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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs.
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Aus der Praxis sind Getriebe von Kraftfahrzeugen mit Schaltelementen bekannt, die einerseits formschlüssige Schaltelemente und andererseits reibschlüssige Schaltelemente aufweisen. In jedem eingelegten Gang eines solchen Getriebes ist eine erste Anzahl von Schaltelementen des Getriebes geschlossen bzw. zugeschaltet und eine zweite Anzahl von Schaltelementen des Getriebes geöffnet bzw. weggeschaltet, wobei bei Ausführung eines Gangwechsels von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang mindestens ein Schaltelement geöffnet bzw. weggeschaltet und mindestens ein anderes Schaltelement geschlossen bzw. zugeschaltet wird. Dann, wenn zur Ausführung eines Gangwechsels bzw. einer Schaltung im Getriebe ein formschlüssiges Schaltelement geschlossen bzw. zugeschaltet werden muss, muss das Schließen des formschlüssigen Schaltelements in einem definierten Drehzahlfenster um eine Zieldifferenzdrehzahl herum erfolgen, um eine Beschädigung des formschlüssigen Schaltelements zu vermeiden. Um dies zu gewährleisten, ist es aus der Praxis bereits bekannt, zur Ausführung eines Gangwechsels, bei welchem ein formschlüssiges Schaltelement geschlossen bzw. zugeschaltet werden muss, eine Synchronisierung des formschlüssigen Schaltelements vorzunehmen, nämlich durch zumindest teilweises Schließen eines reibschlüssigen Schaltelements.
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Aus der
DE 10 2013 213 239 A1 sind ein Verfahren sowie eine Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Getriebes bekannt, insbesondere solche Details, die dem Einlegen eines Anfahrgangs aus Neutral heraus dienen. Hierzu wird ein zuvor geöffnetes, formschlüssiges Schaltelement geschlossen, wobei das zu schließende, formschlüssige Schaltelement durch Schließen mindestens eines reibschlüssigen Schaltelements synchronisiert wird. Nach dem Schließen des formschlüssigen Schaltelements werden nach diesem Stand der Technik zwei reibschlüssige Schaltelemente des Getriebes geöffnet, um eine Überbestimmung des Getriebes aufzuheben und so einen Anfahrvorgang zu ermöglichen.
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Um beim Einlegen eines Anfahrgangs aus Neutral heraus nachfolgend ein Anfahren mit bestmöglicher Dynamik zu ermöglichen, werden nach dem Stand der Technik zu öffnende, reibschlüssige Schaltelemente mit einem möglichst steilen Öffnungsgradienten geöffnet, um so einen schnellen Anfahrvorgang zu ermöglichen. Hierdurch können jedoch einerseits Zahn-auf-Zahn-Stellungen an dem zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement verursacht werden, sodass dann das zu schließende, formschlüssige Schaltelement nicht ordnungsgemäß geschlossen werden kann, weiterhin kann sich ein unkomfortabler Anfahrvorgang ausbilden. Es besteht daher Bedarf daran, einerseits der Ausbildung von Zahn-auf-Zahn-Stellungen an einem zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement entgegenzuwirken, weiterhin besteht Bedarf daran, bei einem Anfahrvorgang einen besseren Anfahrkomfort zu gewährleisten.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs und eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird ein Öffnungsgradient des ersten zumindest teilweise geschlossenen, reibschlüssigen Schaltelements, welches zur Momentübergabe geöffnet wird, und/oder ein Öffnungsgradient des zweiten zumindest teilweise geschlossenen, reibschlüssigen Schaltelements, welches zur Aufhebung der Überbestimmung geöffnet wird, abhängig von einem Bremsdruck oder einer den Bremsdruck repräsentierenden Größe bestimmt wird. Mit der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, den Öffnungsgradienten desjenigen reibschlüssigen Schaltelements, welches zur Momentübergabe an das zu schließende, formschlüssige Schaltelement geöffnet wird, und/oder den Öffnungsgradienten desjenigen reibschlüssigen Schaltelements, welches zur Aufhebung der Überbestimmung des Getriebes für einen nachfolgenden Anfahrvorgang geöffnet wird, abhängig von dem Bremsdruck oder der den Bremsdruck repräsentierenden Größe zu bestimmen. Hiermit kann der Ausbildung von Zahn-auf-Zahn-Stellungen entgegengewirkt werden, weiterhin kann der Anfahrkomfort beim Anfahrvorgang verbessert werden.
