Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines zumindest
ein Automatgetriebe und ein Antriebsaggregat umfassenden Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 6 bzw. 12.
Die Hauptkomponenten eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sind
ein Antriebsaggregat und ein Getriebe. Ein Getriebe wandelt Drehmomente und Drehzahlen
und setzt so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats um. Die hier vorliegende
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, der zumindest
ein Antriebsaggregat und ein Automatgetriebe umfasst. Im Sinne der hier vorliegenden
Erfindung sollen unter dem Begriff Automatgetriebe alle Getriebe mit einem automatischen
Gangwechsel verstanden werden, die auch als Stufenautomatgetriebe bezeichnet werden.
1 zeigt stark schematisiert ein Antriebsstrangschema
eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang von einem Antriebsaggregat
1, einem Automatgetriebe 2 und angetriebenen Rädern
3 des Kraftfahrzeugs gebildet wird. Das Automatgetriebe 2 setzt
ein Zugkraftangebot des Antriebsaggregats 1 auf die Räder
3 des Kraftfahrzeugs um. Dann, wenn der Antriebsstrang gemäß
1 im Zugbetrieb betrieben wird, ist ein Leistungsfluss
in Richtung des Pfeils 4 vom Antriebsaggregat 1 in Richtung auf
die Räder 3 des Kraftfahrzeugs gerichtet. Wird hingegen der Antriebsstrang
z. B. beim Bremsen oder Ausrollen im Schubbetrieb betrieben, so ist der Leistungsfluss
in Richtung des Pfeils 5 von den Rädern 3 zum Antriebsaggregat
1 gerichtet.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs,
der ein Antriebsaggregat 1 und ein Automatgetriebe 2 umfasst,
wobei das Automatgetriebe 2 mindestens fünf Schaltelemente aufweist,
und wobei zur Momentübertragung bzw. Kraftübertragung mindestens drei
Schaltelemente in einem Vorwärtsgang sowie in einem Rückwärtsgang
geschlossen und die übrigen Schaltelemente geöffnet sind. Ein exemplarisches
Beispiel für ein solches Automatgetriebe zeigen 2 und
3. Obwohl die Erfindung nachfolgend an diesem Beispiel
näher beschrieben wird, so ist dieselbe jedoch in ihrer Verwendung nicht auf
dieses Beispiel eines Automatgetriebes beschränkt.
2 zeigt ein Getriebeschema 6 eines Stufenautomatgetriebes
2, welches vier Getrieberadsätze 7, 8,
9 und 10 aufweist, um ein an einem Getriebeeingang 11
anliegendes Getriebeeingangsmoment in ein Getriebeausgangsmoment an einem Getriebeausgang
12 umzusetzen. Die Getrieberadsätze 7, 8,
9 und 10 des Automatgetriebes 2 sind dabei gemäß
2 als Planetenrad-Getrieberadsätze ausgeführt. Gemäß
dem Getriebeschema 6 der 2 verfügt das Automatgetriebe
neben den vier Getrieberadsätzen 7 bis 10 weiterhin über
fünf Schaltelemente 13, 14, 15, 16 und
17, wobei das Schaltelement 13 auch als Schaltelement A, das Schaltelement
14 auch als Schaltelement B, das Schaltelement 15 auch als Schaltelement
C, das Schaltelement 16 auch als Schaltelement D und das Schaltelement
17 auch als Schaltelement E bezeichnet wird. Bei dem Schaltelement A sowie
Schaltelement B handelt es sich jeweils um Bremsen, bei den Schaltelementen C, D
und E handelt es sich jeweils um Kupplungen.
Für das in 2 schematisiert dargestellte Automatgetriebe,
welches die fünf Schaltelemente 13 bis 17 umfasst, können
unter Verwendung der in 4 dargestellten Schaltungsmatrix
18 acht Vorwärtsgänge sowie ein Rückwärtsgang realisiert
werden, wobei in der linken Spalte der Schaltungsmatrix 18 die acht Vorwärtsgänge
„1" bis „8" sowie der Rückwärtsgang „R" und in der
oberen Zeile der Schaltungsmatrix 18 die Schaltelemente A bis E aufgetragen
sind.
Schaltelemente, die in der Schaltelementmatrix 18 mit einem
Punkt markiert sind, sind im jeweiligen Gang geschlossen. In jedem Vorwärtsgang
sowie im Rückwärtsgang sind zur Kraftübertragung vom Getriebeeingang
11 auf den Getriebeausgang 12 demnach jeweils drei der fünf
Schaltelemente geschlossen. So sind z. B. für den Vorwärtsgang „1"
die Schaltelemente A, B und C, für den Vorwärtsgang „3" die Schaltelemente
B, C und E, für den Vorwärtsgang „6" die Schaltelemente C, D und
E sowie für den Rückwärtsgang „R" die Schaltelemente A, B
und D geschlossen. Die anderen Schaltelemente sind hingegen im jeweiligen Gang vollständig
geöffnet.
Zur Verbesserung der Schaltgeschwindigkeit werden aufeinanderfolgende
Hochschaltungen bzw. aufeinanderfolgende Rückschaltungen verschachtelt ausgeführt,
nämlich derart, dass bei einer ersten Hochschaltung bzw. Rückschaltung
mindestens ein für eine nachfolgende zweite Hochschaltung bzw. Rückschaltung
benötigtes Schaltelement während der laufenden ersten Hochschaltung bzw.
