Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und Regelung eines automatischen Getriebes.

Aus der EP-OS 0 435 374 ist ein Verfahren zum Steuern eines automatischen Getriebes bekannt, bei dem eine Schal¬ tung von einem ersten in ein zweites Übersetzungsverhältnis erfolgt, indem eine erste Kupplung öffnet und eine zweite Kupplung schließt. Mit Beginn der Schaltung wird der Druck der ersten Kupplung abgesenkt, wobei die Kupplung nicht ins Rutschen gebracht wird. Der Verlauf einer Turbinendrehzahl legt den Abschaltpunkt der ersten Kupplung fest. Nach Auf- treten des Abschaltpunktes wird der Kupplungsschlupf der zweiten Kupplung in Abhängigkeit einer Zeitfunktion gesteu¬ ert.

In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentan- meidung P 44 24 456.8 vom 12.07.94 ist ebenfalls ein Ver¬ fahren zur Steuerung eines automatischen Getriebes be¬ schrieben. Das Verfahren beruht auf einer Ablaufsteuerung. Für eine Hochschaltung besteht das Verfahren aus folgenden Schritten: Schnellfüllphase, Füllausgleichsphase, Lastübernahmephase, Gradient-Einstellphase, Gleitphase, Gradient-Abbauphase und Schließphase. Bei dem beschriebenen Verfahren könnte es als nachteilig empfunden werden, daß eine Falschbefüllung der zuschaltenden Kupplung, zum Beispiel aufgrund der Tempera- tur, nicht berücksichtigt ist.

Die Erfindung hat somit zur Aufgabe, ein fehlerhaftes Ineingrifftreten der zuschaltenden Kupplung zu erkennen und einen sicheren Schaltungsablauf zu gewährleisten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels eines Verfah¬ rens zur Steuerung und Regelung eines von einer Antriebs¬ einheit, vorzugsweise Brennkraftmaschine, angetriebenen automatischen Getriebes gelöst. Hierbei steuert ein elek- tronisches Steuergerät aufgrund von Eingangsgrößen über elektromagnetische Stellglieder Kupplungen und Bremsen des automatischen Getriebes. Eine Schaltung des automatischen Getriebes von einem ersten in ein zweites Übersetzungsver¬ hältnis wird ausgeführt, indem eine Ablaufsteuerung eine erste Kupplung öffnet und eine zweite Kupplung schließt, hierbei während der Schaltung keine Drehzahlüberhöhung ei¬ ner Getriebeeingangsdrehzahl auftritt. Ein fehlerhaftes Ineingrifftreten der zweiten Kupplung wird erkannt, wenn die Getriebeeingangsdrehzahl während einer Lastübernahme- phase größer wird als das Produkt aus einer Getriebeab¬ triebsdrehzahl mal dem ersten Übersetzungsverhältnis bzw. gemäß Anspruch 2 die Getriebeeingangsdrehzahl größer wird als ein erster Grenzwert dnl. Beim Auftreten des Fehlers wird die Ablaufsteuerung abgebrochen und eine Regelphase für die abschaltende Kupplung begonnen.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, daß nur im Einzelfall ein Wechsel vom Steuerungsverfahren zum Regelverfahren für die erste Kupplung erfolgt. Gegenüber einem ausschließlichen Regelverfahren ergibt sich somit eine wesentliche Verringerung von Abstimmungsparametern. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der schwer zu re¬ gelnde Übergang vom Haften ins Gleiten der ersten Kupplung entfällt.

In einer Ausgestaltung Anspruch 3 wird vorgeschlagen, daß in der Regelphase das Druckniveau der ersten Kupp¬ lung derart eingestellt wird, daß die Getriebeeingangsdreh¬ zahl einen zweiten Grenzwert dn2 nicht übersteigt.

In einer weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 wird vorgeschlagen, daß die Regelphase der Kupplung endet, wenn die Differenz der Getriebeeingangsdrehzahl minus dem Pro¬ dukt aus Getriebeabtriebsdrehzahl mal dem ersten Überset¬ zungsverhältnis einen dritten positiven Grenzwert dn3 un¬ terschreitet. Danach wird von einem ersten Druckniveau zum Ende der Regelphase auf ein zweites Druckniveau rampenför- mig übergegangen. Das zweite Druckniveau entspricht hierbei dem aus der Ablaufsteuerung berechneten Druckniveau.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel darge¬ stellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Zustandsdiagramm und

Fig. 2 ein Zeitdiagramm einer Hochschaltung.

