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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines Gangwechsels in einem Getriebe mit wenigstens zwei hydraulisch betätigten Schaltelementen, wobei ein auch als erstes Schaltelement bezeichenbares Basisschaltelement geöffnet und ein auch als zweites Schaltelement bezeichenbares Zielschaltelement geschlossen wird, wobei das Basisschaltelement ausgehend von einem Schließdruck auf einen Teilöffnungsdruck abgesenkt wird.
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Aus der
DE 10 2018 215 846 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt. Dabei wird bei einem gemessenen ersten Schwellendruck des Zielschaltelementes das Basisschaltelement auf einen Teilöffnungsdruck abgesenkt und bei einem zweiten Schwellendruck des Zielschaltelementes das Basisschaltelement geöffnet. Dabei sind der erste und der zweite Schwellendruck fest vorgegeben.
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DE 10 2005 016 672 A1 beschreibt ein Verfahren zur Verfeinerung der Adaptionsschritte bei der Befüllung von Schaltelementen eines Automatgetriebes, wobei bei konstanter Taskzeit bzw. bei konstantem Zeitraster der elektronischen Getriebesteuerung eine kürzere Taskzeit bzw. ein kürzeres Zeitraster simuliert wird, so dass ein Adaptionswert ohne Auslösung von für den Fahrer wahrnehmbaren Fahrzeugreaktionen ermittelt wird.
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Die Ermittlung der Schwellendrücke erfolgt dabei über ein oder mehrere Modellgetriebe, bei denen die Drücke möglichst genau festgelegt werden. Diese Werte werden dann für alle Getriebe einer Modellreihe verwendet.
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Es hat sich gezeigt, dass bei einigen wenigen Getrieben, bei denen die Toleranzen voll ausgeschöpft werden, bisweilen eine wahrnehmbare Komfortreduzierung auftritt.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, bei dem der Gangwechsel in der Wahrnehmung eines Fahrers immer gleichbleibend komfortabel und damit insbesondere möglichst optimal abläuft.
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Zur Lösung dieses Problems wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das auch als erstes Schaltelement zu bezeichnende Basisschaltelement zu einem vorgegebenen Zeitpunkt vom Schließdruck auf den Teilöffnungsdruck abgesenkt wird. Dieser Zeitpunkt kann vorzugsweise getriebespezifisch vorgegeben werden. Getriebespezifisch heißt bei der vorliegenden Erfindung, dass für jedes einzelne Getriebe ein Zeitpunkt individuell bestimmt wird.
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Insbesondere kann der Zeitpunkt adaptiert werden. Eine Adaption ist dabei insbesondere ein Vorgang, bei dem von einem vorgegebenen Wert aus ermittelt wird, wo der getriebespezifisch optimale Wert liegt. Dabei kann auch der vorgegebene Wert der optimale Wert sein. Dies wird aber typischerweise für jedes Getriebe individuell überprüft.
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Dabei kann der Zeitpunkt in Abhängigkeit eines Zeitpunktes eines Schwellendruckes des auch als zweites Schaltelement bezeichenbaren Zielschaltelementes festgelegt werden. Bei dem beschriebenen Verfahren zur Durchführung eines Gangwechsels handelt es sich sonach um ein Verfahren, bei dem die Überschneidungsschaltung in der kürzest möglichen Zeit durchgeführt wird. Man kann diese Schaltung auch als Performanceschaltung bezeichnen. Bei dem zuerst teilweisen und dann vollständigen Öffnen der durch das Basisschaltelement gebildeten Basiskupplung handelt es sich beim Teilöffnen typischerweise um eine Vorkonditionierung des Basisschaltelementes. Diese muss so erfolgen, dass sie zum zweiten Schritt, dem vollständigen Öffnen des Basisschaltelementes und damit verbunden auch dem Schließen des Zielschaltelementes passt. Der Schwellendruck liegt vorteilhafterweise im Zeitablauf hinter dem Zeitpunkt zum Teilöffnen des Basisschaltelementes, weshalb dieser Schwellendruck vom Betrag bzw. Wert her höher ist und damit genauer messbar als der Druck des Zielschaltelementes zum Zeitpunkt des Teilöffnens des Basisschaltelementes. Daher wird der Schwellendruck zur Ermittlung einer Referenzzeit verwendet.
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Erfindungsgemäß wird der Zeitpunkt zum Absenken auf einen Teilöffnungsdruck so gewählt, dass der Zeitabstand zum Schwellendruck in einem vorgegebenen Bereich liegt. Es hat sich gezeigt, dass die Einhaltung des richtigen Zeitabstandes zwischen dem Zeitpunkt zum Absenken auf einen Teilöffnungsdruck und dem Schwellendruck ein wesentliches Kriterium ist. Bei Getrieben, die die Toleranzen ausschöpfen, wurde bei der Vorgabe zweier Schwellendrücke dieser Zeitabstand zu hoch oder auch zu niedrig. Im Unterschied zum Stand der Technik werden in einer Getriebesteuerung bzw. einem entsprechenden Steuergerät also nicht mehr zwei Schwellendrücke hinterlegt, sondern ein (einziger) Schwellendruck und ein Zeitabstand und damit ein Zeitpunkt. Ein zweiter Schwellendruck kann lediglich als Startwert für die Adaption hinzugefügt werden.
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Erfindungsgemäß wird der Bereich in Abhängigkeit der Totzeit des Regelsystemes des Basisschaltelementes und/oder des Zielschaltelementes festgelegt. Die Totzeit entsteht typischerweise durch die Verwendung eines Ventils. Die Vorkonditionierung des Basisschaltelementes soll genau diese Totzeit ausnutzen bzw. überbrücken, um den Kupplungswechsel in schnellstmöglicher Zeit durchführen zu können.
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Erfindungsgemäß wird der Bereich festgelegt, indem zur Totzeit wenigstens eine Toleranzzeit, insbesondere zwei Toleranzzeiten, addiert werden. Dabei ist bei der Addition zweier Toleranzzeiten typischerweise die erste Toleranzzeit positiv und die zweite Toleranzzeit negativ. Beträgt die Totzeit als Referenzzeit dTref beispielsweise 20ms und ist eine Toleranzzeit - 1 ms und die zweite Toleranzzeit + 1 ms, so liegt der Bereich zwischen 19 ms und 21 ms.
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Dabei liegt zum Zeitpunkt T3 (Auftreten des Schwellendrucks) der Schwellendruck vor. Zum Zeitpunkt T2 wird anfangs der Zeitpunkt zum Absenken auf den Teilöffnungsdruck vorgesehen. T2 ist also typischerweise die vorgegebene Basiszeit.
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Liegt die erhaltene Zeitdauer außerhalb des Bereichs, so ergibt sich eine Korrekturzeit dTkorr zu:
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Der korrigierte Zeitpunkt T2' zum Absenken des Basisschaltelementes auf einen Teilöffnungsdruck ergibt sich dann zu:
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Dabei ist zu beachten, dass die Angabe einer Zeitdauer, die auf einen Referenzzeitpunkt bezogen ist, oder eines Zeitpunktes bei feststehendem Referenzzeitpunkt typischerweise gleichbedeutend sind. Referenziert wird vorzugsweise auf den Startzeitpunkt der Befüllung des Zielschaltelementes. Es ist dann gleichbedeutend anzugeben, dass der Zeitpunkt T2 bspw. bei 100 ms liegt, wobei der Referenzzeitpunkt bei 0 ms liegt oder dass die Zeitdauer zum Erreichen von T2 ausgehend vom Referenzzeitpunkt 100 ms beträgt.
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Dieses Voröffnen des Basisschaltelementes auf den Teilöffnungsdruck erlaubt erst die druckgesteuerte Regelung der Performanceschaltung, da ohne diese das Basisschaltelement immer zu spät öffnen würde.
