DE102021204270A1

DE102021204270A1 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102021204270A1
Application number: DE102021204270.8A
Authority: DE
Inventors: Georg Merkle; Christian VILLING
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-04-29
Filing date: 2021-04-29
Publication date: 2022-11-03
Also published as: CN115264052A

Abstract

Ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Automatikgetriebe und eine das Automatikgetriebe antreibende Antriebsmaschine, wobei das Automatikgetriebe mehrere Schaltelemente , ein hydraulisches Steuergerät zur Betätigung der Schaltelemente, eine elektronische Steuerungseinheit und mindestens einen Sensor zum Erfassen mindestens einer Betriebsgröße zur Bestimmung einer Temperatur eines bei einem Gangwechsel zu öffnenden reibschlüssigen Schaltelements umfasst. In einem erfindungsgemäßen Verfahren wird besagtes Schaltelement derart angesteuert, dass die Schaltung ohne Unterbrechung des Kraftflusses durch das Automatikgetriebe und damit ohne eine Zugkraftunterbrechung erfolgt, wenn sich die Temperatur des reibschlüssigen Schaltelements unterhalb eines bestimmten kritischen Temperaturgrenzwertes (Tk) befindet. Übersteigt die Temperatur des reibschlüssigen Schaltelements diesen Grenzwert, wird dieses derart mit einem Druckverlauf (pB_I) angesteuert, dass der Kraftfluss durch das Automatikgetriebe unterbrochen wird, wobei die Synchronisierung der Schaltelementhälften des zu schließenden Schaltelements durch eine Beeinflussung derer Drehzahldifferenz mittels einer Beeinflussung eines Antriebsmomentes und damit einer Antriebsdrehzahl der Antriebsmaschine erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug sowie einen Antriebsstrang und ein Automatikgetriebe für ein Kraftfahrzeug.
Bei einem Übersetzungswechsel in einem Automatikgetriebe wird üblicherweise mindestens ein Schaltelement abgeschaltet und ein anderes Schaltelement zugeschaltet. Ist das abzuschaltende, und damit zu öffnende, Schaltelement ein reibschlüssiges Schaltelement, so wird der Druck, der die Schaltelementhälften zur Übertragung eines Drehmoments aneinander drückt allmählich verringert, so dass die Momentenübertragungsfähigkeit über der Zeit abnimmt. Das Schaltelement befindet sich dann über einen gewissen Zeitraum in einem schlupfbehafteten Betrieb, aus welchem eine Erwärmung des Schaltelements resultiert. Dies tritt beispielsweise bei Rückschaltungen, d.h. dem Einlegen einer niedrigeren Gangstufe auf, insbesondere mit hoher Drehzahldifferenz in dem öffnenden reibschlüssigen Schaltelement und bei hohem Eingangsmoment.
Die DE 100 434 20 B4 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung eines vollständig oder teilweise automatisierten Gangwechselvorgangs eines Fahrzeuggetriebes. Dabei soll der Wärmeeintrag in die Kupplung minimal gehalten werden. Dies wird dadurch erreicht, dass über die Motorsteuerung das Motormoment derart verändert wird, dass die auftretende Schlupfdrehzahl gering und das Kupplungsmoment weitgehend dem Motormoment entspricht. Die Temperatur der Reibungskupplung wird dabei zur Vermeidung einer thermischen Überbelastung überwacht. Nachteilig hierbei ist, dass die Verhinderung der Überhitzung mit einer unerwünschten Beeinträchtigung der Antriebsleistung verbunden ist.
Ähnlich und mit dem gleichen Nachteil verbunden ist die Funktionsweise eines Verfahrens, das aus der DE 10 2014 217 008 A1 bekannt ist. Hierbei wird ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs gezeigt, bei dem auf Basis einer Änderung der Temperatur der Reibkupplung das Motormoment der Brennkraftmaschine angepasst wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es, ein Verfahren anzugeben, bei welchem eine unzulässige Erwärmung eines reibschlüssigen Schaltelements bei einem Schaltvorgang vermieden wird, ohne dass die Antriebsleistung des Fahrzeuges beeinträchtig wird.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
Demnach wird ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe und einer das Automatikgetriebe antreibenden Antriebsmaschine angegeben. Das Automatikgetriebe umfasst hierbei mehrere Schaltelemente, von welchen zur Darstellung unterschiedlicher Übersetzungsstufen bestimmte Schaltelemente zu schließen und bestimmte andere Schaltelemente zu öffnen sind, ein hydraulisches Steuergerät zur Betätigung der Schaltelemente, eine elektronische Steuerungseinheit zur Ansteuerung des hydraulischen Steuergeräts und der Antriebsmaschine.
