DE102018222087A1

DE102018222087A1 - Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102018222087A1
Application number: DE102018222087.5A
Authority: DE
Inventors: Ruben Cueppers; Jakob Mayer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2020-06-18

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Antriebsaggregat (1) und einem zwischen das Antriebsaggregat (1) und einen Abtrieb (2) geschalteten Getriebe (3) mit mehreren Schaltelementen (4), wobei in jedem eingelegten, kraftschlüssigen Gang des Getriebes (3) eine erste Anzahl an Schaltelementen (4) geschlossen und eine zweite Anzahl an Schalt-elementen (4) geöffnet ist, wobei zur Ausführung eines Gangwechsels von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang ein im Ist-Gang geschlossenes Schaltelement (4) geöffnet und ein im Ist-Gang geöffnetes Schaltelement (4) geschlossen wird, wobei während der Ausführung des Gangwechsels ein sich ausbildender Ist-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl erfasst und mit einem Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl verglichen wird, wobei dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als einen Grenzwert von dem Soll-Gradient abweicht, abhängig davon, in welcher Phase des Gangwechsels diese Abweichung festgestellt wird, ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement (4) oder ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement (4) oder ein Korrekturmoment für einen Eingriff des Antriebsaggregats (1) ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.
Antriebsstränge von Kraftfahrzeugen mit einem zwischen ein Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschalteten Getriebe sind aus der Praxis hinlänglich bekannt. Ferner ist es bekannt, dass ein Getriebe mehrere Schaltelemente umfasst, die als reibschlüssige Schaltelemente oder auch als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein können. Dann, wenn in einem Getriebe ein kraftschlüssiger Gang eingelegt ist, ist eine erste Anzahl der Schaltelemente des Getriebes geschlossen und eine zweite Anzahl der Schaltelemente des Getriebes geöffnet ist. Dann, wenn im Getriebe ein kraftschlüssiger Gang eingelegt ist, wird mit einer definierten, gangabhängigen Übersetzung gefahren. Abhängig von dieser gangabhängigen Übersetzung werden Drehzahlen und Drehmomente gewandelt und so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats vom Getriebe am Abtrieb bereitgestellt.
Dann, wenn in dem Getriebe des Kraftfahrzeugs ein Gangwechsel von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang ausgeführt wird, wird ein im Ist-Gang geschlossenes und im Ziel-Gang geöffnetes Schaltelement geöffnet und ein im Ist-Gang geöffnetes und im Ziel-Gang geschlossenes Schaltelement geschlossen. Hierzu wird für das für den Gangwechsel zu öffnende Schaltelement des Getriebes sowie für das für den Gangwechsel zu schließende Schaltelement des Getriebes eine definierte Druckansteuerung bereitgestellt.
Bei der Ausführung eines Gangwechsels soll sich dabei ein gewünschter Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl ausbilden. Bildet sich dieser Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl nicht aus, so wird der Gangwechsel nicht optimal ausgeführt.
Um die Ausführung eines Gangwechsels im Getriebe zu verbessern, ist es bislang bekannt, Parameter zur Ausführung des Gangwechsels abhängig von Drehzahlen zu adaptieren. Da derartige Adaptionen bislang ohne einen physikalischen Systembezug zum Getriebe erfolgen, müssen Iterationsschleifen für die Adaption der Schaltungsparameter durchlaufen werden. Dies ist von Nachteil.
Aus der US 2011/0106355 A1 ist ein Adaptionsverfahren für Gangwechsel in einem Getriebe bekannt.
Es besteht Bedarf an einem Verfahren und einem Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit welchem Gangwechsel im Getriebe einfach und genau adaptiert werden können, sodass sich bei Ausführung des Gangwechsels ein Drehzahlgradient der Getriebeeingangsdrehzahl ausbildet, welcher einem gewünschten Soll-Gradient entspricht.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren und ein Steuergerät eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird während der Ausführung des Gangwechsels ein sich ausbildender Ist-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl erfasst und mit einem Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl verglichen.
Dann, wenn hierbei festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als einen Grenzwert von dem Soll-Gradient abweicht, wird erfindungsgemäß abhängig davon, in welcher Phase des Gangwechsels diese Abweichung festgestellt wird, ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement oder ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement oder ein Korrekturmoment für einen Eingriff des Antriebsaggregats ermittelt.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, bei der Ausführung eines Gangwechsels im Getriebe den sich ausbildenden Ist-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl mit dem Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl zu vergleichen und abhängig davon, in welcher Phase des Gangwechsels diese Abweichung festgestellt wird, zielgerichtet ein Korrekturmoment zu ermitteln, und zwar ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement oder ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement oder ein Korrekturmoment für ein Eingriff des Antriebsaggregats.
