DE102009052056A1

DE102009052056A1 - Verfahren zur Inbetriebnahme

Info

Publication number: DE102009052056A1
Application number: DE102009052056A
Authority: DE
Inventors: Werner Schmitt
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2010-06-17

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Schwergängigkeit eines Getriebes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Schwergängigkeit eines automatisierten Getriebes mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Schwergängigkeit eines automatisierten Getriebes mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Die DE 10 2005 000 888 A1 offenbart ein Verfahren zur Durchführung einer Einlernprozedur an einem Getriebe eines Fahrzeugs, insbesondere bei einem Parallelschaltgetriebe, bei dem Parameter einer Getriebeaktorik und einer Kupplungsaktorik eingelernt werden. Die Einlernprozedur wird an einem Prüfstand vor der Endmontage des Getriebes bei befestigter Kupplung durchgeführt.
In der DE 103 16 436 A1 wird ein Verfahren zum Kompensieren von Streckenveränderungen bei einer Getriebesteuerung eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeugs vorgeschlagen, bei dem jede Streckenveränderung erkannt und ausgeglichen wird.
Steuergeräte überwachen Ein- und Ausgangsgrößen sowie steuergerät-interne Größen. Insbesondere bei der Ansteuerung von Elektromotoren wie Wählmotoren oder Schaltmotoren in einer Getriebeaktorik zum Einlegen der Gänge oder auch bei einer Kupplungsaktorik wird überwacht, ob die Ansteuerung auch die gewünschte Wirkung zeigt.
Wird am jeweiligen Elektromotor durch die Steuergeräte-Endstufe eine Spannung angelegt, welche zuvor durch die Funktionssoftware berechnet wurde, so ergibt sich eine entsprechende Reaktion in Form einer Positionsänderung des Elektromotors. Die Positionen werden inkrementell ermittelt.
Aufgrund von Bauteil-Toleranzen oder unterschiedlichen Reibungsverhältnissen können sich Abweichungen vom nominellen System ergeben, was sich dadurch äußert, dass die Verfahrgeschwindigkeit des jeweiligen Elektromotors oder auch die Kräfte des jeweiligen Elektromotors nicht mehr mit dem nominellen System übereinstimmen
Um die Abweichungen zu kompensieren, werden Adaptionsparameter – auch Kompensationsparameter genannt – verwendet, die über die Laufzeit bzw. die Lebensdauer adaptiert werden und Abweichungen vom nominellen System korrigieren bzw. beseitigen. Dadurch soll sichergestellt werden, dass sich beispielsweise ein Gangwechsel für den Fahrer stets gleich anfühlt, obwohl sich die Randbedingungen im Laufe der Zeit ändern.
Der Kompensationsparameter – der auch der sogenannten stationären Aktorikverstärkung entspricht – beeinflusst letztlich die durch die Endstufe ausgegebene Spannung im Sinne einer Erhöhung oder Reduzierung der ausgegebenen Spannung verglichen mit dem unkompensierten Wert.
Der Kompensationsparameter wird spezifisch für jeden angeschlossenen Antrieb, wie beispielsweise einen Elektromotor ermittelt. Die Adaption erfolgt über die Laufzeit. Dabei wird bei jeder Schaltung der Kompensationsparameter geringfügig angepasst, nicht jedoch bei Inbetriebnahmeprozessen. Üblicherweise wird dazu der Kompensationsparameter nach einem Gangwechsel neu berechnet und gefiltert übernommen. Der Kompensationsparameter ist durch einen Maximal- und Minimalwert begrenzt. Zum Auslieferungszeitpunkt bzw. nach Neuproduktion steht der Kompensationsparameter auf Default, wodurch keine Korrekturen der Ausgangsspannung vorgenommen werden. Auf diese Weise erfolgt die erste Bewegung des Elektromotors ohne Korrektur.
Unter Erstinbetriebnahme ist im Rahmen dieser Schrift die erste Inbetriebnahme nach Neuproduktion des Systems zu verstehen.
Nach derartigen Inbetriebnahmen erfolgt der Lernvorgang.
