DE102011004208A1

DE102011004208A1 - Verfahren zur Steuerung eines Schaltelements eines Getriebes sowie Getriebesteuerungseinrichtung

Info

Publication number: DE102011004208A1
Application number: DE102011004208A
Authority: DE
Inventors: Ruben Cüppers
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2012-08-16
Anticipated expiration: 2031-02-17
Also published as: DE102011004208B4

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Schaltelements (4) eines Getriebes (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei nahe eines Stillstands des Kraftfahrzeugs ein Schaltelement (4) des Getriebes (2) zumindest teilweise geöffnet wird, um zur Realisierung einer Standabkopplung einen Wandler (5), der zwischen das Getriebe (2) und ein Antriebsaggregat (1) geschaltet ist, vom Getriebe (2) zumindest teilweise abzukoppeln, wobei beim Ausrollen des Kraftfahrzeugs bei geöffneter Wandlerüberbrückungskupplung (6) aus einer Differenzdrehzahl zwischen der Getriebeeingangsdrehzahl und der Antriebsaggregatdrehzahl und eine zeitlichen Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl ein Kreuzungszeitpunkt ermittelt wird, wann die Getriebeeingangsdrehzahl und die Antriebsaggregatdrehzahl einander entsprechen, und dass abhängig von diesem ermittelten Kreuzungszeitpunkt das für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnende Schaltelement (4) des Getriebes (2) angesteuert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Schaltelements eines Getriebes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Getriebesteuerungseinrichtung.
1 zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes Schema eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsaggregat 1 und einem zwischen das Antriebsaggregat 1 und einen Abtrieb 3 geschalteten Getriebe 2, wobei das Getriebe 2 als automatisches oder automatisiertes Schaltgetriebe ausgeführt ist und mehrere als Kupplungen und/oder Bremsen ausgebildete Schaltelemente 4 umfasst. Zwischen dem Antriebsaggregat 1 und dem Getriebe 2 ist ein Wandler 5 positioniert, wobei dem Wandler 5 eine Wandlerüberbrückungskupplung 6 zugeordnet ist. Vom Wandler 5 sind in 1 ein Turbinenrad 7 und ein Pumpenrad 8 gezeigt. Weiterhin zeigt 1 eine Getriebesteuerungseinrichtung 9, mithilfe derer der Betrieb des Getriebes 2 gesteuert und/oder geregelt werden kann.
Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, zur Reduzierung eines sogenannten Getriebeaufnahmemoments im Stillstand des Kraftfahrzeugs eine Standabkopplung auszuführen. Die hierbei aus dem Stand der Technik bekannte Vorgehensweise ist in 2 gezeigt, wobei in 2 über der Zeit t mehrere zeitliche Kurvenverläufe aufgetragen sind, nämlich einerseits ein zeitlicher Kurvenverlauf für die Drehzahl n1 des Antriebsaggregats 1, ein zeitlicher Verlauf für die Drehzahl n7 des Turbinenrads 7 des Wandlers 5, die einer Getriebeeingangsdrehzahl entspricht, ein zeitlicher Verlauf für die Drehzahl n3 des Abtriebs 3, eine zeitliche Ansteuerung x6 für die Wandlerüberbrückungskupplung 6 und eine zeitliche Ansteuerung x4 für ein zur Bereitstellung der Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnendes Schaltelement 4 des Getriebes 2. Beim Ausrollen des Kraftfahrzeugs ist gemäß der Ansteuerung x6 für die Wandlerüberbrückungskupplung 6 die Wandlerüberbrückungskupplung 6 bis zum Zeitpunkt t1 geschlossen, wobei beginnend mit dem Zeitpunkt t1 die Ansteuerung x6 für die Wandlerüberbrückungskupplung 6 derart geändert wird, dass dieselbe geöffnet wird.