Abhängig von diesem Korrekturmoment kann dann die Schaltung adaptiert werden, und zwar entweder ein Abschaltdruck für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement oder ein Fülldruck für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement oder ein Schaltdruck für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement oder der Eingriff des Antriebsaggregats.
Vorzugsweise wird das jeweilige Korrekturmoment abhängig vom Ist-Gradient und Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl und einer Massenträgheit des Antriebsstrangs ermittelt, wobei abhängig von der Phase, in welcher die Abweichung zwischen dem Ist-Gradient und dem Soll-Gradient erkannt wird, als Massenträgheit eine auf das zu öffnende Schaltelement oder auf das zu schließende Schaltelement bezogene Massenträgheit des Antriebsaggregats genutzt wird. Abhängig vom Soll-Gradient, Ist-Gradient und der Massenträgheit wird ein dynamisches Moment des jeweiligen Schaltelements ermittelt, in Abhängigkeit dessen das Korrekturmoment bestimmt wird. Dies ist besonders bevorzugt, um das jeweilige Korrekturmoment genau zu ermitteln und auch genau eine entsprechende Phase des Gangwechsels abhängig vom Korrekturmoment zu adaptieren.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Gangwechsel in Phasen unterteilt.
Mit Beginn einer stufenartigen Druckabsenkung auf einen Abschaltdruck für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement beginnt eine Schnellfüll- und Füllausgleichsphase für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement, an deren Ende das zu schließende Schaltelement auf Fülldruck befüllt ist.
Dann, nachfolgend die weitere Druckabsenkung für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement ausgehend von dem Abschaltdruck beginnt, endet die Schnellfüll- und Füllausgleichsphase und eine Überschneidungsphase für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement und für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement beginnt, an deren Ende das zu schließende Schaltelement auf Schaltdruck befüllt ist.
Dann, wenn nachfolgend ein Gradient der Druckansteuerung für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement flacher wird, endet die Überschneidungsphase endet und eine Wartephase für den Eingriff des Antriebsaggregats beginnt.
Dann, wenn nachfolgend der Eingriff des Antriebsaggregats beginnt, endet die Wartephase und die Antriebsaggregateingriffsphase beginnt. Eine derartige Untergliederung des Gangwechsels in Phasen ist für das erfindungsgemäße Verfahren besonders bevorzugt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als den Grenzwert von dem Soll-Gradient in der Schnellfüll- und Füllausgleichsphase auftritt, ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement ermittelt, in Abhängigkeit dessen der Abschaltdruck für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement anpassbar ist.
Dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als den Grenzwert von dem Soll-Gradient in der Überschneidungsphase auftritt, wird ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement ermittelt, in Abhängigkeit dessen der Fülldruck für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement anpassbar ist.
Dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als den Grenzwert von dem Soll-Gradient in der Wartephase auftritt, wird ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement ermittelt, in Abhängigkeit dessen der Schaltdruck für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement anpassbar ist.
Dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als den Grenzwert von dem Soll-Gradient in der Antriebsaggregateingriffsphase auftritt, wird ein Korrekturmoment für das Antriebsaggregats ermittelt, in Abhängigkeit dessen der Eingriff des Antriebsaggregats anpassbar ist.
Eine derartige Anpassung bzw. Adaption von Abschaltdruck, Fülldruck, Schaltdruck oder Eingriff des Antriebsaggregates ist besonders bevorzugt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung erfolgt dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als den Grenzwert von dem Soll-Gradient in der Schnellfüll- und Füllausgleichsphase auftritt, nachfolgend keine weitere Auswertung mehr in der Überschneidungsphase, Wartephase und Antriebsaggregateingriffsphase. Dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als den Grenzwert von dem Soll-Gradient in der Überschneidungsphase auftritt, kann nachfolgend eine weitere Auswertung in der Wartephase und Antriebsaggregateingriffsphase erfolgen. Dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als den Grenzwert von dem Soll-Gradient in der Wartephase auftritt, kann nachfolgend eine weitere Auswertung in der Antriebsaggregateingriffsphase erfolgen. Hiermit kann die Adaption des Gangwechsels weiter verbessert werden.