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Vorzugsweise wird der jeweilige Öffnungsgradient abhängig von dem Bremsdruck oder der den Bremsdruck repräsentierenden Größe derart bestimmt, dass der Betrag des jeweiligen Öffnungsgradienten umso kleiner ist, je größer der Bremsdruck oder die den Bremsdruck repräsentierende Größe ist. Je höher bzw. größer der Bremsdruck ist, desto unwahrscheinlicher ist, dass innerhalb kurzer Zeit ein Anfahrvorgang ausgelöst werden soll. Daher kann dann der jeweilige Öffnungsgradient betragsmäßig kleiner und demnach flacher bestimmt werden, um der Ausbildung von Zahn-auf-Zahn-Stellungen am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement entgegenzuwirken und nachfolgend dann, wenn fahrerseitig tatsächlich ein Anfahrvorgang gewünscht ist, den Anfahrkomfort zu erhöhen.
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Nach einer Weiterbildung wird den jeweiligen Öffnungsgradienten abhängig von einer fahrerseitigen Fahrpedalbetätigung bestimmt. Abhängig von der fahrerseitigen Fahrpedalbetätigung kann der jeweilige Öffnungsgradient besonders vorteilhaft bestimmt werden.
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Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung ist in Anspruch 5 definiert.
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Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine schematisierte Darstellung eines Getriebes zusammen mit einem Wandler;
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2 eine Schaltmatrix des Getriebes der 1;
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3 erste Zeitdiagramme zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Getriebes; und
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4 zweite Zeitdiagramme zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Getriebes.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines automatischen bzw. automatisierten Getriebes sowie eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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1 zeigt ein Schema eines als Automatgetriebe ausgebildeten Getriebes 1 zusammen mit einem Wandler 4, wobei das Getriebe 1 eine Getriebeeingangswelle 2 und eine Getriebeausgangswelle 3 umfasst. Der Wandler 4 verfügt über eine Wandlerüberbrückungskupplung 5, ein Turbinenrad 6, ein Pumpenrad 7 sowie ein Leitrad 8, wobei das Leitrad 8 mit einem sogenannten Freilauf 9 in Verbindung steht. Bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung 5 sind das Turbinenrad 6 und das Pumpenrad 7 miteinander gekoppelt. Die Getriebeeingangswelle 2 entspricht der Wandlerausgangswelle bzw. der Turbinenwelle des Wandlers 4. An die Getriebeausgangswelle 3 ist ein Abtrieb gekoppelt. An die Wandlereingangswelle 14 ist eine Antriebswelle eines Antriebsaggregats gekoppelt.
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Obwohl in 1 die Getriebeeingangswelle 2 an das Turbinenrad 6 des Wandlers 4 gekoppelt ist und demnach die Getriebeeingangswelle 2 der Ausgangswelle des Wandlers 4 entspricht, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch an einem Automatgetriebe ohne derartigen Wandler zum Einsatz kommen kann. In diesem Fall ist dann zwischen die Getriebeeingangswelle 2 und eine Antriebswelle eines Antriebsaggregats eine Trennkupplung bzw. Anfahrkupplung geschaltet.
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Das in 1 gezeigte Getriebe 1 verfügt über mehrere Radsätze 10, 11, 12 und 13 sowie mehrere Schaltelemente A, B, C, D, E und F. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst demnach das Getriebe 1 sechs Schaltelemente A bis F, wobei die Schaltelemente A und F als formschlüssige Schaltelemente und die Schaltelemente B, C, D und E als reibschlüssige Schaltelemente aufgeführt sind. Bei den reibschlüssigen Schaltelementen B und E handelt es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um Kupplungen und bei den reibschlüssigen Schaltelementen C und D um Bremsen.
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In jedem eingelegten Gang sind im Getriebe 1 der 1 eine erste Anzahl von Schaltelementen geschlossen bzw. zugeschaltet und eine zweite Anzahl von Schaltelementen geöffnet bzw. weggeschaltet.
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Die Tabelle der 2 gibt für neun zur Verfügung stehende Vorwärtsgänge 1 bis 9 sowie für den Rückwärtsgang R jeweils die Schaltelemente an, die im jeweiligen Gang geschlossen bzw. zugeschaltet sowie geöffnet bzw. weggeschaltet sind. In der Tabelle der 2 sind geschlossene bzw. zugeschaltete Schaltelemente jeweils mit einem X gekennzeichnet. Aus der Tabelle folgt, dass in jedem eingelegten Gang im Getriebe 1 drei Schaltelemente geschlossen bzw. zugeschaltet und drei Schaltelemente geöffnet bzw. weggeschaltet sind.
