-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebesteuerung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Steuerung eines Schaltgetriebes zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug.
-
Ein Kraftfahrzeug umfasst einen Antriebsstrang, der einen Antriebsmotor, ein Schaltgetriebe und ein Antriebsrad umfasst. Im Schaltgetriebe können unterschiedliche Gangstufen eingelegt werden, um eine Drehzahl des Antriebsmotors an eine Drehzahl des Antriebsrads anzupassen. Das Schaltgetriebe umfasst mehrere Radsätze, die mittels Schaltelementen unterschiedlich konfiguriert und kombiniert werden können. Eine Steuervorrichtung steuert die Schaltelemente und bestimmt so, welche Gangstufe eingelegt ist, also welche Untersetzung (oder Übersetzung) zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite des Getriebes liegt, und mittels welcher Radsätze in welcher Konfiguration die Untersetzung erzielt wird. Beim Wechsel von einer Gangstufe in eine andere muss üblicherweise wenigstens ein Schaltelement geöffnet und ein anderes geschlossen werden, um einen möglichst ruckarmen Übergang zu schaffen.
-
Ein Schaltelement wird üblicherweise hydraulisch gesteuert. Wird ein Schaltelement zuerst mit einem fallenden und danach mit einem steigenden Steuerdruck beaufschlagt, kann dieser kurzfristig um einen vorbestimmten Betrag übersteigert werden, um eine Hysterese mechanischer Komponenten zu kompensieren und das korrekte Anlegen des Schaltelements sicher zu stellen. Die Steuervorrichtung kann auch ein Befüllmodell und ein Ventilmodell umfassen, um das Anlegen des Schaltelements in Abhängigkeit verschiedener Parameter korrekt zu steuern.
-
Eine der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Technik zum Anlegen eines Schaltelements bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
-
Ein Verfahren zum Steuern eines Schaltgetriebes mit einem ersten und einem zweiten proportional steuerbaren Schaltelement, wobei das Verfahren Schritte des Öffnens des ersten Schaltelements nach einem ersten Steuerverlauf und des Schließens des zweiten Schaltelements des Schaltgetriebes nach einem zweiten Steuerverlauf, umfasst, wobei der erste Steuerverlauf einen variablen Anteil umfasst, der zwischen einem ersten Zeitpunkt, wenn ein Gradient der Drehzahl einer Eingangswelle des Schaltgetriebes einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, und einem zweiten Zeitpunkt, wenn der Gradient abflacht, gesteigert wird.
-
Das Schaltelement kann beispielsweise mittels eines hydraulischen Aktuators gesteuert werden, wobei üblicherweise ein hoher Wert des Steuerverlaufs ein Schließen des Schaltelements bewirkt, während ein niedriger Wert ein Öffnen des Schaltelements bewirkt. Ein hoher Wert des Verlaufs entspricht einem hohen Steuerdruck und ein niedriger Wert einem niedrigen Steuerdruck des Aktuators.
-
Ein Aktuator, der zunächst mit einem fallenden und danach mit einem steigenden Steuerdruck angesteuert wird, kann ein mechanisches Spiel aufweisen, das eine präzise Steuerung des Schließgrads des korrespondierenden Schaltelements verhindert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ansätzen, die eine Anpassung des Steuerdrucks auf der Basis eines Modells vorschlagen, kann durch Beobachtung der Veränderung der Drehzahl der Eingangswelle des Schaltgetriebes eine verbesserte Anpassung des Steuerdrucks durchgeführt werden. Durch die Beobachtung des Drehzahlgradienten als abgeleitete Ist-Größe kann eine echte Regelung anstelle einer bloßen Steuerung erfolgen. Fehler oder Ungenauigkeiten, die das Modell betreffen können, können die Steuerung nicht beeinflussen.
-
Effektiv kann so eine Anlegeerkennung durchgeführt werden, mittels derer bestimmt wird, wann ein mechanisches Spiel der Betätigung aufgebraucht ist. Optional kann ein weiterer Anteil des Verlaufs auf der Basis einer Temperatur des Schaltgetriebes und/oder eines zu übertragenden Moments bestimmt werden, beispielsweise mittels eines Kennfelds.