Zum Zeitpunkt t1 lösen sich die Drehzahlen n1 und n7, also die Antriebsaggregatdrehzahl n1 und die Getriebeeingangsdrehzahl n7, voneinander, wobei nach dem Stand der Technik zum Zeitpunkt t2, in welchem die Drehzahl n3 des Abtriebs 3 Null beträgt und demnach das Kraftfahrzeug zum Stillstand kommt, über die Ansteuerung x4 das Schaltelement 4 des Getriebes 2 derart angesteuert wird, dass dasselbe zur Bereitstellung der Standabkopplung zumindest teilweise geöffnet wird. Hiermit kann das Getriebeaufnahmemoment des Getriebes 2 im Stillstand des Kraftfahrzeugs reduziert und ein in 2 schraffiert dargestelltes Einsparpotential EP1 zur Kraftstoffreduzierung im Stillstand genutzt werden.
Aus der DE 199 61 392 A1 ist ein Verfahren zur Realisierung einer Standabkopplung bekannt, bei welchem ein Schaltelement des Getriebes bei oder nahe des Stillstands des Kraftfahrzeugs zumindest teilweise geöffnet wird, nämlich in Abhängigkeit einer Bremsverzögerung des Kraftfahrzeugs, in Abhängigkeit einer Abtriebsdrehzahl des Getriebes und in Abhängigkeit einer Getriebeübersetzung.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Steuerung eines Schaltelements eines Getriebes sowie ein neuartige Getriebesteuerungseinrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird beim Ausrollen des Kraftfahrzeugs bei geöffneter Wandlerüberbrückungskupplung einerseits aus einer Differenzdrehzahl zwischen der Getriebeeingangsdrehzahl und der Antriebsaggregatdrehzahl und andererseits aus einem zeitlichen Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl ein Kreuzungszeitpunkt ermittelt, wann die Getriebeeingangsdrehzahl und die Antriebsaggregatdrehzahl einander entsprechen, wobei abhängig von diesem ermittelten Kreuzungszeitpunkt das für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnende Schaltelement des Getriebes angesteuert wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Funktion der Standabkopplung weiter verbessert werden. So werden mit der Erfindung sämtliche Potentiale, mithilfe derer das Getriebeaufnahmemoment reduziert werden kann, voll ausgeschöpft, sodass eine weitere Reduktion des Kraftstoffverbrauchs realisiert werden kann.
Erfindungsgemäß wird ein Kreuzungszeitpunkt ermittelt, in welchem sich die Getriebeeingangsdrehzahl und die Antriebsaggregatdrehzahl bei geöffneter Wandlerüberbrückungskupplung schneiden bzw. kreuzen, wobei abhängig von diesem ermittelten Kreuzungszeitpunkt das Schaltelement des Getriebes angesteuert wird, das zur Standabkopplung zumindest teilweise geöffnet wird. Erfindungsgemäß wird demnach derjenige Zeitpunkt vorab bestimmt, ab welchem das Getriebe beginnt, über den Drehmomentwandler ein Moment aufzubauen. Abhängig von diesem Zeitpunkt wird dann die eigentliche Standabkopplung realisiert.
Hierdurch kann nicht nur weiteres Potential zur Kraftstoffverbrauchsreduktion genutzt werden, weiterhin wird der Ausrollvorgang des Kraftfahrzeugs durch die Standabkopplung nicht gestört. So kann demnach ein harmonischer Übergang vom Ausrollen in den Stillstand des Kraftfahrzeugs realisiert werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird abhängig von diesem ermittelten Kreuzungszeitpunkt und einer Öffnungscharakteristik des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements des Getriebes dasselbe derart angesteuert, dass spätestens zu dem ermittelten Kreuzungszeitpunkt das Schaltelement zumindest so weit geöffnet ist, dass der Wandler kein Aufnahmemoment aufbaut. Durch die Berücksichtigung der Öffnungscharakteristik des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements kann weiteres Potential zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs genutzt werden.
Vorzugsweise wird abhängig von der Öffnungscharakteristik des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements ein vor dem ermittelten Kreuzungszeitpunkt liegender Startzeitpunkt ermittelt, zu welchem mit der Ansteuerung des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements des Getriebes begonnen wird. Diese Ermittlung des Startzeitpunkts, zu welchem die Ansteuerung des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements beginnt, ist steuerungsseitig besonders günstig.