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Beim Gangeinlegen eines Anfahrgangs aus Neutral muss mindestens ein zuvor geöffnetes Schaltelement, nämlich das formschlüssige Schaltelement A, geschlossen bzw. zugeschaltet werden. Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun Details, mit Hilfe derer beim Einlegen des Anfahrgangs ein zuvor geöffnetes, formschlüssiges Schaltelement mit hoher Qualität und reduzierter Schädigungsgefahr für das Schaltelement geschlossen und nachfolgend ein Anfahrvorgang mit hohem Komfort gewährleistet werden kann. Diesbezügliche Details des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 und 4 im Detail beschrieben.
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In 3 und 4 sind über der Zeit t mehrere zeitliche Kurvenverläufe 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 und 23 gezeigt. Die Kurvenverläufe 15 der 3 und 4 entsprechen einer Stellung eines Getriebewählhebels, wobei N einer Neutralstellung und D einer Stellung für eine Vorwärtsfahrt entspricht. Die Kurvenverläufe 16 der 3 und 4 zeigen antriebsseitige Drehzahlen, also im Beispiel der 1 eine Drehzahl der Wandlereingangswelle 14. Die Kurvenverläufe 17 der 3 und 4 zeigen Drehzahlen der Getriebeeingangswelle 2, die der Wandlerausgangswelle bzw. der Turbinenwelle des Wandlers 4 entspricht. Die Kurvenverläufe 18, 19, 20, 21 und 22 der 3 und 4 zeigen Ansteuerungen verschiedener Schaltelemente des Getriebes 1, nämlich der Kurvenverlauf 18 die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements F, der Kurvenverlauf 19 die Ansteuerung des reibschlüssigen Schaltelements C, der Kurvenverlauf 20 die Ansteuerung des reibschlüssigen Schaltelements B, der Kurvenverlauf 21 die Ansteuerung des reibschlüssigen Schaltelements D und der Kurvenverlauf 22 die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements A.
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Die Kurvenverläufe 23 der 3 und 4 visualisieren steuerungsseitige Zustände des formschlüssigen Schaltelements A, wobei der Zustand 0 einem geöffneten, formschlüssigen Schaltelement A entspricht, wobei der Zustand 3 einem geschlossenen, formschlüssigen Schaltelement A entspricht, wobei der Zustand 1 einem zum Schließen angesteuerten, jedoch noch nicht tatsächlich losgelaufenen, formschlüssigen Schaltelement A entspricht, und wobei der Zustand 2 einem zum Schließen angesteuerten, losgelaufenen, jedoch noch nicht eingelegten formschlüssigen Schaltelement A entspricht.
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Vor dem Zeitpunkt t1 der 3 und 4 ist am Getriebewählhebel die Schaltstellung N für Neutral gewählt. Das formschlüssige Schaltelement F ist gemäß dem Kurvenverlauf 18 geschlossen, das reibschlüssige Schaltelement C wird gemäß dem Kurvenverlauf 19 bereits über eine Schnellbefüllung zum zumindest teilweisen Schließen angesteuert, die Schaltelemente B, D und A sind jedoch alle steuerungsseitig offen. Das Antriebsaggregat läuft.
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Zum Zeitpunkt t1 der 3 und 4 wird fahrerseitig der Getriebewählhebel von der Schaltstellung N in die Schaltstellung D überführt, und zwar bei fahrerseitig betätigtem Bremspedal, sodass also zum Zeitpunkt t1 fahrerseitig das Einlegen eines Anfahrgangs im Getriebe 1 angefordert wird, und zwar das ersten Vorwärtsgangs, in welchem gemäß der Schaltmatrix der 2 die Schaltelemente A, D und F geschlossen sind.
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Zum Einlegen des Anfahrgangs muss demnach das formschlüssige Schaltelement A, welches zum Zeitpunkt t1 der 3 und 4 geöffnet ist, geschlossen werden. Hierzu ist eine Synchronisierung desselben erforderlich, wobei zur Synchronisierung des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements A mindestens ein reibschlüssiges Schaltelement teilweise geschlossen wird, wobei der 3 und 4 entnommen werden kann, dass beginnend zum Zeitpunkt t1 gemäß dem Kurvenverlauf 20 zunächst das reibschlüssige Schaltelement B und nachfolgend zum Zeitpunkt t2 das reibschlüssige Schaltelement D befüllt werden, um unter Überbestimmung des Getriebes 1 das zu schließende, formschlüssige Schaltelement A zu synchronisieren und ein Anfahren zunächst zu verhindern.