Eine Erstinbetriebnahme wird nach erstmaligem Aktivieren der Zündung eines Fahrzeugs durch Betätigung vorgegebener Betätigungselemente in einer vorgegebenen Reihenfolge – wie beispielsweise Bremspedal oder Schalthebel – gestartet. Eine Erstinbetriebnahme kann auch durch die Verwendung eines Testers oder eines Prüfstandes erfolgen.
Bei einer Erstinbetriebnahme nach Neuproduktion oder dem Auslieferungszeitpunkt erfolgt der Lernvorgang des angeschlossenen Getriebeaktors des Getriebes mit Initialisierungswerten des Kompensationsparameters – den Defaultwerten –, also ohne Korrektur der Ausgangsspannung. Diese Ergebnisse des Lernvorgangs der Erstinbetriebnahme nach Neuproduktion sind beispielsweise ermittelte Gangendlagen, Synchronschwellen, Gassenbreiten oder Referenzpunkt.
Nach erfolgreicher Erstinbetriebnahme wird ein vor Erstinbetriebnahme – und ein auf eine noch nicht erfolgte Erstinbetriebnahme hinweisender – bestehender Fehlerspeichereintag in Bezug auf das in Betrieb genommene System oder auf Teile des in Betrieb genommenen Systems gelöscht.
Bei automatisierten Getrieben besteht die Möglichkeit, das Einlegen der einzelnen Gänge mittels einer Getriebeaktorik mit Elektromotoren durchzuführen. Das Aktivieren der Elektromotoren bzw. das Einlegen der Gänge wird durch ein Steuergerät kontrolliert. In diesem Steuergerät befindet sich eine Steuersoftware, welche mittels einer Modellrechnung, die Eigenschaften des Elektromotors nachstellt. Wird dieser Elektromotor nun aktiviert, ohne dass er sich in einem Getriebe befindet, so können sich Abweichungen in der Verfahrgeschwindigkeit bzw. der Positionen zu den von dem Modell errechneten Werten ergeben. Diese Abweichungen sind aufgrund von Toleranzen der mechanischen sowie elektrischen Eigenschaften der Elektromotoren bedingt. Um diese Toleranzen auszugleichen, werden die Adaptionsparameter – auch Kompensationsparameter genannt – eingesetzt. Diese sorgen nun dafür, dass sich der Elektromotor den im Modell hinterlegten Eigenschaften nähert, indem die Ausgangsspannung – abhängig vom Kompensationsparameter des Elektromotors – beim Aktivieren der Adaption erhöht oder reduziert wird.
Die Adaptionen beginnen erst, nachdem eine Inbetriebnahme des Getriebes erfolgt ist. Bei der Inbetriebnahme findet auch ein Lernvorgang des Getriebes statt. Dies ist dadurch begründet, dass die Adaptionen erst zu einem Zeitpunkt durchgeführt werden soll, nachdem unter anderem die Gangendlagen mittels des Lernvorgangs bekannt sind. Somit wird vermieden, dass die Adaptionsparameter falsche Werte aufgrund von Blockaden oder vermeintlich erreichter Endanschläge annehmen.
Die Adaptionen beginnen also erst, nachdem das Getriebe erfolgreich in Betrieb genommen wurde und alle Getriebeparameter aufgrund des Lernvorgangs bekannt sind. Eine erfolgreiche Inbetriebnahme bedingt, dass alle während des Lernvorgangs ermittelten Getriebeparameter innerhalb eines vorher definierten Bereiches liegen. Bei der Adaption wird bei jeder Schaltung der Kompensationsparameter geringfügig angepasst.
Bei Getrieben gibt es Probleme bei der Erstschaltbarkeit bei Erstinbetriebnahme. Unmittelbar nach der Produktion sind die im Getriebe verbauten Teile teilweise noch mit Graten aufgrund der Fertigung behaftet. Bei der allerersten Schaltung ergeben sich hierdurch Probleme, da man diese zuerst beseitigen muss, andernfalls wird die tatsächliche Endlage des jeweiligen Ganges nicht erreicht. Dies erfolgt beim ersten Anfahren der Gangendlage, welches mit höheren Momenten durchgeführt wird. Daher werden zum Lernen der Getriebepositionen die Gangendlagen je zweimal angefahren. Das erste Mal zum Brechen der Grate, das zweite Mal zum Ertasten und Lernen des Endanschlages. Eine Adaption der Motorparameter durch Adaption des zum jeweiligen Motorparameter gehörigen Adaptionsparameters erfolgt noch nicht.
