DE102004035262A1 - Automatic transmission for controlling speed ratios between input shaft and output shaft of clutch of motor vehicle has transmission mechanism mounted on hollow shaft for air regulation to get absolute figure of number of revolutions - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Automatgetriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a method for controlling an automatic transmission according to the generic term of claim 1
Automatgetriebe werden seit geraumer Zeit in unterschiedlichen Kraftfahrzeugtypen genutzt. Zu ihnen zählen beispielsweise Stufenautomatgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe und stufenlose Getriebe. Allgemein zeichnet sich ein Automatgetriebe durch ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl sowie eine automatisierbare Ansteuerung unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse aus. Unter Getriebe wird hierbei unabhängig von einer möglichen baulichen Aufteilung auf unterschiedliche Baugruppen die Gesamtheit der an der Änderung des Übersetzungsverhältnisses beteiligten und zumindest zeitweise in den Kraftfluss eingebundenen Elemente verstanden.automatic transmission have been around for quite some time in different types of motor vehicles used. Count among them For example, automatic transmissions, dual-clutch transmission and stepless transmission. Generally, there is an automatic transmission through a variable gear ratio between the input speed and the output speed and an automatable Control of different transmission ratios out. Under gear here is independent of a possible structural division on different assemblies the whole the one at the change the translation ratio involved and at least temporarily involved in the flow of power Understood elements.
Ein Schaltbefehl zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses wird zumeist mittels druckmittelbetätigbaren Schaltelementen wie Kupplungen und/oder Bremsen in Getriebeschaltstellungen übersetzt. Dabei werden die Kupplungen bzw. Bremsen zur Synchronisation verschiedener Getriebeelemente und zur Steuerung des Kraftflusses innerhalb des Getriebes verwendet. Im folgenden werden Kupplungen und Bremsen allgemein als Kupplungen bezeichnet. Die verwendeten Kupplungen weisen dabei zumeist als Reibbeläge gestaltete Wirkflächen auf, welche bei geschlossener Kupplung mittels einer zumeist axialen Kraft gegeneinandergedrückt werden und auf diese Weise ein Drehmoment übertragen können.One Switching command for change the translation ratio is usually by means of pressure medium actuated switching elements such Clutches and / or brakes translated into gear shift positions. The clutches or brakes for synchronization are different Transmission elements and for controlling the power flow within the transmission used. In the following, clutches and brakes are common referred to as couplings. The couplings used usually have this as friction linings designed active surfaces on, which with a closed clutch by means of a mostly axial Force pressed against each other be able to transmit torque in this way.
Zur Ansteuerung der Kupplungen werden überwiegend hydraulische Aktuatoren verwendet, welche bei geöffneter Kupplung drucklos sind oder zumindest einen im Vergleich zum Betrieb bei geschlossener Kupplung niedrigen Betätigungsdruck aufweisen. Bei niedrigem Betätigungsdruck werden die Wirkflächen der Kupplung gewöhnlich über eine Rückstellfeder auseinander- und der Kolben der Aktuatoreinheit in Richtung seiner Ausgangslage gedrückt. Die Rückstellfeder kann dabei beispielsweise eine Schraubenfeder, eine Tellerfeder oder eine Kombination verschiedener Federn sein, wobei durch eine Kombination verschiedener Federn unterschiedliche Federkennlinien realisiert werden können.to Control of the clutches are predominantly hydraulic actuators used, which when open Clutch are depressurized or at least one compared to the operation have low actuation pressure when the clutch is closed. at low actuation pressure become the active surfaces the clutch usually via a return spring apart and the piston of the actuator unit in the direction of his Starting position pressed. The return spring can, for example, a coil spring, a plate spring or a combination of different springs, wherein by a Combination of different springs different spring characteristics can be realized.
Da Kupplungen, die momentan nicht in den Kraftfluss eingebunden sind, in fast allen Fällen offen sind, also die Reibbeläge nicht plan an einander anliegen, übertragen sie im Idealfall kein Moment. In der Praxis befindet sich zwischen den Reibbelägen jedoch ein Medium, welches zumeist ein Getriebeöl ist und auch bei offener Kupplung für eine gewisse Momentenübertragung zwischen den Reibbelägen sorgt. Die Momentenübertragung bei offener Kupplung wird als Schleppmoment bezeichnet, die hierdurch entstehenden Verluste an nutzbarem Drehmoment als Schleppverluste. Die Schleppverluste wirken sich zudem durch eine Umsetzung von kinetischer Energie in Wärmeenergie potenziell negativ auf das Getriebe aus.There Clutches that are currently not included in the power flow, in almost all cases are open, so the friction linings they are not planed on each other, they ideally transfer no moment. In practice, however, is located between the friction linings a medium, which is mostly a gear oil and also in open Clutch for a certain torque transmission ensures between the friction linings. The torque transmission when the clutch is open is referred to as drag torque, thereby resulting losses of usable torque as drag losses. The drag losses also affect by a reaction of kinetic Energy in heat energy potentially negatively impacting the transmission.
Das Schleppmoment ist von einer Vielzahl unterschiedlicher Parameter abhängig. Unter anderem hängt es wesentlich vom Lüftspiel ab, also von der Summe der Abstände der Reibbeläge untereinander bei geöffneter Kupplung. Daneben gibt es jedoch noch eine Vielzahl anderer Parameter, welche auf die Größe des Schleppmomentes Einfluss haben. In diesem Parameterraum gibt es je nach Betriebszustand ein Schleppmomentoptimum bezüglich des Schleppmomentes über dem Lüftspiel. Dabei nimmt das Schleppmoment anfänglich mit steigendem Lüftspiel ab. Weiter wachsendes Lüftspiel kann jedoch ein sogenanntes Lamellentaumeln begünstigen, woraus ein deutlich erhöhtes Schleppmoment resultiert.The Drag torque is of a variety of different parameters dependent. Among other things depends it is essential to the clearance from the sum of the distances the friction linings with each other when open Clutch. But there are a lot of other parameters besides, which depends on the size of the drag torque Have influence. This parameter space is available depending on the operating state a drag torque optimum with respect to Drag torque over the clearance. The drag torque initially increases with increasing clearance from. Further growing clearance However, it can favor a so-called lamella wobble, which clearly shows increased Drag torque results.