Rückschaltung vorbereitet wird, und zwar derart, dass bei Erreichen eines Synchronpunkts
der laufenden ersten Hochschaltung bzw. Rückschaltung die sofortige Durchführung
der nachfolgenden zweiten Hochschaltung bzw. Rückschaltung möglich ist.
In der nachfolgenden Tabelle sind für das in 2,
3 dargestellten Automatgetriebe 2 in der linken
Spalte verschachtelt ausführbare Rückschaltungen sowie verschachtelt ausführbare
Hochschaltungen eingetragen, wobei dann, wenn in der linken Spalte hinter einer
Rückschaltung bzw. Hochschaltung in Klammern eine weitere Rückschaltung
bzw. Hochschaltung aufgeführt ist, es sich bei der nicht in Klammern gesetzten
Rückschaltung bzw. Hochschaltung um die erste Rückschaltung bzw. Hochschaltung
und bei der in Klammer gesetzten Rückschaltung bzw. Hochschaltung um die zweite
Rückschaltung bzw. Hochschaltung handelt, für die während der laufenden
ersten Rückschaltung bzw. Hochschaltung mindestens ein Schaltelement vorbereitet
wird.
In der Tabelle sind Schaltelemente, die während einer auszuführenden
ersten Hochschaltung bzw. Rückschaltung geschlossen und damit zugeschaltet
werden, mit „z" gekennzeichnet. Schaltelemente, die hingegen während
einer ersten Hochschaltung bzw. Rückschaltung geöffnet und damit abgeschaltet
werden, sind in der obigen Tabelle mit „a" gekennzeichnet. Schaltelemente,
die während einer ersten Hochschaltung bzw. Rückschaltung für eine
nachfolgende zweite Hochschaltung bzw. Rückschaltung zum Schließen und
damit Zuschalten oder zum Öffnen und damit Abschalten vorbereitet werden, sind
in der obigen Tabelle mit „vz" oder „va" gekennzeichnet.
Dann, wenn in der Tabelle Schaltelemente mit „z/va" bzw. „a/vz"
gekennzeichnet sind, bedeutet dies, dass die jeweiligen Schaltelemente sowohl in
der ersten Hochschaltung bzw. Rückschaltung als auch in der nachfolgenden zweiten
Hochschaltung bzw. Rückschaltung beteiligt sind, wobei dann beim Übergang
von der ersten Hochschaltung bzw. Rückschaltung für die jeweiligen Schaltelemente
eine Minimalauswahl oder eine Maximalauswahl durchgeführt wird. Mit „x"
gekennzeichnete Schaltelemente sind und bleiben während einer Hochschaltung
bzw. Rückschaltung geschlossen. Mit „-" gekennzeichnete Schaltelemente
sind und bleiben hingegen während einer Hochschaltungen bzw. Rückschaltung
geöffnet.
Bei Verwendung der obigen Tabelle für das Automatgetriebe der
2 und 3 werden abhängig von einem
auszuführenden Gangwechsel von einem Ist-Gang in einen Soll-Gang sowohl als
erste Hochschaltungen als auch als erste Rückschaltungen entweder Mehrfachschaltungen
oder Einfachschaltungen ausgeführt. Während einer Ausführung einer
Mehrfachschaltung als erste Hochschaltung bzw. Rückschaltung wird als zweite
nachfolgende Hochschaltung bzw. Rückschaltung eine Einfachschaltung oder eine
Mehrfachschaltung vorbereitet. Als Mehrfachschaltungen ausgeführte Hochschaltungen
bzw. Rückschaltungen sind Doppelschaltungen.
Nach einem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird nach
einer ersten Alternative bei Ausführung einer ersten Hochschaltung
bzw. Rückschaltung ein erstes Schaltelement geöffnet und damit abgeschaltet
und ein zweites Schaltelement geschlossen und damit zugeschaltet. Während der
Ausführung der ersten Hochschaltung bzw. Rückschaltung wird dann für
die nachfolgende zweite Hochschaltung bzw. Rückschaltung das zweite Schaltelement
zum Öffnen und damit Abschalten vorbereitet. Ein drittes Schaltelement wird
während der Ausführung der ersten Hochschaltung bzw. Rückschaltung
zum Schließen und damit Zuschalten vorbereitet. Während der Ausführung
der ersten Hochschaltung bzw. Rückschaltung und während der Ausführung
der zweiten Hochschaltung bzw. Rückschaltung wird mindestens ein viertes Schaltelement
geschlossen bzw. annähernd geschlossen gehalten.
Beim Übergang von der ersten Hochschaltung bzw. Rückschaltung
auf die nachfolgende zweite Hochschaltung bzw. Rückschaltung erfolgt die Ansteuerung
des zweiten Schaltelements, welches sowohl bei der ersten Hochschaltung bzw. Rückschaltung
als auch bei der nachfolgenden zweiten Hochschaltung bzw. Rückschaltung aktiv
ist, über eine Minimalauswahl.
Diese erste Alternative des ersten Aspekts der hier vorliegenden Erfindung
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 an dem Beispiel
von zwei aufeinanderfolgenden Rückschaltungen beschrieben, die als verschachtelte
Einfachschaltungen ausgeführt werden. Gemäß der obigen Tabelle kann
es sich dabei z. B. um die Rückschaltung 8-7 (7-6) handeln.