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Weiterhin ist dieses Vorgehen auch selbststabilisierend dahingehend, dass bei Öffnung des Basisschaltelementes auf einen Teilöffnungsdruck auch dann nur geringfügige Momentenfehler entstehen, wenn der Modellverlauf verlassen wird. Der Modellverlauf gibt typischerweise einen Ist-Druckverlauf exakt vor. Abweichungen hiervon können durch Störungen eintreten. Dann wird beispielsweise vom Durchlaufen des ersten Schwellenwertes bis zum zweiten Schwellenwert eine längere Zeit gebraucht als angedacht. Dies führt eine kurze Zeit lang zu einem zu geringen durch das Basisschaltelement übertragenen Moment. Der Momentenfehler führt allerdings nur dann zu einem Weglaufen des Motors, wenn die Schaltung an der Schlupfgrenze durchgeführt wird, was normalerweise nicht der Fall ist. Bis das Entleeren des Basisschaltelementes dann erfolgen kann ist zwar wieder die Totzeit des Regelsystems abzuwarten, da aber der Kupplungsschließgradient geringer als gedacht ist wirkt sich dies sogar positiv auf die Erreichung des Kreuzungspunktes aus.
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Bei dem beschriebenen Verfahren kann die Totzeit beim Öffnen des Basisschaltelementes also nicht nur dazu verwendet werden, die Kupplung druckgesteuert und schnell zu öffnen. Vielmehr gleicht die Totzeit sogar möglicherweise auftretende Momentenfehler aus.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass es zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ausgebildet bzw. eingerichtet ist.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem entsprechenden Steuergerät. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass das Steuergerät wie beschrieben ausgebildet bzw. eingerichtet ist. Weiterhin kann das Kraftfahrzeug vorteilhafterweise alle Vorrichtungen aufweisen, die zur Durchführung des Verfahrens beschrieben wurden. Das Kraftfahrzeug kann also eine Doppelkupplungsanordnung und ein Doppelkupplungsgetriebe aufweisen. Alternativ kann das Kraftfahrzeug ein Automatikgetriebe mit Kupplungen und Bremsen aufweisen. Die Kupplungen und Bremsen können z. B. als Lamellenkupplungen und -bremsen ausgestaltet sein.
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Sämtliche Erläuterungen zu dem Verfahren gelten analog für das Steuergerät und für das Kraftfahrzeug.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung eines Kraftfahrzeuges,
- 2 Druckverlaufskurven eines Basisschaltelementes und eines Zielschaltelementes, und
- 3 Druckverlaufskurven eines Basisschaltelementes und eines Zielschaltelementes.
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1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Kraftfahrzeuges 1. Das Kraftfahrzeug 1 hat als Antriebseinrichtung 2 einen Verbrennungsmotor oder eine oder mehrere elektrische Maschinen oder eine Kombination aus beiden. Die Antriebseinrichtung 2 ist über eine Kupplungseinrichtung 3 mit einem Getriebe 4 verbunden. Weiterhin weist das Kraftfahrzeug 1 ein auch als Steuerungseinrichtung 5 bezeichenbares bzw. erachtbares Steuergerät 5 auf. Das Steuergerät 5 ist eingerichtet, die Kupplungseinrichtung 3 und/oder das Getriebe 4 zu betätigen. Beispielsweise kann das Steuergerät 5 einen oder mehrere Kupplungsaktuatoren ansteuern und mit diesen wirkmäßig verbindbar oder verbunden sein.
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Ein auf das Getriebe 4 folgendes Differenzialgetriebe und weitere Elemente des Antriebsstrangs 6 sind nicht dargestellt.
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Die Kupplungseinrichtung 3 kann als Doppelkupplung ausgebildet sein. Das Getriebe 4 kann dann dementsprechend als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet sein.
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Die Kupplungseinrichtung 3 weist bevorzugt wenigstens eine, insbesondere zwei, Lamellenkupplungen auf.
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Der Antriebseinrichtung 2, die Kupplungseinrichtung 3 und das Getriebe 4 bilden zusammen einen Antriebsstrang 6 des Kraftfahrzeuges 1.
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2 zeigt Ist- und Zieldruckverläufe des auch als erstes Schaltelement bezeichenbaren Basisschaltelementes und des auch als zweites Schaltelement bezeichenbaren Zielschaltelementes. Das Basisschaltelement wie auch das Zielschaltelement sind, wie beschrieben, bevorzugt jeweils als Kupplung ausgebildet. In 2 ist gegen die Achse 7 (x-Achse) die Zeit aufgetragen und gegen die Achse 8 (y-Achse) der Druck.