Das erfindungsgemäße Steuergerät ist in Anspruch 10 definiert.
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:

1 ein Blockschaltbild eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs;
2 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
3 ein Signalflussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt stark schematisiert ein Blockschaltbild eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat 1 und ein zwischen das Antriebsaggregat 1 und einen Abtrieb 2 geschaltetes Getriebe 3 umfasst. Bei dem Getriebe 3 handelt es sich um ein automatisiertes bzw. automatisches Schaltgetriebe, welches Drehzahlen und Drehmomente wandelt und so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats 1 am Abtrieb 2 bereitstellt. Das Getriebe 3 umfasst mehrere Schaltelemente 4, wobei in 1 lediglich ein Schaltelement 4 gezeigt ist. Bei den Schaltelementen 4 des Getriebes 3 handelt es sich um reibschlüssige Schaltelemente und ggf. um formschlüssige Schaltelemente, wobei in jedem eingelegten, kraftschlüssigen Gang des Getriebes 3 eine erste Anzahl der Schaltelemente 4 geschlossen und eine zweite Anzahl der Schaltelemente 4 geöffnet ist. Zur Ausführung eines Gangwechsels im Getriebe 3 von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang wird ein Ist-Gang im geschlossenes Schaltelement geöffnet und ein im Ist-Gang geöffnetes Schaltelement geschlossen. Gemäß 1 ist zwischen das Antriebsaggregat 1 und das Getriebe 3 eine Trennkupplung 5 geschaltet.
Der Betrieb des Antriebsaggregats 1 wird von einem Motorsteuergerät 6 gesteuert und/oder geregelt. Der Betrieb des Getriebes 3 wird von einem Getriebesteuergerät 7 gesteuert und/oder geregelt. Hierzu tauscht gemäß den gezeigten Doppelpfeilen das Motorsteuergerät 6 mit dem Antriebsaggregat 1 und das Getriebesteuergerät 7 mit dem Getriebe 3 Daten aus. Ferner tauschen Motorsteuergerät 6 und Getriebesteuergerät 7 untereinander Daten aus.
In 2 sind für einen im Getriebe 3 auszuführenden Gangwechsel über der Zeit t mehrere zeitliche Kurvenverläufe gezeigt, nämlich mit dem Kurvenverlauf 8 ein Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl, der sich bei Ausführung des Gangwechsels ausbilden soll, mit dem Kurvenverlauf 9 eine Druckansteuerung für ein bei Ausführung des Gangwechsels zu öffnendes Schaltelement, mit dem Kurvenverlauf 10 eine Druckansteuerung für ein bei Ausführung des Gangwechsels zu schließendes Schaltelement und mit dem Kurvenverlauf 11 ein Eingriff des Antriebsaggregats 1 während der Schaltungsausführung. Mit den Kurvenverläufen 12, 12', 12" und 12"' sind sich möglicherweise ausbildende Ist-Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl visualisiert.
Vor dem Zeitpunkt t1 ist im Getriebe 3 ein kraftschlüssiger Ist-Gang eingelegt. Beginnend mit dem Zeitpunkt t1 soll ein Gangwechsel von dem Ist-Gang in einen Ziel-Gang erfolgen.
Hierzu wird beginnend mit dem Zeitpunkt t1 die Druckansteuerung 9 für das für den Gangwechsel zu öffnende Schaltelement zum Zeitpunkt t1 auf einen sogenannten Abschaltdruck abgesenkt, der in 1 mit p_A visualisiert ist. Bei diesem Abschaltdruck p_A kann das zu öffnende Schaltelement das angebotene Drehmoment noch übertragen. Beginnend mit dem Zeitpunkt t1 wird das für den Gangwechsel zu schließende Schaltelement gemäß dem Kurvenverlauf 10 zunächst einer Schnellbefüllung und anschließend einem Füllausgleich unterzogen. Der Füllausgleich für das zu schließende Schaltelement ist zum Zeitpunkt t2 abgeschlossen. Die Phase zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 definiert eine Schnellfüll- und Füllausgleichsphase für das für den Gangwechsel zu schließende Schaltelement. Am Ende dieser Schnellfüll- und Füllausgleichsphase I zum Zeitpunkt t2 wird das zu öffnende Schaltelement gemäß dem Kurvenverlauf 9 mit dem Abschaltdruck p_A und das zu schließende Schaltelement gemäß dem Kurvenverlauf 10 mit einem Fülldruck p_F angesteuert.