In 4 sind zeitliche Verläufe unterschiedlicher
Signale aufgetragen, wobei ein Signalverlauf 19 einen fahrerwunschabhängigen
Soll-Gang visualisiert, wobei ein Signalverlauf 20 einen auf Basis des
Soll-Gangs ermittelten Ziel-Gang visualisiert, wobei ein Signalverlauf
21 einen Ist-Gang visualisiert, wobei ein Signal-Verlauf 22 ein
Drehmoment des Antriebsaggregats 1 des Antriebsstrangs und ein Signalverlauf
23 eine Drehzahl des Antriebsaggregats 1 visualisiert. Die Signalverläufe
24, 25, 26, 27 und 28 visualisieren
die Ansteuerung bzw. das zeitliche Verhalten von vier bei der verschachtelten Ausführung
von zwei aufeinanderfolgenden Rückschaltungen beteiligten Schaltelementen,
wobei der Signalverlauf 24 das zeitliche Verhalten eines bei der ersten
Rückschaltung zu öffnenden und damit abzuschaltenden ersten Schaltelements
visualisiert, wobei der Signalverlauf 27 das zeitliche Verhalten des bei
der ersten Rückschaltung zu schließenden und damit zuzuschaltenden zweiten
Schaltelements visualisiert, wobei der Signalverlauf 26 das zeitliche Verhalten
des während der ersten Rückschaltung für die nachfolgende zweite
Rückschaltung zum Öffnen und damit Abschalten vorzubereitenden zweiten
Schaltelements visualisiert, und wobei der Signalverlauf 25 das zeitliche
Verhalten des während der Ausführung der ersten Rückschaltung für
eine nachfolgende zweite Rückschaltung zum Schließen und damit Zuschalten
vorzubereitenden dritten Schaltelements visualisiert. Der Signalverlauf
28 visualisiert das zeitliche Verhalten des vierten Schaltelements, welches
während der Ausführung der ersten Rückschaltung und während
der Ausführung der zweiten Rückschaltung geschlossen bzw, annähernd
geschlossen gehalten wird.
Die Signalverläufe 26 und 27 betreffen demnach
jeweils das zweite Schaltelement, welches sowohl bei der ersten Rückschaltung
als auch bei der nachfolgenden zweiten Rückschaltung aktiv ist, wobei in den
Signalverläufen 26 und 27 die durchgezogene Linienführung
einen aktiven Ablauf des zweiten Schaltelements und die gestrichelte Linienführung
eine passive Hintergrundberechnung für das zweite Schaltelement darstellt.
Im Zeitpunkt A liegt eine Veränderung des Soll-Gangs (siehe Signalverlauf
19) und abgeleitet hiervon eine Veränderung des Ziel-Gangs (siehe
Signalverlauf 20) im Sinne einer gewünschten Rückschaltung um
einen Gang (x-1) vor, wobei dies die verschachtelte Ausführung bzw. Vorbereitung
von aufeinanderfolgenden Rückschaltungen auslöst, nämlich derart,
dass zum Zeitpunkt A einerseits das bei Ausführung der ersten Rückschaltung
zu öffnende und damit abzuschaltende erste Schaltelement (siehe Signalverlauf
24) mit der Schaltphase beginnt, und dass andererseits das bei der Ausführung
der ersten Rückschaltung zu schließende und damit zuzuschaltende zweite
Schaltelement (siehe Signalverlauf 27) einer Schnellbefüllung unterzogen
wird, wobei die Schnellbefüllung zwischen den Zeitpunkten A und B erfolgt.
Das während der Ausführung der ersten Rückschaltung
für die nachfolgende zweite Rückschaltung im Sinne einer Hintergrundberechnung
vorzubereitende zweite Schaltelement (siehe Signalverlauf 26) sowie das
dritte Schaltelement (siehe Signalverlauf 25) werden zum Zeitpunkt A auf
einen definierten Zustand gesetzt. Das vierte Schaltelement (siehe Signalverlauf
28) bleibt geschlossen.
Nach Ablauf der Schnellbefüllung des in der ersten Rückschaltung
zu schließenden und damit zuzuschaltenden zweiten Schaltelements (siehe Signalverlauf
27) geht das zweite Schaltelement von der Schnellbefüllungsphase in
eine Füllausgleichsphase über, wobei sich die Füllausgleichsphase
zwischen den Zeitpunkten B und D erstreckt.
Die Schnellbefüllungsphase zwischen den Zeitpunkten A und B und
die Füllausgleichsphase zwischen den Zeitpunkten B und D definieren zusammen
die Befüllungsphase des während der ersten Rückschaltung zu schließenden
zweiten Schaltelements. Im Zeitpunkt D wird das während der ersten Rückschaltung
zu schließende und damit zuzuschaltende zweite Schaltelement (siehe Signalverlauf
27) von der Befüllungsphase in die Schaltphase überführt.
Während der Ausführung der ersten Rückschaltung, während
der das erste Schaltelement gemäß dem Signalverlauf 24 geöffnet
und damit abgeschaltet und das zweite Schaltelement gemäß dem Signalverlauf
27 geschlossen und damit zugeschaltet wird, erfolgt eine Vorbereitung von
Schaltelementen für eine eventuell nachfolgend auszuführende zweite Rückschaltung.
So erfolgt zum Zeitpunkt C die Vorbereitung des in einer eventuell nachfolgenden
zweiten Rückschaltung zu schließenden und damit zuzuschaltenden dritten
Schaltelements (siehe Signalverlauf 25) mit einer Schnellbefüllung,
die sich zwischen den Zeitpunkten C und E erstreckt. Mit Abschluss der Schnellbefüllung
des dritten Schaltelements zum Zeitpunkt E wechselt dasselbe in eine Füllausgleichsphase,
die gemäß 4 bis zum Zeitpunkt G andauert.
Ebenso wird während der Ausführung der ersten Rückschaltung
für eine nachfolgende zweite Rückschaltung das bereits an der ersten Rückschaltung
beteiligte zweite Schaltelement über eine passive Hintergrundberechnung (siehe
Signalverlauf 26) zum Öffnen bzw. Abschalten vorbereitet. Im Zeitpunkt
F wird eine Übergangsphase des für die nachfolgende zweite Rückschaltung
vorbereiteten zweiten Schaltelements gestartet, wobei im Zeitpunkt H, der einem
Synchronpunkt der ersten Rückschaltung entspricht, ein Wechsel von der ersten
Rückschaltung auf die nachfolgende zweite Rückschaltung erfolgt. Das vierte
Schaltelement (siehe Signalverlauf 28) wird geschlossen gehalten.
Im Zeitpunkt H erfolgt für das zweite Schaltelement, welches
in der ersten Rückschaltung geschlossen und damit zugeschaltet und in der nachfolgenden
zweiten Rückschaltung geöffnet und damit abgeschaltet wird, im Hinblick
auf die erste Rückschaltung ein Übergang von einem aktiven Ablauf auf
eine passive Hintergrundberechnung sowie im Hinblick auf die nachfolgende zweite
Rückschaltung ein Übergang von einer passiven Hintergrundberechnung auf
einen aktiven Ablauf. Mit Erreichen des Zeitpunkts H, spätestens jedoch mit
Erreichen des Zeitpunkts 1, sind demnach die während der ersten Rückschaltung
vorbereiteten Schaltelemente die aktiven Schaltelemente der nachfolgenden zweiten
Rückschaltung. Das vierte Schaltelement (siehe Signalverlauf 28) wird
auch während der zweiten Rückschaltung geschlossen gehalten.
Während der nachfolgenden zweiten Rückschaltung werden analog
zur ersten Rückschaltung Schaltelemente für eine eventuell nachfolgende
dritte Rückschaltung (siehe Signalverläufe 29 und 30)
vorbereitet.
Alle in der obigen Tabelle aufgeführten Rückschaltungen
können nach der obigen Vorgehensweise ausgeführt werden, wobei z. B. für
die Rückschaltungen 8-6 (6-4) während der ersten und während der
nachfolgenden zweiten Rückschaltung zwei vierte Schaltelemente geschlossen
gehalten werden.
Nach einem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird während
der Ausführung der ersten Rückschaltung für die nachfolgende zweite
Rückschaltung das während der zweiten Rückschaltung zu schließende
dritte Schaltelement (siehe Signalverlauf 25) zu einem Zeitpunkt C durch
Schnellbefüllung zum Schließen vorbereitet, der um eine zeitgesteuert
oder ereignisgesteuert applizierbare erste Zeitspanne T1 vor dem Erreichen
des Synchronpunkts der laufenden ersten Rückschaltung im Zeitpunkt H liegt.
Die zeitgesteuert oder ereignisgesteuert applizierbare erste Zeitspanne T1
kann z. B. über einen Zeitvorbehalt oder eine Differenzdrehzahl relativ zum
Synchronpunkt H der ersten Rückschaltung realisiert werden.
Dann, wenn der Zeitpunkt C, der sich aus dem Synchronpunkt H und der
applizierbaren ersten Zeitspanne T1 ergibt, wie in 4
gezeigt, zeitlich nach dem Ende der Schnellbefüllungsphase des während
der ersten Rückschaltung zu schließenden zweiten Schaltelements, also
zeitlich nach dem Zeitpunkt B, liegt, wird unmittelbar mit der Vorbereitung des
während der zweiten Rückschaltung zu schließenden dritten Schaltelements
(siehe Signalverlauf 25) unmittelbar begonnen. Sollte hingegen der Zeitpunkt
C, der sich aus dem Synchronpunkt H der laufenden ersten Rückschaltung und
aus der applizierbaren ersten Zeitspanne T1 ergibt, zeitlich vor dem
Ende (Zeitpunkt B) der Schnellbefüllungsphase des während der ersten Rückschaltung
zu schließenden zweiten Schaltelements liegen, so wird die Vorbereitung des
dritten Schaltelements so lange verzögert, bis die Schnellbefüllungsphase
des während der ersten Rückschaltung zu schließenden zweiten Schaltelements
abgeschlossen ist.
Wie bereits erwähnt, wird das für die zweite Rückschaltung
während der Ausführung der ersten Rückschaltung zum Schließen
vorbereitete dritte Schaltelement (siehe Signalverlauf 25) zum Zeitpunkt
G von der Vorbereitungsphase in die Schaltphase überführt,
wobei dieser Zeitpunkt G um eine zeitgesteuert oder ereignisgesteuert applizierbare
zweite Zeitspanne T2 vor dem Synchronpunkt H der ersten Rückschaltung
liegt.
Dann, wenn wie 4 zeigt, dieser Zeitpunkt
G, der sich aus dem Synchronpunkt H der ersten Rückschaltung und der applizierbaren
zweiten Zeitspanne T2 ergibt, zeitlich nach dem Ende der Schnellbefüllungsphase
(Zeitpunkt E) des während der zweiten Rückschaltung zu schließenden
dritten Schaltelements liegt, wird das während der zweiten Rückschaltung
zu schließende dritte Schaltelement unmittelbar von der Vorbereitungsphase
in die Schaltphase überführt.
Sollte hingegen der Zeitpunkt G, der sich auf dem Synchronpunkt H
der laufenden ersten Rückschaltung und der applizierbaren zweiten Zeitspanne
T2 ergibt, zeitlich vor dem Ende der Schnellbefüllungsphase (Zeitpunkt
E) des während der zweiten Rückschaltung zu schließenden dritten
Schaltelements liegen, so wird der Übergang des dritten Schaltelements von
der Vorbereitungsphase in die Schaltphase so lange verzögert, bis die Schnellbefüllungsphase
des dritten Schaltelements abgeschlossen ist.
Wie oben bereits ausgeführt, wird das während der Ausführung
der ersten Rückschaltung für die nachfolgende zweite Rückschaltung
im Sinne einer Hintergrundberechnung zum Öffnen und damit Abschalten vorbereitete
zweite Schaltelement zum Zeitpunkt F von der Vorbereitungsphase in die Schaltphase
überführt, wobei dieser Zeitpunkt F um eine zeitgesteuert oder ereignisgesteuert
applizierbare dritte Zeitspanne T3 vor dem Erreichen des Synchronpunkts
H der ersten Rückschaltung liegt. Zum Zeitpunkt F wird im gezeigten Ausführungsbeispiel
entschieden, ob die während der ersten Rückschaltung vorbereitete zweite
Rückschaltung tatsächlich ausgeführt wird. So wird eine vorbereitete
Folgeschaltung nämlich nur dann tatsächlich ausgeführt, wenn dies
einem Fahrerwunsch entspricht. So kann 4 entnommen
werden, dass zum Zeitpunkt F gemäß dem den Fahrerwunsch repräsentierenden
Signalverlauf 19 für den Soll-Gang eine weitere Rückschaltung
(x-2) gewünscht ist, so dass die zweite Rückschaltung dann im Beispiel
der 4 auch tatsächlich ausgeführt wird.
Wie oben bereits ausgeführt, werden auch während der zweiten
Rückschaltung für eine dritte nachfolgende Rückschaltung gemäß
den Signalverläufen 29 und 30 entsprechende Schaltelemente
vorbereitet, wobei in 4 für die während der
zweiten Rückschaltung vorzubereitende dritte Rückschaltung die korrespondierend
applizierbare erste Zeitspanne T'1, zweite Zeitspanne T'2
und dritte Zeitspanne T'3 auf einen Synchronpunkt H' der zweiten Rückschaltung
bezogen sind.
4 kann entnommen werden, dass zu einem durch den Synchronpunkt
H' der zweiten Rückschaltung und die applizierbare dritte Zeitspanne T'3
definierten Zeitpunkt auf Basis des den Fahrerwunsch repräsentierenden Signalverlaufs
19 für den Soll-Gang keine weitere Rückschaltung gewünscht
ist, so dass die während der zweiten Rückschaltung vorbereitete dritte
Rückschaltung nicht ausgeführt, sondern vielmehr abgebrochen wird. Wie
4 entnommen werden kann, wird gemäß dem Signalverlauf
21 der Ist-Gang jeweils mit Erkennen der Synchronpunkte H bzw. H' einer
ausgeführten Schaltung auf einen neuen Wert gesetzt, während der Ziel-Gang
gemäß dem Signalverlauf 20 abhängig vom Soll-Gang gemäß
dem Signalverlauf 19 auf den nächsten Gang wechselt oder unverändert
bleibt.
Nach einem dritten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird für
das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel während
der Ausführung der ersten Rückschaltung und während der Ausführung
der zweiten Rückschaltung ein Drehmoment des Antriebsaggregats gegenüber
einem von einem Fahrerwunsch abgeleiteten Drehmoment für das Antriebsaggregat
erhöht und/oder verringert, um so die verschachtelte Ausführung der aufeinanderfolgenden
Rückschaltungen zu unterstützen. So entspricht der in 4
in durchgezogener Linienführung dargestellte Signalverlauf 22 einem
von einem Fahrerwunsch abgeleiteten Drehmoment für das Antriebsaggregat.
Nach einer ersten in 4 strichpunktiert
eingezeichneten Variante wird das Moment des Antriebsaggregats sowohl während
der Ausführung der ersten Rückschaltung als auch während der Ausführung
der zweiten Rückschaltung gegenüber dem vom Fahrerwunsch abgeleiteten
Drehmoment für das Antriebsaggregat erhöht. Nach einer zweiten, in
4 gestrichelt eingezeichneten Variante wird hingegen
das Drehmoment für das Antriebsaggregat zum Ende der zweiten Rückschaltung
gegenüber dem vom Fahrerwunsch abgeleiteten Drehmoment für das Antriebsaggregat
verringert. Auf beide Varianten wird nachfolgend im größeren Detail eingegangen.