Ein Problem bei der Getriebeinbetriebnahme ist jedoch immer das Erfassen einer Schwergängigkeit des Getriebes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ermitteln zu können ob für ein automatisiertes Getriebe Schwergängigkeit vorliegt.
Schwergängige Getriebe sollen nicht in den Produktionsprozess gelangen, da diese im späteren Betrieb zu frühzeitigen Ausfällen führen. Der Motorparameter kann hierzu nicht verwendet werden, da dieser aufgrund der oben genannten Gründe noch nicht adaptiert wurde.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, einem Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 5, sowie einer Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 6 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht die Ermittlung einer Schwergängigkeit eines automatisierten Getriebes mit einer Getriebeaktorik mit einem Elektromotor für ein Kraftfahrzeug im Rahmen der Erstinbetriebnahme des Getriebes nach der Produktion vor. Dazu wird in einem Grateschritt bei eingelegtem Gang die Gangendlage angefahren um Grate zu brechen.
In einem Lernschritt wird bei eingelegtem Gang die Gangendlage nochmals angefahren um die Gangendlage zu ermitteln. In einem Adaptionsschritt wird anschließend der Kompensationsparameter des Elektromotors adaptiert, wobei aus dem zeitlichen Verlauf des Kompensationsparameters während der Adaption die Schwergängigkeit ermittelt wird.
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass unter Zuhilfenahme der Adaption des Kompensationsparameters, die Kräfteverhältnisse im Vergleich zur nominalen Kennlinie des Elektromotors – inklusive der daran angeschlossenen Aktorik – gut dargestellt werden können. Sodass verbesserte Aussagen zur Schwergängigkeit möglich sind.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Das Verfahren sieht vorteilhafter Weise vor, dass im Adaptionsschritt die Adaption des Kompensationsparameters mit einem Initialisierungswert beginnt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Anfahren der Gangendlage im Grateschritt mit einem höheren Drehmoment des Elektromotors ausgeführt als im Lernschritt.
Auf Schwergängigkeit wird erkannt, wenn im Adaptionsschritt der adaptierte Wert des Kompensationsparameters einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Erfindungsgemäß wird auch ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm vorgeschlagen, das Softwaremittel zur Durchführung der oben genannten Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
Erfindungsgemäß wird auch eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Schwergängigkeit eines automatisierten Getriebes mit einem Steuergerät, mit einer Getriebeaktorik mit einem Elektromotor für ein Kraftfahrzeug im Rahmen der Erstinbetriebnahme des Getriebes nach der Produktion vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst ein Steuergerät, welches dazu vorgesehen ist, in einem Grateschritt bei eingelegtem Gang die Gangendlage mittels der Getriebeaktorik anzufahren um Grate zu brechen, in einem Lernschritt bei eingelegtem Gang die Gangendlage mittels der Getriebeaktorik nochmals anzufahren und die Gangendlage zu ermitteln und in einem Adaptionsschritt den Kompensationsparameter des Elektromotors zu adaptieren und aus dem zeitlichen Verlauf des Kompensationsparameters während der Adaption die Schwergängigkeit zu ermitteln.
Der Initialisierungswert des Kompensationsparameters ist in einem Speicherbereich – beispielsweise des Steuergeräts – abgelegt, auf den die Software des Steuergerätes zugreifen kann.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung.
Es zeigen im Einzelnen:
1 schematisch den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf
2 schematische Darstellung der zusammenwirkenden Komponenten
1 zeigt schematisch den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf. Im Abfrageschritt 10 wird überprüft ob eine Erstinbetriebnahme eines automatisierten Getriebes erfolgt. Ist dies der Fall wird im Grateschritt 20 erfindungsgemäß das Einlegen des Ganges mit gegenüber dem im nächsten Schritt – dem Lernschritt 30 – höheren Drehmoment des Elektromotors durchgeführt, wobei die Grate gebrochen werden. Der Gang wird anschließend ganz oder teilweise wieder ausgelegt.