Bei dem Verfahren wird ein reibschlüssiges Schaltelement, welches für den Wechsel der Übersetzungsstufe abzuschalten ist, derart zu dessen Öffnung angesteuert, dass der Wechsel der Übersetzungsstufe ohne Unterbrechung des Kraftflusses durch das Automatikgetriebe und damit ohne eine Zugkraftunterbrechung erfolgt, wenn sich die Temperatur des reibschlüssigen Schaltelements unterhalb eines bestimmten Grenzwertes befindet.
Unter dem „Abschalten“ eines Schaltelements ist die Verringerung des übertragbaren Drehmoments zu bis hin zu einer Überführung in einen geöffneten Zustand zu verstehen, in welchem kein Kraftschluss zwischen den rotierenden Bauteilen besteht, welche mittels des Schaltelements gekoppelt werden. Unter dem „Zuschalten“ eines Schaltelements ist die Erhöhung der Übertragungsfähigkeit eines Drehmoments bis hin zum vollständigen Schließen zu verstehen. Im vollständig geschlossenen Zustand verbindet das Schaltelement zwei rotierende Getriebeteile drehfest. Bei einem reibschlüssigen Schaltelement kann die Übertragungsfähigkeit für ein Drehmoment stetig oder unstetig verändert werden, bis hin zu einer drehfesten Verbindung oder einer Unterbrechung des Kraftflusses durch das reibschlüssige Schaltelement. Ein formschlüssiges Schaltelement kann nur zwischen einem geschlossenen und einem offenen Zustand geschaltet werden. Der Wechsel einer Übersetzungsstufe in einem Getriebe wird auch als Schaltung bezeichnet.
Erfindungsgemäß wird das abzuschaltende reibschlüssige Schaltelement derart geöffnet, dass der Kraftfluss durch das Automatikgetriebe zumindest nahezu unterbrochen wird, wenn sich die aktuelle oder zu erwartende Temperatur des reibschlüssigen Schaltelements oberhalb des kritischen Temperaturgrenzwertes befindet. Hierbei erfolgt die Synchronisierung der Schaltelementhälften des zuzuschaltenden, und damit zu schließenden, Schaltelements durch eine Beeinflussung derer Drehzahldifferenz mittels einer Beeinflussung eines Motormoments und/oder einer Antriebsdrehzahl der Antriebsmaschine. Unter einem „zumindest nahezu“ unterbrochenen Kraftfluss durch das Automatikgetriebe ist zu verstehen, dass idealerweise kein Moment durch das Automatikgetriebe übertragbar ist, jedoch aufgrund von Masseneffekten oder Schleppeffekten in dem mindestens einen geöffneten drucklosen Schaltelement ein Schleppmoment übertragen wird.
Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass die Schleifzeit des abzuschaltenden reibschlüssigen Schaltelements gegenüber einer Verringerung der Übertragungsfähigkeit ohne Unterbrechung des Kraftflusses, wie dies bei einer Temperatur unterhalb des Grenzwertes erfolgt, deutlich reduziert wird. Unter der Schleifzeit ist in diesem Zusammenhang die Zeit zu verstehen, in welcher das Schaltelement unter Schlupf ein Drehmoment überträgt, wobei durch die damit verbundene Reibung ein Wärmeeintrag in das Schaltelement erfolgt, welche zu einer Bauteilbelastung führt. Bei einer vollständigen Öffnung des Schaltelements ist die Schleifzeit dem gegenüber deutlich verkürzt und damit der Wärmeeintrag in das Schaltelement stark verringert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist es möglich, dass die Temperatur eines reibschlüssigen Schaltelements mittels des Sensors gemessen wird.
Bei einer weiteren oder alternativen bevorzugten Ausgestaltung wird die Temperatur eines reibschlüssigen Schaltelements mittels eines Temperaturmodells aus mindestens einer erfassten bestimmten Betriebsgröße berechnet.