Die in 4 strichpunktiert eingezeichnete
Überhöhung des Drehmoments des Antriebsaggregats gegenüber dem von
Fahrerwunsch abgeleiteten Drehmoment für das Antriebsaggregat erfolgt dann,
wenn der Antriebsstrang entweder im Schubbetrieb oder im Teillastzugbetrieb
betrieben wird. Während jeder ausgeführten Rückschaltung wird im
Schubbetrieb sowie Teillastzugbetrieb eine Drehmomenterhöhung des Antriebsaggregats
gegenüber dem vom Fahrerwunsch abgeleiteten Drehmoment durchgeführt, wobei
während jeder ausgeführten Rückschaltung überprüft wird,
ob eine vorbereitete Folgerückschaltung dem Fahrerwunsch entspricht. Dies erfolgt
zu einem Zeitpunkt, der einerseits vom Synchronpunkt H und andererseits von der
applizierbaren dritten Zeitspanne T3 abhängig ist, also im Ausführungsbeispiel
der 4 zum Zeitpunkt F.
Dann, wenn zu diesem Zeitpunkt auf Basis des Fahrerwunsches eine Folgerückschaltung
gewünscht ist, wird ein Übergang zwischen der Drehmomenterhöhung
der ersten Rückschaltung und der Drehmomenterhöhung der zweiten Rückschaltung
durchgeführt, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel die Drehmomenterhöhung
der zweiten Rückschaltung größer ist als die Drehmomenterhöhung
der ersten Rückschaltung. Im Unterschied hierzu ist es auch möglich, dass
die Drehmomenterhöhung der zweiten Rückschaltung kleiner ist als die Drehmomenterhöhung
der ersten Rückschaltung. Ebenso können beide Drehmomenterhöhungen
gleich groß sein. Zwischen den beiden Drehmomenterhöhungen wird vorzugsweise
ein rampenartiger Übergang durchgeführt.
Dann hingegen, wenn zum obigen Zeitpunkt, der durch den Synchronpunkt
H und die applizierbare dritte Zeitspanne T3 definiert ist, auf Basis
des Fahrerwunschs eine Folgerückschaltung nicht gewünscht ist, wird die
vorbereitete Folgeschaltung abgebrochen und zur Schaltungsbeendigung die Drehmomenterhöhung
für das Antriebsaggregat beendet. Dies ist in 4
für die während der zweiten Rückschaltung vorbereitete dritte Rückschaltung
dargestellt.
Bei der Ausführung sowie Vorbereitung aufeinanderfolgender Rückschaltungen
im Zugbetrieb des Antriebsstrangs wird während jeder ausgeführten Rückschaltung
wiederum zu einem zeitgesteuert oder ereignisgesteuert applizierbaren Zeitpunkt,
nämlich zu dem vom Synchronpunkt H und der applizierbaren dritten Zeitspanne
T3 abhängigen Zeitpunkt, überprüft, ob eine vorbereitete
Folgeschaltung einem Fahrerwunsch entspricht. Ist dies, wie in 4
für die während der zweiten Rückschaltung vorbereitete dritte Rückschaltung
gezeigt, nicht der Fall, so wird die vorbereitete Folgerückschaltung abgebrochen
und zur Schaltungsbeendigung im Zugbetrieb die in 4
im Signalverlauf 22gestrichelt dargestellte Drehmomentreduzierung für
das Antriebsaggregat gegenüber dem vom Fahrerwunsch abgeleiteten Drehmoment
durchgeführt.
Dann hingegen, wenn zu diesem Zeitpunkt eine Folgerückschaltung
gewünscht ist, wie dies in 4 für die während
der ersten Rückschaltung vorbereitete zweite Rückschaltung der Fall ist,
wird die Momentenreduzierung des Antriebsaggregats nicht durchgeführt. Die
Momentenreduzierung bei Rückschaltungen erfolgt demnach nur dann, wenn eine
Schaltung zu beendigen ist, sich also keine Folgeschaltung anschließt. Weiterhin
erfolgt die obige Momentenreduzierung lediglich im Zugbetrieb, und zwar sowohl unter
Volllast als auch unter Teillast. Im Schubbetrieb hingegen erfolgt diese Momentenreduzierung
bei Rückschaltungen nicht.
Im Ausführungsbeispiel der 4 sind
zwei aufeinanderfolgende Rückschaltungen durch Ansteuerung von vier Schaltelementen
ausführbar sowie vorbereitbar, wobei gemäß 4
zur Ausführung der ersten Rückschaltung ein erstes Schaltelement (siehe
Signalverlauf 24) geöffnet und damit abgeschaltet und ein zweites
Schaltelement (siehe Signalverlauf 27) geschlossen und damit zugeschaltet
wird.
