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DE102006046164A1 - Protecting shift elements in motor vehicle automatic gearbox involves applying torque to overloaded element in opposition to normal operation as result of protection function for shifts involving overloaded shift element - Google Patents

Protecting shift elements in motor vehicle automatic gearbox involves applying torque to overloaded element in opposition to normal operation as result of protection function for shifts involving overloaded shift element Download PDF

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DE102006046164A1
DE102006046164A1 DE200610046164 DE102006046164A DE102006046164A1 DE 102006046164 A1 DE102006046164 A1 DE 102006046164A1 DE 200610046164 DE200610046164 DE 200610046164 DE 102006046164 A DE102006046164 A DE 102006046164A DE 102006046164 A1 DE102006046164 A1 DE 102006046164A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
torque
switching element
overloaded
switching
normal operation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200610046164
Other languages
German (de)
Inventor
Gerd Korherr
Anton Dr.-Ing. Rink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE200610046164 priority Critical patent/DE102006046164A1/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The method involves turning off one shift element and turning on another when shifting from one gear to another, whereby different load characteristics are determined for individual shift elements and are compared with threshold values to activate a protection function. For shifts involving an overloaded shift element a torque is applied to the overloaded element in opposition to normal operation as result of the protection function.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz von Schaltelementen in einem automatischen Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The invention relates to a method for protecting switching elements in an automatic transmission of a motor vehicle with the features of Preamble of claim 1.

In der DE 102 33 699 A1 wird ein Verfahren zum Schutz von Schaltelementen in einem automatischen Getriebe eines Kraftfahrzeugs beschrieben, bei welchem für einzelne Schaltelemente des Getriebes, beispielsweise für einzelne Lamellenkupplungen, separate Belastungskennwerte ermittelt werden. Die Belastungskennwerte ergeben sich aus der Summe der an dem jeweiligen Schaltelement aufgetretenen Reibarbeit, die ausgehend von einer Differenzdrehzahl und einem Betätigungsdruck am Schaltelement ermittelt wird. Überschreitet der Belastungskennwert eines Schaltelements einen Grenzwert, so wird eine Schutzfunktion für das überlastete Schaltelement aktiviert. Dazu wird die laufende Schaltung noch beendet und das zugehörige, überlastete Schaltelement für weitere Schaltvorgänge für einen bestimmten Zeitraum gesperrt. Damit können Gänge, in denen das überlastete Schaltelement im Drehmomentfluss liegt, nicht mehr eingelegt werden.In the DE 102 33 699 A1 a method for protecting switching elements in an automatic transmission of a motor vehicle is described in which separate load characteristics are determined for individual switching elements of the transmission, for example, for individual multi-plate clutches. The load characteristic values result from the sum of the friction work occurring at the respective shift element, which is determined based on a differential speed and an actuating pressure on the shift element. If the load characteristic value of a switching element exceeds a limit value, then a protective function for the overloaded switching element is activated. For this purpose, the current circuit is still terminated and locked the associated, overloaded switching element for further switching operations for a certain period. Thus, gears in which the overloaded switching element is in the torque flow, can no longer be inserted.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Schutz von Schaltelementen in einem automatischen Getriebe eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, welches eine hohe Verfügbarkeit des Getriebes ermöglicht und welches insbesondere die Nutzung aller Gänge auch bei einem oder mehreren überlasteten Schaltelementen ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.In contrast, is it is the object of the invention to provide a method for protecting switching elements to propose in an automatic transmission of a motor vehicle, which is a high availability allows the transmission and which in particular the use of all gears even with one or more overloaded Switching elements allows. According to the invention Problem solved by a method having the features of claim 1.

Erfindungsgemäß wird bei Schaltungen im Getriebe, an denen das überlastete Schaltelement beteiligt ist, in Folge der Schutzfunktion ein Drehmoment am überlasteten Schaltelement gegenüber einem Normalbetrieb reduziert. Das Getriebe wird dann im Normalbetrieb betrieben bzw. eine Schaltung wird dann im Normalbetrieb-durchgeführt, wenn der Belastungskennwert keines der an der Schaltung beteiligten Schaltelemente größer als der jeweils zugehörige Grenzwert ist. Die Reduktion des Drehmoments kann beispielsweise durch eine Reduktion des abgegebenen Drehmoments einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs, durch Öffnen einer zwischen Antriebsmaschine und Getriebe angeordneten Anfahrkupplung und/oder durch eine Reduktion des vom Schaltelement übertragbaren Drehmoments, des so genannten Kupplungsmoments während der Schaltung realisiert werden.According to the invention is at Circuits in the gearbox involving the overloaded switching element is due to the protective function, a torque on the overloaded Switching element opposite reduced to normal operation. The gearbox will then be in normal operation operated or a circuit is then carried out in normal operation, when the Load characteristic of none of the switching elements involved in the circuit greater than the respectively associated Limit is. The reduction of the torque can, for example by a reduction of the output torque of an engine of the Motor vehicle, by opening a arranged between the engine and transmission starting clutch and / or by a reduction of the transferable from the switching element Torque, the so-called clutch torque realized during the circuit become.

Damit wird das überlastete Schaltelement bei einer Schaltung nur noch minimal belastet, so dass keine zusätzliche Überlastung auftreten kann und das Schaltelement vor Schädigungen durch weitere Überlastung geschützt ist. Dadurch wird gewährleistet, dass immer, also auch wenn einzelne Schaltelemente überlastet sind, alle Gänge des Getriebes genutzt werden können. Ein Fahrzeugführer oder ein automatisches Schaltprogramm können damit immer den Zielgang frei aus allen Gängen des Getriebes wählen.In order to it will be overloaded Switching element only minimally loaded in a circuit, so that no additional overload may occur and the switching element from damage due to further overload protected is. This will ensure that always, even if individual switching elements overloaded are, all gears of the transmission can be used. A driver or an automatic switching program can always use the target gear free from all courses of the gearbox.

Eine Überlastung von Schaltelementen kann insbesondere in einem so genannten Manuellmodus des Getriebes auftreten, in dem der Fahrzeugführer mittels einer geeigneten Bedieneinrichtung, beispielsweise einem Wählhebel, direkt den Zielgang einstellen kann. Dadurch kann es vorkommen, dass ein bezüglich der Belastung der Schaltelemente ungünstiger Gang eingelegt wird und es so zu einer Überlastung eines Schaltelements kommt. Außerdem kann der Fahrzeugführer durch wiederholte, kurz aufeinander folgende Schaltungen eine Überlastung eines Schaltelements hervorrufen. Eine Möglichkeit, derartige und darauf folgende weitere Überlastungen zu verhindern, wäre es, den Manuellmodus bei einer erkannten Überbelastung nicht mehr zuzulassen oder wie oben beschrieben, einzelne Gänge zu sperren. Dies würde die Funktionalität des Getriebes stark einschränken und wäre zudem vom Fahrzeugführer nicht unmittelbar zu verstehen, so dass es zur Unzufriedenheit des Fahrzeugführers kommen kann. Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Manuellmodus weiterhin zugelassen werden, da die Schaltelemente durch die Reduzierung des Drehmoments ausreichend entlastet und damit geschützt werden. Damit kann die volle Funktionalität des Getriebes erhalten bleiben, es müssen allenfalls Einbußen bezüglich der Schaltzeiten oder bezüglich des bei einer Schaltung für den Vortrieb zur Verfügung stehenden Drehmoments in Kauf genommen werden.An overload of switching elements, in particular in a so-called manual mode of the Gear occur in which the driver by means of a suitable Operating device, such as a selector lever, set the target gear directly can. As a result, it may happen that a with respect to the load of the switching elements unfavorable Gear is engaged and it is thus an overload of a switching element comes. Furthermore can the driver by repeated, short successive circuits overload cause a switching element. One way, such and on it following overloads to prevent would be to no longer allow the manual mode in case of a recognized overload or, as described above, to lock individual aisles. This would be the functionality of the transmission severely restrict and would be also from the driver not immediately understand, making it the dissatisfaction of Driver come can. By applying the method according to the invention, the manual mode continue to be allowed, as the switching elements by the reduction sufficiently relieved of the torque and thus protected. Thus, the full functionality of the transmission can be maintained, to have to at most losses in terms of the switching times or regarding the at a circuit for the propulsion available standing torque to be accepted.