In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt möglich, dass die bestimmten Betriebsgrößen eine Differenzdrehzahl der Schaltelementhälften während Schaltung und/oder einem Schaltelementmoment während der Schaltung und/oder einer Schleifzeit und/oder einer Getriebesumpftemperatur sind.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist es möglich, dass vor einer Schaltung die Temperatur mindestens des zu öffnenden Schaltelements erfasst wird und dass bei einer Überschreitung des Grenztemperaturwertes der Druck in dem zu öffnenden Schaltelement derart schnell reduziert wird, dass dieses kein Drehmoment mehr übertragen kann bevor in dem zu schließenden Schaltelement der Druck erhöht wird. Hierbei wird nach oder mit dem Öffnen des abzuschaltenden reibschlüssigen Schaltelements eine Drehzahl der Antriebsmaschine derart verändert, dass die Schaltelementhälften des zuzuschaltenden Schaltelements synchronisiert werden, so dass dieses geschlossen werden kann.
Unter dem Begriff „Synchronisieren von Schaltelementhälften“ ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass eine bestimmte Differenzdrehzahl, ein bevorzugter Differenzdrehzahlbereich oder eine Drehzahlgleichheit zwischen den Schaltelementhälften eingestellt wird.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass zur Beeinflussung der Antriebsdrehzahl der Antriebsmaschine ein Drehmoment der Antriebsmaschine verändert wird.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist es möglich, dass bei dem Wechsel der Übersetzungsstufe nach dem Öffnen eines reibschlüssigen Schaltelements ein formschlüssiges Schaltelement geschlossen wird.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Wechsel der Übersetzungsstufe als Rückschaltung erfolgt.
Unter einer Rückschaltung ist nachfolgend ein Wechsel von einem von einem höheren Gang zu einem niedrigeren Gang zu verstehen, wobei der höhere Gang ein geringeres Übersetzungsverhältnis aufweist der niedrigere Gang.
Unter einem Übersetzungsverhältnis ist in diesem Zusammenhang der Quotient aus einer Antriebsdrehzahl geteilt durch eine Abtriebsdrehzahl zu verstehen.
Bevorzugt umfasst ein Antriebsstrang eine Antriebsmaschine und ein Automatikgetriebe mit mehreren Schaltelementen, von welchen zur Darstellung unterschiedlicher Übersetzungsstufen bestimmte Schaltelemente zu schließen und bestimmte andere Schaltelemente zu öffnen sind, sowie ein hydraulisches Steuergerät zur Betätigung der Schaltelemente. Außerdem weist dieser eine elektronische Steuerungseinheit zur Ansteuerung des hydraulischen Steuergeräts und der Antriebsmaschine sowie mindestens einem Sensor zum Erfassen bestimmter Betriebszustände oder Betriebsgrößen zur Messung oder Berechnung der Temperatur von mindestens einem reibschlüssigen Schaltelement auf, welches für den Wechsel der Übersetzungsstufe abzuschalten ist. Zudem Die weist die elektronische Steuerungseinheit ein Computerprogramm-Produkt auf, welches ein oben beschriebenes Verfahren steuern kann.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der mindestens eine Sensor als Temperatursensor und/oder als Drehzahlsensor und/oder als Drehmomentsensor ausgebildet.
Die Antriebsmaschine kann eine Verbrennungskraftmaschine oder ein Elektromotor oder ein Hybridantrieb, umfassend eine Verbrennungskraftmaschine und eine elektrische Maschine sein.
Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen elektrischen Steckerverbindung werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen

1 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 ein Zeitdiagramm mit den Verläufen der relevanten Größen eines Verfahrens in einem ersten Betriebszustand, und
3 ein Zeitdiagramm mit den Verläufen der relevanten Größen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem zweiten Betriebszustand.