-
Unterschreitet der Istdruckverlauf der abschaltenden Kupplung (p_absist_z) einen vorbestimmten Druckwert (Mindestfülldruck + vorbestimmter Offset), dann kann in Abhängigkeit eines sich einstellenden Gradienten der Drehzahl der Eingangswelle Offset als Anteil auf den Druck des abschaltenden Schaltelements über der Zeit aufaddiert werden.
-
Der Gradient der Drehzahl der Eingangswelle kann wahlweise nach Start einer geregelten Lastschaltung (GLS) oder bei aktiver Schaltdruckphase ermittelt. Die GLS umfasst üblicherweise einen statischen Anteil des Steuerverlaufs, der einmalig vor dem Umsetzen bzw. Anwenden des Steuerverlaufs bestimmt wird.
-
Um den Gradienten mit einem Schwellenwert vergleichen zu können kann ein Gradientensignal ng_tgls mit einem Filter versehen und als ng_tgls_ff ausgegeben werden.
-
Im weiteren Verlauf der Schaltung kann der Gradient der Differenzdrehzahl der Eingangswelle zur Synchrondrehzahl der einzulegenden Gangstufe (nd_gsynzielgang) beobachtet werden. Kommt es zu einem Abflachen des Gradienten der Eingangswellendrehzahl, so wird der aktuell bestimmte Druckwert eingefroren werden. Der gesteuerte bzw. geregelte Abschaltdruck kann dann sprungfrei weiterlaufen.
-
Durch das durch die Anlege-Funktionalität sichergestellte Anliegen des Aktuators am Schaltelement kann ein deutlich verbessertes Druckfolgeverhalten im weiteren Verlauf der Schaltung gewährleistet werden.
-
Der variable Anteil kann zunächst mit einer hohen Geschwindigkeit gesteigert werden, bis ein mechanisches Spiel des Schaltelements aufgebraucht ist. Anschließend kann der variable Anteil bis zum zweiten Zeitpunkt mit einer niedrigeren Geschwindigkeit weiter gesteigert werden.
-
Eine Vorrichtung zur Steuerung eines Schaltgetriebes mit einem ersten und einem zweiten proportional steuerbaren Schaltelement umfasst: eine erste Schnittstelle zur Verbindung mit dem ersten Schaltelement; eine zweite Schnittstelle zur Verbindung mit dem zweiten Schaltelement; und eine Verarbeitungseinrichtung. Die Verarbeitungseinrichtung ist dazu eingerichtet, das erste Schaltelement nach einem ersten Steuerverlauf zu öffnen und das zweite Schaltelement nach einem zweiten Steuerverlauf zu schließen. Dabei umfasst der erste Steuerverlauf einen variablen Anteil, der zwischen einem ersten Zeitpunkt, wenn ein Gradient der Drehzahl einer Eingangswelle des Schaltgetriebes einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, und einem zweiten Zeitpunkt, wenn der Gradient abflacht, gesteigert wird.
-
Die Vorrichtung kann zum Durchführen des hierin beschriebenen Verfahrens verwendet werden. Vorteile oder Merkmale des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden und umgekehrt.
-
Ein Schaltelement kann insbesondere mittels eines elektronischen Druckstellers hydraulisch steuerbar sein. Ein Drucksteller kann einen Aktuator umfassen, der eine Betätigung eines Schaltelements in Abhängigkeit eines Signals oder Signalverlaufs durchführt. Der Aktuator kann insbesondere hydraulisch wirken und ein elektronisches Steuerventil zur Steuerung eines Betätigungsdrucks und einen hydraulischen Zylinder, in welchem der Betätigungsdruck wirkt, sowie einen hydraulischen Kolben umfassen, der verschiebbar im Zylinder angebracht ist und der auf das Schaltelement wirkt.