Da bei einem Automatikgetriebe mit eingelegtem Gang zumeist gleich mehrere Kupplungen, die sich nicht im Kraftfluss befinden, offen mit einer gewissen Differenzdrehzahl betrieben werden, addieren sich die Schleppverluste der einzelnen Kupplungen. Bei einem Doppelkupplungsgetriebe ist bei Fahrt in einem Gang zumindest eine Kupplung nicht im Eingriff und hat somit ein Schleppmoment, das den Wirkungsgrad des Getriebes entsprechend nachteilig beeinflusst. Bei einem stufenlosen Getriebe wird der Wirkungsgrad beispielsweise durch die Rückwärtsgangkupplung oder die Vorwärtsgangkupplung, von denen zumindest eine in jedem Betriebszustand des Getriebes offen ist, nachteilig beeinflusst.There in an automatic transmission with gear engaged mostly the same several couplings that are not in the power flow, open be operated with a certain differential speed, add the drag losses of the individual clutches. In a dual-clutch transmission when driving in a gear at least one clutch is not engaged and thus has a drag torque that reduces the efficiency of the transmission influenced accordingly adversely. In a continuously variable transmission For example, the efficiency is achieved by the reverse clutch or the forward clutch, of which at least one in each operating state of the transmission is open, adversely affected.
Während in bezug auf den Wirkungsgrad des Getriebes ein dem Schleppmomentoptimum entsprechendes Lüftspiel anzustreben ist, bedingen andere Anforderungen an das Getriebe oftmals ein davon abweichendes Lüftspiel. Insbesondere besitzt das Lüftspiel einen erheblichen Einfluss auf die Schaltreaktionszeit des Getriebes, also der Zeitspanne zwischen einer Schaltanforderung und der Ausführung der Schaltanforderung des Getriebes. Die Schaltreaktionszeit zwischen einem Befehl zum Einlegen oder Wechseln eines Ganges und der Ausführung des Befehls soll zumeist möglichst kurz sein, um beispielsweise bei einem Fahrzeug mit einer sogenannten Tipp-Ebene oder „Tiptronic"TM-Schaltung die Vorgabe des Fahrers schnellstmöglich in eine für den Fahrer spürbare Reaktion des Getriebes umzusetzen.While with respect to the efficiency of the transmission, a clearance corresponding to the drag torque optimum is desirable, other requirements on the transmission often require a deviating clearance. In particular, the clearance has a significant influence on the switching reaction time of the transmission, ie the time span between a shift request and the execution of the shift request of the transmission. The switching reaction time between a command for engaging or changing a gear and the execution of the command should be as short as possible, for example, in a vehicle with a so-called tip level or "Tiptronic" TM circuit the default of the driver as quickly as possible in one for the driver implement noticeable reaction of the transmission.
Auch bei Getrieben mit automatischer Gangwahl wird eine kurze Schaltreaktionszeit des Getriebes gefordert, um möglichst schnell die jeweils optimale Fahrstufe aktivieren zu können. Zudem ermöglicht eine kurze Schaltreaktionszeit des Getriebes ein schnelles Wechseln der Gänge, wodurch beispielsweise bei starken Abbremsungen eines Fahrzeugs rechtzeitig in den jeweils nächsten Gang geschaltet werden kann. Steht aufgrund einer zu langen Getriebereaktionszeit die benötigte Synchrondrehzahl der jeweils als nächstes zu aktivierenden Getriebestufe nicht rechtzeitig zur Verfügung, so führt dies zu einer nicht erwünschten Motordrehzahl bei vorgegebenem Geschwindigkeitsverlauf und/oder zu einem spürbaren Ruck sowie allgemein zu einer Beeinträchtigung des Schaltkomforts.Also with transmissions with automatic gear A short switching reaction time of the transmission is required in order to be able to activate the optimum driving speed as quickly as possible. In addition, a short switching reaction time of the transmission allows a quick change of gears, which can be switched in time, for example, in strong decelerations of a vehicle in the next gear. If the required synchronous rotational speed of the respective gear stage to be next activated is not available on time due to an excessively long gear reaction time, this leads to an undesirable engine speed for a given speed profile and / or to a perceptible jerk and generally to an impairment of shifting comfort.
Je größer jedoch das Lüftspiel ist, desto größer ist der Weg, der bis zur direkten Berührung der Reibbeläge zurückgelegt werden muss. Da die Kupplungen automatischer Getriebe überwiegend hydraulisch betätigt werden, bedingt dies bei gleichem Durchmesser des Kupplungskolbens ein größeres Volumen an in den Kupplungskolben einzubringender Hydraulikflüssigkeit und damit eine unter sonst gleichen Randbedingungen längere Betätigungszeit.ever bigger, however the clearance is, the bigger it is the path that goes back to the direct contact of the friction linings must become. Because the clutches of automatic transmissions predominantly hydraulically operated be, due to the same diameter of the clutch piston a larger volume to be introduced into the clutch piston hydraulic fluid and thus a longer operating time under otherwise identical conditions.
Aus
der
Die
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines mit einem Kraftfahrzeug wirkverbunden Automatgetriebes zu schaffen, bei dem im Betrieb zumindest eine Kupplung wahlweise einkuppelbar oder mit einem Lüftspiel offen schaltbar ist und ein einstellbares Lüftspiel aufweist. Dabei soll dieses Lüftspiel derart optimiert werden, dass die Getriebeschaltzeit und die induzierten Schleppverluste minimiert werden, wobei die Gewichtung der Zielgrößen Getriebeschaltzeit und Schleppverlust vorgebbar und variabel sein soll. Zudem soll eine Kompensation der sich aus einem reduzierten Lüftspiel ergebenden Schleppverluste ermöglicht werden. Insgesamt soll so der Schaltkomfort bei einem Schaltvorgang deutlich verbessert werden.In front In this background, the invention is based on the object Method for controlling a motor vehicle operatively connected To provide automatic transmission, wherein in operation at least one Coupling optionally engageable or open with a clearance can be switched and an adjustable clearance having. It should this clearance be optimized so that the gear shift time and the induced Towing losses are minimized, with the weighting of the target variables gear shift time and lag loss should be specifiable and variable. In addition, should a compensation resulting from a reduced clearance resulting tow losses allows become. Overall, so the shifting comfort in a shift be significantly improved.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.The solution This object is apparent from the features of the main claim, while advantageous embodiments and developments of the invention the dependent claims are removable.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich der Schaltkomfort bei einem Schaltvorgang deutlich verbessern und der Wirkungsgrad des Getriebes steigern lässt, wenn einerseits das Lüftspiel in einem möglichst geringen Schleppmoment resultiert um die Schleppverluste zu minimieren, und andererseits das Lüftspiel der zu schaltenden Kupplungen möglichst weit verringert wird um die Schaltreaktionszeit des Getriebes zu minimieren, und drittens das resultierende Gesamtschleppmoment im optimalen Fall durch eine entsprechende Steuerung der Eingangsleistung des Getriebes ganz oder teilweise kompensiert werden kann.Of the Invention is based on the finding that the shifting comfort significantly improve in a shift and the efficiency of the transmission, if on the one hand the clearance in one possible low drag torque results to minimize drag losses and on the other hand the clearance the clutches to be switched as possible is greatly reduced by the switching reaction time of the transmission and, thirdly, the resulting total drag in the optimal case by an appropriate control of the input power of the transmission can be compensated in whole or in part.