Die Schaltelemente sind insbesondere als Reibungskupplungen oder -bremsen, beispielsweise hydraulisch betätigbare Lamellenkupplungen oder -bremsen von automatischen Getrieben mit mehreren gekoppelten Planetensätzen ausgeführt. Das derartige Getriebe weist als Anfahrelement insbesondere eine automatisierte Anfahrkupplung zwischen Antriebsmaschine und Getriebe, insbesondere eine nasslaufende Anfahrkupplung auf.The Switching elements are in particular as friction clutches or brakes, For example, hydraulically actuated Multi-plate clutches or brakes of automatic transmissions with several coupled planetary gear sets executed. The transmission of this type has, in particular, a starting element Automated starting clutch between engine and gearbox, in particular a wet-running starting clutch.

Als Anfahrelement kann aber auch beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler dienen.When Starting element can also be, for example, a hydrodynamic Serve torque converter.

Die Schaltelemente können auch beispielsweise als Synchronierungen der einzelnen Gänge eines Zahnräderwechselgetriebes, insbesondere mit automatisierter Anfahrkupplung, ausgeführt sein.The Switching elements can Also, for example, as synchronizations of the individual gears of a Change-speed gearbox, in particular with an automated starting clutch.

Die Art der Ermittlung der Belastungskennwerte steht bei der vorliegenden Erfindung nicht im Vordergrund. Es ist lediglich notwendig, dass Belastungskennwerte, die die Höhe der Belastung der einzelnen Schaltelemente kennzeichnen, ermittelt werden. Als Belastungskennwert eines Schaltelements kann beispielsweise die Temperatur des Schaltelements mittels eines Temperaturmodells abgeschätzt werden. Das Temperaturmodell berücksichtigt eine am Schaltelement frei werdende Wärmemenge, die in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz und dem Drehmoment am Schaltelement bestimmt wird. Neben der Wärmemenge wird ein Aufheiz- und Abkühlverhalten des Schaltelements berücksichtigt. Dabei können weitere Einflussgrößen, wie beispielsweise eine Temperatur eines Getriebeöls, einer Außentemperatur und/oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt werden.The method of determining the load characteristics is not included in the present invention Foreground. It is only necessary that load characteristics which characterize the level of load of the individual switching elements be determined. As a load characteristic of a switching element, for example, the temperature of the switching element can be estimated by means of a temperature model. The temperature model takes into account a quantity of heat released at the switching element which is determined as a function of the rotational speed difference and the torque on the switching element. In addition to the amount of heat, a heating and cooling behavior of the switching element is taken into account. In this case, further influencing variables, such as a temperature of a transmission oil, an outside temperature and / or a vehicle speed can be taken into account.

Es ist ebenfalls möglich, den Belastungskennwert durch Aufsummieren der Reibarbeit oder der Reibleistung zu ermitteln. Dabei kann der Belastungskennwert bei nicht betätigtem Schaltelement ebenfalls reduziert werden.It is also possible the load characteristic by adding up the friction work or the To determine friction loss. In this case, the load characteristic at not actuated Switching element can also be reduced.

Es ist nicht notwendig, dass für alle Schaltelemente des Getriebes Belastungskennwerte bestimmt werden. Für Schaltelemente, bei denen eine Überlastung sehr unwahrscheinlich ist, kann darauf verzichtet werden. Ein Beispiel für ein derartiges Schaltelement ist ein Schaltelement, das nur für einen Rückwärtsgang benötigt wird.It is not necessary for that All switching elements of the transmission load characteristics are determined. For switching elements, where an overload very unlikely, can be waived. An example for a Such switching element is a switching element, the only for one reverse gear needed becomes.

Die Belastungskennwerte können mit einem Grenzwert verglichen werden, der für alle Schaltelemente gilt. Der Grenzwert kann beispielsweise von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise einer Getriebeöltemperatur oder einer Außentemperatur abhängen. Es ist aber auch möglich, dass für jedes Schaltelement ein separater Grenzwert verwendet wird. Dieser kann spezifische Eigenschaften des Schaltelements berücksichtigen und ebenfalls von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs abhängen. Außerdem kann sich der Grenzwert über der Lebensdauer des Schaltelements ändern und insbesondere in Abhängigkeit eines abgeschätzten Verschleißes des Schaltelements kleiner werden. Der Verschleiß kann beispielsweise auf Grund der Betätigungsanzahl des Schaltelements und/oder der dabei aufgetretenen Belastungskennwerte abgeschätzt werden.The Load characteristics can be compared with a limit that applies to all switching elements. The limit value may be, for example, operating variables of the motor vehicle, such as for example, a transmission oil temperature or an outside temperature depend. But it is also possible that for each switching element a separate limit is used. This can take into account specific properties of the switching element and also of farm sizes of the Depend on motor vehicle. In addition, can the limit value over change the life of the switching element and in particular as a function an estimated one Wear of the Switching element become smaller. The wear can, for example, due to the number of operations of the switching element and / or the load characteristics which have occurred estimated become.

Die Schutzfunktion für eine Schaltung kann aktiviert werden, wenn der Belastungskennwert des zu- oder abschaltenden Schaltelements den zugehörigen Grenzwert überschritten hat. Sie wird insbesondere dann aktiviert, wenn das überlastete Schaltelement durch die bevorstehende Schaltung zusätzlich belastet wird. Wird das überlastete Schaltelement durch die bevorstehende Schaltung nicht zusätzlich belastet, wird die Schutzfunktion nicht aktiviert. Damit wird die Schutzfunktion nur dann aktiviert, wenn es unbedingt nötig ist.The Protective function for a circuit can be activated if the load characteristic value of the switching element switching on or off the associated limit value Has. It is activated especially when the overloaded Switching element additionally burdened by the upcoming circuit becomes. Will that be overloaded Switching element not burdened by the upcoming circuit, the protection function is not activated. This is the protective function activated only when absolutely necessary.

Ob ein Schaltelement durch die Schaltung belastet wird, ist von der Art der Schaltung abhängig, wobei zwischen so genannten Zug-Hoch-, Zug-Rück-, Schub-Hoch- und Schub-Rück-Schaltungen unterschieden wird. Die Bezeichnung leitet sich davon ab, ob sich das Kraftfahrzeug während der Schaltung im Zugbetrieb oder im Schubbetrieb befindet. Im Zugbetrieb gibt die Antriebsmaschine ein positives Drehmoment ab, welches zum Antrieb des Kraftfahrzeugs dient. Im Schubbetrieb wird die Antriebsmaschine von den angetriebenen Fahrzeugrädern über den Antriebsstrang geschleppt, die Antriebsmaschine nimmt also ein Drehmoment, das so genannte Schubmoment auf. Dabei laufen Zug-Hoch- und Schub-Rück-Schaltungen, sowie Zug-Rück- und Schub-Hoch-Schaltungen prinzipiell gleich ab, so dass nur zwischen zwei Gruppen von Schaltungen unterschieden werden muss.If a switching element is loaded by the circuit is of the Type of circuit depends, where distinguished between so-called train-up, train-back, thrust-up and thrust-reverse circuits becomes. The name is derived from whether the motor vehicle while the circuit is in traction or in overrun mode. In train operation gives the prime mover from a positive torque, which for Drive the motor vehicle is used. In overrun mode, the prime mover becomes from the powered vehicle wheels over the Drivetrain dragged, so the prime mover takes a torque, the so-called pushing moment on. There are train-up and thrust-reverse circuits, and train-reverse and thrust-high circuits basically the same, leaving only between two groups of circuits must be distinguished.

Bei Zug-Hoch- und Schub-Rück-Schaltungen findet bei lastschaltbaren Getrieben üblicherweise eine positive Überschneidung statt. Das bedeutet, dass in einer Phase der Schaltung das Kupplungsmoment des abschaltenden Schaltelements reduziert und gleichzeitig das Kupplungsmoment des zuschaltenden Schaltelements erhöht wird. In dieser Phase werden beide Schaltelemente belastet, so dass bei einer derartigen Schaltung die Schutzfunktion aktiviert wird, wenn das zu- oder das abschaltende Schaltelement überlastet ist.at Pull-up and push-back circuits usually finds a positive overlap with powershift transmissions instead of. This means that in one phase of the shift the clutch torque the disconnecting switching element reduces and at the same time Clutch torque of the switching element switching is increased. In this phase, both switching elements are charged, so that at Such a circuit, the protective function is activated when the switching on or off the switching element is overloaded.