-
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
- 1 ein Schaltgetriebe, beispielsweise zum Einsatz in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs;
- 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Schaltgetriebes; und
- 3 exemplarische Verläufe von Parametern an einem Schaltgetriebe
darstellt.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Schaltgetriebes 100, welches als mehrstufiges Planetengetriebe ausgeführt ist. Ein Wechsel einer im Schaltgetriebe 100 eingelegten Gangstufe ist bevorzugt hydraulisch steuerbar. Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf das dargestellte Schaltgetriebe 100 beschrieben, kann jedoch auch an anderen Getriebetypen eingesetzt werden, welche ein gesteuertes Ein- oder Auslegen einer Gangstufe erlauben.
-
Das Schaltgetriebe 100 ist exemplarisch als 9-Gang Getriebe mit Rückwärtsgang ausgelegt und kann bevorzugt in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Das Schaltgetriebe 100 umfasst vier Radsätze RS1 bis RS4, die jeweils als Umlaufrädergetriebe realisiert sein können, insbesondere in Form von Planetengetrieben. Eine Eingangswelle 105 ist zur Verbindung mit einem Antriebsmotor eingerichtet. Optional ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 110 zwischen dem Antriebsmotor und der Eingangswelle 105 vorgesehen. Der Drehmomentwandler 110 kann mit dem Schaltgetriebe 100 integriert aufgebaut oder von ihm umfasst sein. Eine Ausgangswelle 115 des Schaltgetriebes 100 ist bevorzugt zur drehmomentschlüssigen Verbindung mit einem Antriebsrad des Kraftfahrzeugs eingerichtet.
-
Der hydrodynamische Drehmomentwandler 110 umfasst eine Eingangsseite 110.1, die eine Pumpe 110.2 antreibt, und eine Ausgangsseite 110.3, die von einer Turbine 110.4 angetrieben wird. Die Kopplung erfolgt mittels eines Fluids 110.5, welches zwischen der Pumpe 110.2 und der Turbine 110.4 strömt. Bevorzugt ist ein Leitrad 110.6 vorgesehen, um den Fluidstrom zu leiten und gegebenenfalls zu steuern. Der Drehmomentwandler 110 ist insbesondere als Anfahrkupplung vorgesehen und kann in Abhängigkeit eines Schlupfs zwischen der Eingangsseite 110.1 und der Ausgangsseite 110.3 eine Drehmomentüberhöhung bewirken. Mit der Ausgangsseite 110.3 kann ein Schwingungsdämpfer 110.7 verbunden sein, um Torsionsschwingungen im Drehmomentpfad zu verringern. Der Schwingungsdämpfer 110.7 kann auch vorgesehen sein, wenn der Drehmomentwandler 110 entfällt. Üblicherweise ist eine Überbrückungskupplung 110.8 vorgesehen, um insbesondere bei höheren Drehzahlen, also nach einem Anfahren, den Drehzahlunterschied zwischen der Eingangsseite 110.1 und der Ausgangsseite 110.3 auf null festzulegen und so Strömungsverluste im Drehmomentwandler 110 zu minimieren.
-
Die Radsätze RS1 bis RS4 sind beispielhaft in der gezeigten Weise miteinander verschaltet. Jeder Radsatz umfasst drei Elemente, die mittels Verzahnungen ineinander eingreifen. Das radial innerste Element wird auch Sonnenrad, das äußerste Hohlrad und das dazwischen liegende Planetenrad genannt. Das Planetenrad ist drehbar gegenüber einem Planetenradträger gelagert, der seinerseits um die gleiche Drehachse wie das Sonnenrad und das Hohlrad drehbar gelagert ist. In der Darstellung von 1 verläuft die Drehachse (nicht dargestellt) horizontal entlang der Eingangswelle 105. Achsensymmetrisch unterhalb der Drehachse liegende Teile der Radsätze RS1 bis RS4 sowie ihrer Wellen sind nicht dargestellt. Ist eines von dem Sonnenrad, dem Planetenradträger und dem Hohlrad festgelegt, insbesondere indem es gegenüber einem Getriebegehäuse 120 abgebremst ist, so können die anderen beiden Einrichtungen zum Ein- und Auskoppeln von Drehmoment verwendet werden, wobei eine vorbestimmte Über- oder Untersetzung erreicht wird.