Demnach geht die Erfindung von einem Verfahren zur Steuerung eines mit einem Kraftfahrzeug wirkverbunden Automatgetriebes aus, bei dem im Betrieb zumindest eine Kupplung wahlweise einkuppelbar oder mit einem Lüftspiel offen schaltbar ist und ein einstellbares Lüftspiel aufweistTherefore The invention is directed to a method for controlling one with a Motor vehicle operatively connected to automatic transmission, during operation at least one clutch selectively engageable or with a clearance is open switchable and has an adjustable clearance
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist vorgesehen, dass das Lüftspiel der zumindest einen Kupplung so eingestellt wird, dass ein Optimum zwischen der Minimierung der Schaltreaktionszeit der Kupplung und der Minimierung des Schleppverlusts der Kupplung erreicht wird, sowie die Gewichtung zwischen der Minimierung der Schaltreaktionszeit und der Minimierung des Schleppverlustes der zumindest einen Kupplung in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Kupplung und/oder dem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs und/oder Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs automatisch gewählt wird.to solution the task is provided that the clearance the at least one clutch is adjusted so that an optimum between the minimization of the switching reaction time of the clutch and minimizing the drag loss of the clutch, and the weighting between minimizing the switching reaction time and minimizing the drag loss of the at least one clutch dependent on of operating parameters of the clutch and / or the operating state of the Motor vehicle and / or environmental conditions of the motor vehicle automatically selected becomes.
Durch diese Steuerung eines Schaltvorgangs lässt sich ein Optimum für das Lüftspiel ermitteln, welches die gegenläufigen Optimierungsziele eines geringen Lüftspiels zur Verbesserung der Schaltreaktionszeit und eines möglichst geringen Schleppverlustes und damit einem verbesserten Gesamtwirkungsgrad des Getriebes in einem ausgewogenen Kompromiss vereinbart, wobei alle wichtigen Einflussparameter, die im einzelnen weiter unten erläutert werden, einbezogen werden können.By This control of a switching operation can be an optimum for the clearance determine which the opposite Optimization goals of a low clearance to improve the switching reaction time and one possible low drag loss and thus improved overall efficiency the transmission agreed in a balanced compromise, taking all important influencing parameters, which are detailed below explained be included.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Lüftspiel grundsätzlich auf eine Größe begrenzt, bei der bei einer weiteren Vergrößerung des Lüftspiels noch keine wesentliche Erhöhung des Schleppmomentes auftritt. Wird das Lüftspiel vergrößert, so verringert sich zunächst das Schleppmoment mit zunehmendem Abstand der Reibbeläge. Insbesondere bei Kupplungen, deren Reibbeläge zumindest teilweise axial verschieblich auf einer Achse oder Welle angeordnet sind, kommt es jedoch ab einem bestimmten, von den sonstigen Betriebsbedingungen abhängigen Abstand zu einer Lamellentaumeln genannten Erscheinung, bei der zumindest einige Reibbeläge durch taumelnde Bewegungen eine vergrößerte Reibung gegen das umgebende Medium und/oder gegen benachbarte Reibbeläge erzeugen. Hierdurch steigt der Schleppverlust an. Eine Vergrößerung des Lüftspiels in den Bereich des Lamellentaumelns hinein würde daher keine Vorteile in bezug auf das Schleppmoment und gleichzeitig Nachteile in bezug auf die Schaltreaktionszeit mit sich bringen. Das maximal einzustellende Lüftspiel kann getriebetypindividuell anhand von Versuchen ermittelt oder als fester Wert vorgegeben werden. Es ist auch möglich, das maximale Lüftspiel in Abhängigkeit bestimmter Faktoren, insbesondere der Drehzahl der Reibbeläge und/oder der Viskosität des Getriebeöls festzulegen oder zu berechnen.In a preferred embodiment The invention is the clearance in principle limited to one size, in the case of a further enlargement of the air play still no substantial increase in the Drag torque occurs. If the clearance is increased, so decreases first the drag torque with increasing distance of the friction linings. Especially for clutches whose friction linings at least partially axially displaceable on an axle or shaft However, it comes from a certain, of the other Dependent on operating conditions Distance to a lamella called lameness, in the at least some friction linings by tumbling movements an increased friction against the surrounding Medium and / or generate against adjacent friction linings. This increases the tow loss. An enlargement of the clearance in the area of lamellae would therefore no advantages in with respect to the drag torque and at the same time disadvantages with respect on the switching reaction time with it. The maximum to be set clearance can be determined by type of gear or by type of gear fixed value can be specified. It is also possible the maximum clearance dependent on certain factors, in particular the rotational speed of the friction linings and / or the viscosity of the transmission oil or to calculate.