Bei Zug-Rück- und Schub-Hoch-Schaltungen wird bei lastschaltbaren Getrieben üblicherweise das Kupplungsmoment des abschaltenden Schaltelements so lange auf ein so genanntes Freigabemoment reduziert, bis die Drehzahl der Antriebsmaschine ungefähr eine Synchrondrehzahl des Zielgangs erreicht hat. Erst dann wird das Kupplungsmoment des zuschaltenden Schaltelements erhöht. Da die Zuschaltung des Schaltelements erst nach Anpassung der Drehzahl erfolgt, wird das zuschaltende Schaltelement bei einer derartigen Schaltung quasi nicht belastet. Daher wird bei einer bevorstehenden Zug-Rück- oder Schub-Hoch-Schaltung die Schutzfunktion nur aktiviert, wenn das abschaltende Schaltelement überlastet ist.at Train Re and boost-high-circuits is usually the power-shift transmissions Clutch torque of the switching off switching element so long on so-called release torque reduced until the speed of the prime mover approximately has reached a synchronous speed of the target gear. Only then will increases the clutch torque of the switching element switching. Since the connection of the switching element takes place only after adjusting the speed is the switchable switching element in such a circuit quasi not loaded. Therefore, at an upcoming train return or Thrust-high circuit only activates the protection function if that disconnecting switching element overloaded is.

In Ausgestaltung der Erfindung wird bei einer Zug-Hoch- und/oder einer Schub-Rück-Schaltung ein Motoreingriff durchgeführt. Der Motoreingriff dient dabei zum Glätten und zur Unterstützung der Schaltung. Dabei wird durch den Motoreingriff bei einer Zug-Hoch-Schaltung das Drehmoment der Antriebsmaschine gezielt reduziert und bei einer Schub-Rück-Schaltung gezielt erhöht. In Folge der Schutzfunktion wird der Motoreingriff im Vergleich zum Normalbetrieb früher und/oder stärker durchgeführt.In Embodiment of the invention is in a train-up and / or a push-back circuit Engine intervention performed. The engine intervention serves to smooth and support the Circuit. This is due to the engine intervention in a train-high circuit specifically reduces the torque of the prime mover and targeted at a push-reverse circuit elevated. As a result of the protective function of the engine intervention is compared to Normal operation earlier and / or stronger carried out.

Im Normalbetrieb findet der Motoreingriff bei lastschaltbaren Getrieben üblicherweise erst nach der Überschneidung, also dann statt, wenn das abschaltende Schaltelement vollständig geöffnet und das zuschaltende Schaltelement vollständig oder fast vollständig zugeschaltet ist. In Folge der Schutzfunktion erfolgt der Motoreingriff insbesondere schon bevor das abschaltende Schaltelement vollständig abgeschaltet ist. Der Motoreingriff erfolgt insbesondere gleichzeitig oder schon bevor damit begonnen wird, das Kupplungsmoment des abschaltenden Schaltelements zu reduzieren. Das durch den Motoreingriff geänderte Drehmoment ist insbesondere schon vor Beginn der Reduktion des Kupplungsmoments erreicht.In normal operation, the engine intervention is included power-shift transmissions usually after the overlap, so then take place when the shutdown switching element is fully opened and the switching element is fully or almost completely switched on. As a result of the protective function of the engine intervention takes place in particular before the switching off switching element is completely switched off. The engine intervention takes place in particular at the same time or even before it starts to reduce the clutch torque of the switching-off switching element. The torque changed by the engine engagement is achieved in particular even before the reduction of the clutch torque.

Der Motoreingriff wird insbesondere erst dann beendet, wenn die Drehzahl der Antriebsmaschine die Synchrondrehzahl des Zielgangs erreicht hat, die Schaltung also quasi abgeschlossen ist. Unter der Synchrondrehzahl wird die Drehzahl der Antriebsmaschine verstanden, die sich bei vollständig eingelegtem Zielgang bei der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit ergibt.Of the Engine intervention is only terminated when the speed the prime mover has reached the synchronous speed of the target gear, the circuit is so quasi finished. Below the synchronous speed is understood the speed of the prime mover, which is at fully inserted Target gear at the current vehicle speed results.

Unter einem stärkeren Motoreingriff wird verstanden, dass das durch den Motoreingriff eingestellte Drehmoment der Antriebsmaschine stärker als im Normalbetrieb von einem vom Fahrzeugführer mittels eines Fahrpedals eingestellten Wunschmoment abweicht.Under a stronger one Motoreingriff is understood that by the engine intervention set torque of the prime mover stronger than in normal operation of one from the driver deviates by a gas pedal set desired torque.

Das Maß der zeitlichen Verschiebung und/oder das Maß der Verstärkung des Motoreingriffs können dabei vom Belastungswert des überlasteten Schaltelements abhängig sein.The Measure of Time shift and / or the degree of gain of the engine intervention can thereby from the load value of the overloaded switching element dependent be.

Durch den früheren bzw. stärkeren Motoreingriff werden die beteiligten Schaltelemente, insbesondere in der Überschneidungsphase entlastet, so dass es zu keinen weiteren Überlastungen kommt.By the former or stronger ones Motoreingriff the involved switching elements, in particular in the overlapping phase relieved, so that there are no further overloads.

In Ausgestaltung der Erfindung wird das Kupplungsmoment des zuschaltenden Schaltelements bei der Zuschaltung auf ein, im Vergleich zu einem Zuschaltmoment im Normalbetrieb geringeres Begrenzungsmoment begrenzt. Das Zuschaltmoment wird insbesondere erst bei oder nach einem Erreichen der Synchrondrehzahl des Zielgangs eingestellt. Das Kupplungsmoment des zuschaltenden Schaltelements bewirkt in Verbindung mit dem Motoreingriff die Änderung der Drehzahl der Antriebsmaschine, wodurch das Schaltelement zusätzlich belastet wird. Durch die Begrenzung des Kupplungsmoments wird die Belastung des zuschaltenden Schaltelements reduziert.In Embodiment of the invention is the clutch torque of the switching Switching element when switching on a, compared to a Connection torque limited in normal operation lower limiting torque. The connection torque is in particular only at or after reaching set the synchronous speed of the target gear. The clutch torque the switching element switches in conjunction with the engine intervention the change the speed of the prime mover, whereby the switching element additionally loaded becomes. By limiting the clutch torque is the load reduced the switching element switching.

Die in Folge der Schutzfunktion durchgeführten Maßnahmen bewirken alle eine Reduktion der Fahrzeugbeschleunigung während des Gangwechsels, die Schaltzeit verändert sich nicht wesentlich. Da so aber alle Gänge zur Verfügung stehen, wird dies in Kauf genommen.The All actions taken as a result of the protective function cause one Reduction of vehicle acceleration during the gear change, the Switching time changed not essential. But since all courses are available, this is accepted.

Während der bisher beschriebenen Schaltungen war das Getriebe über das Anfahrelement mit der Antriebsmaschine verbunden.During the previously described circuits, the gearbox was over the Starting element connected to the drive machine.

In Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Antriebsmaschine und dem Getriebe eine automatisierte Anfahrkupplung angeordnet. Bei einer Zug-Hoch- und/oder einer Zug-Hoch- und/oder einer Schub-Rückschaltung wird in Folge der Schutzfunktion die Anfahrkupplung geöffnet, wobei darunter auch ein teilweises öffnen zu verstehen ist. Damit ist das Getriebe während der Schaltung zumindest teilweise von der Antriebsmaschine abgekoppelt, so dass die an den Schaltelementen wirkenden Drehmomente sehr stark reduziert werden. Neben dem öffnen der Anfahrkupplung wird auch das Drehmoment der Antriebsmaschine so angepasst, dass die Drehzahl auf die Synchrondrehzahl des Zielgangs eingeregelt wird.In Embodiment of the invention is between the prime mover and arranged the transmission an automated startup clutch. at a train high and / or a train high and / or a push downshift As a result of the protective function, the starting clutch is opened, wherein including a partial opening to understand. Thus, the transmission is at least during the circuit partially decoupled from the prime mover, so that at the Switching elements acting torques are greatly reduced. Next to the open the starting clutch is also the torque of the prime mover adjusted so that the speed to the synchronous speed of the target gear is adjusted.