-
Zur Steuerung eines Drehmomentflusses durch die Radsätze RS1 bis RS4 stehen in der dargestellten Ausführungsform insgesamt sechs Schaltelemente A bis F zur Verfügung, die jeweils dazu angesteuert werden können, zu öffnen oder zu schließen. Die Schaltelemente C und D wirken jeweils zwischen einem drehbaren Element und dem Getriebegehäuse 120 und werden auch Bremsen genannt. Die Schaltelemente A, B, E und F wirken jeweils zwischen zwei drehbaren Elementen und werden auch Kupplungen genannt. Zumindest eines der Schaltelemente A bis F ist bevorzugt dazu eingerichtet, einen Drehmomentschluss zwischen einer vollständig geöffneten und einer vollständig geschlossenen Stellung proportional steuerbar trennen bzw. herstellen zu können. Dazu können Reibelemente vorgesehen sein, die axial aneinander gepresst werden, um einen variablen Reibschluss herzustellen. Eine axiale Anpresskraft kann insbesondere hydraulisch bewirkt werden, wozu beispielsweise ein elektronischer Drucksteller einen hydraulischen Steuerdruck entsprechend einem Steuersignal einstellen kann, um den Grad der Drehmomentübertragung zu steuern.
-
In der vorliegenden Ausführungsform sind zumindest die Schaltelemente
B bis
E in ihrem Übertragungsverhalten proportional steuerbar. Insbesondere die Schaltelemente
A und
F können auch als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein, die lediglich vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen sein können. Die folgende Tabelle gibt eine exemplarische Schaltmatrix an. Für jede Gangstufe sind Schaltelemente
A bis
F, die zum Einlegen der Gangstufe geschlossen sein müssen, mit einem Punkt markiert, die anderen Schaltelemente
A bis
F müssen geöffnet sein.
| Gangstufe | C | D | B | E | F | A |
| 1 | | • | | | • | • |
| 2 | • | | | | • | • |
| 3 | | | • | | • | • |
| 4 | | | | • | • | • |
| 5 | | | • | • | | • |
| 6 | • | | | • | | • |
| 7 | | • | | • | | • |
| 8 | • | • | | • | | |
| 9 | | • | • | • | | |
| R | | • | • | | • | |
-
Ein Übergang von einer eingelegten Gangstufe zu einer anderen erfordert das Öffnen wenigstens eines geschlossenen Schaltelements A bis F und das Schließen wenigstens eines geöffneten Schaltelements A bis F.
-
Ist beispielsweise im Schaltgetriebe 100 die zweite Gangstufe eingelegt, so wird Drehmoment von der Eingangswelle 105 über das Schaltelement A an das Hohlrad des ersten Radsatzes RS1 geleitet. Dessen Sonnenrad ist über das Schaltelement C mit dem Gehäuse 120 verbunden. Das Schaltelement D ist geöffnet, sodass der zweite Radsatz RS2 kein Drehmoment umsetzt. Das vom ersten Radsatz RS1 an dessen Planetenradträger bereitgestellte Drehmoment wird an das Hohlrad des dritten Radsatzes RS3 geleitet. Sonnenräder des dritten Radsatzes RS3 und des vierten Radsatzes RS4 sind über das Schaltelement F mit dem Gehäuse 120 verbunden. Vom Planetenradträger des dritten Radsatzes RS3 wird Drehmoment ins Hohlrad des vierten Radsatzes RS4 eingekoppelt. Vom Planetenradträger des vierten Radsatzes RS4 wird die Ausgangswelle 115 angetrieben.
-
Um nun die dritte Gangstufe einzulegen, werden das Schaltelement B geschlossen und das Schaltelement A geöffnet. Die Funktionen der Radsätze RS2 bis RS4 bleiben unverändert. Wie in der zweiten Gangstufe wird der erste Radsatz RS1 über das Hohlrad angetrieben und Drehmoment wird über den Planetenradträger bereitgestellt. Allerdings ist nun das Sonnenrad über die Schaltelemente A und B mit dem Hohlrad verbunden, sodass die Untersetzung des ersten Radsatzes RS1 auf eins festgelegt ist.