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Zum Zeitpunkt t3 der 3 und 4 ist die Synchronisierung des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements A abgeschlossen, sodass gemäß den Kurvenverläufen 22, 23 zum Zeitpunkt t3 das zu schließende, formschlüssige Schaltelement A steuerungsseitig zum Schließen angesteuert wird.
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Im Anschluss an das Ansteuern des zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements A in Schließrichtung, also nach dem Zeitpunkt t3, wird gemäß dem Kurvenverlauf 19 der 3 und 4 zunächst ein erstes der zumindest teilweise geschlossenen, reibschlüssigen Schaltelemente, nämlich das Schaltelement C, zum Öffnen angesteuert, um eine Momentübergabe vom reibschlüssigen Schaltelement C auf das formschlüssige Schaltelement A steuerungsseitig auszuführen, nachfolgend wird ferner ein zweites der zumindest teilweise geschlossenen, reibschlüssigen Schaltelemente, nämlich gemäß dem Signalverlauf 20 das reibschlüssige Schaltelement B, zum Öffnen angesteuert, um so die Überbestimmung des Getriebes 1 aufzuheben und nachfolgend einen Anfahrvorgang zu ermöglichen. Dann, wenn das reibschlüssige Schaltelement B kein Moment mehr überträgt, ist die Überbestimmung des Getriebes 1 aufgehoben und das Anfahren kann erfolgen.
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In 4 wird gemäß dem Signalverlauf 19, 19' ein Öffnungsgradient des zumindest teilweise geschlossenen, reibschlüssigen Schaltelements C, welches zur Momentübergabe auf das zum Schließen angesteuerte, formschlüssige Schaltelement A geöffnet bzw. zum Öffnen angesteuert wird, abhängig von einem Bremsdruck oder einer dem Bremsdruck repräsentierten Größe bestimmt, und zwar derart, dass der Betrag des Öffnungsgradienten umso größer ist, je kleiner der Bremsdruck oder die den Bremsdruck repräsentierende Größe ist. Ist also der Bremsdruck oder die den Bremsdruck repräsentierende Größe relativ groß bzw. hoch, so ist der Betrag des Öffnungsgradienten relativ klein, sodass sich ein flacher Öffnungsgradient ausbildet und das reibschlüssige Schaltelement C relativ langsam geöffnet wird. Ist hingegen der Bremsdruck oder die den Bremsdruck repräsentierende Größe relativ gering bzw. klein, so wird der Betrag des Öffnungsgradienten relativ groß gewählt, sodass der Öffnungsgradient für das reibschlüssige Schaltelement C relativ steil ist und demnach das reibschlüssige Schaltelement C relativ schnell geöffnet wird.
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In 4 visualisiert der Kurvenverlauf 19' demnach einen Öffnungsgradienten für das reibschlüssige Schaltelement C bei relativ hohem Bremsdruck. Dann, wenn der Bremsdruck bzw. den Bremsdruck repräsentierende Größe relativ groß ist, ist ein unmittelbar nachfolgender Anfahrvorgang relativ unwahrscheinlich, sodass die Momentübergabe vom reibschlüssigen Schaltelement C an das formschlüssige Schaltelement A in einer längeren Zeitspanne erfolgen kann, wodurch der Ausbildung von Zahn-auf-Zahn-Stellungen am zu schließenden, formschlüssigen Schaltelement A entgegengewirkt werden kann. Die Wahrscheinlichkeit der Ausbildung von Zahn-auf-Zahn-Stellungen kann demnach erfindungsgemäß durch die bremsdruckabhängige Bestimmung des Öffnungsgradienten für das an der Momentübergabe beteiligte und für die Momentübergabe zu öffnende, reibschlüssige Schaltelement C verringert werden.
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3 kann entnommen werden, dass auch der Öffnungsgradient desjenigen reibschlüssigen Schaltelements B, welches zur Aufhebung der Überbestimmung des Getriebes anschließend an das reibschlüssige Schaltelement C geöffnet wird, abhängig vom Bremsdruck oder der dem Bremsdruck repräsentierenden Größe bestimmt wird, und zwar wiederum derart, dass der Betrag des Öffnungsgradienten umso größer ist, je kleiner der Bremsdruck oder die den Bremsdruck repräsentierende Größe ist. So visualisiert der Kurvenverlauf 20' einen Kurvenverlauf für die Ansteuerung des reibschlüssigen Schaltelements B bei relativ hohem Bremsdruck, wobei dann der Betrag des Öffnungsgradienten gering ist, sodass sich ein flacher Öffnungsgradient einstellt. Bei relativ geringem Bremsdruck ist der Betrag des Öffnungsgradienten des zur Aufhebung der Überbestimmung zu öffnenden, reibschlüssigen Schaltelements B größer, sodass sich dann ein steilerer Öffnungsgradient ausbildet.