Damit werden die Schaltelemente maximal entlastet, wobei allerdings in Kauf genommen wird, dass keine Lastschaltung durchgeführt wird, also während der Schaltung kein Antriebsmoment auf die angetriebenen Fahrzeugräder übertragen wird.In order to the switching elements are maximally relieved, although in Purchase is made that no load switching is performed, so while the circuit no drive torque transmitted to the driven vehicle wheels becomes.

Ein besonders effektives Verfahren ergibt sich aus der Kombination der beiden beschriebenen Vorgehensweisen. Falls ein Belastungskennwert einen ersten Grenzwert überschreitet, wird in einer ersten Stufe der Schutzfunktion bei einer Zug-Hoch- und/oder einer Schub-Rückschaltung der Motoreingriff früher und/oder stärker durchgeführt. Reichen diese Schutzmaßnahmen nicht aus und überschreitet ein Belastungskennwert einen zweiten, höheren Grenzwert, so wird in einer zweiten Stufe der Schutzfunktion bei derartigen Schaltungen die Anfahrkupplung zwischen Antriebsmaschine und Getriebe geöffnet.One particularly effective method results from the combination of both described procedures. If a load characteristic exceeds a first limit, is in a first stage of the protective function in a train-up and / or a Thrust downshift the engine intervention earlier and / or stronger carried out. Give these protective measures not out and over a load characteristic a second, higher limit, so is in a second stage of protection in such circuits opened the starting clutch between the engine and transmission.

Die Schutzmaßnahmen können so optimal an die Belastung der Schaltelemente angepasst und eine für den aktuellen Zustand der Schaltelemente minimale Schaltzeit erreicht werden.The precautions can so optimally adapted to the load of the switching elements and a for the current state of the switching elements minimum switching time reached become.

In Ausgestaltung der Erfindung wird bei einer Zug-Rück- und/oder einer Schub-Hochschaltung ein so genanntes Freigabemoment des abschaltenden Schaltelements eingestellt. Das Freigabemoment dient zur Übertragung eines Drehmoments zwischen der Antriebsmaschine und den angetriebenen Fahrzeugrädern während der Schaltung. Die Höhe des Freigabemoments bestimmt bei einer Zug-Rück-Schaltung die Höhe des zum Antrieb des Kraftfahrzeugs dienenden Drehmoments an den Fahrzeugrädern während der Schaltung. In Folge der Schutzfunktion ist das genannte Freigabemoment geringer als im Normalbetrieb. Damit wird das abschaltende Schaltelement entlastet, wobei in Kauf genommen wird, dass das während der Schaltung für den Antrieb des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stehende Drehmoment gegenüber dem Normalbetrieb geringer ist. Das Getriebe bleibt während der Schaltung mit der Antriebsmaschine verbunden.In an embodiment of the invention, a so-called release torque of the switching off switching element is set in a train-reverse and / or a push-upshift. The release torque is used to transmit torque between the prime mover and the driven vehicle wheels during the shift. The level of the release torque determined in a train-return circuit, the height of the driving of the motor vehicle serving torque at the vehicle wheels during the circuit. As a result of the protective function is the said release torque less than in normal operation. Thus, the switching off switching element is relieved, being accepted that the available during the circuit for the drive of the motor vehicle torque is lower than the normal operation. The transmission remains connected to the prime mover during the shift.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Further Embodiments of the invention will be apparent from the description and the Drawing forth. embodiments The invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem automatischen, last schaltbaren Getriebe, 1 a drive train of a motor vehicle having an automatic, load-shiftable transmission,

2a, 2b zeitliche Darstellung von Zustandsgrößen bei einer Zug-Hoch-Schaltung im Normalbetrieb, 2a . 2 B temporal representation of state variables in a train-high-circuit in normal operation,

3a, 3b zeitliche Darstellung von Zustandsgrößen bei einer Zug-Hoch-Schaltung mit aktivierter erster Stufe der Schutzfunktion, 3a . 3b time representation of state variables in a train-high-circuit with activated first stage of the protective function,

4a, 4b zeitliche Darstellung von Zustandsgrößen bei einer Zug-Hoch-Schaltung mit aktivierter zweiter Stufe der Schutzfunktion und 4a . 4b Timing of state variables in a train-high circuit with activated second stage of the protection function and

5a, 5b zeitliche Darstellung von Zustandsgrößen bei einer Zug-Rück-Schaltung. 5a . 5b Timing of state variables in a train-return circuit.

Gemäß 1 verfügt ein Antriebsstrang 10 über eine Antriebsmaschine 11, welche als ein Otto-Motor ausgeführt ist. Die Antriebsmaschine 11 wird von einer Steuerungseinrichtung 29 angesteuert, welche mit nicht dargestellten Sensoren und Stellgliedern in Signalverbindung steht. Die Steuerungseinrichtung 29 kann beispielsweise eine Drehzahl der Antriebsmaschine 11 erfassen und ein abgegebenes Drehmoment der Antriebsmaschine 11 einstellen. Zur Einstellung des Drehmoments kann die Steuerungseinrichtung 29 beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzmenge und eine Drosselklappenstellung verändern. Um eine schnelle Reduktion des Drehmoments der Antriebsmaschine zu Erreichen, beispielsweise bei einem Motoreingriff während einer Schaltung, kann die Steuerungseinrichtung 29 auch einen Zündwinkel in Richtung spät verstellen. Die Steuerungseinrichtung 29 steht mit einem Fahrpedal 30 in Signalverbindung. Mittels des Fahrpedals 30 kann ein Fahrzeugführer ein Fahrerwunschmoment einstellen, welches von der Steuerungseinrichtung 29 eingestellt wird, sofern keine anderen, höher priorisierten Anforderungen vorliegen.According to 1 has a powertrain 10 via a prime mover 11 , which is designed as a gasoline engine. The prime mover 11 is from a controller 29 controlled, which is in signal communication with sensors and actuators, not shown. The control device 29 For example, a speed of the prime mover 11 capture and a given torque of the prime mover 11 to adjust. To adjust the torque, the control device 29 For example, change a fuel injection amount and a throttle position. In order to achieve a rapid reduction of the torque of the drive machine, for example during an engine intervention during a shift, the control device 29 also adjust a firing angle in the direction of late. The control device 29 stands with an accelerator pedal 30 in signal connection. By means of the accelerator pedal 30 For example, a vehicle driver can set a driver's desired torque, which is given by the control device 29 unless other higher priority requirements exist.

Die Antriebsmaschine 11 ist mittels einer automatisierten Anfahrkupplung 12 mit einer Getriebeeingangswelle 13 eines automatischen, lastschaltbaren Getriebes 14 verbunden. Die Anfahrkupplung 12 und das Getriebe 14 werden von einer Steuerungseinrichtung 27 angesteuert, welche mit nicht dargestellten Sensoren und Stellgliedern in Signalverbindung steht. Die Steuerungseinrichtung 27 kann damit Betriebsgrößen der Anfahrkupplung 12 und des Getriebes 14, wie beispielsweise Drehzahlen oder Temperaturen erfassen. Außerdem kann die Steuerungseinrichtung 27 mittels eines nicht dargestellten Stellglieds die Anfahrkupplung 12 öffnen und schließen und damit ein übertragbares Drehmoment der Anfahrkupplung 12 einstellen.The prime mover 11 is by means of an automated starting clutch 12 with a transmission input shaft 13 an automatic, powershift transmission 14 connected. The starting clutch 12 and the gearbox 14 are from a controller 27 controlled, which is in signal communication with sensors and actuators, not shown. The control device 27 can thus operating variables of the starting clutch 12 and the transmission 14 , such as speed or temperature. In addition, the control device 27 by means of an actuator, not shown, the starting clutch 12 open and close and thus a transferable torque of the starting clutch 12 to adjust.

Das Getriebe 14 ist als ein Planetenräder-Wechselgetriebe ausgeführt. Das Getriebe 14 ist sehr schematisiert dargestellt und verfügt über zwei Gänge 16 und 17, welche mit einer Getriebeausgangswelle 18 verbunden und über zwei Schaltelemente in Form von Kupplungen 19 und 20 alternativ einlegbar sind. Bei einer Schaltung von einem Ursprungsgang, beispielsweise Gang 16, in einen Zielgang, beispielsweise Gang 17, wird die Kupplung 19 ab- und die Kupplung 20 zugeschaltet.The gear 14 is designed as a planetary gear change gearbox. The gear 14 is very schematic and has two gears 16 and 17 , which with a transmission output shaft 18 connected and via two switching elements in the form of couplings 19 and 20 alternatively be inserted. In a circuit of an original gear, such as gear 16 , in a target gear, for example gear 17 , the clutch will 19 off and the clutch 20 switched on.

