WO2012175063A1

WO2012175063A1 - Verfahren zur steurung eines automatisierten schaltvorgangs eines getriebes

Info

Publication number: WO2012175063A1
Application number: PCT/DE2012/000541
Authority: WO
Inventors: Patrick STANGIER
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2012-12-27
Also published as: JP2014517236A; DE102012208735A1; DE112012002618A5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Schaltvorgangs zwischen zwei zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle angeordneten Gängen eines in einem Antriebsstrang mit einer mittels eines Fahrpedals gesteuerten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen Getriebes mittels eines entlang eines Schaltwegs zwischen einem aktuell eingelegten und einem neu eingelegten Gang unter Überwindung einer Synchronisationsschwelle einer Synchronisationseinrichtung von einem Getriebeaktor mittels einer vorzugebenden Synchronkraft verlagerten Schaltelements. Zur Verbesserung der Durchführung des Schaltvorgangs für sportliche und komfortable Schaltungen wird die Synchronkraft abhängig von einer Abweichung eines Differenzdrehzahlgradienten zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle von einem Zielwert eingestellt.

Description

Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Schaltvorqanqs eines Getriebes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Schaltvorgangs zwischen zwei - zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle angeordneten Gängen eines in einem Antriebsstrang mit einer mittels eines Fahrpedals gesteuerten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen Getriebes mittels eines entlang eines Schaltwegs zwischen einem aktuell eingelegten und einem neu eingelegten Gang unter Überwindung einer Synchronisationsschwelle einer Synchronisationseinrichtung von einem Getriebeaktor mittels einer vorzugebenden Synchronkraft verlagerten Schaltelements.

Verfahren zur Steuerung von Schaltvorgängen in automatisierten Getrieben mit Synchroneinrichtungen, beispielsweise automatisierten Handschaltgetrieben oder Doppelkupplungsgetrieben sind beispielsweise aus der WO2006/074621 A1 bekannt. Eine vorteilhafte Vorrichtung zum gleichzeitigen Aus- und Einlegen von Gängen zur Durchführung derartiger Schaltvorgänge ist beispielsweise aus der DE 102 06 561 A1 als„Active Interlock" bekannt. Zur Schaltung von zwei mittels eines Schaltelements entlang eines Schaltwegs ein- und ausgelegten Gängen wird der das Schaltelement betätigende Getriebeaktor, beispielsweise ein Active-Interlock-Aktor mit einer Antriebskraft beaufschlagt, die dem Schaltelement während des Synchronvorgangs an einer Synchroneinrichtung des neu einzulegenden Gangs eine Synchronkraft aufprägt. Durch die Größe und den Verlauf der Synchronkraft über den Schaltweg werden insbesondere die Schnelligkeit und der Schaltkomfort einer Schaltung vorgegeben. Üblicherweise wird die Synchronkraft abhängig von den gewechselten Gängen (1-2, 2-3, usw.), von der zu synchronisierenden Differenzdrehzahl und der Fahrsituation, welche z.B. über die Fahrpedalstellung ermittelt wird, gewählt und konstant gehalten.

Weiterhin ist bekannt, die Synchronkraft bei zu erwartender Synchrondauer aus der

Differenzdrehzahl und den Parametern der Schaltelemente einschließlich Synchronisationseinrichtung abzuschätzen und die Synchronkraft zu erhöhen, sobald diese Zeit abgelaufen ist. Hierbei kann insbesondere bei kleinen Synchronkräften der Synchronvorgang stets sicher abgeschlossen werden. Tritt eine die Synchrondauer verlängernde Störung auf, führt dieses Verfahren nicht zu einer dauerhaften Anpassungen des Schaltablaufs an die Störung, vielmehr muss bei Fortbestehen der Störung jedes Mal zunächst die erwartete Synchrondauer verstreichen, bevor eine Reaktion erfolgt.

Bestätigungskopiel Die Reibung in dem Getriebeaktor und der das Schaltelement beinhaltenden Innenschaltung des Getriebes sowie die Synchronisationseinrichtung sind starken Schwankungen sowohl ü- ber die Lebensdauer (z.B. Verschleiß) als auch über Temperatur (Ölviskosität, Reibung) unterworfen. Daher ist die tatsächlich angelegte Synchronkraft und das sich daraus ergebende Synchronmoment ebenfalls variabel und der Synchronvorgang ist damit bezüglich Synchrondauer und Komfort schlecht reproduzierbar. Insbesondere schwankende Synchronzeiten können sich negativ auf den Schaltkomfort auswirken, da dies die Koordination und Steuerung des Schaltablaufs insgesamt beispielsweise eine Ansteuerung von im Antriebsstrang zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe vorgesehenen Reibungskupplungen während des Schaltvorgangs beeinflusst.