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Je höher der Bremsdruck demnach ist, desto unwahrscheinlicher ist wiederum ein unmittelbar nachfolgender Anfahrvorgang, sodass zur Gewährleistung eines hohen Anfahrkomforts das die Überbestimmung aufhebende reibschlüssige Schaltelement B, welches zur Aufhebung die Überbestimmung des Getriebes geöffnet bzw. zum Öffnen angesteuert wird, langsamer bzw. mit flacherem Öffnungsgradienten geöffnet bzw. zum Öffnen angesteuert werden kann.
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Die obige Ermittlung der jeweiligen Öffnungsgradienten des reibschlüssigen Schaltelements C, welches zur Momentübergabe an das formschlüssige Schaltelement A geöffnet wird, und/oder des reibschlüssigen Schaltelements B, welches zur Aufhebung der Überbestimmung geöffnet wird, erfolgt demnach jeweils abhängig vom Bremsdruck oder den Bremsdruck repräsentierenden Größe, insbesondere abhängig von einer fahrerseitigen Betätigung eines Bremspedals.
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Dabei erfolgt die Bestimmung des jeweiligen Öffnungsgradienten vorzugsweise kontinuierlich aktualisiert auf Basis des aktuellen Bremsdrucks bzw. der aktuellen Bremspedalbetätigung, sodass sich demnach der Öffnungsgradient bei sich änderndem Bremsdruck bzw. sich ändernden Bremspedalbetätigung auch ändert. Die Bestimmung des jeweiligen Öffnungsgradienten erfolgt demnach nicht statisch, sondern dynamisch, abhängig vom sich ändernden Bremsdruck bzw. der sich ändernden Bremspedalbetätigung. Nimmt ausgehend von einem hohen Bremsdruck der Bremsdruck ab, so wird der Öffnungsgradient steiler bzw. betragsmäßig größer gewählt. Nimmt hingegen der Bremsdruck ausgehend von einem relativ kleinen Bremsdruck zu, so kann der jeweilige Öffnungsgradient flacher und demnach betragsmäßig kleiner gewählt werden.
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Besonders bevorzugt werden beide Öffnungsgradienten abhängig vom Bremsdruck bzw. der den Bremsdruck repräsentierenden Größe bestimmt. Unter der Annahme, dass zum Beispiel zum Zeitpunkt t3 noch ein relativ hoher Bremsdruck vorliegt, der sich zum Zeitpunkt t4 verringert, wird dann der Öffnungsgradient für das reibschlüssige Schaltelement C betragsmäßig relativ klein und demnach flach und der Öffnungsgradient für das reibschlüssige Schaltelement B betragsmäßig größer und demnach steiler gewählt.
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Das Verfahren wird von einer Steuerungseinrichtung ausgeführt, die vorzugweise als elektronische Getriebesteuerungseinrichtung ausgebildet ist und die Ansteuerung der Schaltelemente des Getriebes 1 übernimmt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebe
- 2
- Wandlerausgangswelle/Getriebeeingangswelle
- 3
- Abtriebswelle/Getriebeausgangswelle
- 4
- Wandler
- 5
- Wandlerüberbrückungskupplung
- 6
- Turbinenrad
- 7
- Pumpenrad
- 8
- Leitrad
- 9
- Freilauf
- 10
- Radsatz
- 11
- Radsatz
- 12
- Radsatz
- 13
- Radsatz
- 14
- Wandlereingangswelle
- 15
- Kurvenverlauf
- 16
- Kurvenverlauf
- 17
- Kurvenverlauf
- 18
- Kurvenverlauf
- 19
- Kurvenverlauf
- 20
- Kurvenverlauf
- 21
- Kurvenverlauf
- 22
- Kurvenverlauf
- 23
- Kurvenverlauf
- A
- formschlüssiges Schaltelement
- B
- reibschlüssiges Schaltelement
- C
- reibschlüssiges Schaltelement
- D
- reibschlüssiges Schaltelement
- E
- reibschlüssiges Schaltelement
- F
- formschlüssiges Schaltelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013213239 A1 [0003]