Gemäß einer anderen Variante des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zur Ermittlung des einzustellenden optimalen Lüftspiels als Betriebsparameter der Kupplung eine Getriebeöltemperatur und/oder eine Getriebeölviskosität und/oder eine Differenzdrehzahl der Kupplung und/oder eine Absolutdrehzahl der Kupplung und/oder eine Momentenlast der Kupplung und/oder eine lokale Temperatur der Kupplung und/oder ein Verhältnis einer Getriebeeingansdrehzahl zu einer Getriebeausgangsdrehzahl und/oder eine Hysterese des Lüftspiels bezüglich des Aktuatoreingangswertes für den Kupplungsaktuator herangezogen werden. Durch Berücksichtigung eines oder mehrerer dieser Einflussfaktoren, deren Einfluss in Hinblick auf das einzustellende Lüftspiel nachfolgend beschrieben wird, können die getriebeinternen Bedingungen, welche auf das optimale Lüftspiel Einfluss ausüben, berücksichtigt werden. Welche dieser Einflussfaktoren in der konkreten Ausgestaltung für die Ermittlung des Soll-Lüftabstandes herangezogen werden, muss im Einzelfall anhand der zur Verfügung stehenden Daten, der Kosten für eine Erfassung oder Abschätzung der Daten und deren Verarbeitung, sowie anhand von Überlegungen zur benötigten Rechenzeit und angestrebten Genauigkeit entschieden werden.According to one Another variant of the method can be provided that for the determination of the optimal clearance to be set a transmission oil temperature and / or a transmission oil viscosity and / or as operating parameters of the clutch a differential speed of the clutch and / or an absolute speed the clutch and / or a torque load of the clutch and / or a local temperature of the clutch and / or a ratio of a transmission input speed to a transmission output speed and / or a hysteresis of the clearance concerning the Actuator input value for be used the clutch actuator. By considering a or more of these influencing factors whose influence in terms of to the clearance to be set below is described the internal gear conditions, which on the optimal clearance Exert influence, considered become. Which of these influencing factors in the concrete design for the Determination of the desired release distance used must, on a case by case basis, on the basis of the data available, the costs for one Capture or estimate data and their processing, as well as considerations of required Calculation time and desired accuracy are decided.
Steht die Temperatur des Getriebeöls aufgrund von Messdaten oder Berechnungen zur Verfügung, so kann vorteilhaft bei einer niedrigen Temperatur des Getriebeöls das Lüftspiel der Kupplung vergrößert und bei Ansteigen der Temperatur des Getriebeöls das Lüftungsspiel verringert werden. Hierdurch kann der Einfluss der sich mit der Temperatur ändernden Viskosität des Getriebeöls kompensiert werden. Je höher die Temperatur des Öls ist, desto dünnflüssiger ist es, und desto geringer ist bei sonst gleichen Bedingungen der Schleppverlust an der Kupplung. An Stelle einer alleinigen Verringerung des Schleppverlustes kann es jedoch sinnvoll sein, die Schaltreaktionszeit durch eine Verringerung des Lüftspiels zu verringern und so den positiven Einfluss einer höheren Getriebeöltemperatur auf den Schleppverlust zumindest teilweise zu Gunsten einer verkürzten Schaltreaktionszeit zu kompensieren.Stands the temperature of the transmission oil based on measurement data or calculations available, so can advantageously at a low temperature of the transmission oil, the clearance the clutch is enlarged and as the temperature of the transmission oil increases, the ventilation clearance is reduced. This allows the influence of changing with the temperature viscosity of the transmission oil be compensated. The higher the temperature of the oil is, the thinner it is it, and the lower is the drag loss under otherwise identical conditions at the clutch. In place of a sole reduction in drag loss However, it may be useful to the switching reaction time by a Reduction of the clearance to reduce and so the positive influence of a higher transmission oil temperature on the tow loss at least partially in favor of a shortened switching reaction time to compensate.
Ähnliches gilt, wenn eine Verringerung der dynamischen Viskosität des Getriebeöls vorliegt, die beispielsweise aufgrund einer Alterung des Getriebeöls oder durch einen Wechsel auf ein anderes Getriebeöl eintreten kann. Eine Verringerung der dynamischen Viskosität des Getriebeöls hat ebenfalls den Effekt, dass unter sonst gleichen Randbedingungen das Schleppmoment der Kupplung verringert wird. Dieser Effekt kann nun ebenfalls ganz oder teilweise dazu verwendet werden, an Stelle eines geringeren Schleppmomentes durch eine Verringerung des Lüftspiels der Kupplung die Schaltreaktionszeit zu verkürzen.something similar when there is a reduction in the dynamic viscosity of the gear oil, For example, due to aging of the transmission oil or can occur by changing to another gear oil. A reduction the dynamic viscosity of the transmission oil also has the effect that under otherwise identical conditions the Drag torque of the clutch is reduced. This effect can now also be used in whole or in part instead of one lower drag torque by reducing the clearance the clutch to shorten the switching reaction time.
Erhöht sich bei sonst gleichen Randbedingungen die Differenzdrehzahl zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Kupplung, so kann es vorteilhaft sein, das Lüftspiel zu vergrößern, da das Schleppmoment wesentlich von dieser Differenzdrehzahl abhängt und es daher oft ratsam ist, diesen Anstieg zumindest teilweise zu kompensieren und dabei bewusst einen entsprechenden Anstieg der Schaltreaktionszeit in Kauf zu nehmen. Dies gilt um so mehr, als bei vielen Getriebebauarten die Differenzdrehzahl derjenigen Kupplungen besonders hoch ist, deren zugeordnete Getriebestufen ein von dem aktuell gewählten Übersetzungsverhältnis besonders stark abweichendes Übersetzungsverhältnis aufweisen. Die Aktivierung dieser Kupplungen innerhalb des nächsten Zeitraumes ist jedoch zumeist recht unwahrscheinlich. Daher kann hier eine verlängerte Schaltrektionszeit in Kauf genommen werden.Increases under otherwise identical conditions, the differential speed between the input side and the output side of the clutch, it may be advantageous to increase the clearance, since the drag torque depends significantly on this differential speed and it is therefore often advisable to compensate for this increase at least partially and consciously accept a corresponding increase in the switching reaction time. This applies even more so than in many types of transmission, the differential speed of those clutches is particularly high, whose associated gear stages have a particularly deviating from the currently selected gear ratio ratio. Activation of these couplings within the next period, however, is usually unlikely. Therefore, an extended shift response time can be accepted here.
Bei einer Erhöhung der Absolutdrehzahl am Getriebeeingang bzw. Getriebeausgang der Kupplung kann es ebenfalls ratsam sein, das Lüftspiel zu vergrößern, um die mit steigender Absolutdrehzahl steigenden Schleppverluste zumindest teilweise zu kompensieren.at an increase the absolute speed at the transmission input or transmission output of Clutch may also be advisable to increase the clearance to at least, the rising losses with increasing absolute speed partially compensate.