Die Kupplungen 19, 20 können ebenfalls über nicht dargestellte Stellglieder von der Steuerungseinrichtung 27 geöffnet und geschlossen werden. Die Steuerungseinrichtung 27 kann damit Schaltungen im Getriebe 14 durchführen. Schaltungen können vom Fahrzeugführer mittels eines Wählhebels 28 angefordert werden oder von der Steuerungseinrichtung 27 selbsttätig ausgelöst werden.The couplings 19 . 20 can also via actuators, not shown, from the controller 27 be opened and closed. The control device 27 Can use circuits in the transmission 14 carry out. Circuits can by the driver by means of a selector lever 28 be requested or from the controller 27 be triggered automatically.

Von der Getriebeausgangswelle 18 wird eine Drehzahl und ein Drehmoment mittels einer Antriebswelle 23 an ein Achsgetriebe 24 übertragen, welches in an sich bekannter Weise das Drehmoment über zwei Abtriebswellen 25 an Antriebsräder 26 überträgt.From the transmission output shaft 18 becomes a speed and a torque by means of a drive shaft 23 to a axle drive 24 transmitted, which in a conventional manner the torque via two output shafts 25 to drive wheels 26 transfers.

Die Steuerungseinrichtung 27 steht mit der Steuerungseinrichtung 29 der Antriebsmaschine 11 in Signalverbindung. Die Steuerungseinrichtung 27 kann ein vom Fahrerwunschmoment abweichendes Drehmoment anfordern, welches dann von der Steuerungseinrichtung 29 eingestellt wird. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung 27 bei einer Schaltung im Getriebe 14 eine Änderung des abgegebenen Drehmoments, also einen so genannten Motoreingriff anfordern.The control device 27 is with the controller 29 the prime mover 11 in signal connection. The control device 27 may request a deviating from the driver torque torque, which then by the controller 29 is set. In particular, the control device 27 at a circuit in the transmission 14 a change in the delivered torque, so request a so-called engine intervention.

Das Getriebe kann insbesondere als ein Planetenräder-Wechselgetriebe entsprechend der DE 199 10 299 C1 ausgebildet sein. Im Gegensatz zur DE 199 10 299 C1 ist bei dem hier vorliegenden Antriebsstrang der hydrodynamische Drehmomentwandler durch eine Anfahrkupplung ersetzt. Der Inhalt der DE 199 10 299 C1 wird hiermit explizit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.In particular, the transmission may be a planetary gear change transmission according to DE 199 10 299 C1 be educated. In contrast to DE 199 10 299 C1 is replaced in the present drive train, the hydrodynamic torque converter by a starting clutch. The content of DE 199 10 299 C1 is hereby explicitly incorporated in the This application has been incorporated.

Die Funktionen der Steuerungseinrichtung 29 und der Steuerungseinrichtung 27 können auch in einer Einrichtung kombiniert oder auf mehr als zwei Einrichtungen aufgeteilt sein.The functions of the control device 29 and the controller 27 may also be combined in one device or split into more than two devices.

Die Steuerungseinrichtung 27 bestimmt für die beiden Kupplungen 19, 20 separate Belastungskenngrößen. Dazu schätzt die Steuerungseinrichtung 27 die an den Kupplungen 19, 20 bei vorhandenem Schlupf an den Kupplungen dissipierte Energiemenge ab. Die dafür notwendigen Betriebsgrößen der Kupplungen 19, 20 werden aus gemessenen oder aus Kennfeldern bestimmten Größen ermittelt. Die Drehzahldifferenz an den Kupplungen 19, 20 wird aus gemessenen Drehzahlen vor und nach den Kupplungen bestimmt. Das Drehmoment an den Kupplungen 19, 20 wird aus dem abgegebenen Drehmoment der Antriebsmaschine 11, dem übertragbaren Drehmoment der Anfahrkupplung 12 und einer etwaigen Übersetzung zwischen Anfahrkupplung 12 und den Kupplungen 19, 20 berechnet.The control device 27 intended for the two clutches 19 . 20 separate load characteristics. The controller appreciates this 27 the at the clutches 19 . 20 if there is slip at the clutches dissipated amount of energy. The necessary operating parameters of the couplings 19 . 20 are determined from measured or determined from maps parameters. The speed difference at the clutches 19 . 20 is determined from measured speeds before and after the clutches. The torque at the clutches 19 . 20 becomes from the output torque of the prime mover 11 , the transmittable torque of the starting clutch 12 and any translation between starting clutch 12 and the couplings 19 . 20 calculated.

Die Abschätzung wird in einem festen Zeittakt von beispielsweise 20 ms durchgeführt. Die ermittelten Betriebsgrößen werden für die Dauer zwischen zwei Abschätzungsschritten als konstant angenommen, so dass die Abschätzung nach folgender Formel ermittelt wird: E_ai = ΣΔni·Mi·Δtmit

E_ai:
abgeschätzte Wärmemenge für eine Kupplung
i
i = 19: Kupplung 19, i = 20: Kupplung 20
Δni:
Drehzahldifferenz an Kupplung i
Mi:
Drehmoment an Kupplung i
Δt:
Zeitraster der Abarbeitung
The estimate is in a fixed time cycle of, for example 20 ms performed. The determined operational variables are assumed to be constant for the duration between two estimation steps, so that the estimation is determined according to the following formula: E_a i = ΣΔn i · M i · .DELTA.t With
E_a i :
estimated amount of heat for a clutch
i
i = 19: clutch 19 , i = 20: clutch 20
Δn i :
Speed difference on clutch i
M i :
Torque on clutch i
.delta.t:
Time frame of processing

Ausgehend von dieser Abschätzung der Energiemenge E_ai werden Temperaturen der Kupplungen 19, 20 T_K19, T_K20 der Kupplung 19, 20 abgeschätzt. Dabei werden Aufheiz- und Abkühlkuren der Kupplungen 19, 20 beachtet, welche den Aufbau der Kupplungen 19, 20, die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, die Außentemperatur und/oder die dissipierte Energiemenge berücksichtigen. Damit können die momentanen Temperaturen der Kupplungen 19, 20 sehr genau abgeschätzt werden. Die Abschätzung der Temperaturen kann nach einem Abstellen des Kraftfahrzeugs weiterlaufen, um so bei einem erneuten Start des Kraftfahrzeugs sinnvolle Startwerte für die Temperaturen bereitzustellen.Based on this estimate of the amount of energy E_a i temperatures of the couplings 19 . 20 T_K 19 , T_K 20 of the coupling 19 . 20 estimated. This heating and Abkühlkuren the couplings 19 . 20 Heeded the construction of the couplings 19 . 20 , take into account the speed of the motor vehicle, the outside temperature and / or the amount of energy dissipated. This allows the current temperatures of the clutches 19 . 20 be estimated very accurately. The estimation of the temperatures can continue after a shutdown of the motor vehicle, so as to provide meaningful starting values for the temperatures when the motor vehicle is restarted.

Bei einer Schaltungsanforderung für das Getriebe 14 prüft die Steuerungseinrichtung 27, ob eine der an der Schaltung in den neuen Zielgang beteiligten Schalteinrichtungen in Form einer der Kupplungen 19, 20 überlastet ist. Dazu prüft die Steuerungseinrichtung 27, ob eine der abgeschätzten Temperaturen T_K19, T_K20 größer als ein ihnen zugeordneter erster Grenzwert in Form von ersten Grenztemperaturen T_Grenz119, T_Grenz120 ist. Die Grenztemperaturen T_Grenz119, T_Grenz120 sind dabei abhängig vom Aufbau der Kupplung und von einem abgeschätzten Verschleiß der Kupplungen. Der Verschleiß wird anhand der Anzahl der Kupplungsbetätigungen und der dabei dissipierten Energiemenge abgeschätzt. Die Grenztemperaturen T_Grenz119, T_Grenz120 sinken mit steigendem Verschleiß ab.In a circuit request for the transmission 14 checks the control device 27 whether one of the switching devices in the form of one of the clutches involved in the new target gear shift is in the form of one of the clutches 19 . 20 overloaded. For this purpose, the control device checks 27 whether one of the estimated temperatures T_K 19 , T_K 20 is greater than a first limit value associated therewith in the form of first limit temperatures T_limit1 19 , T_limit1 20 . The limit temperatures T_Grenz1 19 , T_Grenz1 20 depend on the design of the clutch and on an estimated wear of the clutches. Wear is estimated from the number of clutch actuations and the amount of energy dissipated. The limit temperatures T_Grenz1 19 , T_Grenz1 20 decrease with increasing wear.