1 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem Startschritt 10 wird ausgehend von einer Ausgangsübersetzung i_a ein Schaltbefehl an die elektronische Getriebesteuerung ausgegeben, in welchem eine Zielübersetzung i_z definiert wird, die eingelegt werden soll. Zur Durchführung eines solchen Übersetzungswechsels ist in einem Automatikgetriebe beispielsweise ein abzuschaltendes Schaltelement I zu öffnen und ein zuzuschaltendes Schaltelement II zu schließen, wobei das zu öffnende Schaltelement I im vorliegenden Falle ein reibschlüssiges Schaltelement ist. Ein reibschlüssiges Schaltelement ist beispielsweise eine Lamellenkupplung, welche zwei drehende Getriebeteile miteinander verbinden kann, oder eine Lamellenbremse, welche ein drehendes Getriebeteil mit dem Getriebegehäuse koppeln und damit zum Stillstand bringen kann. Da ein reibschlüssiges Schaltelement bei dessen Öffnung und dessen Schließen eine gewisse Zeit einen Schlupf aufweist, erwärmt sich dieses aufgrund der entstehenden Reibung. Diese Erwärmung darf wie eingangs beschrieben eine gewisse Grenze nicht überschreiten, da ansonsten die thermische Überlastung des Schaltelements zu einer Schädigung des Schaltelements sowie einer unzulässigen Erhöhung der Getriebetemperatur oder des Betriebsmediums führen kann. Die thermische Belastung wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfasst und in einem Eingabeschritt 20 in der elektronischen Getriebesteuerung eingegeben. Die thermische Belastung wird im gezeigten Beispiel in 1 anhand einer Temperatur T quantifiziert, die beispielsweise mittels eines Temperatursensors im Getriebeöl oder an einem Bauteil des Schaltelements gemessen wird. Ebenso kann die thermische Belastung anhand eines Wärmemodells und gemessener Relativdrehzahlen der schlupfbehaftet miteinander reibenden Schaltelementhälften ermittelt werden.
In einem Entscheidungsschritt 30 wird im Falle einer Temperaturmessung die Temperatur mit einem kritischen Temperaturgrenzwert Tk verglichen. Wird der kritische Temperaturgrenzwert Tk nicht erreicht, d.h. T<Tk, so wird das abzuschaltende reibschlüssige Schaltelement I in einem Prozessschritt 41 derart angesteuert, dass dessen Druck einen Druckverlauf pA_I über einer Zeit t aufweist, wie in 2a dargestellt ist. Ein zuschaltendes Schaltelement II, welches reibschlüssig oder formschlüssig ausgestaltet sein kann, wird in einem Prozessschritt 50 mittels eines Druckverlaufs pC_II angesteuert und damit geschlossen. Kurz vor dem Prozessschritt 50 wird zum Zwecke der Synchronisierung von der elektronischen Getriebesteuerung in einem Prozessschritt 42 das Motormoment M und/oder eine Drehzahl der Antriebsmaschine kurzzeitig mittels eines ausgegebenen Motormomentenverlaufes M_A abgesenkt. Damit ist in einem Ergebnisschritt 60 die Zielübersetzung i_z eingelegt.
2a zeigt die Verläufe der Drücke p eines abzuschaltenden Schaltelements I und eines zuzuschaltenden Schaltelements II über der Zeit t zur Durchführung eines Wechsels von einer Ausgangsübersetzung i_a zu einer Zielübersetzung i_z, wenn die thermische Belastung unterhalb eines kritischen Wertes liegt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn eine Temperatur T kleiner ist als ein kritischer Grenztemperaturwert Tk, falls die Temperatur als Beurteilungskriterium für die thermische Belastung dient. Zusätzlich ist in 2b der Verlauf des Motormomentes M über der Zeit t dargestellt.