Während der Ausführung der ersten Rückschaltung wird
für die nachfolgende zweite Rückschaltung das zweite Schaltelement (siehe
Signalverlauf 26) zum Öffnen und damit Abschalten vorbereitet und
ein drittes Schaltelement (siehe Signalverlauf 25) zum Schließen und
damit Zuschalten vorbereitet. Ein viertes Schaltelement (siehe Signalverlauf
28) wird während der ersten und der zweiten Rückschaltung geschlossen
gehalten. Beim Übergang von der ersten Rückschaltung auf die nachfolgende
zweite Rückschaltung erfolgt die Ansteuerung des zweiten Schaltelements durch
eine Minimalauswahl zwischen den Signalverläufen 26 und
27.
6 zeigt eine erfindungsgemäße Vorgehensweise
für die Ausführung und Vorbereitung von aufeinanderfolgenden verschachtelten
Hochschaltungen. Hinsichtlich der Ansteuerung der vier Schaltelemente nach dem ersten
Aspekt und dem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung ergeben sich keine
Unterschiede zur Vorgehensweise der 4, so dass zur
Vermeidung unnötiger Widerholungen für das Beispiel der 6
gleiche Bezugsziffern verwendet werden.
Bei der Ausführung aufeinanderfolgender Hochschaltungen gemäß
6 ergibt sich gegenüber der Ausführung aufeinanderfolgender
Rückschaltungen gemäß 4 lediglich ein
Unterschied hinsichtlich des dritten Aspekts der hier vorliegenden Erfindung, der
die Erhöhung bzw. Verringerung des Drehmoments des Antriebsaggregats gegenüber
einem von einem Fahrerwunsch abgeleiteten Drehmoment für das Antriebsaggregat
betrifft. So erfolgt gemäß 6 bei aufeinanderfolgenden
Hochschaltungen im Schubbetrieb des Antriebsstrangs gemäß der strichpunktierten
Linienführung des Signalverlaufs 22 für beide Hochschaltungen
eine Drehmomenterhöhung, wohingegen im Zugbetrieb des Antriebsstrangs gemäß
der gestrichelten Linienführung des Signalverlaufs 22 in beiden Hochschaltungen
eine Drehmomentreduzierung durchgeführt wird.
Eine zweite Alternative des ersten Aspekts der Erfindung zur Ausführung
aufeinanderfolgender Rückschaltungen bzw. aufeinanderfolgender Hochschaltung
als verschachtelte Schaltungen wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 5
am Beispiel aufeinanderfolgender Rückschaltungen beschrieben, wobei auch für
das Ausführungsbeispiel der 5 gleiche Bezugsziffern
verwendet werden wie für das Ausführungsbeispiel der 4.
So sind nach der in 5 dargestellten zweiten
Alternative des ersten Aspekts der hier vorliegenden Erfindung zwei aufeinanderfolgende
Rückschaltungen derart unter Ansteuerung von vier Schaltelementen ausführbar,
dass bei der Ausführung der ersten Rückschaltung ein erstes Schaltelement
(siehe Signalverlauf 27) geschlossen und damit zugeschaltet und ein zweites
Schaltelement (siehe Signalverlauf 24) geöffnet und damit abgeschaltet
wird.
Während der Ausführung der ersten Rückschaltung wird
dann für eine nachfolgende zweite Rückschaltung das zweite Schaltelement
(siehe Signalverlauf 25) im Sinne einer Hintergrundberechnung zum Schließen
und damit Zuschalten und ein drittes Schaltelement (siehe Signalverlauf
26) zum Öffnen und damit Abschalten vorbereitet. Mindestens ein viertes
Schaltelement (siehe Signalverlauf 28) wird während der Ausführung
der ersten Rückschaltung und während der Ausführung der zweiten Rückschaltung
geschlossen bzw. annähernd geschlossen gehalten.
Das zweite Schaltelement übernimmt demnach auch im Ausführungsbeispiel
der 5 eine Doppelfunktion und ist sowohl während
der ersten Rückschaltung als auch während der zweiten Rückschaltung
aktiv, wobei die Ansteuerung des zweiten Schaltelements beim Übergang von der
ersten Rückschaltung auf die zweite Rückschaltung nach dieser zweiten
Alternative des ersten Aspekt der Erfindung über eine Maximalauswahl erfolgt.
Im Zeitpunkt A der 5 liegt eine Veränderung
des Soll-Gangs (siehe Signalverlauf 19) und abgeleitet hiervon eine Veränderung
des Ziel-Gangs (siehe Signalverlauf 20) im Sinne einer gewünschten
Rückschaltung um einen Gang (x-1) vor, wobei dies die verschachtelte Ausführung
bzw. Vorbereitung von aufeinanderfolgenden Rückschaltungen auslöst, nämlich
derart, dass zum Zeitpunkt A einerseits das bei Ausführung der ersten Rückschaltung
zu schließende und damit zuzuschaltende erste Schaltelement (Signalverlauf
27) einer Schnellbefüllung unterzogen wird, wobei die Schnellbefüllung
zwischen den Zeitpunkten A und B erfolgt, und dass andererseits das bei der Ausführung
der ersten Rückschaltung zu öffnende und damit abzuschaltende zweite Schaltelement
(Signalverlauf 24) mit der Schaltphase beginnt.