Wird durch Berechnungen oder Messungen die Überschreitung einer Obergrenze einer lokalen Temperatur der Kupplung festgestellt, die bei einem weiteren Ansteigen der Temperatur eine dauerhafte Schädigung, einen stark erhöhten Verschleiß oder gar eine Zerstörung der Kupplung oder auch eine übermäßige Alterung des Getriebeöls zur Folge hätte, so ist es vorteilhaft das Lüftspiel zu vergrößern um den Ölstrom zur Kühlung und Schmierung in diesem Bereich zu vergrößern.Becomes through calculations or measurements exceeding an upper limit a local temperature of the clutch detected at another Increasing the temperature permanent damage, greatly increased wear or even a destruction the clutch or excessive aging of the transmission oil would result so it is advantageous the clearance to increase the oil flow to cooling and to increase lubrication in this area.
Steht eine unmittelbare und kurzfristige Schädigung durch überhöhte Temperatur zu befürchten, so ist eine durch die Vergrößerung des Lüftspiels bedingte vergrößerte Schaltreaktionszeit im Vergleich zum Schutz des Getriebes unwichtig, und die Steuerung sollte einzig auf der effektiven Kühlung der betreffenden Getriebestelle ausgerichtet sein. In einem Temperaturgrenzbe reich, in dem zwar ein erhöhter Verschleiß oder eine verstärkte Alterung stattfindet, aber kein unmittelbarer Schaden zu befürchten ist, kann dagegen zwischen dem Ziel der möglichst effektiven Kühlung und dem Ziel einer gleichzeitig möglichst kurzen Schaltreaktionszeit abgewogen und das Lüftspiel entsprechend gewählt werden.Stands Immediate and short-term damage due to excessive temperature to fear, so is one by the enlargement of the Clearance game conditional increased switching reaction time Compared to the protection of the transmission unimportant, and the controller should be based solely on the effective cooling of the gearbox concerned be aligned. In a Temperaturgrenzbe rich, where indeed an elevated one Wear or a reinforced one Aging takes place, but no immediate damage is to be feared, can, however, between the goal of the most effective cooling and the goal of one at the same time as possible weighed short switching response time and the clearance are selected accordingly.
Aufgrund von Reibungseinflüssen kann es zu einer Hysterese des Lüftspiels bezüglich eines Aktuatoreingangswertes, beispielsweise eines hydraulischen Kupplungsdrucks kommen. Diese Hysterese hat ohne eine Berücksichtigung bei der Ermittlung des Sollwertes für den Aktuatoreingangswert zur Folge, dass in Abhängigkeit von der Verstellrichtung des Lüftspiels ein gleicher absoluter Wert des Aktuatoreingangswertes zu unterschiedlichen Lüftspielen führt. Es ist daher ratsam, die Hysterese so mit in die Ermittlung des Aktuatoreingangswertes einzubeziehen, dass die Hysterese zumindest weitgehend kompensiert wird. Da die Reibung oft temperaturabhängig ist, kann es hierfür sinnvoll sein, eine temperaturabhängige Hysteresekorrektur vorzusehen.by virtue of of friction influences There may be a hysteresis of the clearance in terms of an actuator input value, for example, a hydraulic Clutch pressure come. This hysteresis has no consideration in determining the setpoint value for the actuator input value as a result, depending on from the adjustment direction of the clearance an equal absolute value of the actuator input value to different Lüftspielen leads. It It is therefore advisable to include the hysteresis in the determination of the actuator input value involve that the hysteresis at least largely compensated becomes. Since the friction is often temperature-dependent, it can make sense for this purpose be a temperature-dependent Provide hysteresis correction.
Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn unmittelbar nach einem erfolgten Öffnen einer Kupplung das Lüftspiel vergrößert wird. Bei der Öffnung der Kupplung kommt es kurzzeitig zu einer Gleitreibung der Reibbeläge aneinander und damit zu einer stark erhöhten Umwandlung von kinetischer Energie in Wärmeenergie. Zur schnellen Normalisierung der Temperatur der Kupplung und insbesondere von lokalen Temperaturspitzen ist es daher vorteilhaft, wenn für eine gewisse Zeit das Lüftspiel und damit die Getriebeölmenge und der Getriebeöldurchsatz zwischen den Reibbelägen erhöht wird. Dabei kann der Betrag und die Zeitdauer der Vergrößerung des Lüftspiels fest vorgegeben sein oder in Abhängigkeit von Parametern gewählt werden, welche in einem Zusammenhang mit der örtlich entstehenden maximalen Temperatur stehen. Diese Parameter können insbesondere die Momentenlast der Kupplung, die Getriebeöltemperatur, die Dauer der Gleitreibung, und die Zeitspanne seit der letzten Kupplungsbetätigung sein.Further It may be advantageous if immediately after a successful opening of a Clutch the clearance is enlarged. At the opening The coupling occurs briefly to a sliding friction of the friction linings together and thus to a greatly increased Transformation of kinetic energy into heat energy. For fast normalization the temperature of the coupling and in particular of local temperature peaks It is therefore advantageous if for a certain time the air play and thus the transmission oil quantity and the transmission oil flow rate between the friction linings elevated becomes. In this case, the amount and the duration of the increase in the clearance be fixed or depending on Parameters selected which are related to the local maximum Temperature stand. These parameters can in particular the moment load the clutch, the transmission oil temperature, the duration of the sliding friction, and the time span since the last one clutch Control be.
An Stelle oder bevorzugt zusätzlich zu den bisher erläuterten Einflussfaktoren können zur Ermittlung eines einzustellenden Lüftspiels auch Betriebszustände des Kraftfahrzeugs herangezogen werden. Als Betriebszustand des Kraftfahrzeugs können insbesondere die Betriebstemperatur eines Antriebsmotors und/oder eine Betriebszeit des Antriebsmotors und/oder eine Drehzahl des Antriebsmotors und/oder ein Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Diese Parameter erlauben teilweise die Verwendung von üblicherweise ohnehin verfügbaren Informationen an Stelle von Getriebeparametern, die möglicher Weise nur durch extra dafür vorgesehene Sensoren oder aufwändige Modelle erhalten werden können. Neben dieser Möglichkeit der Substitution von speziellen Zustandsdaten des Getriebes durch allgemein verfügbare Zustandsdaten des Kraftfahrzeugs ist jedoch auch deren zusätzliche Berücksichtigung möglich und sogar besonders vorteilhaft.At Place or preferably in addition to the previously explained Influencing factors can to determine a clearance to be set also operating states of Motor vehicle are used. As operating condition of the motor vehicle can in particular the operating temperature of a drive motor and / or an operating time of the drive motor and / or a speed of the Drive motor and / or an operating mode of the motor vehicle used become. These parameters in part allow the use of customary available anyway Information in place of transmission parameters, the possible Way only by extra for it provided sensors or complex Models can be obtained. Besides this possibility the substitution of special status data of the transmission by generally available Condition data of the motor vehicle, however, is also their additional consideration possible and even more advantageous.