Zu einem Zeitpunkt t0 ist die Ausgangsübersetzung i_a eingelegt, in dem das abzuschaltende reibschlüssige Schaltelement I unter einem Druck vom Druckwert p1 geschlossen ist. Nach t0 erfolgt ein Schaltbefehl zum Einlegen einer Zielübersetzung i_z, wozu das Schaltelement I zu öffnen ist. Dies erfolgt mittels der Einstellung des Druckes p, welcher über der Zeit t in einem Druckverlauf pA_I verändert wird. Ab einem Zeitpunkt t1wird der Druck ausgehend von dem Druckwert p1 rampenförmig auf einen Druckwert p2 abgesenkt, der zum Zeitpunkt t2 erreicht wird. Ab dem Zeitpunkt t2 erfolgt eine weitere Absenkung des Druckes auf einen Druckwert p3, welcher zu einem Zeitpunkt t3 erreicht wird und der sich aus Gründen des Schaltkomforts mit einem flacheren Gradienten vollzieht. Der Druck wird bis nach einem Zeitpunkt t4 konstant auf der Höhe des Druckwertes p3 gehalten. Bis zu einem Zeitpunkt t5 wird der Druck im abzuschaltenden Schaltelement I auf einen Druckwert p4 angehoben, bis zu einem Zeitpunkt t6 gehalten und anschließend auf einen Druckwert p0 abgesenkt. p0 entspricht hierbei einem drucklosen Zustand, in dem Umgebungsdruck herrscht oder einem nahezu dem Umgebungsdruck entsprechenden Druck, bei welchem kein Moment mehr über das Schaltelement I übertragen werden kann. Zwischen den Zeitpunkten t1 und t6 bestand immer eine Übertragungsfähigkeit des Schaltelements I, wobei die Momentenübertragung schlupfbehaftet war. Hierdurch kam es während des Gangwechsels zu keiner völligen Zugkraftunterbrechung. Der Nachteil der schlupfbehafteten Momentenübertragung ist jedoch eine Erwärmung des Schaltelements I. Die Zeitspanne, in welcher die schlupfbehaftete Momentenübertragung erfolgt, wird als Schleifzeit bezeichnet. Diese beginnt im vorliegenden Beispiel in 2a zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 und endet im Zeitpunkt t7.
Das zuzuschaltende Schaltelement II wird ab einem Zeitpunkt t5 mit Druck beaufschlagt, um dieses zu schließen. Zur Synchronisierung und zur Erhöhung des Schaltkomforts beim Schließen des zuzuschaltenden Schaltelements II wird das Motormoment M und/oder die Motordrehzahl, welches in einem Momentenverlauf M_A angesteuert wird, ab dem Zeitpunkt t4 kurzzeitig von einem Momentenwert M1 auf einen Momentenwert M2 abgesenkt. Hierbei kann auch die Drehzahl der Antriebsmaschine entsprechend angesteuert werden. Die Differenz ist ein Momenteneinbruch ΔMA = M1-M2. Erst wenn die Absenkung erfolgt ist, wird zum Zeitpunkt t5 das zuzuschaltende Schaltelement II in einem Druckverlauf pC_II mit Druck in Höhe des Druckwertes p1 beaufschlagt und geschlossen. Das Motormoment wird in dem Verlauf M_A ab dem Zeitpunkt t5 wieder auf den Wert M1 angehoben, der zu einem Zeitpunkt t6 erreicht wird. Der Druck des abzuschaltenden Schaltelements II wird ab dem Zeitpunkt t6 auf den Druckwert p0 abgesenkt, womit dieses vollständig geöffnet ist. Das vollständig geschlossene Schaltelement II überträgt nun das volle Moment in der Höhe des Momentenwertes M1. Damit ist die Zielübersetzung i_z eingelegt.
Wird nun bei einer beabsichtigten Schaltung ein kritischer thermischer Zustand des abzuschaltenden Schaltelements I festgestellt, wie beispielsweise eine Temperatur T, die größer ist als der kritische Temperaturgrenzwert Tk, wird bei der Einleitung der Schaltung wie in 3a und 3b dargestellt, der Druck p des abzuschaltenden Schaltelements I über der Zeit t in einem Druckverlauf pB_I verändert.
Hierbei wird das abzuschaltende Schaltelement I in einem steilen Druckgradienten geöffnet, indem der Druck p im Schaltelement I bis auf p0 oder in einen - vollständig oder nahezu - drucklosen Zustand abgesenkt wird, so dass die Zugkraft des Automatikgetriebes auf ein Neutral-Niveau herabgesetzt wird. Unter dem Neutral-Niveau ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass der Kraft- oder Momentenfluss durch das Getriebe idealerweise unterbrochen ist. Real ist der Momentfluss meist so weit reduziert, dass lediglich noch ein Schleppmoment aufgrund von Schleppeffekten in den geöffneten Schaltelementen übertragen wird. Eine solche Öffnung des Kraftschlusses wird auch als Schaltung nach Neutral bezeichnet.