Die erfindungsgemäße Getriebesteuerungseinrichtung ist in Anspruch 5 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung 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 Schema eines dem Stand der Technik bekannten Antriebsstrangs;
2 ein Diagramm zur Verdeutlichung des aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zur Steuerung eines Schaltelements eines Getriebes; und
3 ein Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines Schaltelements eines Getriebes.
3 zeigt die erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Bereitstellung einer Standabkopplung bei dem in 1 gezeigten Antriebsstrang, der neben dem Antriebsaggregat 1 und dem Schaltelemente 4 aufweisenden Getriebe 2 den Wandler 5 sowie die Wandlerüberbrückungskupplung 6 umfasst, die zwischen das Antriebsaggregat 1 und das Getriebe 2 geschaltet sind.
In 3 sind über der Zeit t wiederum mehrere zeitliche Kurvenverläufe aufgetragen, nämlich ein zeitlicher Verlauf der Drehzahl n1 des Antriebsaggregats 1, ein zeitlicher Verlauf der Drehzahl n7 des Turbinenrads 7 des Wandlers 5 und damit der Getriebeeingangsdrehzahl, ein zeitlicher Verlauf der Drehzahl n3 des Abtriebs 3, ein zeitlicher Verlauf n der Drehzahldifferenz zwischen der Getriebeeingangsdrehzahl n7 und der Antriebsaggregatdrehzahl n1, eine Ansteuerung x6 für die Wandlerüberbrückungskupplung 6 und eine Ansteuerung x4 für das für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnende Schaltelement 4 des Getriebes 2.
In 3 wird auch zum Zeitpunkt t1 die Ansteuerung x6 für die Wandlerüberbrückungskupplung 6 geöffnet, wobei zum Zeitpunkt t1 die Wandlerüberbrückungskupplung 6 von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand übergeht, sodass sich die Antriebsaggregatdrehzahl n1 und die Getriebeeingangsdrehzahl n7 voneinander lösen und sich die Differenzdrehzahl n aufbauen kann.
Beginnend zum Zeitpunkt t1 wird beim Ausrollen des Kraftfahrzeugs bei geöffneter Wandlerüberbrückungskupplung 6 aus der Differenzdrehzahl n zwischen der Getriebeeingangsdrehzahl n7 und der Antriebsaggregatdrehzahl n1 und aus einem zeitlichen Gradienten d/dt(n7) der Getriebeeingangsdrehzahl n7 ein Kreuzungszeitpunkt ermittelt, zu welchem die Getriebeeingangsdrehzahl n7 und die Antriebsaggregatdrehzahl n1 wieder einander entsprechen und sich demnach kreuzen bzw. schneiden. Dieser Zeitpunkt ist in 3 mit dem Zeitpunkt t3 visualisiert, wobei zum Zeitpunkt t3 die Differenzdrehzahl n zwischen der Getriebeeingangsdrehzahl n7 und der Antriebsaggregatdrehzahl n1 Null beträgt.
Abhängig von diesem ermittelten Kreuzungszeitpunkt t3 wird das für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnende Schaltelement 4 des Getriebes 2 angesteuert, wobei gemäß 3 die Ansteuerung für das Schaltelement 4 des Getriebes 2 eine definierte Zeitspanne t vor dem Zeitpunkt t3 beginnt, wobei diese Zeitspanne t von einer Öffnungscharakteristik des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements 4 des Getriebes 2 abhängig ist. Die Zeitspanne t wird abhängig von der Öffnungscharakteristik des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements 4 derart gewählt, dass idealerweise spätestens zu dem ermittelten Kreuzungszeitpunkt t3 das Schaltelement 4 zumindest so weit geöffnet ist, dass am Wandler 5 kein Aufnahmemoment mehr aufgebaut wird und demnach zum Zeitpunkt t3 kein Getriebeaufnahmemoment mehr entsteht.
Abhängig von der Öffnungscharakteristik des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements 4 wird demnach ein vor dem ermittelten Kreuzungszeitpunkt t3 liegender Startzeitpunkt t4 für die Öffnungsansteuerung x4 des Schaltelements 4 des Getriebes 2 ermittelt, zu welchem mit der Ansteuerung des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements 4 des Getriebes 2 begonnen wird, sodass zum Zeitpunkt t3 das Schaltelement 4 so weit geöffnet ist, dass am Wandler 5 idealerweise kein Aufnahmemoment aufgebaut wird. Die Öffnungscharakteristik des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements 4 ist dabei von der Bauart des Schaltelements 4 sowie der Temperatur abhängig, bei welcher dasselbe aktuell betrieben wird.