Die tatsächlich angelegte, auf das Schaltelement wirkende Synchronkraft lässt sich dabei nicht direkt erfassen, so dass diese anhand von die Funktion des Getriebeaktors nachbildenden Modellen bestimmt wird. Eine direkte Rückführung der Synchronkraft und damit deren Regelung zur direkten Kompensation der Parametervarianz und von Störgrößen, beispielsweise Schleppmomenten im Getriebe sind damit nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist eine vorteilhafte Weiterbildung eines Verfahrens zur Steuerung eines Schaltablaufs insbesondere vor dem Hintergrund einer Verbesserung des Schaltkomforts des Getriebes.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines Schaltvorgangs zwischen zwei zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle angeordneten Gängen eines in einem Antriebsstrang mit einer mittels eines Fahrpedals gesteuerten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen Getriebes mittels eines entlang eines Schaltwegs zwischen einem aktuell eingelegten und einem neu eingelegten Gang unter Überwindung einer Synchronisationsschwelle einer Synchronisationseinrichtung von einem Getriebeaktor mittels einer vorzugebenden Synchronkraft verlagerten Schaltelements gelöst, wobei die Synchronkraft abhängig von einer Abweichung eines Differenzdrehzahlgradienten zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle von einem Zielwert eingestellt wird. Durch das vorgeschlagene Verfahren kann die Steuerung der Synchronkraft während eines Schaltablaufs ständig an die sich ändernden Eigenschaften des Getriebeaktors, der Innenschaltung, der Synchronisierungseinrichtung und des Getriebes angepasst werden. Der Zielwert wird dabei zumindest abhängig von einem Fahrpedalwert eines Fahrpedals und einer aus einer Zieldrehzahl des neu eingelegten Gangs und einer aktuellen Drehzahl unter Berücksichtigung des Übersetzungsunterschieds zwischen den Gängen ermittelten Differenzdrehzahl einer Getriebewelle ermittelt. Zusätzlich kann beispielsweise der Zielwert abhängig von einem aktuell eingestellten Fahrmodus des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Dieser kann beispielsweise von dem Fahrer vorgegeben und/oder durch von der Fahrweise des Fahrers abgeleiteten Regelparametern automatisiert ermittelt werden.

Besonders vorteilhaft kann eine während einer Schaltung laufend aktualisierte Ermittlung des Differenzdrehzahlgradienten sein, so dass zeit- und/oder ortsabhängig der Schaltweg beziehungsweise die Schaltdauer an eine sich ändernde Synchronkraft angepasst werden können. Hierbei können kurzzeitige, beispielsweise betriebstemperaturabhängige, oder über lange Zeit, beispielsweise verschleißbedingte wirksame Adaptionen der Schaltkraft über den Schaltkraftverlauf vorgesehen sein. Zur Unterscheidung kurzzeitiger und über lange Zeit wirksamer Einflüsse auf die Synchronkraft können weitere Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs wie Betriebstemperatur, Laufleistung, Schädigungsindizes der Schaltung und dergleichen er- fasst und ausgewertet werden. Es hat sich als ausreichend erwiesen, wenn die der Ermittlung der dem Differenzdrehzahlgradienten zugrunde liegenden Differenzdrehzahl zu Beginn einer Synchronphase eines Schaltvorgangs ermittelt wird.