Zwischen der Betriebstemperatur eines Antriebsmotors und der Temperatur eines an diesen Antriebsmotor angeschlossenen Getriebes besteht für viele Betriebszustände eine Korrelation. Beide weisen bei einem Kaltstart die _ selbe Ausgangstemperatur auf, und aus dem Grad der Erwärmung des Antriebsmotors kann zumindest in gewissen Grenzen auf die Temperatur des Getriebes geschlossen werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn zusätzlich Informationen beispielsweise über die Anzahl der Schaltvorgänge und/oder die Dauer zwischen den einzelnen Schaltvorgängen und/oder die jeweilige Zeitbezogene Momentenlast des Getriebes mit berücksichtigt und beispielsweise mittels eines Modells ausgewertet werden. An die Stelle der Steuerung in Abhängigkeit von der Temperatur des Getriebeöls kann daher in äquivalenter Weise eine Steuerung auf Basis einer bekannten Antriebsmotortemperatur und der daraus errechneten oder abgeschätzten Getriebetemperatur treten. Dementsprechend ist es vorteilhaft, wenn bei einer niedrigen Betriebstemperatur des Antriebsmotors das Lüftspiel vergrößert wird.There is a correlation between the operating temperature of a drive motor and the temperature of a transmission connected to this drive motor for many operating states. Both have the same starting temperature during a cold start, and the degree of heating of the drive motor can be used to infer the temperature of the transmission at least to a certain extent. This is especially true if additional information, for example, about the number of switching operations and / or the duration between the individual switching operations and / or the respective time-related torque load of the transmission taken into account and evaluated, for example by means of a model. In place of the control function of the temperature of the transmission oil can therefore control in an equivalent manner Based on a known drive motor temperature and the calculated or estimated transmission temperature. Accordingly, it is advantageous if at a low operating temperature of the drive motor, the clearance is increased.
Um sicherzustellen, dass in der besonders kritischen Phase kurz nach einem Motorstart oder einem Motorkaltstart das Getriebeschleppmoment möglichst gering ist, kann bei vor Überschreitung einer vorbestimmten Betriebszeit des Antriebsmotors das Lüftspiel vergrößert werden.Around ensure that in the most critical phase shortly after an engine start or a cold engine start the transmission drag as possible is low, can be over before a predetermined operating time of the drive motor, the clearance be enlarged.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn bei Unterschreitung einer vorbestimmten Drehzahl des Antriebsmotors das Lüftspiel vergrößert wird. Auf diese Weise kann beispielsweise beim Start des Motors oder im Leerlaufbetrieb ein besonders niedriges Schleppmoment eingestellt werden.Further it is advantageous if falling below a predetermined Speed of the drive motor, the clearance is increased. In this way, for example, at the start of the engine or in the Idle mode set a particularly low drag torque become.
In den letzten Jahren ist es insbesondere bei automatisch geschalteten Getrieben üblich geworden, dem Fahrer verschiedene Betriebsmodi zur Verfügung zu stellen. Diese können unter anderem unterschiedliche Abstimmungen des Fahrwerks und/oder der Motorsteuerung sowie des Schaltverhaltens des automatischen Getriebes umfassen. Häufig wird hier eine Umschaltmöglichkeit zwischen einem „sportlichen" Modus, der beispielsweise auf Leistung, Beschleunigung, Kurvenlage und ähnliches optimiert sein kann, und einem „ökonomischen" Modus, der beispielsweise auf Kraftstoffverbrauch und komfortable Fahreigenschaften optimiert sein kann, angeboten. Hier ist es nun besonders vorteilhaft, wenn verschiedene Betriebsmodi eingestellt werden können, welche jeweils eine Priorität des Fahrers über die Schaltreaktionszeit des Getriebes im Verhältnis zu einer Minimierung der Schleppverluste im Getriebe ausdrücken.In In recent years, it is particularly automatic Driven usual become available to the driver various operating modes put. these can Among other things, different tuning of the chassis and / or the motor control and the switching behavior of the automatic Gear include. Often Here is a switch option between a "sporty" mode, for example on performance, acceleration, cornering and the like can be optimized and an "economic" mode, for example optimized for fuel consumption and comfortable handling can be offered. Here it is now particularly advantageous if various operating modes can be set, which each have a priority of the driver over the Switching reaction time of the gearbox in relation to a minimization Express the drag losses in the gearbox.
Entsprechend dieser Prioritäten kann das Lüftspiel entsprechend kleiner eingestellt werden, um kürzere Schaltreaktionszeiten zu erreichen oder größer eingestellt werden, um die Schleppverluste und damit den Kraftstoffverbrauch zu minimieren. Dabei können die unterschiedlichen Modi sich im einfachsten Fall durch einen additiven Korrekturwert des Lüftspiels unterscheiden. Sinnvoll ist jedoch das Vorsehen von jeweils eignen Berechnungsvorschriften oder Modellen für jeden Modus, da auf diese Weise sämtliche herangezogenen Faktoren den jeweiligen Prioritäten entsprechend optimal gewichtet werden können.Corresponding these priorities can the air play be set correspondingly smaller to shorter switching response times to reach or set larger be to the tow losses and thus the fuel consumption to minimize. It can the different modes in the simplest case by a additive correction value of the clearance differ. It makes sense, however, the provision of each appropriate Calculation rules or models for each mode, as to this Way all factors optimally weighted according to the respective priorities can be.