Das während der Ausführung der ersten Rückschaltung
für die nachfolgende zweite Rückschaltung im Sinne einer Hintergrundberechnung
vorzubereitende zweite Schaltelement (Signalverlauf 25) und das dritte
Schaltelement (Signalverlauf 26) werden zum Zeitpunkt A auf einen definierten
Zustand gesetzt. Das vierte Schaltelement (Signalverlauf 28) wird geschlossen
gehalten.
Nach Ablauf der Schnellbefüllung des in der ersten Rückschaltung
zu schließenden zuzuschaltenden ersten Schaltelements (Signalverlauf
27) geht das erste Schaltelement von der Schnellbefüllungsphase in
eine Füllausgleichsphase über, wobei sich die Füllausgleichsphase
zwischen den Zeitpunkten B und D erstreckt. Die Schnellbefüllungsphase und
die Füllausgleichsphase definieren zusammen die Befüllungsphase des während
der ersten Rückschaltung zu schließenden ersten Schaltelements.
Im Zeitpunkt D wird das während der ersten Rückschaltung
zu schließende und damit zuzuschaltende erste Schaltelement (Signalverlauf
27) von der Befüllungsphase in die Schaltphase überführt.
Während der Ausführung der ersten Rückschaltung, während
der das zweite Schaltelement (Signalverlauf 24) geöffnet und damit
abgeschaltet und das erste Schaltelement (Signalverlauf 27) geschlossen
und damit zugeschaltet wird, erfolgt eine Vorbereitung von Schaltelementen für
eine eventuell nachfolgend auszuführende zweite Rückschaltung. So erfolgt
zum Zeitpunkt C die Vorbereitung des in einer eventuell nachfolgenden zweiten Rückschaltung
zu schließenden und damit zuzuschaltenden zweiten Schaltelements (Signalverlauf
25) im Sinne einer Hintergrundberechnung mit einer Schnellbefüllung,
die sich zwischen den Zeitpunkten C und E erstreckt. Mit Abschluss der Schnellbefüllung
zum Zeitpunkt E wechselt dasselbe in eine Füllausgleichsphase,
die gemäß 4 bis zum Zeitpunkt G andauert.
Während der Ausführung der ersten Rückschaltung wird
weiterhin für eine nachfolgende zweite Rückschaltung das dritte Schaltelement
(Signalverlauf 26) zum Öffnen bzw. Abschalten vorbereitet. Im Zeitpunkt
F wird eine Übergangsphase des für die nachfolgende zweite Rückschaltung
vorbereiteten dritten Schaltelements gestartet. Das vierte Schaltelement (Signalverlauf
28) wird geschlossen gehalten.
Zwischen den Zeitpunkten G und H erfolgt für das zweite Schaltelement,
welches in der ersten Rückschaltung geöffnet und damit abgeschaltet und
in der nachfolgenden zweiten Rückschaltung geschlossen und damit zugeschaltet
wird, im Hinblick auf die erste Rückschaltung ein Übergang von einem aktiven
Ablauf auf eine passive Hintergrundberechnung sowie im Hinblick auf die nachfolgende
zweite Rückschaltung ein Übergang von einer passiven Hintergrundberechnung
auf einen aktiven Ablauf. Mit Erreichen des Zeitpunkts H sind demnach die während
der ersten Rückschaltung vorbereiteten Schaltelemente die aktiven Schaltelemente
der nachfolgenden zweiten Rückschaltung. Das vierte Schaltelement (Signalverlauf
28) wird geschlossen gehalten.
Während der nachfolgenden zweiten Rückschaltung werden analog
zur ersten Rückschaltung Schaltelemente für eine eventuell nachfolgende
dritte Rückschaltung (siehe Signalverläufe 29 und 30)
vorbereitet.
Hinsichtlich des zweiten Aspekts der hier vorliegenden Erfindung,
also hinsichtlich der applizierbaren Zeitspannen T1, T2 und
T3, auf Basis derer einerseits die Vorbereitung des während der
zweiten Rückschaltung zu schließenden Schaltelements und die Überführung
der während der zweiten Rückschaltungen schließenden bzw. öffnenden
Schaltelemente von der Vorbereitungsphase in die Schaltphase erfolgt, entspricht
das Ausführungsbeispiel der 5 dem Ausführungsbeispiel
der 4, so dass diesbezüglich auf die obigen Ausführungen
verwiesen wird.
Weiterhin entspricht das Ausführungsbeispiel der 5
hinsichtlich des dritten Aspekts der hier vorliegenden Erfindung dem Ausführungsbeispiel
der 4, also hinsichtlich der Details, welche die Drehmomenterhöhung
bzw. Drehmomentverringerung für das Antriebsaggregat während der Ausführung
der verschachtelten Rückschaltungen betreffen. Auch hinsichtlich dieser Details
kann auf die obigen Ausführungen verwiesen werden.
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich
auch aufeinanderfolgende Hochschaltungen als verschaltete Einfachschaltungen in
Analogie zum Ausführungsbeispiel der 5 nach der
zweiten Alternative des ersten Aspekts der Erfindung ausführbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei allen Automatgetrieben
einsetzbar, die über mindestens fünf Schaltelemente verfügen, und
wobei zur Momentübertragung bzw. Kraftübertragung mindestens drei dieser
mindestens fünf Schaltelemente in einem Vorwärtsgang sowie in einem Rückwärtsgang
geschlossen und die übrigen Schaltelemente geöffnet sind.