Mit der Erfindung kann zusätzlich zum Einsparpotential EP1, das in 3 schraffiert gekennzeichnet ist und bereits nach dem Stand der Technik genutzt werden kann, ein zusätzliches Einsparpotential EP2 zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs genutzt werden. Mit der Erfindung kann demnach bei einer Standabkopplung eine Verbrauchsreduktion des Antriebsaggregats 1 realisiert werden. Ferner ist ein harmonischer Übergang vom Ausrollen in den Stillstand des Kraftfahrzeugs möglich.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von der Getriebesteuerungseinrichtung 9 gesteuert bzw. geregelt. Die Getriebesteuerungseinrichtung 9 benötigt hierzu als Eingangsgrößen zumindest die Antriebsaggregatdrehzahl n1 und die Getriebeeingangsdrehzahl n7. Daraus kann die Getriebesteuerungseinrichtung 9 den Kreuzungszeitpunkt t3 automatisch ermitteln und auf Basis der in der Getriebesteuerungseinrichtung 9 hinterlegten Öffnungscharakteristik des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements 4 des Getriebes 3 den Startzeitpunkt t4 ermitteln, in welchem mit der Ansteuerung des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements 4 begonnen wird. In dem Fall, in welchem die Öffnungscharakteristik temperaturabhängig ist, benötigt die Getriebesteuerungseinrichtung 9 als weitere Eingangsgröße die Temperatur des Getriebes 2 bzw. des zu öffnenden Schaltelements 4. Bei den obigen Eingangsgrößen kann es sich um messtechnisch erfasste und/oder um rechnerisch bestimmte Größen handeln.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsaggregat
2: Getriebe
3: Abtrieb
4: Schaltelement
5: Wandler
6: Wandlerüberbrückungskupplung
7: Turbinenrad
8: Pumpenrad
9: Getriebesteuerungseinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19961392 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Schaltelements (4) eines Getriebes (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei nahe eines Stillstands des Kraftfahrzeugs ein Schaltelement des Getriebes zumindest teilweise geöffnet wird, um zur Realisierung einer Standabkopplung einen Wandler (5), der zwischen das Getriebe (2) und ein Antriebsaggregat (1) geschaltet ist, vom Getriebe zumindest teilweise abzukoppeln, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausrollen des Kraftfahrzeugs bei geöffneter Wandlerüberbrückungskupplung (6) aus einer Differenzdrehzahl (n) zwischen der Getriebeeingangsdrehzahl (n7) und der Antriebsaggregatdrehzahl (n1) und aus einem zeitlichen Gradienten der Getriebeeingangsdrehzahl (n7) ein Kreuzungszeitpunkt (t3) ermittelt wird, wann die Getriebeeingangsdrehzahl (n7) und die Antriebsaggregatdrehzahl (n1) einander entsprechen, und dass abhängig von diesem ermittelten Kreuzungszeitpunkt das für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnende Schaltelement (4) des Getriebes (2) angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von diesem ermittelten Kreuzungszeitpunkt (t3) und einer Öffnungscharakteristik des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements (4) des Getriebes (2) dasselbe derart angesteuert wird, dass spätestens zu dem ermittelten Kreuzungszeitpunkt (t3) das Schaltelement zumindest so weit geöffnet ist, dass am Wandler kein Aufnahmemoment aufbaut.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der Öffnungscharakteristik des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements (4) ein vor dem ermittelten Kreuzungszeitpunkt (t3) liegender Startzeitpunkt (t4(') ermittelt wird, zu welchem mit der Ansteuerung des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements (4) des Getriebes (2) begonnen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Startzeitpunkt (t4) aus einer temperaturabhängigen Öffnungscharakteristik des für die Standabkopplung zumindest teilweise zu öffnenden Schaltelements (4) bestimmt wird.
Getriebesteuerungseinrichtung eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist.