zum Zeitpunkt T12 sprungförmig auf das darunterliegende Druckniveau p_0 geführt, zu dem das reibschlüssige Schaltelement B, C oder D vollständig geöffnet ist.
Ab dem vor dem Zeitpunkt T12 liegenden Zeitpunkt T10 wird der Betätigungsdruck p_E entlang einer weiteren Druckrampe, deren Steigung kleiner ist als die Steigung der davor durchfahrenen und zum Zeitpunkt T10 endenden Druckrampe angehoben, womit die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements E ansteigt, während die Übertragungsfähigkeit des Schaltelements B, C oder D durch die vorbeschriebene Reduzierung des Betätigungsdruckes p_B, p_C oder p_D abnimmt.
Durch das sukzessive Zuschalten des reibschlüssigen Schaltelements E bei gleichzeitig zugeschaltetem formschlüssigen Schaltelement A sowie dem Absenken der Übertragungsfähigkeit des Schaltelements B, C oder D wird im Getriebe 4 ein sogenannter Entlastungsgang zumindest teilweise eingelegt, der vorliegend der vierten Übersetzung "4" für Vorwärtsfahrt entspricht. Das zumindest teilweise Einlegen des Entlastungsganges "4" wird ein am formschlüssigen Schaltelement A anliegendes Drehmoment auf ein für das Abschalten des formschlüssigen Schaltelements A erforderliches Niveau geführt.
Zur Umsetzung der ab dem Zeitpunkt T3 vorliegenden Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements A wird wiederum der elektrisch betätigbare elektrohydraulische Drucksteller dem Verlauf i_A eines Betätigungsstromes entsprechend ab einem auf den Zeitpunkt T12 folgenden Zeitpunkt T13 mit dem Stromwert i_A_auf beaufschlagt, der mit dem das formschlüssige Schaltelement A in den geöffneten Betriebszustand überführenden Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements A korrespondiert. Vor dem Zeitpunkt T13 wird der elektrohydraulische Drucksteller mit dem Stromwert i_A_zu beaufschlagt, der mit dem das formschlüssige Schaltelement A in den geschlossenen Betriebszustand überführenden Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelements A korrespondiert. Zum Zeitpunkt T14 wird vor Ablauf des Zeitraumes t_max wiederum erkannt, dass das formschlüssige Schaltelement A in geöffnetem Betriebszustand vorliegt, wobei der Zeitpunkt T14 vorliegend das Ende des Zeitraumes t2 darstellt.
Um das formschlüssige Schaltelement A auf jeden Fall innerhalb des Zeitraums t_max anforderungsgemäß in den geöffneten Zustand überführen zu können, besteht auch während dem den in 5 gezeigten Verläufen der Betriebsgrößen des Getriebes 4 zugrundeliegenden Betriebszustandsverlaufes wie zu 3 und 4 beschrieben die Möglichkeit, eine stufenförmige Systemdruckanhebung vorzusehen.
Aus der vorstehenden Beschreibung der verschiedenen Betriebszustandsverläufe gemäß 3 bis 5 und den dabei jeweils angewandten Vorgehensweisen zur Entlastung des formschlüssigen Schaltelements A geht eindeutig hervor, dass das formschlüssige Schaltelement A jeweils mit hoher Spontaneität anforderungsgemäß in den geöffneten Betriebszustand überführt wird, ohne dieses unzulässig hoch zu belasten.
Dabei wird das formschlüssige Schaltelement A mittels der zu 3 beschriebenen Vorgehensweise, während der im Getriebe 4 kein Entlastungsgang zugeschaltet wird, innerhalb kurzer Betriebszeiten in den für das Abschalten des formschlüssigen Schaltelements A erforderlichen und wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand überführt.
Wird das Getriebe 4 bei Vorliegen einer Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements A gemäß der zu 5 beschriebenen Vorgehensweise bei einem Betriebszustandsverlauf des Getriebes 4 bzw. des Fahrzeugantriebsstranges 1 gemäß 3 betätigt, liegt das formschlüssige Schaltelement A, das dann durch Einlegen des Entlastungsganges in den wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand überführt wird, erst zu einem späteren Zeitpunkt in geöffnetem Zustand vor, als dies bei der Betätigung des Schaltelements A gemäß der zu 3 beschriebenen Vorgehensweise der Fall ist. Dies resultiert aus der Tatsache, dass das formschlüssige Schaltelement A bei dem 3 zugrundeliegenden Betriebszustandsverlauf zum Zeitpunkt T3, zu dem die Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements A ergeht, aufgrund der sich zum Zeitpunkt T3 in geöffnetem Zustand befindenden reibschlüssigen Schaltelemente B, C, D und E bereits in seinem wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand vorliegt und eine zusätzliche Entlastung des formschlüssigen Schaltelements A durch Einlegen des Entlastungsganges und eine damit einhergehende Betätigung des reibschlüssigen Schaltelements E nicht erforderlich ist, die das Öffnen des formschlüssigen Schaltelements A unnötig verzögern würde.
In gleichem Umfang wird das formschlüssige Schaltelement F innerhalb kurzer Betriebszeiten in seinen geöffneten Betriebszustand überführt, wenn bei einem 4 zugrundeliegenden Betriebszustand die zu 4 beschriebene Vorgehensweise anstatt der zu 5 erläuterten Vorgehensweise angewendet wird. Zum Zeitpunkt T3, zu dem die Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements F ergeht, ist lediglich das reibschlüssige Schaltelement E ausgehend von seinem Schlupfzustand, zu dem das reibschlüssige Schaltelement E mit einem das Druckniveau p_min aufweisenden Betätigungsdruck p_E beaufschlagt wird und daher eine Übertragungsfähigkeit gleich null aufweist, durch sprungförmiges Absenken des Betätigungsdruckes p_E zum Zeitpunkt T3 vollständig zu öffnen, um das formschlüssige Schaltelement F in gewünschtem Umfang in seinen wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand zu überführen. Auch hier würde das Öffnen des formschlüssigen Schaltelements F durch ein zum Zeitpunkt T3 ausgelöstes Einlegen des Entlastungsganges und die damit verbundene und zu 5 beschriebene Betätigung des reibschlüssigen Schaltelements E wiederum verzögert werden.
Im Gegensatz dazu ist das formschlüssige Schaltelement A während des 5 zugrundeliegenden Betriebszustandsverlaufes durch Einlegen des Entlastungsganges und die damit in Verbindung stehende Betätigung des reibschlüssigen Schaltelements E innerhalb kürzerer Betriebszeiten in den geöffneten Betriebszustand überführbar, als bei einer Betätigung des Getriebes 4 gemäß der zu 3 oder zu 4 beschriebenen Vorgehensweise. Der Grund hierfür ist, dass das formschlüssige Schaltelement A durch die zu 5 beschriebene Vorgehensweise schneller in den wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand überführbar ist, ohne dabei den Fahrkomfort zu beeinträchtigen, wie dies bei einem schlagartigen Öffnen des zum Zeitpunkt T3 in vollständig geschlossenem Betriebszustand vorliegenden formschlüssigen Schaltelements B, C oder D der Fall wäre.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugantriebsstrang
2: Antriebsmaschine
3: Abtrieb
4: Getriebe
5: Radsatz
6: Getriebeeingangswelle
7: hydrodynamischer Drehmomentwandler
8: Wandlerüberbrückungskupplung
9: Getriebeausgangswelle
10: gehäusefestes Bauteil
"1" bis "9": Übersetzung für Vorwärtsfahrt
"R": Übersetzung für Rückwärtsfahrt
A bis F: Schaltelement
HR1 bis HR4: Hohlrad
i_A_auf: Stromwert
i_A_zu: Stromwert
i_F_auf: Stromwert
i_F_zu: Stromwert
p_B: Betätigungsdruck des Schaltelements B
p_B_zu: Schließdruckniveau
p_C: Betätigungsdruck des Schaltelements C
p_C_zu: Schließdruckniveau
p_D: Betätigungsdruck des Schaltelements D
p_D_zu: Schließdruckniveau
p_E: Betätigungsdruck des Schaltelements E
p_E_fa: Füllausgleichsdruckniveau des Betätigungsdruckes E
p_E_sf: Schnellfülldruckniveau des Betätigungsdruckes E
p_min: Betätigungsdruckniveau
p_schlupf: Betätigungsdruckniveau
p_sys: Systemdruck
p_sys_max: maximaler Systemdruck
p_sys_min: minimaler Systemdruck
p_sys_zw: Zwischendruckniveau des Systemdrucks
p_0: Betätigungsdruckniveau
P1 bis P4: Planetenradsatz
PR1 bis PR4: Planetenrad
S1 bis S4: Sonnenrad
ST1 bis ST4: Planetensteg
t: Zeit
T0 bis T14: diskreter Zeitpunkt
t1, t2, t_max: Zeitraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008000429 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Automatgetriebes (4) mit mehreren zu- und abschaltbaren Schaltelementen (A, B, C, D, E, F), wobei das Automatgetriebe (4) zumindest ein formschlüssiges Schaltelement (A, F) und mehrere reibschlüssige Schaltelemente (B, C, D, E) aufweist, die zur Darstellung verschiedener Betriebszustände des Automatgetriebes (4) betätigt werden, wobei die reibschlüssigen Schaltelemente (B, C, D, E) bei Vorliegen einer Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements (A, F) jeweils in einen Betriebszustand überführt oder belassen werden, in welchen Betriebszuständen das zu öffnende formschlüssige Schaltelement (A, F) in einem wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements (A, F) reibschlüssige Schaltelemente (B, C, D, E), die zur Darstellung eines angeforderten Betriebszustandes des Automatgetriebes mit einer Betätigungskraft (p_B, p_C, p_D, p_E) größer null beaufschlagt und schlupfend betrieben werden, durch Absenken der Betätigungskraft in einen vollständig geöffneten Betriebszustand überführt werden, während die reibschlüssigen Schaltelemente (B, C, D, E), die vollständig geöffnet sind, in geöffnetem Betriebszustand gehalten werden und das formschlüssige Schaltelement (A, F) in Öffnungsrichtung betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Öffnungsrichtung am formschlüssigen Schaltelement (A, F) angreifende Betätigungskraft in Abhängigkeit eines Systemdrucks (p_sys) eines Hydrauliksystems des Automatgetriebes (4) steht und der Systemdruck (p_sys) während des Öffnungsvorganges des formschlüssigen Schaltelements (A, F) angehoben wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anheben des Systemdrucks (p_sys) stufenförmig erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anheben des Systemdrucks (p_sys) nach Erkennen des geöffneten Betriebszustandes der reibschlüssigen Schaltelemente (B, C, D, E) auf ein vordefiniertes Druckniveau (p_sys_max) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt, zu dem der geöffnete Betriebszustand der reibschlüssigen Schaltelemente (B, C, D, E) erkannt wird, eine Wartezeit (t1) gestartet wird, nach deren Ablauf der Systemdruck (p_sys) auf das vordefinierte Druckniveau (p_sys_max) angehoben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeit eines reibschlüssigen Schaltelements (B, C, D, E), das zur Darstellung eines definierten Betriebszustandes des Automatgetriebes (4) zusätzlich zu dem formschlüssigen Schaltelement (A, F) in den geschlossenen Betriebszustand zu überführen ist, und die Übertragungsfähigkeit eines weiteren reibschlüssigen Schaltelements (B, C, D, E), das zur Darstellung eines weiteren Betriebszustandes des Automatgetriebes (4) in seinen geschlossenen Betriebszustand zu überführen ist, jeweils aufeinander abgestimmt eingestellt werden, um das formschlüssige Schaltelement (A, F) bei Vorliegen einer Anforderung zum Öffnen des formschlüssigen Schaltelements (A, F) in seinen wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustand zu bringen, und wobei das formschlüssige Schaltelement (A, F) bei Erreichen des wenigstens annähernd lastfreien Betriebszustandes in Öffnungsrichtung betätigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements (B, C, D, E) zumindest bereichsweise rampenförmig abgesenkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelements (B, C, D, E) bereichsweise sprungförmig abgesenkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ab einem definierten Zeitpunkt (T3) eine Zeitüberwachung gestartet und überprüft wird, ob das formschlüssige Schaltelement (A, F) nach Ablauf eines definierten Zeitraums (t_max) in geöffnetem Zustand vorliegt, wobei bei positivem Abfrageergebnis das Getriebe (4) in einen angeforderten Betriebszustand überführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei negativem Abfrageergebnis der geschlossene Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelements (A, F) erkannt wird und alle Schaltelemente (A, B, C, D, E, F) des Automatikgetriebes (4) geöffnet werden sowie ein Diagnoseverfahren gestartet wird, über das der aktuelle Betriebszustand des Automatgetriebes (4) ermittelt wird.