-
Um einen hohen Schaltkomfort oder eine hohe Schaltgeschwindigkeit zu gewährleisten müssen die Zustandsänderungen an den Schaltelementen A bis F genau aufeinander abgestimmt sein. Üblicherweise sind während eines Schaltstufenwechsels kurzzeitig zwei Schaltstufen gleichzeitig eingelegt und übertragen Drehmoment, wobei sich wenigstens eines der Schaltelemente A bis F im Schlupf befindet.
-
Eine Steuervorrichtung 125 ist dazu eingerichtet, die Schaltelemente A bis F passend zu öffnen bzw. zu schließen und so eine gewünschte Gangstufe im Schaltgetriebe 100 einzulegen. Die Schaltelemente A bis F werden üblicherweise hydraulisch betätigt, wobei eine Öffnungs- oder Schließkraft bzw. eine Öffnungs- oder Schließstellung eines Schaltelements A bis F von einem anliegenden hydraulischen Druck abhängig ist. Zur Steuerung des hydraulischen Drucks ist üblicherweise jedem Schaltelement A bis F ein elektronischer Drucksteller zugeordnet. Ein Drucksteller setzt ein vorgegebenes, üblicherweise elektrisches Signal in einen korrespondierenden hydraulischen Druck um und kann nach Art eines Proportional-, Regel- oder Servoventils arbeiten. Die Steuervorrichtung 125 arbeitet bevorzugt elektrisch und kann einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen. Ein an einen elektronischen Drucksteller bereitgestelltes Signal kann als pulsweitenmoduliertes Signal (PWM) vorliegen.
-
Die Steuervorrichtung 125 bestimmt einzustellende Steuersignale für die Schaltelemente A bis F üblicherweise bezüglich eines Ereignisses, der Zeit oder eines Getriebeparameters, der mittels eines geeigneten Sensors abgetastet werden kann. Getriebeparameter können beispielsweise Drehzahlen an unterschiedlichen Stellen des Schaltgetriebes 100, einen hydraulischen Druck, ein bereitstehendes oder zu übermittelndes Drehmoment, eine Temperatur oder eine Stellung eines Schaltelements A bis F umfassen. Ein Ereignis kann aus einem oder einer Kombination mehrerer abgetasteter Parameter abgeleitet werden. Beispielsweise kann das Verlassen eines Synchronisationspunkts bestimmt werden, wenn sich an einem Schaltelement A bis F ein Schlupf einstellt und die Reibelemente unterschiedliche Drehzahlen aufweisen. Das Verlassen des Synchronisationspunkts kann auch anhand eines Verhältnisses von Drehzahlen der Eingangswelle 105 zur Ausgangswelle 110 bestimmt werden. Stimmt das Verhältnis nicht mit einem vorbestimmten Untersetzungsverhältnis einer Gangstufe überein, ist der Synchronisationspunkt dieser Gangstufe nicht eingenommen. Ein Ereignis kann auch bezüglich eines externen Parameters bestimmt werden, beispielsweise wenn ein Signal über einen geänderten Fahrerwunsch, einen geänderten Betrieb des Antriebsmotors oder eine Veränderung im Antriebsstrang zwischen der Ausgangswelle 115 und einem Antriebsrad erfasst wird.