Nachfolgend wird die Druckansteuerung 9 für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement, ausgehend vom Abschaltdruck p_A weiter reduziert, und zwar in 2 rampenartig bzw. linear, wobei mit dieser weiteren Druckabsenkung des Ansteuerdrucks 9 für das zu öffnende Schaltelement parallel die Druckansteuerung 10 für das zu schließende Schaltelement erhöht wird, und zwar in 2 ebenfalls rampenartig bzw. linear, und zwar bis zum Zeitpunkt t3 auf einen Schaltdruck p_S des zu schließenden Schaltelements. Die Phase des Gangwechsels zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 definiert eine Überschneidungsphase II für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement und für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement, an deren Ende das für den Gangwechsel zu schließende Schaltelement auf den Schaltdruck p_S befüllt ist.
Mit dem Zeitpunkt t3 ändert sich der Gradient der Druckansteuerung 10 für das zu schließende Schaltelement, ferner wird beginnend mit dem Zeitpunkt t3 das zu öffnende Schaltelement gemäß der Druckansteuerung 9 vollständig geöffnet, wobei gemäß dem Kurvenverlauf 11 ein Eingriff des Antriebsaggregats bis zum Zeitpunkt t4 verzögert wird. Die Phase zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 bildet eine Wartephase III für den Eingriff des Antriebsaggregats 1, der gemäß dem Kurvenverlauf 11 der 4 erfolgt.
Mit Beginn des Eingriffs 11 des Antriebsaggregats 1 endet die Wartephase, die durch die Zeitpunkte t3 und t4 definiert ist, und beginnend mit dem Zeitpunkt t4 beginnt die Antriebsaggregateingriffsphase IV, die bis zum Zeitpunkt t5 andauert.
Dann, wenn im Getriebe 3 eine Schaltung bzw. ein Gangwechsel ausgeführt wird, wird während der Ausführung des Gangwechsels der sich ausbildende Ist-Gradient 12 der Getriebeeingangsdrehzahl erfasst und mit dem Soll-Gradient 8 der Getriebeeingangsdrehzahl verglichen.
Dann, wenn hierbei festgestellt wird, dass der Ist-Gradient 12 um mehr als einen Grenzwert vom Soll-Gradient 8 abweicht, wird abhängig davon, in welcher der Phase I, II, III oder IV des Gangwechsels diese Abweichung zwischen dem Ist-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl und dem Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl festgestellt wird, ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement 4 des Getriebes 3 oder ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement 4 des Getriebes 3 oder ein Korrekturmoment für den Eingriff des Antriebsaggregats 1 ermittelt.
Dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient 12 der Getriebeeingangsdrehzahl um mehr als den Grenzwert vom Soll-Gradient 8 der Getriebeeingangsdrehzahl in der Schnellfüll- und Füllausgleichsphase I auftritt, so wird ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement ermittelt, in Abhängigkeit dessen der Abschaltdruck p_A der Druckansteuerung 9 für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement angepasst wird, und zwar im Sinne des Pfeils 13 der 2.
Dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient 12' der Getriebeeingangsdrehzahl um mehr als den Grenzwert vom Soll-Gradient 8 in der Überschneidungsphase II auftritt, wird ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement ermittelt, in Abhängigkeit dessen dann im Sinne des Doppelpfeils 14 der Fülldruck p_F für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement angepasst wird.
Wird hingegen festgestellt, dass der Ist-Gradient 12" um mehr als den Grenzwert vom Soll-Gradient 8 in der Wartephase III auftritt, wird ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement ermittelt, in Abhängigkeit dessen jedoch nicht der Fülldruck p_F , sondern im Sinne des Doppelpfeils 15 der Schaltdruck p_S für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement angepasst wird.
Dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient 12"' um mehr als den Grenzwert vom Soll-Gradient 8 in der Antriebsaggrateingriffsphase IV auftritt, wird ebenfalls wiederum ein Korrekturmoment ermittelt, und zwar ein Korrekturmoment für das Antriebsaggregat 1, in Abhängigkeit dessen dann im Sinne des Doppelpfeils 16 der 2 der Eingriff des Antriebsaggregats 1 angepasst wird.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise vorgesehen, dass dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient 12 um mehr als den Grenzwert vom Soll-Gradient 8 bereits in der Schnellfüll- und Füllausgleichsphase I auftritt, nachfolgend keine weitere Auswertung mehr der Gradienten in der Überschneidungsphase II, der Wartephase III und der Antriebsaggrateingriffsphase IV durchgeführt wird. Wird hingegen festgestellt, dass der Ist-Gradient 12' der Getriebeeingangsdrehzahl um mehr als den Grenzwert vom Soll-Gradient 8 in der Überschneidungsphase II auftritt, so wird nachfolgend eine weitere Auswertung der Gradienten in der Wartephase III und in der Überschneidungsphase IV durchgeführt. Auch dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient 12" um mehr als den Grenzwert vom Soll-Gradient 8 in der Wartephase III auftritt, kann nachfolgend noch eine weitere Auswertung der Gradienten in der Antriebsaggrateingriffsphase IV erfolgen.
Es sei darauf hingewiesen, dass in der Schnellfüll- und Füllausgleichsphase I, wie in 2 gezeigt, der Ist-Gradient 12 gegenüber dem Soll-Gradient 8 der Getriebeeingangsdrehzahl nur nach oben abweichen kann. In diesem Fall überträgt dann das zu öffnende Schaltelement zu wenig Moment, das in einem Hochlauf des Antriebsaggregats resultiert. Daher kann in der Schnellfüll- und Füllausgleichsphase I im Sinne des Pfeils 13 der Abschaltdruck p_A nur nach oben jedoch nicht nach unten angepasst werden.
In den anderen Phasen II, III und IV kann eine Abweichung zwischen dem Ist-Gradient und dem Soll-Gradient sowohl nach oben als auch nach unten erfolgen, sodass dann die Adaption der Doppelpfeile 14, 15 und 16 auch noch oben oder nach unten erfolgen kann.
Wie bereits ausgeführt, wird dann, wenn die Abweichung zwischen dem Ist-Gradient und dem Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl in der Überschneidungsphase II auftritt, ein Korrekturmoment für das zuschaltende Schaltelement ermittelt, mithilfe dessen dann der Fülldruck p_F angepasst wird.
Ist der Ist-Gradient größer als der Soll-Gradient, so ist der Fülldruck p_F zu gering und muss erhöht werden. Ist hingegen der Ist-Gradient kleiner als der Soll-Gradient, so ist der Fülldruck p_F zu hoch und muss reduziert werden.
Wird eine Abweichung zwischen dem Ist-Gradient und dem Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl in der Wartephase III erkannt, so wird wiederum ein Korrekturmoment für das Zuschalten des Schaltelements 4 des Getriebes 3 ermittelt, in Abhängigkeit dessen dann der Schaltdruck p_S angepasst wird.
Ist der Ist-Gradient in der Wartephase III größer als der Soll-Gradient, so muss der Schaltdruck p_S für das Zuschalten des Schaltelements erhöht werden. Ist hingegen der Ist-Gradient kleiner als der Soll-Gradient in der Phase III, so ist das Übertragungsmoment des zuschaltenden Schaltelements zu groß und der Schaltdruck p_S muss reduziert werden.
Wird die Abweichung zwischen dem Ist-Gradienten und dem Soll-Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl in der Antriebsaggrateingriffsphase IV festgestellt, so muss der Eingriff des Antriebsaggregats 1 angepasst werden, wobei denn, wenn der Ist-Gradient größer als der Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl ist, das Ist-Moment des Antriebsaggregats 1 zu gering ist und erhöht werden muss. Ist hingegen der Ist-Gradient in der Phase IV kleiner als der Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl, so ist das Ist-Moment des Antriebsaggregats zu hoch und muss reduziert werden.
3 zeigt ein Signalflussdiagramm, welches grundsätzlich für alle Phasen I, II, III und IV zur Ermittlung des Korrekturmoments genutzt werden kann, welches sich jedoch abhängig von der jeweiligen Phase, in welcher dasselbe zum Einsatz kommt, hinsichtlich einer der Eingangsgrößen unterscheidet.
In einem Block 17 der 3 erfolgt eine Ermittlung des Ist-Gradienten 12, 12', 12" bzw. 12"', der sich bei der Ausführung eines Gangwechsels im Getriebe 3 ausbildet. Dies erfolgt auf Basis einer Eingangsgröße 18, die der Ist-Drehzahl des Getriebeeingangs entspricht. Aus der Ist-Drehzahl 18 des Getriebeeingangs kann in Block 17 der Ist-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl ermittelt werden, und zwar durch Ableitung über der Zeit.