Fig. 1 zeigt ein Zustandsdiagramm für die Ablaufsteue- rung, bestehend aus:

Schnellfüllphase 1, Füllausgleichsphase 2, Lastübernahme¬ phase 3, Gradient-Einstellphase 4, Gleitphase 5, Gradient- Abbauphase 6, Lastübernahmephase 7 und Schließphase 8. Die durchgezogene Linie entspricht hierbei dem Ablauf einer Schaltung der ersten Schaltungsart. Unter einer Schaltung der ersten Schaltungsart ist eine Hochschaltung im Zug bzw. eine Rückschaltung im Schub zu verstehen. Die strichpunk¬ tierte Linie entspricht einem Ablauf für eine Schaltung der zweiten Schaltungsart. Unter zweiter Schaltungsart ist eine Rückschaltung im Zug bzw. eine Hochschaltung im Schub zu verstehen. Ein Ablauf gemäß des Zustandsdiagrammes wird für jede der beiden an der Schaltung beteiligten Kupplungen ausgeführt. Der Übergang von einer Phase in eine andere ist abhängig vom Auftreten definierter Ereignisse bzw. Bedin- gungen, nachfolgend Transition genannt.

Für eine Schaltung der ersten Schaltungsart ergibt sich für die zweite Kupplung folgender Ablauf: Transition Tl, ein elektronisches Steuergerät, erkennt auf¬ grund von Eingangssignalen eine Schaltungsanforderung und gibt einen Schaltbefehl aus. Es folgt die Schnellfüll¬ phase 1. Während der Schnellfüllphase 1 wird die zweite Kupplung mit hohem Druck, dem Schnellfülldruck, beauf¬ schlagt. Bei Transition T2 wird geprüft, ob eine Zeitstufe, die die Dauer des Schnellfülldruckes steuert, abgelaufen ist. Danach folgt die Füllausgleichsphase 2. In der Füll- ausgleichsphase 2 wird die zweite Kupplung mit Druckmedium befüllt. Die zweite Kupplung überträgt noch kein Moment. Bei Transition T3A wird geprüft, ob eine Zeitstufe, die die Dauer des Füllausgleiches steuert, abgelaufen ist. Danach folgt die Lastübernahmephase 3. In der Lastübernahmephase 3 wird der Druck in der zweiten Kupplung vom Füllausgleichs- niveau auf einen Endwert pEl = f (Kenngröße 1) erhöht. Die Kenngröße 1 entspricht einem statischen Moment, welches wiederum einer Funktion des aktuellen von einer Antriebs- einheit, zum Beispiel Brennkraftmaschine, abgegebenen Mo¬ ments mal einem Wandlungsverhältnis, entspricht. Bei Ver¬ wendung eines Automatgetriebes ohne hydrodynamischen Wand¬ ler entspricht das statische Moment dem aktuellen, von der Brennkraftmaschine abgegebenen Moment. Transition T3C ist dann erfüllt, wenn das Moment an der zweiten Kupplung dem statischen Moment entspricht. Danach folgt die Gradient-Einstellphase 4. In der Gradient- Einstellphase 4 wird der Druck der zweiten Kupplung vom Endwert pEl auf einen Endwert pE2 erhöht. Der Endwert pE2 ist eine Funktion einer Kenngröße 2. In der Kenngröße 2 ist ein dynamisches Moment enthalten. Bei Transition T4 wird geprüft, ob eine Zeitstufe abgelaufen ist. Danach folgt die Gleitphase 5. Bei Transition T5 wird ge¬ prüft, ob ein Vorsynchronpunkt erreicht ist. Der Vorsyn- chronpunkt wird aus einem Differenzdrehzahl-Gradient der

zweiten Kupplung, dem aktuellen Differenzdrehzahlwert der zweiten Kupplung und einer Zeitstufe, bestimmt. Danach folgt die Gradient-Abbauphase 6. In der Gradient-Abbauphase wird der Druck auf einen Endwert pE3 = f (Kenngröße 3) ver- ringert. Die Kennröße 3 ist festgelegt durch eine Zeitstufe für den Übergang vom Differenzdrehzahl-Gradient am Vorsyn- chronpunkt zum Differenzdrehzahl-Gradient am Synchronpunkt. Der Differenzdrehzahl-Gradient und die Differenzdrehzahl am Synchronpunkt der zweiten Kupplung sind Null. Während die- ser Phase wird das zuvor aufgebaute dynamische Moment wie¬ der abgebaut. Bei Transition T6B wird geprüft, ob der Druck aus dem dynamischen Moment abgebaut bzw. ob die Synchron¬ drehzahl erreicht ist. Danach folgt die Schließphase 8. Während der Schließphase 8 wird der Druck an der zweiten Kupplung rampenförmig erhöht, bis der Absolutwert der Dif¬ ferenzdrehzahl der zweiten Kupplung innerhalb einer dritten Zeitstufe kleiner einem Sollwert ist. Ist diese Bedingung erfüllt, so wird die zweite Kupplung mit Hauptdruck beauf¬ schlagt. Bei Transition T7 wird geprüft, ob ein Haften der zweiten Kupplung erkannt ist. Danach beginnt das Zustands¬ diagramm wieder bei Tl.

Eine Schaltung der zweiten Schaltungsart besteht aus einer Schnellfüll- 1, einer Füllausgleichs- 2, einer Gra- dient-Einstell- 4, einer Gleit- 5, einer Gradient-Abbau- 6, einer LastÜbernahme- 7 und einer Schließphase 8. Die Funktionsblöcke wurden bereits zuvor beschrieben, so daß auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet wird. Er¬ gänzend kommen die Transitionen T3B, T6A und T6C hinzu. Bei T3B wird für die erste Kupplung geprüft, ob eine Zeitstufe für den Füllausgleich abgelaufen ist. Bei Transition T6A wird für die erste Kupplung geprüft, ob der Druck aus dem dynamischen Moment abgebaut ist und bei Transition T6C, ob eine Zeitstufe abgelaufen ist.

Fig. 2A und 2B zeigen für eine Schaltung der ersten Schaltungsart, zum Beispiel Hochschaltung, den Drehzahlver¬ lauf einer Getriebeeingangsdrehzahl 9 und den Druckverlauf über der Zeit für die erste Kupplung 11 und die zweite Kupplung 12. Die auf der Abszisse dargestellten Werte von T entsprechen den Transitionen aus Fig. 1.

Bei Tl gibt ein elektronisches Steuergerät den Schaltbefehl aus. Gleichzeitig wird der Druck der ersten Kupplung 11 von einem Anfangswert pO auf einen Druckwert des Punktes A re- duziert. Das Druckniveau des Punktes A liegt oberhalb der Rutschgrenze der ersten Kupplung 11. Ebenfalls bei Transi¬ tion Tl wird die zweite Kupplung 12 mit hohem Druck, dem Schnellfülldruck, beaufschlagt. Dies entspricht der Schnellfüllphase aus Fig. 1. Transition T2, die Zeitstufe für die Schnellfüllphase, ist abgelaufen. Es beginnt für die zweite Kupplung 12 die Füllausgleichsphase bis zur Transition T3A. Während der Füllausgleichsphase, Druckni¬ veau pF, wird die zweite Kupplung 12 mit Druckmedium be¬ füllt, sie überträgt noch kein Moment. Das Druckniveau der ersten Kupplung 11 bleibt während der Füllausgleichsphase der zweiten Kupplung 12 konstant, Druckniveau pl . Bei Tran¬ sition T3A wird geprüft, ob eine Zeitstufe für den Füllaus¬ gleich abgelaufen ist. Ist die Bedingung erfüllt, so be¬ ginnt für die zweite Kupplung 12 die Lastübernahmephase. Während der Lastübernahmephase wird der Druck der ersten

Kupplung 11 vom Druckniveau pl, Punkt B, über eine negative Druckrampe auf den Druckendwert, Punkt E, reduziert. Ent¬ spricht nun der tatsächliche Druckverlauf der zweiten Kupp¬ lung 12 nicht dem gesteuerten Druck, zum Beispiel aufgrund der Temperatur des Druckmediums, so tritt ein Fehler auf.

Der Fehler bewirkt, daß die Getriebeeingangsdrehzahl 9 grö¬ ßer wird als das Produkt aus Getriebeabtriebsdrehzahl mal erstem Übersetzungsverhältnis bzw. größer wird als ein erster Grenzwert dnl . In Fig. 2A ist dieses Produkt als strichpunktierte Linie 10 dargestellt. Zum Zeitpunkt tl

überschreitet die Getriebeeingangsdrehzahl den ersten Grenzwert dnl . Zum Zeitpunkt tl hat das Druckniveau der ersten Kupplung 11 den Druckwert p (tl) im Punkt C er¬ reicht. Mit Auftreten des Fehlers wird die Ablaufsteuerung abgebrochen und eine Regelphase für die erste Kupplung 11 beginnt. Der Druckverlauf während der Regelphase wird der¬ art eingestellt, daß die Getriebeeingangsdrehzahl 9 einen zweiten Grenzwert dn2 nicht übersteigt. In Fig. 2 ent¬ spricht dies dem Kurvenzug zwischen den Punkten C und D. In der Regelphase wird das Druckniveau der ersten Kupplung 11 nach folgender Formel berechnet:

pK = (p(tl) - pOFF) (M_MOT/M_MOT (tl)) + pRegel + pOFF pRegel = f(dn_T(Soll) , dn_T(Ist))

Hierin bedeuten die Indizes tl denjenigen Zeitpunkt, in dem eine Überhöhung der Getriebeeingangsdrehzahl auf¬ tritt, p(tl) das Druckniveau der Kupplung 11 zu diesem Zeitpunkt, M_Mot das aktuelle, von der Antriebseinheit ab- gegebene Moment, M_MOT(tl) das von der Antriebseinheit ab¬ gegebene Moment zum Zeitpunkt tl und dn_T die Differenz der Getriebeingangsdrehzahl minus dem Produkt aus Getriebeab¬ triebsdrehzahl mal dem ersten Übersetzungsverhältnis. Der Druckanteil pOFF berücksichtigt die Kolbenrückstellkraft.

Wenn sich in der zweiten Kupplung 12 ein entsprechend hohes Druckniveau aufgebaut hat, übernimmt diese die Last von der ersten Kupplung 11. Dies zeigt sich darin, daß die Getriebeeingangsdrehzahl 9 einen dritten positiven Grenz- wert dn3 unterschreitet. Mit Unterschreiten dieses Grenz¬ wertes wird das Druckniveau der ersten Kupplung 11 vom Druckwert des Punktes D auf den Druckwert des Punktes E in Form einer Rampe verringert. Durch die Rampe wird vermie¬ den, daß die erste Kupplung 11 erneut öffnet. Das Druckni- veau des Punktes E entspricht hierbei dem aus der Ablauf-

Steuerung berechneten Druckniveau zu diesem Zeitpunkt. Un¬ terschreitet die erste Kupplung 11 einen vierten negativen Grenzwert dn4, so wird die erste Kupplung 11 vollständig geöffnet, Punkt F. Das Druckniveau des Punktes F, pMIN, entspricht einem minimalen Kupplungsdruck.

Mit Ende der Gradient-Einstellphase der zweiten Kupp¬ lung 12, Druckniveau p2, beginnt eine Zeitstufe. Ist die Zeitstufe abgelaufen, so wird die erste Kupplung 11 zwangs- weise geöffnet. Dieser Fall ist in Fig. 2B durch den ge¬ strichelten Druckverlauf zwischen den Punkten F und G dar¬ gestellt.

Da der weitere Schaltungsablauf für das Verständnis der Erfindung nicht relevant ist, wurde dieser nicht weiter dargestellt. Soweit es um andere Schaltungsarten geht, aus¬ genommen die hier beschriebene Hochschaltung, wird aus¬ drücklich auf die Figurenbeschreibung der deutschen Patent¬ anmeldung P 44 24 456.8 vom 12.07.94 verwiesen. Die dort im Zusammenhang mit anderen Schaltungen gemachten Ausführungen sind somit ergänzender Bestandteil der hier gemachten Er¬ läuterungen.

Bezugszeichen

1 Schnellfüllphase 2 Füllausgleichsphase

3 Lastübernahmephase

4 Gradient-Einstellphase

5 Gleitphase

6 Gradient-Abbauphase 7 Lastübernahmephase

8 Schließphase

9 Getriebeeingangsdrehzahl 10 Getriebeabtriebsdrehzahl mal erstem Übersetzungsverhältnis 11 erste Kupplung

12 zweite Kupplung