Aus dem Zielwert kann beispielsweise in Abhängigkeit von hardwareseitigen Getriebebedingungen, beispielsweise einer Massenträgheit einer an der Schaltung beteiligten Getriebeeingangswelle, einer Betätigungskraft des Getriebeaktors, beispielsweise einer Rastierkraft eines Active-Interlock-Aktors, einem adaptierbaren, praktisch einem Kehrwert des Wirkungsgrads der Synchronisierung entsprechenden Synchronparameter und dergleichen, eine Zielsynchronkraft ermittelt werden. Mittels dieser Zielsynchronkraft wird der Getriebeaktor gesteuert, wobei bei Einstellung dieser Zielsynchronkraft mittels des Getriebeaktors der beschriebene Schaltablauf insbesondere dessen Synchronvorgang des neu einzulegenden Gangs über die Differenz aus tatsächlichem Differenzdrehzahlgradienten und Zielwert verglichen wird. Beispielsweise bei Überschreiten einer Unbedenklichkeitsschwelle des Zielwerts und/oder der Zielsynchronkraft kann der Synchronparameter abhängig von der Größe der Abweichung des Zielwerts und/oder Zielsynchronkraft adaptiert werden. Ist beispielsweise der tatsächliche Differenzdrehzahlgradient größer als der Zielwert, wird der Kehrwert des Wirkungsgrads, also der Synchronparameter in Richtung kleinerer Werte adaptiert. Die Erfindung wird anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt ein Blockschaltbild der Steuerroutine 1 zur Steuerung eines Schaltablaufs zur Schaltung eines neu einzulegenden Gangs, nachdem der aktuelle eingelegte Gang ausgelegt ist. In Block 2 der Steuerroutine 1 wird die Synchronkraft Fsync aus dem Synchronisationsmoment Msync und dem Synchronparameter sowie der beispielsweise für die in Block 3 abgelegten Hardwareabhängigkeiten sowohl des Getriebeaktors (z.B. Rastierkraft) als auch des Getriebes (z.B. der Massenträgheit der Getriebeeingangswelle) berechnet. Der Synchronparameter ist hierbei als von dem in Block 4 ermittelten Differenzdrehzahlgradienten wie Differenzdrehzahlabweichung pro Zeiteinheit vorgesehen. Der Synchronparameter wird abhängig von den erfassten Größen der Synchronzeit Tsync, der Differenzdrehzahl bei Synchronstart (Ndiff@SyncStart) und der für den einzulegenden Gang vorliegenden Übersetzung, dem aus der Fahrpedalstellung des Fahrpedals abgeleiteten Fahrerwunsch sowie gegebenenfalls dem Fahrmodus und der gegebenenfalls unter Berücksichtigung weiterer Einflüsse abgeleiteten Zieldifferenzdrehzahl NDiffTgt bestimmt. Aus der Zieldifferenzdrehzahl NDiffTgt wird weiterhin der Zielwert der Synchronkraft abgeleitet. In Block 5 wird der Drehzahldifferenzgradient als Kennlinie in Form des Synchronparameters hinterlegt und mit einer Kennlinie in Form von Zielgrößen des Synchronparameters verglichen. Treten signifikante beispielsweise aufgrund von Bedenklichkeits- schwellen überprüfte Abweichungen des aktuell ermittelten Synchronparameters und eines Zielwertes auf, wird der Synchronparameter in Block 6 adaptiert und beispielsweise in einem nichtflüchtigen Speicher hinterlegt, so dass beispielsweise durch Verschleiß geänderte Größen des Synchronparameters für die nächsten Schaltabläufe bis zur gegebenenfalls erneuten Adaption sofort zur Verfügung stehen.

Die mittels des Synchronparameters in Block 2 gewonnene Synchronkraft dient als Zielgröße zur Steuerung der Aktorik wie Getriebeaktors in Block 7. Parallel kann in Block 8 unter Verwendung entsprechender Kennlinien eine Synchrongeschwindigkeit vsync bestimmt werden, die ebenfalls in Block 7 zur Verfügung gestellt wird. Bezugszeichenliste

1 Steuerroutine

2 Block

3 Block

4 Block

5 Block

6 Block

7 Block

8 Block

Fsync Synchronkraft

Msync Synchronisationsmoment

NDiffTgt Zieldifferenzdrehzahl

NDiff@SyncStart Differenzdrehzahl bei Synchronisationsstart Tsync Synchronisationszeit

vsync Synchrongeschwindigkeit

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Steuerung eines Schaltvorgangs zwischen zwei zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle angeordneten Gängen eines in einem Antriebsstrang mit einer mittels eines Fahrpedals gesteuerten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen Getriebes mittels eines entlang eines Schaltwegs zwischen einem aktuell eingelegten und einem neu eingelegten Gang unter Überwindung einer Synchronisationsschwelle einer Synchronisationseinrichtung von einem Getriebeaktor mittels einer vorzugebenden Synchronkraft verlagerten Schaltelements, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronkraft abhängig von einer Abweichung eines Differenzdrehzahlgradienten zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle von einem Zielwert eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zielwert zumindest abhängig von einem Fahrpedalwert eines Fahrpedals und einer aus einer Zieldrehzahl des neu eingelegten Gangs und einer aktuellen Drehzahl unter Berücksichtigung des Übersetzungsunterschieds zwischen den Gängen ermittelten Differenzdrehzahl einer Getriebewelle ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zielwert abhängig von einem aktuell eingestellten Fahrmodus des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzdrehzahlgradient während des Schaltvorgangs laufend aktualisiert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzdrehzahl zu Beginn einer Synchronphase eines Schaltvorgangs ermittelt wird.