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Die Kurve 9 zeigt den Soll-Druck-Verlauf des Basisschaltelementes und die Kurve 10 den Ist-Druck-Verlauf des Basisschaltelementes. Die Kurve 12 zeigt dagegen den Soll-Druck-Verlauf des Zielschaltelementes und die Kurve 14 den Ist-Druck-Verlauf des Zielschaltelementes.
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Zum Zeitpunkt T0 ist das Basisschaltelement, welches eine Basiskupplung bildet, geschlossen und das Zielschaltelement, welches eine Zielkupplung bildet, geöffnet. Zum Zeitpunkt T01 wird an dem Zielschaltelement ein Soll-Druck angelegt. Dabei gilt die Totzeit des Regelsystems in dem Zielschaltelement zum Zeitpunkt T1 als überwunden, wenn der Ist-Druck des Zielschaltelements einen ersten Schwellendruck pS1 überschreitet.
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Zum Zeitpunkt T2 wird der Soll-Druck der Basiskupplung von dem Schließdruck pc auf den Teilöffnungsdruck pP gesenkt. Der Zeitpunkt T2 ist dabei in Abhängigkeit des Zeitpunktes T01 festgelegt. Der Zeitpunkt T2 zum Senken des Druckes des Basisschaltelements bzw. der Basiskupplung auf den Teilöffnungsdruck pp erfolgt also rein-zeitabhängig und zwar in Abhängigkeit in der Gangwechselanforderung.
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Sobald der Ist-Druck des Zielschaltelements bzw. der Zielkupplung einen Schwellenwert pS2 erreicht, wird der Soll-Druck des Basisschaltelements bzw. der Basiskupplung auf 0 gesetzt oder mit anderen Worten die Basiskupplung vollständig geöffnet. Dies geschieht zum Zeitpunkt T3.
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Da das Absenken des Drucks des Basisschaltelements bzw. der Basiskupplung auf den Teilöffnungsdruck pp und das vollständige Öffnen des Basisschaltelements bzw. der Basiskupplung in Abhängigkeit eines Druckes erfolgt, kann die Zeitdifferenz Δt zwischen den Zeitpunkten T2 und T3 auch von Bauteiltoleranzen eines einzelnen Getriebes abhängen.
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3 zeigt, wie bei einer derartigen Durchführung eines Gangwechsels eine Optimierung auch für Getriebe mit extremen Toleranzen erhalten wird. Das Vorgehen ist dabei weitgehend wie zu 2 und deren Beschreibung beschrieben, weswegen zur Vermeidung von Wiederholungen auf 2 verwiesen wird. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 wird aber die Absenkung des Soll-Druckes des Basisschaltelements bzw. der Basiskupplung nicht zum Zeitpunkt T2 und damit in Abhängigkeit des Anliegens eines Soll-Druckes für die Zielkupplung vorgenommen, sondern es wird die Zeitdifferenz Δt zwischen den Zeitpunkten T2 und T3 ermittelt und mit einem Referenzwert verglichen. Liegt die Differenz oberhalb einer vorgegebenen Dauer, so wird als Zeitpunkt zum Absenken des Soll-Druckes des Basisschaltelements bzw. der Basiskupplung von einem Schließdruck auf einen Teilöffnungsdruck der Zeitpunkt T2' verwendet. Dieser ergibt sich wie weiter oben beschrieben. Dadurch entspricht der Zeitabstand zwischen den Zeitpunkten T2 und T3 der Referenzzeit dTref. Durch die Anpassung des Zeitpunktes T2' behält das Basisschaltelement bzw. die Basiskupplung damit den Teilöffnungsdruck pP für eine vorgegebene Zeit ein. Durch diese Adaption ist die Zeit- und-Druckgesteuerte Performanceschaltung optimal an jedes Getriebe angepasst.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Antriebseinrichtung
- 3
- Kupplungseinrichtung
- 4
- Getriebe
- 5
- Steuergerät
- 6
- Antriebsstrang
- 7
- Achse
- 8
- Achse
- 9
- Soll-Druck-Verlauf Basisschaltelement
- 10
- Ist-Druck-Verlauf Basisschaltelement
- 12
- Soll-Druck-Verlauf Zielschaltelement
- 14
- Ist-Druck-Verlauf Zielschaltelement