Eine besonders einfache Wahl des zu verwendenden Betriebsmodus, welche zudem den Vorteil besitzt, dem Fahrer eine direkte Kontrolle über die Wahl zu ermöglichen, kann realisiert werden, indem der Modus vom Fahrer durch eine direkte Eingabe festgelegt wird. Hierfür kann beispielsweise ein zwei oder mehrstufiger Schalter im Griffbereich des Fahrers vorgesehen sein, oder eine entsprechende Angabe in einer Personalisierungsdatei abgelegt werden. Dabei kann der Betriebsmodus separat eingestellt werden, oder aus der Einstellung eines anderen direkt eingegebenen Wertes abgeleitet werden, beispielsweise aus einer herkömmlichen Wahlmöglichkeit zwischen einer „sportlichen" oder „ökonomischen" Einstellung von Motor- und/oder Fahrwerksparametern.A particularly simple choice of the operating mode to be used, which It also has the advantage of giving the driver direct control over the choice to enable can be realized by the mode by the driver through a direct Input is specified. Therefor For example, a two-or multi-level switch in the grip area be provided by the driver, or a corresponding indication in a Personalization file are stored. In this case, the operating mode be set separately, or from the setting of another directly derived value, for example, from a usual choice between a "sporty" or "economic" attitude of Engine and / or chassis parameters.
Eine Alternative zu der vorstehend beschriebenen direkten Auswahl des Betriebsmodus besteht in einer automatischen Auswahl des Betriebsmodus aufgrund einer Auswertung von Fahrparametern in der Vergangenheit. Dabei können unterschiedliche Daten wie Beschleunigungswerte, Motordrehzahlen, Pedalwege und ähnliches dazu herangezogen werden, um einen zum Fahrstil des Fahrers passenden Modus auszuwählen.A Alternative to the direct selection of the above described Operating mode consists in an automatic selection of the operating mode due an evaluation of driving parameters in the past. there can different data such as acceleration values, engine speeds, pedal travel and similar to be used to a mode appropriate to the driving style of the driver select.
An Stelle oder bevorzugt zusätzlich zu den bisher erläuterten Parametern des Getriebes und des Kraftfahrzeugs können Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs und hier insbesondere die Änderung einer Steigung der Fahrbahn und/oder die Feststellung von Hindernissen im Fahrweg und/oder Verkehrszeichen und/oder der Straßenverlauf für die Wahl des Lüftungsspiels herangezogen werden. Sind derartige Umgebungsbedingungen bekannt, können aus Ihnen Wahrscheinlichkeiten für einen bevorstehenden Schaltvorgang ermittelt werden und das Getriebe bei einem wahrscheinlich bevorstehenden Schaltvorgang beispielsweise in der Art vorbereitet werden, dass das Lüftspiel verkleinert wird, um die Schaltreaktionszeit zu verkürzen. Andererseits kann das Lüftspiel vergrößert und damit das Schleppmoment verringert werden, wenn die Umgebungsbedingungen keinen unmittelbar bevorstehenden Schaltvorgang erwarten lassen.At Place or preferably in addition to the previously explained Parameters of the transmission and the motor vehicle can environmental conditions of the motor vehicle and in particular the change of a slope of the Roadway and / or the detection of obstacles in the track and / or Traffic sign and / or the road for the election of the ventilation game be used. Are such ambient conditions known, can out You chances for an impending shift will be determined and the transmission for example, in a likely upcoming shift be prepared in such a way that the clearance is reduced to to shorten the switching reaction time. On the other hand, the clearance can enlarged and so that the drag torque can be reduced when the environmental conditions expect no imminent switching operation.
Wird beispielsweise durch einen Neigungssensor oder durch gespeicherte Kartendaten in Verbindung mit einem Navigationssystem erkannt, dass sich die Steigung der Straße ändert, so kann bei einer Überschreitung einer vorbestimmten Änderung der Steigung der Fahrbahn vor oder unter dem Fahrzeug das Lüftspiel verringert werden, um das Getriebe auf einen wahrscheinlich bevorstehenden Wechsel des Übersetzungsverhältnisses vorzubereiten.Becomes for example, by a tilt sensor or by stored Map data in conjunction with a navigation system that detects itself the slope of the road changes, so can if exceeded a predetermined change of Slope of the road ahead or under the vehicle the clearance be reduced to the gearbox on a likely forthcoming Change of gear ratio prepare.
Ist das Fahrzeug mit einer Hinderniserkennung, beispielsweise mittels einer Radarvorrichtung ausgestattet, so kann bei Erkennung von Hindernissen im Fahrweg des Fahrzeugs das Lüftspiel verringert und das Getriebe so auf die mit großer Wahrscheinlichkeit bevorstehende Abbremsung des Fahrzeugs und den damit verbunden Wechsel des Übersetzungsverhältnisses vorbereitet werden. Eine Fahrzeugfolgeeinrichtung, welche es einem Fahrzeug ermöglicht, mit festgelegtem Abstand hinter einem anderen Fahrzeug herzufahren, ist in diesem Fall bezüglich ihrer Wirkungsweise der Hinderniserkennung gleichgestellt. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug die Geschwindigkeit so stark verringert, dass ein Wechsel des Getriebeübersetzungsverhältnisses angezeigt ist, stellt es in diesem Zusammenhang quasi ein Hindernis dar, auf welches das Fahrzeug durch automatische oder manuelle Abbremsung und Gangwechsel reagiert.If the vehicle is equipped with obstacle detection, for example by means of a radar device, the clearance can be reduced when obstacles are detected in the travel path of the vehicle and the transmission can thus be prepared for the likelihood of imminent deceleration of the vehicle and the associated change in transmission ratio. A vehicle follower, which it a driving makes it possible to drive behind a different vehicle at a fixed distance, is in this case the same as obstacle detection with respect to its mode of operation. In this context, if the preceding vehicle reduces the speed so much that a gear ratio change is indicated, it effectively presents an obstacle to which the vehicle responds by automatic or manual deceleration and gearshift.
