DE10058043A1

DE10058043A1 - Verfahren zur Steuerung eines Automatengetriebes

Info

Publication number: DE10058043A1
Application number: DE2000158043
Authority: DE
Inventors: Maurizio Vecchio
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2000-11-23
Filing date: 2000-11-23
Publication date: 2002-05-29

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Steuerung von Schaltungen eines Automatgetriebes beschrieben. Während einer Schaltung wird ein Gradient (ng_t) einer Turbinendrehzahl (n_t) bestimmt, in dessen Abhängigkeit eine Zeitraum (T_a) von einem aktuellen Betriebspunkt des Automatgetriebes bis zum Erreichen einer einzustellenden Synchrondrehzahl (n_t_syn') der Getriebeeingangsdrehzahl (n_t) ermittelt wird, wobei bei Vorliegen eines ermittelten Zeitraumes (T_a), der kleiner als ein definierter applizierbarer Zeitraum (T_s) ist, wenigstens ein Ereignis der Schaltung eingeleitet wird, dessen Eintritt bei Erreichen der Synchrondrehzahl (n_t_syn') der angestrebten Übersetzung vorgesehen ist. Der definierte applizierbare Zeitraum (T_s) wird in Abhängigkeit einer Bewertung einer abgelaufenen Schaltung derart adaptiert, daß das Ereignis bei einer neuen Schaltung mit Vorliegen der Synchrondrehzahl (n_t_syn') der angestrebten Übersetzung eintritt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Automatgetriebes nach der im Patentanspruch 1 näher definierten Art.

Schaltabläufe bzw. Schaltungen in Automatgetrieben, welche durch sogenannte Überschneidungsschaltungen reali siert werden, sind allgemein bekannt. Bei den Überschnei dungsschaltungen wird jeweils eine sich im Kraftfluß eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges befindende Kupplung durch Herabsetzen eines Ansteuerdruckes langsam gelöst, wobei gleichzeitig eine in den Kraftfluß zuschaltende Kupp lung über einen vorgegebenen Druckverlauf zum Übertragen eines Drehmomentes geschlossen wird.

Dabei wird eine Getriebeeingangsdrehzahl ausgehend von einer Synchrondrehzahl einer aktuell eingelegten Überset zung in Abhängigkeit des Zustandes der sich im Kraftfluß befindenden Kupplung in Richtung der Synchrondrehzahl der einzulegenden Übersetzung des Automatgetriebes mit einem bestimmten Gradienten geführt. Der Gradient der Getriebe eingangsdrehzahl steht dabei in Abhängigkeit des Öffnungs vorganges der abzuschaltenden Kupplung.

Damit der Schaltablauf bzw. die Änderung der Überset zung in dem Automatgetriebe harmonisch abläuft, ist es er forderlich, daß die abschaltende Kupplung zu dem Zeitpunkt, an welchem die Getriebeeingangsdrehzahl die Synchrondreh zahl der neuen Übersetzung erreicht hat, vollständig geöff net ist und die zuschaltende Kupplung den Kraftfluß durch eine vollständig geschlossene Stellung übernommen hat.

Dazu wird in der Praxis zur Steuerung ein sogenannter Drehzahlvorhalt vor einer rechnerisch bestimmbaren Syn chrondrehzahl der neuen Übersetzung bzw. Gangstufe verwen det. Das bedeutet, es wird in Abhängigkeit eines applizier ten Drehzahlvorhaltes zu der einzustellenden neuen Syn chrondrehzahl reagiert, indem ab einer bestimmten Getriebe eingangsdrehzahl, welche kleiner als die einzustellende Synchrondrehzahl der Turbinendrehzahl ist, die zuschaltende Kupplung derart mit einem Druckoffset beaufschlagt wird, daß diese bei Erreichen der Synchrondrehzahl sicher ge schlossen ist und ihre volle Übertragungsfähigkeit erreicht hat. Der Drehzahlvorhalt ist dabei so appliziert, daß Sy stemtotzeiten berücksichtigt werden.

Nachteilig dabei ist jedoch, daß der Drehzahlgradient der Getriebeeingangsdrehzahl bei gleichen physikalischen Voraussetzungen streut, womit auch die Zeit variiert, wel che bis zum Erreichen der Synchrondrehzahl der neuen Über setzung des Automatgetriebes verstreicht. Daraus resul tiert, daß hiervon abhängige Ereignisse, wie beispielsweise ein Schließvorgang einer zuschaltenden Kupplung, nicht zur gewünschten Zeit eintreten. Dies führt einerseits zu spür baren Systemeinbußen und andererseits werden zur Verbesse rung der Schaltqualität vorgesehene Adaptionen mit falschen Informationen versorgt, was wiederum zu einer Verschlechte rung der Schaltqualität führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Steuerung eines Automatgetriebes zur Verfü gung zu stellen, mittels dem die Schaltqualität von Schal tungen auf einfache Art und Weise verbessert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren nach dem Patentanspruch 1 gelöst.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem bei Vorliegen eines in Abhängigkeit eines Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl ermittelten Zeitraumes bis zum Erreichen einer einzustellenden Synchrondrehzahl, der klei ner als ein definierter applizierbarer Zeitraum ist, wenig stens ein Ereignis der Schaltung derart eingeleitet wird, daß dieses bei Erreichen der Synchrondrehzahl eintritt, wird der definierte applizierbare Zeitraum in Abhängigkeit einer Bewertung einer abgelaufenen Schaltung dahingehend adaptiert, daß das schaltqualitätsbestimmende Ereignis im mer zum Zeitpunkt des Erreichens der Synchrondrehzahl ein tritt bzw. abgeschlossen ist.

Auf diese Weise ermöglicht das erfindungsgemäße Ver fahren Vorteilhafterweise Schaltungen mit einer reprodu zierbar guten Qualität.

Weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und aus dem nachfol gend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Aus führungsbeispiel.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt zwei Verläufe 1, 2 mit unterschiedlichen Gradienten ng_t einer beispielhaf ten Turbinendrehzahl n_t während einer Schaltung.

Wie in der Figur dargestellt, ist der zeitliche Ver lauf der Turbinendrehzahl n_t gezeigt, wobei ein Verlauf 1 der Turbinendrehzahl n_t einen größeren Gradienten als ein Verlauf 2 der Turbinendrehzahl n_t aufweist. Dabei geht der Verlauf der Turbinendrehzahl n_t von der Synchrondreh zahl n_t_syn einer aktuell eingelegten Übersetzung des Au tomatgetriebes aus und steigt über den jeweils dargestell ten Verlauf 1 oder 2 bis zur Synchrondrehzahl n_t_syn' der angestrebten Übersetzung an.

Zu den beiden Verläufen 1, 2 ist jeweils eine wenig stens annähernd parallel gestrichelte Linie bzw. Kurve 1a, 2a dargestellt, welche jeweils einen Verlauf der Turbinen drehzahl n_t wiedergibt, der mit gefilterten Werten des Gradienten ng_t der Turbinendrehzahl n_t ermittelt wurde. Die Filterung der Werte des Gradienten ng_t der Turbinen drehzahl n_t wird über einen an sich bekannten Filter durchgeführt und soll Unregelmäßigkeiten im Verlauf der Turbinendrehzahl n_t vermeiden, die zu unerwünschten Fehlinterpretationen und daraus resultierenden Einbußen der Schaltqualität führen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung von Schaltungen eines Automatgetriebes wird während einer Schaltung der Gradient der Getriebeeingangsdrehzahl sowie sein gefilterter Wert bestimmt, im dargestellten Beispiel also der Gradient ng_t der Turbinendrehzahl n_t sowie des sen gefilterter Wert. In Abhängigkeit des ermittelten ge filterten Gradienten der Turbinendrehzahl ng_t wird ein Zeitraum T_a ausgehend von einem aktuellen Betriebspunkt des Automatgetriebes ermittelt, nach dessen Ablauf sich die Synchrondrehzahl n_t_syn' der Turbinendrehzahl der in dem Automatgetriebe angestrebten Übersetzung einstellt.

Bei Vorliegen eines ermittelten Zeitraumes T_a, der kleiner als ein definierter applizierbarer, vorzugsweise empirisch ermittelter Zeitraum T_s ist, wird ein Ereignis der Schaltung derart eingeleitet, daß das Ereignis bei Er reichen der Synchrondrehzahl n_t_syn eintritt bzw. abge schlossen ist.

Der applizierbare Zeitraum T_s wird vorliegend empi risch in Abhängigkeit von Toleranzen und Systemtotzeiten, die sich auf die Ansteuerung eines Schaltelementes auswir ken, definiert. Damit soll gewährleistet werden, daß bei spielsweise eine zuschaltende Kupplung rechtzeitig vor Er reichen der Synchrondrehzahl n_t_syn' der angestrebten neu en Übersetzung des Automatgetriebes mit einem Druckimpuls dahingehend beaufschlagt wird, daß die zuschaltende Kupp lung bei Erreichen der Synchrondrehzahl n_t_syn' ein ent sprechendes Moment überträgt.

Unter dem Ausdruck "rechtzeitig" ist im vorbeschriebe nen Zusammenhang zu verstehen, daß die Ansteuerung der zu schaltenden Kupplung zu einem Zeitpunkt erfolgen soll, der so weit vor dem Zeitpunkt des Erreichens der Synchrondreh zahl n_t_syn' der Turbinendrehzahl der neuen Übersetzung liegt, daß unter Berücksichtigung der Totzeit der Ansteue rung der zuschaltenden Kupplung und der Zeit, welche bis zum endgültigen Schließen der zuschaltenden Kupplung ver streicht, die zuschaltende Kupplung bei Erreichen der Syn chrondrehzahl der neuen Übersetzung geschlossen ist und ihre volle Übertragungsfähigkeit aufweist.

Gleiches gilt für die Ansteuerung einer abschaltenden Kupplung, welche ebenfalls ein zu startendes Ereignis zu einem bestimmten Zeitpunkt vor Erreichen der Synchrondrehzahl n_t_syn' der neuen Übersetzung darstellt. Damit soll gewährleistet werden, daß der Kraftfluß eines Antriebs stranges eines Kraftfahrzeuges von der zuschaltenden Kupp lung übernommen wird, und daß die abschaltende Kupplung zum Zeitpunkt der Übernahme des Kraftflusses der zuschaltenden Kupplung kein Drehmoment mehr überträgt.

In weiteren Ausführungen kann auch noch zusätzlich oder alternativ ein anderes zu startendes Ereignis wie z. B. ein Motoreingriff vorgesehen sein.

Um Bauteiltoleranzen der Schaltelemente und weiterer Bauteile des Automatgetriebes sowie fortwährenden Ver schleiß der Schaltelemente und Bauteile im Betrieb des Au tomatgetriebes ausgleichen zu können, ist bei dem vorlie genden Verfahren vorgesehen, nach Ablauf einer Schaltung eine Bewertung dahingehend durchzuführen, inwieweit der tatsächliche Verlauf der Turbinendrehzahl n_t mit dem be rechneten Verlauf der Turbinendrehzahl übereinstimmt.

Ein grundsätzlicher Indikator zur Bewertung der Schaltqualität einer abgelaufenen Schaltung ist das soge nannte Flare-Phänomen, welches ein Überschwingen des Ver laufes der Getriebeeingangsdrehzahl vor Erreichen der Syn chrondrehzahl der neuen Übersetzung des Automatgetriebes darstellt, im vorliegenden Beispiel also ein Überschwingen des Turbinendrehzahlverlaufs vor Erreichen der Synchron drehzahl n_t_syn'. Dieses Überschwingen ist in der Figur mit der strichpunktiert ausgeführten Linie 3 im Verlauf 1 der Turbinendrehzahl n_t dargestellt.

Das Überschwingen der Turbinendrehzahl n_t kommt bei einer Schaltung dadurch zustande, daß die Übertragungsfä higkeit der abschaltenden Kupplung bereits vor Erreichen der Synchrondrehzahl n_t_syn' der neuen Übersetzung aufge hoben ist und die zuschaltende Kupplung noch nicht voll ständig befüllt ist bzw. noch nicht ihre volle Übertra gungsfähigkeit erreicht hat.

Dabei ist der Kraftfluß des Antriebsstranges zwischen einem Motor und dem Abtrieb des Kraftfahrzeuges unterbro chen, was zu einem ungewollten kurzzeitigen Anstieg der Turbinendrehzahl über die einzustellende Synchrondrehzahl der neuen Übersetzung führt. Dieser Anstieg der Turbinen drehzahl wird durch den anschließenden Schließvorgang der zuschaltenden Kupplung wieder abgebremst, und es stellt sich die Synchrondrehzahl der neuen Übersetzung ein. Je stärker die Ausprägung des Flare-Phänomens ist, desto stär ker wird die Schaltqualität der betroffenen Schaltung be einträchtigt.

Mit dem vorliegenden Verfahren besteht die Möglich keit, durch die Fertigung bedingte, in einem vorgegebenen Toleranzband differierende Bauteiltoleranzen von Automatge trieben sowie verschleißbedingte Toleranzen auszugleichen. Dazu wird der über Testläufe an einem Versuchsstand defi nierte Zeitraum T_s in Abhängigkeit der Ausprägung des Fla re-Phänomens adaptiert.

Die Adaption wird dahingehend vorgenommen, daß die Be aufschlagung der zuschaltenden Kupplung mit einem Druckim puls zeitlich früher oder später vorgenommen wird, je nach dem, wie die Abweichung des tatsächlichen Verlaufs der Tur binendrehzahl von dem berechneten Verlauf ermittelt wird.

Bezugszeichen

1

Verlauf der Turbinendrehzahl

1

A gefilterter Verlauf der Turbinendrehzahl

2

Verlauf der Turbinendrehzahl

2

A gefilterter Verlauf der Turbinendrehzahl

3

Verlauf des Flairs
n_t Turbinendrehzahl bzw. Getriebeeingangsdrehzahl
n_t_syn Synchrondrehzahl der Turbinendrehzahl des alten Ganges
n_t_syn' Synchrondrehzahl der Turbinendrehzahl des neuen Ganges
ng_t Gradient der Turbinendrehzahl
T_a definierter applizierbarer Zeitraum
T_s berechneter Zeitraum

Claims

1. Verfahren zur Steuerung von Schaltungen eines Auto matgetriebes, bei dem während einer Schaltung ein Gra dient (ng_t) einer Getriebeeingangsdrehzahl (n_t) bestimmt wird, in dessen Abhängigkeit ein Zeitraum (T_a) von einem aktuellen Betriebspunkt des Automatgetriebes bis zum Errei chen einer einzustellenden Synchrondrehzahl (n_t_syn') der Getriebeeingangsdrehzahl (n_t) ermittelt wird, wobei bei Vorliegen eines ermittelten Zeitraumes (T_a), der kleiner als ein definierter applizierbarer Zeitraum (T_s) ist, we nigstens ein Ereignis der Schaltung eingeleitet wird, des sen Eintritt bei Erreichen der Synchrondrehzahl (n_t_syn') der angestrebten Übersetzung vorgesehen ist, und wobei der definierte applizierbare Zeitraum (T_s) in Abhängigkeit einer Bewertung einer abgelaufenen Schaltung derart adap tiert wird, daß das Ereignis bei einer neuen Schaltung mit Vorliegen der Synchrondrehzahl (n_t_syn') der angestrebten Übersetzung eintritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der applizierbare Zeitraum (T_s) in Abhängigkeit einer Totzeit der Ansteuerung eines Schaltele mentes definiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der berechnete Gra dient (ng_t) der Getriebeeingangsdrehzahl (n_t) gefiltert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ereignis ein Zu schalten eines Schaltelementes in einen Kraftfluß des Auto matgetriebes darstellt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ereignis ein Ab schalten eines Schaltelementes aus einem Kraftfluß des Au tomatgetriebes darstellt.