Ist keine der Kupplungen 19, 20 überlastet, so wird die Schaltung in einem Normalbetrieb ausgeführt.Is not one of the clutches 19 . 20 overloaded, the circuit is executed in a normal operation.

Wird die Überlastung einer der Kupplungen 19, 20 festgestellt, so prüft die Steuerungseinrichtung 27, welche Art von Schaltung ausgeführt werden soll. Dazu ermittelt die Steuerungseinrichtung 27 anhand des abgegebenen Drehmoments der Antriebsmaschine 11, ob sich das Kraftfahrzeug im Schub oder im Zugbetrieb befindet. Ist das Drehmoment größer als eine festlegbare Schwelle von beispielsweise 20 Nm so wird Zugbetrieb erkannt. Mit der zusätzlichen Information, ob die angeforderte Schaltung eine Hoch- oder Rückschaltung ist, kann die Art der Schaltung, also ob es sich um eine Zug-Hoch-, Zug-Rück-, Schub-Hoch- oder Schub-Rückschaltung handelt, festgelegt werden.Is the overload of one of the clutches 19 . 20 determined, then checks the control device 27 which kind of circuit should be executed. For this purpose, the control device determines 27 based on the output torque of the prime mover 11 whether the motor vehicle is in thrust or in train operation. If the torque is greater than a definable threshold of, for example, 20 Nm, train operation is detected. With the additional information as to whether the requested shift is an upshift or downshift, the type of shift, whether it be a train up, a train back, a shift up or down shift, can be specified ,

Handelt es sich bei der angeforderten Schaltung um eine Zug-Rück- oder Schub-Hoch-Schaltung, so wird anschließend geprüft, ob die zu- oder abschaltende Kupplung überlastet ist. Falls die zuschaltende Kupplung überlastet ist, wird die Schaltung im Normalbetrieb ausgeführt. Ist dagegen die abschaltende Kupplung überlastet, so wird eine Schutzfunktion aktiviert, die weiter unten näher beschrieben wird.These the requested circuit is a train-reverse or thrust-high circuit, so will be afterwards checked, whether the connecting or disconnecting clutch is overloaded. If the switching Clutch overloaded is, the circuit is executed in normal operation. Is on the other hand, the shutdown Clutch overloaded, This activates a protection function, which is described in detail below becomes.

Handelt es sich bei der angeforderten Schaltung um eine Zug-Hoch oder Schub-Rück-Schaltung, so wird auf jeden Fall eine Schutzfunktion aktiviert. Die Art der Schutzfunktion hängt dabei von den abgeschätzten Temperaturen der zu- und abschaltenden Kupplungen ab. Ist eine der abgeschätzten Temperaturen größer als ein zugehöriger zweiter, im Vergleich zum ersten Temperaturgrenzwert T_Grenz1i größerer Temperaturgrenzwert T_Grenz2i (z.B. T_Grenz219, T_Grenz220) so wird eine zweite Stufe der Schutzfunktion aktiviert. Sind beide abgeschätzten Temperaturen kleiner als die zugehörigen zweiten Temperaturgrenzwerte T_Grenz2i so wird eine erste Stufe der Schutzfunktion aktiviert.If the requested circuit is a pull-up or a push-back circuit, a protection function will definitely be activated. The type of protection depends on the estimated temperatures of the switching on and off clutches. If one of the estimated temperatures is greater than an associated second, compared to the first temperature limit T_Grenz1 i larger temperature limit T_Grenz2 i (eg T_Grenz2 19 , T_Grenz2 20 ) so a second stage of the protection function is activated. If both estimated temperatures are smaller than the associated second temperature limit values T_Grenz2 i , a first stage of the protective function is activated.

Bei einem Getriebe mit mehr als zwei Gängen werden die beschriebenen Abschätzungen der Temperatur und des Verschleißes, sowie die Prüfung auf Überhitzung für alle Schaltelemente durchgeführt.In a transmission with more than two gears, the estimates described are the Temperature and wear, as well as the test for overheating performed for all switching elements.

In 2a und 2b sind zeitliche Verläufe von Zustandsgrößen des Antriebsstrangs bei einer Zug-Hoch-Schaltung im Normalbetrieb dargestellt. In 2a sind die Drehzahlen der Antriebsmaschine und der Getriebeeingangswelle dargestellt. Da die Anfahrkupplung geschlossen ist, sind die beiden Drehzahlen immer gleich groß. In 2b sind das Drehmoment der Antriebsmaschine (gestrichelte Linie 31), das Kupplungsmoment des abschaltenden Schaltelements (strichgepunktete Linie 32) und das Kupplungsmoment des zuschaltenden Schaltelements (gepunktete Linie 33) dargestellt. Die Momentenübergabe vom abschaltenden zum zuschaltenden Schaltelement wird zum Zeitpunkt t1 gestartet, woraufhin sofort das Kupplungsmoment des abschaltenden Schaltelements über eine Rampe auf 0 abgesenkt und in derselben Zeit das Kupplungsmoment des zuschaltenden Schaltelements auf ein Zuschaltmoment M_z auf gleichem Niveau erhöht wird. Diese Phase wird als die so genannte Überschneidungsphase bezeichnet. Nach Abschluss der Überschneidungsphase zum Zeitpunkt t2 wird das Drehmoment der Antriebsmaschine über einen Zündwinkeleingriff auf einen Drehmomentwert M_m1 reduziert. Als Folge davon beginnt die Drehzahl der Antriebsmaschine ab dem Zeitpunkt t2 an, abzufallen, bis sie zum Zeitpunkt t3 die Synchrondrehzahl n_sync_h des Zielgangs erreicht hat. Daraufhin wird der Motoreingriff beendet und das Drehmoment der Antriebsmaschine wieder auf das Niveau vor der Schaltung, welches dem Wunschmoment des Fahrzeugführers entspricht, angehoben. Die Schaltung ist damit abgeschlossen.In 2a and 2 B are time profiles of state variables of the drive train in a train-high circuit in normal operation shown. In 2a the speeds of the prime mover and the transmission input shaft are shown. Since the starting clutch is closed, the two speeds are always the same size. In 2 B are the torque of the prime mover (dashed line 31 ), the clutch torque of the switching off switching element (dot-dash line 32 ) and the clutch torque of the switching element (dotted line 33 ). The torque transfer from the disconnecting to the switching element is started at time t1, whereupon immediately the clutch torque of the switching element switching off a ramp to 0 and increased in the same time the clutch torque of the switching element switching on a Zuschaltmoment M_z at the same level. This phase is referred to as the so-called overlap phase. After completion of the overlap phase at time t2, the torque of the prime mover is reduced via a Zündwinkeleingriff to a torque value M_m1. As a result, the rotational speed of the engine starts to decrease from time t2 until it reaches the synchronous speed n_sync_h of the target gear at time t3. Then the engine intervention is terminated and the torque of the prime mover is raised again to the level before the circuit, which corresponds to the desired moment of the driver. The circuit is complete.