Im folgenden Schritt, dem Lernschritt 30 wird das Einlegen des Ganges noch einmal mit nominalem Drehmoment der Getriebeaktorik bzw. des als Antrieb dienenden Elektromotors durchgeführt, wobei die Gangendlage ermittelt und gelernt wird. Wie hoch das nominale und wie hoch das im Grateschritt 20 verwendete Drehmoment konkret ist, muss individuell für den jeweiligen Getriebetyp festgelegt werden.
Anschließend wird im Adaptionsschritt 40 ausgehend vom Initialisierungswert des Kompensationsparameters, der üblicherweise als vorgegebener Defaultwert in einem Speicher hinterlegt ist, der Kompensationsparameter des Elektromotors adaptiert. Die während der Adaption ermittelten Werte werden zur Bewertung der Schwergängigkeit verwendet. Übersteigt ein ermittelter Wert einen vorgegebenen Schwellenwert, wird auf Schwergängigkeit erkannt.
Alternativ können die ermittelten Werte auch erst gefiltert oder aus mehreren ermittelten Werten ein Mittelwert gebildet werden bevor die so errechneten Werte mit dem Schwellenwert verglichen werden.
Überschreitet innerhalb einer vorgegebenen Anzahl von durchgeführten Adaptionen oder alternativ innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums der adaptierte Kompensationsparameter einen vorgegebenen Schwellenwert so wird auf Schwergängigkeit geschlossen. Die vorgegebene Anzahl an Adaptionen oder der vorgegebene Zeitraum startet dabei je nach Getriebetyp entweder von Beginn der Adaption an oder erst nach einer vorgegebenen Passiv-Anzahl von Adaptionen bzw. einem vorgegebenen Passiv-Zeitraum während der bzw. dem zwar die Adaption aber noch kein Vergleich mit dem Schwellenwert durchgeführt wird.
Ein Schwellenwert oberhalb dessen ein Getriebe nun als schwergängig betrachtet wird, muss ebenfalls empirisch für die jeweiligen Getriebetypen ermittelt werden.
Alternativ deutet dies je nachdem, in welche Richtung – im Sinne von größer oder kleiner – der Kompensationsparameter des jeweiligen Elektromotors adaptiert wird, auf eine Schwer- oder Leichtgängigkeit hin.
Der vorzugebende Zeitraum sowie der vorzugebende Schwellenwert sollte auf Grundlage des konkret in Betrieb zu nehmenden individuellen Getriebetyps festgelegt werden, je nachdem was die Erfahrung in Bezug auf den individuellen Getriebetyp lehrt. Bei der Festlegung ist auch das gewählte Adaptionsverfahren zu berücksichtigen.
Nach diesem Verfahren besteht die Möglichkeit, schwergängige Getriebe zu detektieren und auszuschleusen, noch bevor diese in den weiteren Produktionsprozess gelangen.
2 zeigt schematisch die zusammenwirkenden Komponenten einer Vorrichtung, die zur Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens geeignet ist.
Diese Vorrichtung dient zur Ermittlung einer Schwergängigkeit eines automatisierten Getriebes 170 mit einer Getriebeaktorik 172 die mit einem Elektromotor als Antrieb versehen ist, für ein Kraftfahrzeug nach der Produktion bei Aktivierung des automatisierten Getriebes 170, wenn eine Erstinbetriebnahme des Getriebes 170 vorliegt.
Ein solches Getriebe weist eine Mehrzahl von Getriebestufen auf. Darüber hinaus ist eine automatisierte Kupplung 160 im Antriebsstrang 140 des Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit 150 und dem Getriebe 170 angeordnet. Die Kupplung 160 ist durch eine Kupplungsaktorik 162 als Betätigungsmittel der Kupplung 160 von einem Kupplungssteuergerät 164 gesteuert. Die Getriebestufen im Getriebe 170 werden durch eine Getriebeaktorik 172 als Betätigungsmittel des Getriebes 170 geschaltet und die Getriebeaktorik 172 wird von einem Getriebesteuergerät 174 gesteuert.