Ferner werden gemäß 3 dem Block 17 weitere Eingangsgrößen 19 und 20 bereitgestellt, nämlich mit einer Eingangsgröße 18 die Soll-Übersetzung und mit einer Eingangsgröße 20 die Ist-Drehzahl am Abtrieb 2. Abhängig von der Ist-Drehzahl 20 am Abtrieb 2 und der Soll-Übersetzung kann ein Soll-Verlauf der Getriebeeingangsdrehzahl und ein Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl ermittelt werden.
Im Block 21 erfolgt ein Vergleich des Ist-Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl mit dem Soll-Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl, wobei in Block 21 überprüft wird, ob der Ist-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl um mehr als einen definierten Grenzwert vom Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl abweicht, wobei dann, wenn dies der Fall ist, vom Block 21 auf Block 22 verzweigt wird, wohingegen dann, wenn dies nicht der Fall ist, vom Block 21 auf Block 17 zurückverzweigt wird.
Wird in Block 21 festgestellt, dass der Ist-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl um mehr als einen Grenzwert vom Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl abweicht, so wird auf Block 22 verzweigt, wobei in Block 22 die Zuordnung dieser Abweichung zwischen dem Ist-Gradient und dem Soll-Gradient erfolgt, und zwar abhängig von der Phase, in welcher sich der Gangwechsel befindet. Befindet sich der Gangwechsel in der Schnellfüll- und Füllausgleichsphase I, so wird die Ursache für die Abweichung zwischen dem Ist-Gradient und dem Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl dem zu öffnenden Schaltelement, nämlich der Druckansteuerung 9 desselben, zugeordnet. Befindet sich die Schaltung hingegen der Überschneidungsphase II oder in der Wartephase III, so wird die Ursache für eine Abweichung zwischen dem Ist-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl und dem Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl dem zu schließenden Schaltelement zugeordnet, nämlich der Druckansteuerung 10 desselben. Dann, wenn sich der Gangwechsel in der Antriebsaggrateingriffsphase IV befindet, wird die Ursache für die Abweichung zwischen dem Ist-Gradient und dem Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl dem Eingriff des Antriebsaggregats zugeordnet.
Im Anschluss an diese Ursachenzuordnung in Block 22 erfolgt dann in Block 23 eine Berechnung bzw. eine Ermittlung eines Korrekturmoments. Erfolgt in Block 22 die Ursachenzuordnung auf das abschaltende bzw. zu öffnende Schaltelement 4 des Getriebes 3, so wird dann in Block 23 das Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement ermittelt, und zwar abhängig vom Soll-Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl, vom Ist-Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl und von der Massenträgheit des Antriebsstrangs, die auf das zu öffnende Schaltelement bezogen ist. So wird dem Block 23 als Eingangsgröße 24 der Ist-Gradient und der Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl bereitgestellt und als Eingangsgröße 25 die Massenträgheit, und zwar in dem Fall, in welchem das Korrekturmoment für das zu öffnende Schaltelement zu ermitteln ist, die Massenträgheit des Antriebsstrangs bezogen auf das zu öffnende Schaltelement. Diese Massenträgheit wird mit der Differenz zwischen dem Ist-Gradient und dem Soll-Gradient multipliziert, um so ein dynamisches Korrekturmoment für das zu öffnende Schaltelement als Korrekturmoment zu berechnen.
Für die Phasen II, III und IV wird dem Block 23 als Massenträgheit 25 nicht die Massenträgheit des Antriebsstrangs bezogen auf das zu öffnende Schaltelement des Gangwechsels, sondern die Massenträgheit des Antriebsstrangs bezogen auf das zu schließende Schaltelement, da dann, wenn in den Phasen II, III und IV eine unzulässig große Abweichung zwischen dem Ist-Gradient und dem Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl festgestellt wird, ein Korrekturmoment entweder für das zu schließende Schaltelement in den Phasen II und III oder für das vom schließenden Schaltelement zu übertragende Moment des Antriebsaggregats 1 in der Phase IV ermittelt wird. Hierbei wird dann die auf das zu schließende Schaltelement bezogene Massenträgheit wiederum mit der Differenz zwischen dem Ist-Gradient und dem Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl multipliziert, um ein dynamisches Korrekturmoment zu ermitteln, welches als Korrekturmoment genutzt wird, um in der Phase II den Fülldruck, in der Phase III den Schaltdruck und in der Phase IV den Eingriff des Antriebsaggregats zu adaptieren.