-
Die Verarbeitungseinrichtung 125 kann den für ein Schaltelement A bis F einzustellenden hydraulischen Steuerdruck in Form eines zeitlichen Verlaufs vorgeben, der auch Steuerverlauf oder Gradient genannt wird. Für einen vorbestimmten Ablauf im Schaltgetriebe 100, beispielsweise dem Wechsel von der dritten in die zweite Gangstufe, werden üblicherweise mehrere, aufeinander abgestimmte Verläufe für die Schaltelemente A bis F bestimmt und bereitgestellt. Ein Wechsel der Gangstufe kann eine Zeit von ca. ¼ Sekunde oder weniger erfordern, unter bestimmten Voraussetzungen aber auch über eine längere Zeit ausgedehnt werden. Ein Steuerverlauf kann sich aus mehreren Anteilen zusammensetzen, die additiv miteinander kombiniert werden können. Ein Anteil kann abschnittweise oder vollständig statisch sein, wenn er nur von der Zeit und nicht von einem Ereignis oder einem Parameter abhängig ist. Ein Anteil kann auch dynamisch sein, wenn eine Abhängigkeit von einem Ereignis oder Parameter besteht. In diesem Fall kann der Steuerverlauf bestimmt oder verändert werden, während er bereits zur Steuerung eines Schaltelements A bis F verwendet wird. Beispielsweise kann ein erster Anteil die gewünschte Funktionalität in erster Näherung sicherstellen, ein zweiter Anteil kann eine Verfeinerung, etwa zur Komforterhöhung, darstellen und ein dritter Anteil kann eine weitere Optimierung in einem Sonderfall realisieren, beispielsweise beim Herunterschalten bei gebremstem Antriebsrad.
-
Um den Wechsel der eingelegten Gangstufe zu unterstützen kann auch eine Anforderung an den mit der Antriebswelle 105 verbunden Antriebsmotor gesendet werden, das von ihm bereitgestellte Drehmoment auf einen vorbestimmten Wert zu begrenzen.
-
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Steuern eines Schaltgetriebes 100, insbesondere zum Anlegen eines Schaltelements A bis F. Das Verfahren 200 ist bevorzugt zum Ablaufen auf der Steuervorrichtung 125 eingerichtet und kann als Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Steuerung des Schaltgetriebes 100 vorliegen. Das Verfahren 200 kann insbesondere im Rahmen eines Gangstufenwechsels durchgeführt werden, wenn ein erstes Schaltelement A bis F des Schaltgetriebes 100 geöffnet und ein zweites Schaltelement A bis F des Schaltgetriebes 100 parallel dazu geschlossen wird. Das im Folgenden betrachtete Schaltelement A bis F ist dabei dasjenige, das im Rahmen des Gangstufenwechsels geöffnet wird, sodass es kein Drehmoment mehr überträgt.
-
In einem Schritt 205 wird bestimmt, ob eine vorbestimmte Startbedingung erfüllt ist. Dazu kann überprüft werden, ob eine Anforderung (SWI_KAB_ANLEGEN) zum Anlegen des Schaltelements A bis F vorliegt. Liegt die Anforderung vor, so kann im Fall einer aktivierten geregelten Lastschaltung (GLS) noch deren Zustand zur späteren Verwendung bestimmt werden.
-
Zusätzlich kann bestimmt werden, ob die Bedingung p_absist_z - p_fmin_z < PS_KAB_ANLEGEN gilt und/oder ob die Bedingung ng_dsynzielgang > KF_NGS_KAB_ANLEGENCGMTxy erfüllt ist. KF_NGS_KAB_ANLEGENCGMTxy bezeichnet hierbei den Gradienten von nd_syn. Sollte das Schaltelement A bis F eine Klauenschaltung umfassen, so kann ferner bestimmt werden, dass die Bedingung schaltung_ueber_kzu = FALSE erfüllt ist.
-
Sollten nicht alle im Schritt 205 überprüften Bedingungen erfüllt sein, so kann die hierin beschriebene Sonderfunktion zum Anlegen des Schaltelements A bis F inaktiv bleiben. Andernfalls kann in einem Schritt 210 das Anlegen des Schaltelements A bis F gesteuert werden. Dazu kann insbesondere der für das Schaltelement A bis F bestimmte Steuerverlauf mit einem zusätzlichen Anteil additiv gemischt werden. Der zusätzliche Anteil wird bevorzugt mittels einer Kennlinie bestimmt. Eingangsvariablen der Bestimmung können KF_PORAKABANLEGENCGxy und/oder eine Funktion umfassen, die von timer_zkab_anlegen und c_getr abhängig ist. Die Funktion kann mittels eines Kennfelds realisiert werden.