In 3a und 3b sind die zeitlichen Verläufe derselben Zustandsgrößen bei einer Zug-Hoch-Schaltung bei aktivierter erster Stufe der Schutzfunktion dargestellt. Die Anfahrkupplung bleibt weiterhin bei der Schaltung geschlossen, so dass die beiden Drehzahlen immer noch gleich groß sind. Die Momentenübergabe vom abschaltenden zum zuschaltenden Schaltelement wird ebenfalls zum Zeitpunkt t1 gestartet. Daraufhin wird in diesem Fall zuerst ein Motoreingriff durchgeführt und das Drehmoment der Antriebsmaschine (gestrichelte Linie 34) auf einen Drehmomentwert M_m2, der kleiner ist als der Drehmomentwert M_m1, reduziert. Außerdem wird ab dem Zeitpunkt t1 das Kupplungsmoment des abschaltenden Schaltelements (strichpunktierte Linie 35) über eine Rampe auf 0 abgesenkt. Gleichzeitig wird damit begonnen, das Kupplungsmoment des zuschaltenden Schaltelements (gepunktete Linie 36) entlang einer Rampe auf ein erstes Begrenzungsmoment M_b1, welches kleiner ist als das Zuschaltmoment M_z zu erhöhen. Nachdem das Kupplungsmoment des abschaltenden Schaltelements zum Zeitpunkt t2 0 erreicht hat, beginnt die Drehzahl der Antriebsmaschine abzufallen, bis sie zum Zeitpunkt t4, welcher später als der Zeitpunkt t3 liegt, die Synchrondrehzahl n_sync_h des Zielgangs erreicht hat. Daraufhin wird der Motoreingriff beendet und das Drehmoment der Antriebsmaschine wieder auf das Niveau vor der Schaltung, welches dem Wunschmoment des Fahrzeugführers entspricht, angehoben. Gleichzeitig wird das Kupplungsmoment des zuschaltenden Schaltelements vom Begrenzungsmoment M_b1 schlagartig auf das Zuschaltmoment M_z erhöht. Die Schaltung ist damit abgeschlossen.In 3a and 3b the time profiles of the same state variables are shown in a train-high circuit with activated first stage of the protection function. The starting clutch remains closed during the circuit, so that the two speeds are still the same size. The torque transfer from the disconnecting to the switching element is also started at time t1. Then, in this case, first an engine intervention is performed and the torque of the prime mover (dashed line 34 ) is reduced to a torque value M_m2 smaller than the torque value M_m1. In addition, from the time t1, the clutch torque of the switching element switching off (dot-dash line 35 ) lowered to 0 via a ramp. At the same time, the clutch torque of the switching element (dotted line 36 ) along a ramp to a first limiting torque M_b1, which is smaller than the Zuschaltmoment M_z increase. After the clutch torque of the switching off switching element has reached 0 at time t2, the speed of the prime mover starts to decrease until it has reached the synchronous speed n_sync_h of the target gear at the time t4, which is later than the time t3. Then the engine intervention is terminated and the torque of the prime mover is raised again to the level before the circuit, which corresponds to the desired moment of the driver. At the same time, the clutch torque of the engaging shift element is abruptly increased by the limiting torque M_b1 to the Zuschaltmoment M_z. The circuit is complete.

Falls die Drehmomentreduktion nicht mit einem Zündeingriff sehr schnell reduziert werden kann, sondern nur entlang einer Rampe, so werden die Kupplungsmomente erst nach Erreichen des reduzierten Drehmomentwerts der Antriebsmaschine verändert.If The torque reduction is not reduced very quickly with an ignition intervention can be, but only along a ramp, so are the clutch moments only after reaching the reduced torque value of the prime mover changed.

In 4a und 4b sind die zeitlichen Verläufe derselben Zustandsgrößen zuzüglich dem übertragbaren Drehmoment der Anfahrkupplung bei einer Zug-Hoch-Schaltung bei aktivierter zweiter Stufe der Schutzfunktion dargestellt. Die Anfahrkupplung wird bei der Schaltung geöffnet, so dass die Drehzahl der Antriebsmaschine (durchgezogene Linie 37 in 4a) zeitweise von der Drehzahl der Getriebeeingangswelle (gestrichelte Linie 38 in 4a) abweicht. Die Schaltung wird ebenfalls zum Zeitpunkt t1 gestartet. Daraufhin wird in diesem Fall zuerst das Drehmoment der Antriebsmaschine (gestrichelte Linie 39) entlang einer Rampe auf 0 verringert und mit einer kleinen Zeitverzögerung die Anfahrkupplung geöffnet, also das übertragbare Drehmoment der Anfahrkupplung (durchgezogene Linie 42) entlang einer Rampe auf 0 verringert. Die Anfahrkupplung ist zum Zeitpunkt t5 vollständig geöffnet. Daraufhin wird das Kupplungsmoment des abschaltenden Schaltelements (strich-punktierte Linie 40) schlagartig auf 0 abgesenkt. Gleichzeitig wird damit begonnen, das Kupplungsmoment des zuschaltenden Schaltelements (gepunktete Linie 41) entlang einer Rampe auf ein zweites Begrenzungsmoment M_b2, welches kleiner ist als das erste Begrenzungsmoment M_b1 zu erhöhen. Als Folge davon beginnt die Drehzahl der Antriebsmaschine zu sinken, wohingegen die Drehzahl der Getriebeeingangswelle noch unverändert bleibt. Die Drehzahl der Antriebsmaschine erreicht zum Zeitpunkt t6 die Synchrondrehzahl n_sync_h des Zielgangs. Daraufhin wird das Kupplungsmoment des zuschaltenden Schaltelements vom Begrenzungsmoment M_b2 schlagartig auf das Zuschaltmoment M_z erhöht. Gleichzeitig wird die Anfahrkupplung wieder geschlossen. Etwas zeitverzögert wird das Drehmoment der Antriebsmaschine entlang einer Rampe wieder auf das Niveau vor der Schaltung, welches dem Wunschmoment des Fahrzeugführers entspricht, angehoben. Das Fahrerwunschmoment ist zum Zeitpunkt t7 erreicht, womit die Schaltung abgeschlossen ist.In 4a and 4b are the time courses of the same state variables plus the transferable torque of the starting clutch in a train-high circuit with activated second stage of the protection function shown. The starting clutch is opened at the circuit, so that the speed of the prime mover (solid line 37 in 4a ) at times by the speed of the transmission input shaft (dashed line 38 in 4a ) deviates. The circuit is also started at time t1. Then, in this case, first the torque of the prime mover (dashed line 39 ) is reduced to 0 along a ramp and with a small time delay the starting clutch is opened, ie the transmittable torque of the starting clutch (solid line 42 ) is reduced to 0 along a ramp. The starting clutch is fully open at time t5. Then, the clutch torque of the switching off switching element (dash-dotted line 40 ) suddenly lowered to 0. At the same time, the clutch torque of the switching element (dotted line 41 ) along a ramp to a second limiting moment M_b2 which is smaller than the first limiting momentum M_b1. As a result, the speed of the prime mover begins to decrease, whereas the speed of the transmission input shaft remains unchanged. The rotational speed of the engine reaches at time t6 the synchronous speed n_sync_h of the target gear. Then, the clutch torque of the switching element is abruptly increased by the limiting torque M_b2 on the Zuschaltmoment M_z. At the same time, the starting clutch is closed again. Somewhat time-delayed, the torque of the prime mover is raised again along a ramp to the level before the shift, which corresponds to the desired torque of the vehicle driver. The driver's desired torque is reached at time t7, which the circuit is completed.

Schub-Rück-Schaltungen werden grundsätzlich mit Zwischengas gefahren. Dazu wird das abschaltende Schaltelement geöffnet. Mittels einer Drehzahlregelung wird die Drehzahl der Antriebsmaschine auf die Synchrondrehzahl des neuen Gangs geführt. Danach wird das zuschaltende Schaltelement verlustfrei zugeschaltet.Push-back circuits be basically driven with intermediate gas. For this purpose, the switching off switching element open. By means of a speed control, the speed of the prime mover led to the synchronous speed of the new gear. After that, the switching will be Switching element switched lossless.