Der Vorteil hierbei ist eine sehr kurze Schleifzeit der Kupplung, welche nur zwischen dem Zeitpunkt t1 und einem Zeitpunkt t20 stattfindet, so dass kein oder nur ein geringer Wärmeeintrag in die Kupplung erfolgt. Um das zuzuschaltende Schaltelement II mit einem akzeptablen Schaltkomfort zuschalten zu können, ist ein deutlich stärkerer Motoreingriff erforderlich als bei einer Schaltung wie in 2a und 2b gezeigt, erforderlich. Dies zeigt sich in 3b in einem Momentenverlauf M_B, bei welchem das Moment von dem Momentenwert M1 auf einen Momentenwert M20, und/oder die Drehzahl der Antriebsmaschine auf einen entsprechenden Wert abgesenkt, wobei M20 deutlich geringer ist als M2, so dass sich ein Momenteneinbruch ΔMB = M1-M20 ergibt, dessen Betrag deutlich größer ist als jener von ΔMA. Hiermit wird das zuzuschaltenden Schaltelement II, bzw. dessen Schaltelementhälften synchronisiert und erst wenn diese in einen Bereich einer zulässigen Drehzahldifferenz geführt sind, wird zu einem Zeitpunkt t40 das zuzuschaltende Schaltelement II druckbeaufschlagt, wie aus dem Druckverlauf pC_II ersichtlich ist.
Vorteilhafterweise kann das zuzuschaltende Schaltelement II bereits zu einem Zeitpunkt t40 geschlossen werden, der deutlich vor dem Zeitpunkt t5 liegt, wie aus dem Zeitversatz Δt aus 2a mit Δt = t5-t40 ersichtlich ist.
Bezugszeichenliste

10: Startschritt, Ausgangsübersetzung
20: Eingabeschritt, Temperatur des abzuschaltenden Schaltelements
30: Entscheidungsschritt, Temperaturvergleich mit kritischem Wert
31: Prozessschritt, Druckverlauf abzuschaltendes Schaltelement
32: Prozessschritt, Verlauf des Motoreingriffes
41: Prozessschritt, Druckverlauf abzuschaltendes Schaltelement
42: Prozessschritt, Verlauf des Motoreingriffes
50: Prozessschritt, Druckverlauf zuzuschaltendes Schaltelement
60: Ergebnisschritt, Zielübersetzung
I: abzuschaltendes Schaltelement
II: zuzuschaltendes Schaltelement
i_a: Ausgangsübersetzung
i_z: Zielübersetzung
M: Motormoment
M_A: Motormomentenverlauf
M_B: Motormomentenverlauf
M1: oberer Momentenwert
M2: unterer Momentenwert
M20: unterer Momentenwert
ΔMA: Momenteneinbruch
ΔMB: Momenteneinbruch
p: Druck im Schaltelement
pA_I: Druckverlauf im abzuschaltenden Schaltelement
pB_I: Druckverlauf im abzuschaltenden Schaltelement
pC_II: Druckverlauf im zuzuschaltenden Schaltelement
p0: Druckwert
p1: Druckwert
p2: Druckwert
p3: Druckwert
p4: Druckwert
t: Zeit
t0: Zeitpunkt
t1: Zeitpunkt
t2: Zeitpunkt
t3: Zeitpunkt
t4: Zeitpunkt
t5: Zeitpunkt
t6: Zeitpunkt
t7: Zeitpunkt
t20: Zeitpunkt
t30: Zeitpunkt
t40: Zeitpunkt
t50: Zeitpunkt
Δt: Zeitdifferenz
T: Temperatur des Schaltelements
Tk: kritischer Temperaturgrenzwert

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10043420 B4 [0003]
DE 102014217008 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe und einer das Automatikgetriebe antreibenden Antriebsmaschine, das Automatikgetriebe umfassend mehrere Schaltelemente (I, II), von welchen zur Darstellung unterschiedlicher Übersetzungsstufen bestimmte Schaltelemente zu schließen (II) und bestimmte andere Schaltelemente (I) zu öffnen sind, ein hydraulisches Steuergerät zur Betätigung der Schaltelemente, eine elektronische Steuerungseinheit zur Ansteuerung des hydraulischen Steuergeräts und der Antriebsmaschine, sowie mindestens ein Sensor zum Erfassen bestimmter Betriebszustände oder Betriebsgrößen zur direkten oder indirekten Bestimmung einer Temperatur (T) eines Schaltelements, wobei ein reibschlüssiges Schaltelement (I), welches für den Wechsel der Übersetzungsstufe (i_a, 10) von einer Ausgangsübersetzung (i_a, 10) abzuschalten ist, derart zu dessen Öffnung angesteuert wird (pA_I), dass der Wechsel der Übersetzungsstufe ohne Unterbrechung des Kraftflusses durch das Automatikgetriebe und damit ohne eine