-
Während die Anlegefunktion aktiv ist, kann in einem Schritt 215 kann überprüft werden, ob eine oder mehrere Stoppbedingungen erfüllt sind. Üblicherweise wird die Schaltdruckphase durch einen Zeitvorhalt KL_TSYNMTKABxy vor Synchron beendet. Wird der Reglerumschaltdruck p_fmin_z erreicht, kann für den Absolutdruck null ausgegeben werden. Bei einer erneuten Umschaltung der Regelung auf das öffnende bzw. abschaltende Schaltelement A bis F wird ein Wirkmechanismus des Schaltelements A bis F, beispielsweise ein hydraulischer Kolben, durch die Ausführung einer Schnellfüllung wieder angelegt. Die zeitliche Dauer der Schnellfüllung kann aus einem Befüllmodell bestimmt werden. Während der Schnellfüllung wird der Wirkdruck des Schaltelements A bis F auf null begrenzt, um ein Weglaufen der Regelung zu verhindern, und nach Ende der Schnellfüllung wird der Wirkdruck sprunghaft auf den berechneten Schaltdruck gesetzt.
-
Eine Stoppbedingung kann erfüllt sein, wenn der bestimmte Steuerverlauf für das Schaltelement A bis F einen vorbestimmten Schwellenwert PS_MAX_ANLEGEN übersteigt. Eine andere Stoppbedingung kann erfüllt sein, wenn die Änderung der Drehzahl der Eingangswelle 105 (Turbinengradient) beginnt, wieder geringer zu werden. Anders ausgedrückt kann die Bedingung erfüllt sein, wenn gilt: ng_tgls_ff + KF_NGXS_KAB_ANLEGENCG f(n_tkf; c_getr) < ng_tgls_old_kab_anlegen. Ist wenigstens eine der Stoppbedingungen erfüllt, so kann die Sonderfunktion des Anlegens des Schaltelements A bis F beendet werden. In diesem Fall kann zum Beenden in einem Schritt 220 ein aktueller Wert des im Schritt 210 bestimmten zusätzlichen Anteils (KF_PORAKAB_ANLEGEN_xy) eingefroren werden. Danach wird der zu diesem Zeitpunkt geltende Wert des zusätzlichen Anteils additiv mit dem Steuerverlauf gemischt, der Wert wird aber zumindest bis zum Beenden der Schaltphase nicht mehr verändert.
-
Ist im Schritt 210 eine Zusatzfunktion HINSYN aktiv, um das Schaltelement A bis F an einem Synchronisationspunkt zu halten, so kann die Schaltdruckphase durch den Zeitvorhalt vor Synchron wie beim zuschaltenden Schaltelement A bis F (KF_TSYNCGMTHINSYNxy) beendet werden. Wird der Reglerumschaltdruck p_fmin_z erreicht, kann dieser Druck gehalten werden. Bei einer erneuten Umschaltung der Regelung auf das abschaltende Schaltelement setzt die Regelung bevorzugt auf diesem Druck auf. Die Regelung durch die GLS kann bis zum Synchronisationspunkt aktiv werden.
-
3 zeigt exemplarische Verläufe 300 von Parametern an einem Schaltgetriebe 100. In einem linken Bereich sind zeitliche Verläufe graphisch dargestellt, in einem rechten Bereich sind absolute Werte von Größen am Schaltgetriebe 100 zu einem ersten Zeitpunkt 305 und zu einem zweiten Zeitpunkt 310 numerisch angegeben. Die dargestellten Werte wurden an einem realen, beispielhaften Schaltgetriebe 100 bei einer ebenfalls beispielhaften Schaltung von einer dritten in eine zweite Gangstufe bestimmt.
-
Ein erster Verlauf 315 reflektiert die Drehzahl der Eingangswelle 105. Ein zweiter Verlauf 320 stellt den an einem Schaltelement A bis F abgetasteten, absoluten Schaltdruck dar. Ein dritter Verlauf 325 (p_kab) betrifft den am Schaltelement A bis F des zweiten Verlaufs 320 anzusteuernden Solldruck. Ein vierter Verlauf 330 betrifft einen zusätzlichen Anteil (po_kab_anlegen), der auf den Verlauf 325 zu addieren ist. Ein fünfter Verlauf 335 betrifft einen Gradient der Drehzahl der Eingangswelle 105, also eine zeitliche Ableitung des ersten Verlaufs 315. Vertikale Skalen der dargestellten Verläufe können zur leichteren Vergleichbarkeit skaliert und/oder verschoben sein.