In einem Block 26 erfolgt demnach eine Adaption entweder des Abschaltdrucks für die Phase I oder des Fülldrucks für die Phase II oder des Schaltdrucks für die Phase III oder für den Eingriff des Antriebsaggregats in der Phase IV, und zwar abhängig von dem in Block 23 ermittelten, dynamischen Korrekturmoment.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät, welches eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren steuerungsseitig auszuführen. Beim erfindungsgemäßen Steuergerät handelt es sich insbesondere um das Getriebesteuergerät 7. Das Steuergerät überwacht während der Ausführung des Gangwechsels einen sich ausbildenden Ist-Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl und vergleicht denselben mit dem Soll-Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl. Dann, wenn das Steuergerät 7 feststellt, dass der Ist-Gradient um mehr als einen Grenzwert vom Soll-Gradient abweicht, ermittelt das Steuergerät abhängig davon, in welcher Phase des Gangwechsels dasselbe diese Abweichung feststellt, ein Korrekturmoment, und zwar ein Korrekturmoment für das im Gangwechsel zu öffnende Schaltelement oder ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement oder ein Korrekturmoment für ein Eingriff des Antriebsaggregats 1.
Das Getriebesteuergerät 7 verfügt über hardwareseitige Mittel und softwareseitige Mittel zur steuerungsseitigen Durchführung des Verfahrens, wobei es sich bei den hardwareseitigen Mitteln um Datenschnittstellen, um einen Prozessor und um einen Speicher handelt. Die Datenschnittstellen dienen dazu, mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen Daten auszutauschen. Der Prozessor dient der Datenverarbeitung und der Speicher der Datenspeicherung. Zu den softwareseitigen Mitteln zählen Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsaggregat
2: Getriebe
3: Abtrieb
4: Schaltelement
5: Trennkupplung
6: Motorsteuergerät
7: Getriebesteuergerät
8: Soll-Gradient Getriebeeingangsdrehzahl
9: Druckansteuerung zu öffnendes Schaltelement
10: Druckansteuerung zu schließendes Schaltelement
11: Eingriff Antriebsaggregat
12: Ist-Gradient Getriebeeingangsdrehzahl
12': Ist-Gradient Getriebeeingangsdrehzahl
12": Ist-Gradient Getriebeeingangsdrehzahl
12'": Ist-Gradient Getriebeeingangsdrehzahl
13: Abschaltdruckanpassung
14: Fülldruckanpassung
15: Schaltdruckanpassung
16: Anpassung Eingriff Antriebsaggregat
17: Block Ist-Gradient-Ermittlung
18: Eingangsgröße Ist-Drehzahl Getriebeeingang
19: Eingangsgröße Soll-Übersetzung
20: Eingangsgröße Ist-Drehzahl Abtrieb
21: Block Abfrage
22: Block Ursachenzuordnung
23: Block Korrekturmomentermittlung
24: Eingangsgröße Ist-Gradient, Soll-Gradient
25: Eingangsgröße Massenträgheit
26: Block Anpassung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2011/0106355 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Antriebsaggregat (1) und einem zwischen das Antriebsaggregat (1) und einen Abtrieb (2) geschalteten Getriebe (3) mit mehreren Schaltelementen (4), wobei in jedem eingelegten, kraftschlüssigen Gang des Getriebes (3) eine erste Anzahl an Schaltelementen (4) geschlossen und eine zweite Anzahl an Schaltelementen (4) geöffnet ist, wobei zur Ausführung eines Gangwechsels von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang ein im Ist-Gang geschlossenes Schaltelement (4) geöffnet und ein im Ist-Gang geöffnetes Schaltelement (4) geschlossen wird, wobei während der Ausführung des Gangwechsels ein sich ausbildender Ist-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl erfasst und mit einem Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl verglichen wird, wobei dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als einen Grenzwert von dem Soll-Gradient abweicht, abhängig davon, in welcher Phase des Gangwechsels diese Abweichung festgestellt wird, ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement (4) oder ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement (4) oder ein Korrekturmoment für einen Eingriff des Antriebsaggregats (1) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gangwechsel in Phasen unterteilt wird, wobei mit Beginn einer stufenartigen Druckabsenkung auf einen Abschaltdruck für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement eine Schnellfüll- und Füllausgleichsphase für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement beginnt, an deren Ende das zu schließende Schaltelement auf Fülldruck befüllt ist, wobei dann, wenn nachfolgend die weitere Druckabsenkung für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement ausgehend von dem Abschaltdruck beginnt, die Schnellfüll- und Füllausgleichsphase endet und eine Überschneidungsphase für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement und für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement beginnt, an deren Ende das zu schließende Schaltelement auf Schaltdruck befüllt ist, wobei dann, wenn nachfolgend ein Gradient der Druckansteuerung für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement flacher wird, die Überschneidungsphase endet und eine Wartephase für den Eingriff des Antriebsaggregats (1) beginnt, wobei dann, wenn nachfolgend der Eingriff des Antriebsaggregats (1) beginnt, die Wartephase endet und die Antriebsaggregateingriffsphase beginnt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als den Grenzwert von dem Soll-Gradient in der Schnellfüll- und Füllausgleichsphase auftritt, ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement ermittelt wird, in Abhängigkeit dessen der Abschaltdruck für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement anpassbar ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement abhängig von einem zeitlichen Ist-Gradienten und einem zeitlichen Soll-Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl und einer auf das zu öffnende Schaltelement bezogenen Massenträgheit des Antriebsstrangs ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als den Grenzwert von dem Soll-Gradient in der Überschneidungsphase auftritt, ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement ermittelt wird, in Abhängigkeit dessen der Fülldruck für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement anpassbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als den Grenzwert von dem Soll-Gradient in der Wartephase auftritt, ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement ermittelt wird, in Abhängigkeit dessen der Schaltdruck für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement anpassbar ist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement abhängig von einem zeitlichen Ist-Gradienten und einem zeitlichen Soll-Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl und einem auf das zu schließende Schaltelement bezogenen Massenträgheit des Antriebsstrangs ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als den Grenzwert von dem Soll-Gradient in der Antriebsaggregateingriffsphase auftritt, ein Korrekturmoment für das Antriebsaggregats ermittelt wird, in Abhängigkeit dessen der Eingriff des Antriebsaggregats anpassbar ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturmoment für den Eingriff des Antriebsaggregats abhängig von einem zeitlichen Ist-Gradienten und einem zeitlichen Soll-Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl und einem auf zu schließende Schaltelement bezogenen Massenträgheit des Antriebsstrangs ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als den Grenzwert von dem Soll-Gradient in der Schnellfüll- und Füllausgleichsphase auftritt, nachfolgend keine weitere Auswertung mehr in der Überschneidungsphase, Wartephase und Antriebsaggregateingriffsphase erfolgt, dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als den Grenzwert von dem Soll-Gradient in der Überschneidungsphase auftritt, nachfolgend eine weitere Auswertung in der Wartephase und Antriebsaggregateingriffsphase erfolgen kann, dann, wenn festgestellt wird, dass der Ist-Gradient um mehr als den Grenzwert von dem Soll-Gradient in der Wartephase auftritt, nachfolgend eine weitere Auswertung in der Antriebsaggregateingriffsphase erfolgen kann.
Steuergerät (7) zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Antriebsaggregat (1) und einem zwischen das Antriebsaggregat (1) und einen Abtrieb (2) geschalteten Getriebe (3) mit mehreren Schaltelementen (4), wobei das Steuergerät (7) in jedem eingelegten, kraftschlüssigen Gang des Getriebes (3) eine erste Anzahl an Schaltelementen (4) zum Schließen und eine zweite Anzahl an Schaltelementen (4) zum Öffnen ansteuert, wobei das Steuergerät (7) zur Ausführung eines Gangwechsels von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang ein im Ist-Gang geschlossenes Schaltelement (4) zum Öffnen und ein im Ist-Gang geöffnetes Schaltelement (4) zum Schließen ansteuert, wobei das Steuergerät (7) während der Ausführung des Gangwechsels einen sich ausbildenden Ist-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl erfasst und mit einem Soll-Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl vergleicht, wobei das Steuergerät (7) dann, wenn dasselbe feststellt, dass der Ist-Gradient um mehr als einen Grenzwert von dem Soll-Gradient abweicht, abhängig davon, in welcher Phase des Gangwechsels das Steuergerät (7) diese Abweichung feststellt, ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu öffnende Schaltelement (4) oder ein Korrekturmoment für das beim Gangwechsel zu schließende Schaltelement (4) oder ein Korrekturmoment für einen Eingriff des Antriebsaggregats (1) ermittelt.
Steuergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 steuerungsseitig ausführt.