Zugkraftunterbrechung erfolgt, wenn die Temperatur (T, 20) des abzuschaltenden Schaltelements unterhalb eines bestimmten kritischen Temperaturgrenzwertes (Tk, 30) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass das abzuschaltende reibschlüssige Schaltelement (I) derart geöffnet wird (pB_I, 31), dass der Kraftfluss durch das Automatikgetriebe zumindest nahezu unterbrochen wird, wenn sich die aktuelle oder zu erwartende Temperatur (T) des reibschlüssigen Schaltelements (I) oberhalb des kritischen Temperaturgrenzwertes (Tk, 30) befindet, wobei die Synchronisierung der Schaltelementhälften des zuzuschaltenden, und damit zu schließenden, Schaltelements (II) durch eine Beeinflussung derer Drehzahldifferenz mittels einer Beeinflussung eines Motormoments (MB, 32) und/oder einer Antriebsdrehzahl der Antriebsmaschine erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (T) eines reibschlüssigen Schaltelements (I) mittels des Sensors gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur eines reibschlüssigen Schaltelements (I) mittels eines Temperaturmodells aus mindestens einer erfassten bestimmten Betriebsgröße berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmten Betriebsgrößen eine Differenzdrehzahl der Schaltelementhälften während Schaltung und/oder ein Schaltelementmoment während der Schaltung und/oder einer Schleifzeit und/oder einer Getriebesumpftemperatur sind.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Schaltung die Temperatur (T) mindestens des zu öffnenden Schaltelements (I) erfasst wird (20) und dass bei einer Überschreitung des kritischen Temperaturgrenzwertes (Tk, 30) der Druck in dem zu öffnenden Schaltelement derart in einem bestimmten Druckverlauf (pB_I, 31) schnell reduziert wird, dass dieses kein Drehmoment mehr übertragen kann, bevor in dem zu schließenden Schaltelement (II) der Druck in einem bestimmten Druckverlauf (pC_II) zur Herstellung einer Zielübersetzung (i_z, 60) erhöht wird (50), wobei nach oder mit dem Öffnen des abzuschaltenden reibschlüssigen Schaltelements (I) eine Drehzahl und/oder ein Moment (MB) der Antriebsmaschine derart verändert wird, dass die Schaltelementhälften des zuzuschaltenden Schaltelements (II) synchronisiert werden, so dass dieses geschlossen werden kann.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung der Antriebsdrehzahl der Antriebsmaschine ein Drehmoment (M, MB) der Antriebsmaschine verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Wechsel der Übersetzungsstufe (i_a, i_z) nach dem Öffnen eines reibschlüssigen Schaltelements (I) ein formschlüssiges Schaltelement geschlossen wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel der Übersetzungsstufe als Rückschaltung erfolgt.
Antriebsstrang mit einer Antriebsmaschine und einem Automatikgetriebe mit mehreren Schaltelementen, von welchen zur Darstellung unterschiedlicher Übersetzungsstufen bei einem Wechsel der Übersetzungsstufe bestimmte Schaltelemente zu schließen und bestimmte andere Schaltelemente zu öffnen sind, einem hydraulischen Steuergerät zur Betätigung der Schaltelemente, einer elektronischen Steuerungseinheit zur Ansteuerung des hydraulischen Steuergeräts und der Antriebsmaschine sowie mindestens einem Sensor zum Erfassen bestimmter Betriebszustände oder Betriebsgrößen zur Messung oder Berechnung der Temperatur eines reibschlüssigen Schaltelements, welches für den Wechsel der Übersetzungsstufe abzuschalten ist, und wobei die elektronische Steuerungseinheit ein Computerprogramm-Produkt umfasst, welches ein Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche steuern kann.
Automatikgetriebe nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine Sensor als Temperatursensor und/oder als Drehzahlsensor und/oder als Drehmomentsensor ausgebildet ist.