-
Zu einem Zeitpunkt t1 beginnt ein Gangstufenwechsel, hier exemplarisch das Ablösen der dritten durch die zweite Gangstufe. Davon liegt am Schaltelement A bis F ein hoher Steuerdruck an, um das Schaltelement in der geschlossenen Position zu halten, und der Solldruck 325 ist unbeachtlich. Ab dem Zeitpunkt t1 fallen der Solldruck 325 und der Schaltdruck 320 des zu öffnenden Schaltelements A bis F von hohen Werten rasch ab, bis zu einem Zeitpunkt t2 ein vorbestimmter Schaltdruck erreicht bzw. unterschritten ist. Kurz darauf wird zu einem Zeitpunkt t3 ein Synchronisationspunkt der dritten Gangstufe verlassen, indem ein Drehzahlverhältnis über das Schaltgetriebe 100 nicht mehr dem vorbestimmten Untersetzungsverhältnis der dritten Gangstufe entspricht. Zu einem Zeitpunkt t4, unmittelbar nach dem ersten Zeitpunkt 305, wird die Gradientenbedingung zur Aktivierung der Anlegeerkennung erfüllt, indem der Gradient 335 der Drehzahl der Eingangswelle 105 einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt und es gilt: ng_dsynzielgang > KL_NGS_ANLEGENCG.
-
Daraufhin wird die Anlegesteuerung aktiv und der auf den dritten Verlauf 325 zu addierende Anteil 330 wird mit einem vorbestimmten Gradienten erhöht. Dies bewirkt ein minimales Ansteigen des gemessenen Schaltdrucks 325, wenn mechanische Toleranzen des Schaltelements aufgebraucht sind. Zu einem Zeitpunkt t5, unmittelbar nach dem zweiten Zeitpunkt 310, ist der Gradient 335 der Drehzahl der Eingangswelle 105 so weit abgeflacht, dass er einen weiteren vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet. Das Erhöhen des Anteils 330 wird daraufhin beendet und der bestehende Wert des Anteils 330 wird eingefroren.
-
Zum Zeitpunkt t5 wird außerdem eine Funktion HINSYN aktiv, die das Schaltgetriebe 100 an einem vorbestimmten Synchronisationspunkt hält. Der Schaltdruck 320 wird erhöht, was einen zeitverzögerten Anstieg des Schaltdrucks 320 bewirkt. Effektiv wird durch den Anstieg die Eingangswelle 105 abgebremst, wie anhand des Gradienten 335 erkennbar ist. Zu einem Zeitpunkt t6 endet die Funktion HINSYN. Der Solldruck 325 des Schaltelements A bis F wird anschließend mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit abgelassen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Schaltgetriebe
- 105
- Eingangswelle
- 110
- hydrodynamischer Drehmomentwandler
- 110.1
- Eingangsseite
- 110.2
- Pumpe
- 110.3
- Ausgangsseite
- 110.4
- Turbine
- 110.5
- Fluid
- 110.6
- Leitrad
- 110.7
- Schwingungsdämpfer
- 110.8
- Überbrückungskupplung
- 115
- Ausgangswelle
- 120
- Getriebegehäuse
- 125
- Steuervorrichtung
- A-F
- Schaltelement
- 200
- Verfahren
- 205
- Startbedingung erfüllt?
- 210
- Steuern
- 215
- Stoppbedingung erfüllt?
- 220
- Steuern
- 300
- Verläufe
- 305
- erster Zeitpunkt
- 310
- zweiter Zeitpunkt
- 315
- Drehzahl Eingangswelle
- 320
- Schaltdruck Schaltelement
- 325
- Solldruck Schaltelement
- 330
- zusätzlicher Anteil
- 335
- Gradient der Drehzahl der Eingangswelle