In 5a und 5b sind zeitliche Verläufe von Zustandsgrößen des Antriebsstrangs bei einer Zug-Rück-Schaltung im Normalbetrieb und mit aktivierter Schutzfunktion dargestellt. In 5a sind die Drehzahlen der Antriebsmaschine und der Getriebeeingangswelle dargestellt. Da die Anfahrkupplung geschlossen ist, sind die beiden Drehzahlen immer gleich groß. In 5b sind das Drehmoment der Antriebsmaschine (gestrichelte Linie 43), das Kupplungsmoment des abschaltenden Schaltelements im Normalbetrieb (durchgezogene Linie 44a), das Kupplungsmoment des abschaltenden Schaltelements mit aktivierter Schutzfunktion (strichgepunktete Linie 44b) und das Kupplungsmoment des zuschaltenden Schaltelements (gepunktete Linie 45) dargestellt. Die Schaltung wird zum Zeitpunkt t10 gestartet, woraufhin sofort das Kupplungsmoment des abschaltenden Schaltelements über eine Rampe auf ein Freigabemoment abgesenkt wird. Das Freigabemoment mit aktivierter Schutzfunktion M_f_s ist dabei kleiner als das Freigabemoment im Normalbetrieb M_f_n. Nach Erreichen des Freigabemoments zum Zeitpunk t11 steigt die Drehzahl der Antriebsmaschine an, wobei auf eine Darstellung der Unterschiede zwischen Normalbetrieb und aktivierter Schutzfunktion verzichtet wurde. Sobald die Drehzahl der Antriebsmaschine die Synchrondrehzahl n_sync_r des Zielgangs erreicht bzw. leicht überschritten hat, wird ab dem Zeitpunkt t12 das Kupplungsmoment des abschaltenden Schaltelements über eine Rampe auf 0 reduziert und gleichzeitig das Kupplungsmoment der zuschaltenden Kupplung auf ein Zuschaltmoment erhöht. Dies ist zum Zeitpunkt t13 erledigt, womit die Schaltung abgeschlossen ist.In 5a and 5b are time profiles of state variables of the drive train in a train-return circuit in normal operation and with activated protection function shown. In 5a the speeds of the prime mover and the transmission input shaft are shown. Since the starting clutch is closed, the two speeds are always the same size. In 5b are the torque of the prime mover (dashed line 43 ), the clutch torque of the switching off switching element in normal operation (solid line 44a ), the clutch torque of the disconnecting switching element with activated protection function (dot-dash line 44b ) and the clutch torque of the switching element (dotted line 45 ). The circuit is started at time t10, whereupon immediately the clutch torque of the switching-off switching element is lowered via a ramp to a release torque. The release torque with activated protection function M_f_s is smaller than the release torque in normal operation M_f_n. After reaching the release torque at time t11, the speed of the prime mover increases, with a representation of the differences between normal operation and activated protection function has been omitted. As soon as the rotational speed of the drive engine has reached or slightly exceeded the synchronous speed n_sync_r of the target gear, the clutch torque of the disengaging shift element is reduced to 0 via a ramp from time t12, and the clutch torque of the engaging clutch is simultaneously increased to an engagement torque. This is done at time t13, which completes the circuit.

Die beschriebenen Abläufe für eine Zug-Rück-Schaltung sind analog bei einer Schub-Hoch-Schaltung anwendbar. Es ist aber auch möglich, dass bei Schub-Hochschaltungen die Anfahrkupplung geöffnet wird.The described procedures for a train-return circuit are analogously applicable to a push-high circuit. But it is also possible, that in push-upshifts the starting clutch is opened.

Claims (9)

Verfahren zum Schutz von Schaltelementen in einem automatischen Getriebe eines Kraftfahrzeugs, bei welchem bei einer Schaltung von einem Ursprungsgang in einen Zielgang ein Schaltelement (19, 20) abgeschaltet und ein anderes zugeschaltet wird, wobei – für einzelne Schaltelemente (19, 20) des Getriebes (14) separate Belastungskennwerte (T_K19, T_K20) ermittelt werden, – die Belastungskennwerte (T_K19, T_K20) mit Grenzwerten (T_Grenz119, T_Grenz120, T_Grenz219, T_Grenz220) verglichen werden und – bei Überschreiten eines Grenzwerts (T_Grenz119, T_Grenz120, T_Grenz219, T_Grenz220) durch einen Belastungskennwert (T_K19, T_K20) eine Schutzfunktion für das zugehörige, überlastete Schaltelement (19, 20) aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schaltungen im Getriebe (14), an denen das überlastete Schaltelement (19, 20) beteiligt ist, in Folge der Schutzfunktion ein Drehmoment am überlasteten Schaltelement (19, 20) gegenüber einem Normalbetrieb reduziert wird.Method for protecting switching elements in an automatic transmission of a motor vehicle, in which, when shifting from an original gear to a target gear, a shifting element ( 19 . 20 ) is switched off and another is switched on, wherein - for individual switching elements ( 19 . 20 ) of the transmission ( 14 ) separate load characteristics (T_K 19 , T_K 20 ) are determined, - the load characteristics (T_K 19 , T_K 20 ) are compared with limit values (T_Grenz1 19 , T_Grenz1 20 , T_Grenz2 19 , T_Grenz2 20 ) and - when a limit value (T_Grenz1 19 , T_Grenz1 20 , T_Grenz2 19 , T_Grenz2 20 ) by a load characteristic value (T_K 19 , T_K 20 ) a protective function for the associated, overloaded switching element ( 19 . 20 ) is activated, characterized in that in circuits in the transmission ( 14 ), where the overloaded switching element ( 19 . 20 ), as a result of the protective function, a torque on the overloaded switching element ( 19 . 20 ) is reduced compared to a normal operation. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfunktion nur bei Schaltungen aktiviert wird, bei denen das überlastete Schaltelement (19, 20) zusätzlich belastet wird.A method according to claim 1, characterized in that the protective function is activated only in circuits in which the overloaded switching element ( 19 . 20 ) is additionally charged. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – bei einer Zug-Hoch- und/oder einer Schub-Rückschaltung ein Motoreingriff durchgeführt und – der Motoreingriff in Folge der Schutzfunktion früher und/oder stärker als im Normalbetrieb durchgeführt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized, that - at a train high and / or a push downshift a motor intervention performed and - of the Engine intervention as a result of the protective function earlier and / or stronger than in normal operation is performed. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Motoreingriff erfolgt, bevor das abschaltende Schaltelement (19, 20) vollständig abgeschaltet ist.Method according to Claim 3, characterized in that the engine intervention takes place before the switching-off switching element ( 19 . 20 ) is completely switched off. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kupplungsmoment des zuschaltenden Schaltelements (19, 20) bei der Zuschaltung auf ein, im Vergleich zu einem Zuschaltmoment (M_z) im Normalbetrieb geringeres Begrenzungsmoment (M_b1) begrenzt wird.A method according to claim 3 or 4, characterized in that a clutch torque of the switching element ( 19 . 20 ) is limited in the connection to a, in comparison to a Zuschaltmoment (M_z) in normal operation lower limiting torque (M_b1). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuschaltmoment (M_z) erst bei oder nach einem Erreichen einer Synchrondrehzahl (n_sync_h) des Zielgangs eingestellt wird.Method according to claim 5, characterized in that that the Zuschaltmoment (M_z) until after or after reaching a synchronous speed (n_sync_h) of the target gear is set. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Antriebsmaschine (11) und dem Getriebe (14) eine automatisierte Anfahrkupplung (12) angeordnet ist und bei einer Zug-Hoch- und/oder einer Zug-Hoch- und/oder einer Schub-Rückschaltung in Folge der Schutzfunktion die Anfahrkupplung (12) geöffnet wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that between a drive machine ( 11 ) and the transmission ( 14 ) an automated start-up clutch ( 12 ) is arranged and in a train-up and / or a train-up and / or a push-down circuit as a result of the protective function, the starting clutch ( 12 ) is opened. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten – eines ersten Grenzwerts (T_Grenz119, T_Grenz120) durch einen Belastungskennwert (T_K19, T_K20) ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und – eines zweiten, höheren Grenzwerts (T_Grenz219, T_Grenz220) durch einen Belastungskennwert (T_K19, T_K20) statt dessen ein Verfahren nach Anspruch 7 durchgeführt wird.The method of claim 1 or 2, characterized in that on exceeding - a first limit value (T_Grenz1 19, T_Grenz1 20) through a loading characteristic value (T_K 19, T_K 20) a method according to any one of claims 3 to 6, and - A second, higher limit value (T_Grenz2 19 , T_Grenz2 20 ) by a load characteristic (T_K 19 , T_K 20 ) instead of a method according to claim 7 is performed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zug-Rück- und/oder einer Schub-Hochschaltung – ein Freigabemoment des abschaltenden Schaltelements eingestellt wird und – das genannte Freigabemoment in Folge der Schutzfunktion geringer ist als im Normalbetrieb.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at a train-back and / or a push-upshift - a release torque the switching off switching element is set and - said Release torque due to the protective function is lower than in normal operation.
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