Durch ein Steuergerät 174, 180 – je nach Zweck kann dies das Getriebesteuergerät 174 oder ein über- oder nebengeordnetes oder ein weiteres Steuergerät 180 sein – wird ermittelt ob eine Erstinbetriebnahme des automatisierten Getriebes 170 vorliegt. Ist dies der Fall wird durch das Steuergerät 174, 180 veranlasst, dass in einem Grateschritt 20 bei eingelegtem Gang die Gangendlage mittels der Getriebeaktorik 172 angefahren wird um Grate zu brechen. Anschließend wird der Gang wieder ausgelegt. In einem Lernschritt 30 wird – ebenfalls durch das Steuergerät 174, 180 veranlasst – bei eingelegtem Gang die Gangendlage mittels der Getriebeaktorik nochmals angefahren und die Gangendlage ermittelt und gelernt. In einem Adaptionsschritt 40 wird der Kompensationsparameter des Elektromotors adaptiert 40, wobei mittels des Steuergeräts 174, 180 aus dem zeitlichem Verlauf des Kompensationsparameters während der Adaption die Schwergängigkeit ermittelt wird.
Der Initialisierungswert des Kompensationsparameters ist in einem Speicherbereich – beispielsweise des Steuergeräts – abgelegt, auf den die Software des Steuergerätes zugreifen kann.
Die drei Steuergeräte 164, 174 und 180, die hier aufgrund ihrer unterschiedlichen Funktionen als drei Steuergeräte ausgeführt sind, können selbstverständlich auch als ein Steuergerät oder auf zwei Steuergeräte verteilt ausgeführt sein.

10: Abfrageschritt
20: Grateschritt
30: Lernschritt
40: Adaptionsschritt
140: Antriebsstrang
150: Antriebseinheit
160: Kupplung
162: Kupplungsaktorik
164: Kupplungssteuergerät
170: Getriebe
172: Getriebeaktorik
174: Getriebesteuergerät
180: Steuergerät

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005000888 A1 [0002]
- DE 10316436 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Ermittlung einer Schwergängigkeit eines automatisierten Getriebes mit einer Getriebeaktorik mit einem Elektromotor für ein Kraftfahrzeug im Rahmen der Erstinbetriebnahme (10) des Getriebes nach der Produktion, wobei in einem Grateschritt (20) bei eingelegtem Gang die Gangendlage angefahren wird um Grate zu brechen, in einem Lernschritt (30) bei eingelegtem Gang die Gangendlage nochmals angefahren wird um die Gangendlage zu ermitteln und in einem Adaptionsschritt (40) der Kompensationsparameter des Elektromotors adaptiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem zeitlichen Verlauf des Kompensationsparameters während der Adaption die Schwergängigkeit ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Adaptionsschritt (40) die Adaption des Kompensationsparameters mit einem Initialisierungswert beginnt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfahren der Gangendlage im Grateschritt (20) mit einem höheren Drehmoment ausgeführt wird als im Lernschritt (30).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf Schwergängigkeit erkannt wird, wenn der adaptierte Wert des Kompensationsparameters einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, das Softwaremittel zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
Vorrichtung zur Ermittlung einer Schwergängigkeit eines automatisierten Getriebes (170) mit einem Steuergerät (174), mit einer Getriebeaktorik (172) mit einem Elektromotor für ein Kraftfahrzeug im Rahmen der Erstinbetriebnahme (10) des Getriebes (170) nach der Produktion, wobei das Steuergerät (174) dazu vorgesehen ist, in einem Grateschritt (20) bei eingelegtem Gang die Gangendlage mittels der Getriebeaktorik (172) anzufahren um Grate zu brechen, in einem Lernschritt (30) bei eingelegtem Gang die Gangendlage mittels der Getriebeaktorik (172) nochmals anzufahren und die Gangendlage zu ermitteln und in einem Adaptionsschritt (40) den Kompensationsparameter des Elektromotors zu adaptieren, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Steuergeräts (174) aus dem zeitlichem Verlauf des Kompensationsparameters während der Adaption die Schwergängigkeit ermittelt wird (40).