Verfügt das Fahrzeug über ein System, welches die Erkennung von Verkehrszeichen ermöglicht, so kann bei der Erkennung bestimmter Verkehrszeichen das Lüftspiel verringert werden, um einen erwarteten bevorstehenden Wechsel des Getriebeübersetzungsverhältnisses vorzubereiten. Dabei ist es unerheblich, ob das Verkehrszeichen physikalisch zum Beispiel mittels bild auswertenden Verfahren erkannt wird, oder ob die Information über die Gültigkeit eines Verkehrszeichens für den aktuell befahrenen oder unmittelbar bevorstehenden Streckenabschnitt beispielsweise mittels elektromagnetischer Wellen übermittelt oder aufgrund von Positionsdaten des Fahrzeugs aus einer Datenbank entnommen wird.Does the vehicle have a System that allows the detection of traffic signs, so may be the clearance in the recognition of certain traffic signs be reduced to an expected upcoming change of Transmission ratio prepare. It does not matter if the traffic sign physically detected, for example by means of image evaluating method will, or if the information is about the validity of a Traffic sign for the currently traveled or imminent section, for example transmitted by electromagnetic waves or due to Position data of the vehicle is taken from a database.
Ist das Fahrzeug mit einem System ausgestattet, welches Informationen über den in naher Zukunft zu befahrenden Straßenverlauf bereitstellt, so kann diese Information besonders vorteilhaft genutzt werden, um bei Erkennung eines Straßenverlaufes, welcher einen bevorstehenden Schaltvorgang erwarten lässt, das Lüftspiel zu verringern und das Getriebe so beispielsweise vor einer Scharfen Kurve oder einer Kreuzung auf den Schaltvorgang vorzubereiten .is the vehicle is equipped with a system that provides information about the in the near future to be traveled road course, so can This information can be used to advantage in recognition a street course, which expect an upcoming shift to reduce the clearance and that Transmission such as in front of a sharp turn or an intersection to prepare for the switching process.
Vorstehend wurden eine Vielzahl möglicher Einflussfaktoren auf das Lüftspiel und die jeweiligen Vorteile ihrer Berücksichtigung erläutert. Dabei können die Wirkrichtungen und resultierenden Differenzgrößen für das Lüftspiel in vielen Fällen additiv verknüpft werden. Wird beispielsweise das Getriebeöl gegen ein dünnflüssigeres gewechselt, so kann dies durch eine Verringerung des Lüftspiels berücksichtigt werden. Ist gleichzeitig die Temperatur des Getriebeöls niedrig, so kann dies durch eine Vergrößerung des Lüftspiels berücksichtigt werden. Eine additive Zusammenführung, eventuell unter Einbeziehung von Gewichtungsfaktoren ist in diesem Fall sinnvoll.above became a multiplicity of possible influencing factors on the clearance and the respective advantages of their consideration explained. there can the directions of action and resulting difference sizes for the clearance in many cases additively linked become. For example, the transmission oil against a dünnflüssigeres This can be done by reducing the clearance be taken into account. If at the same time the temperature of the transmission oil is low, this can be done by an enlargement of the air play considered become. An additive merge, possibly including weighting factors is in this Case makes sense.
Es kann jedoch anderseits Einflussfaktoren geben, welche mit einer relativen oder absoluten Priorität behandelt werden sollen und die daher in einem hierarchischen Verhältnis zu anderen Einflussfaktoren stehen. Wird beispielsweise für eine Kupplung eine kritische Temperatur gemessen oder sonst wie ermittelt, welche ohne Gegenmaßnahmen zu einer Schädigung des Getriebeöls oder gar der Kupplung führen würde, so treten alle anderen Aspekte hinter den Schutz des Getriebes zurück und die Vergrößerung des Lüftspiels aufgrund der hohen lokalen Temperatur zwecks optimaler Kühlung besitzt absolute Priorität.It However, on the other hand, there can be influencing factors which are associated with a relative or absolute priority should be treated and therefore in a hierarchical relationship to other influencing factors. For example, for a clutch a Critical temperature measured or otherwise determined, which without countermeasures to injury of the transmission oil or even the clutch lead would, So all the other aspects go back to the protection of the transmission and the Magnification of the air play due to the high local temperature for optimal cooling absolute priority.
Es ist daher besonders Vorteilhaft, wenn die zur Ermittlung des einzustellenden Lüftspiels herangezogenen Einflussfaktoren in einem hierarchischen Verhältnis zueinander stehen. Dabei können mehrere Einflussfaktoren auf der selben Hierarchieebene stehen. Die Hierarchie kann dabei in einem absoluten Vorrang bestimmter Einflussfaktoren vor anderen und/oder in einer unterschiedlichen Gewichtung beispielsweise mittels Gewichtungsfaktoren und/oder in einer Festlegung von Grenzwerten durch Faktoren einer höheren Hierarchiestufe bestehen, welche den Regel- oder Steuerbereich aufgrund von Einflussfaktoren einer niedrigeren Hierarchiestufe begrenzen.It is therefore particularly advantageous if the for determining the air play Factors used in a hierarchical relationship to each other stand. It can several influencing factors are on the same hierarchical level. The hierarchy can be given in an absolute priority Influencing factors before others and / or in a different one Weighting for example by means of weighting factors and / or in one Definition of limit values by factors of a higher hierarchical level consist of the regulatory or tax area due to influencing factors limit a lower hierarchy level.
Wie bereits erwähnt ist es besonders vorteilhaft, wenn bei Überschreitung einer vorbestimmten Getriebetemperatur und/oder einer vorbestimmten lokalen Temperatur im Getriebe das Lüftspiel unabhängig von anderen Einflussfaktoren vergrößert wird, um eine möglichst gute Kühlung des lokalen Bereiches zu ermöglichen, beziehungsweise um durch eine Verringerung der durch Schleppverluste in das Getriebe eingebrachten Wärmeleistung die Abkühlung des Getriebes zu ermöglichen.As already mentioned It is particularly advantageous if when exceeding a predetermined transmission temperature and / or a predetermined local temperature in the transmission clearance independently is magnified by other influencing factors, as much as possible good cooling to enable the local area or by a reduction in drag losses in the transmission introduced heat output the cooling off to allow the transmission.
Bisher wurden eine Vielzahl von Einflussfaktoren auf das Lüftspiel von Getriebekupplungen benannt und erläutert, ohne dabei jedoch auf Unterschiede zwischen verschiedenen Kupplungen innerhalb eines Getriebes einzugehen. Üblicherweise befinden sich in einem Automatgetriebe mehrere Kupplungen im offenen Zustand. Beispielsweise kann jedes feste Übersetzungsverhältnis mit einer Kupplung versehen sein und eine oder mehrere zusätzliche Kupplungen für eine Drehrichtungsumkehr für einen Rückwärtsfahrgang vorgesehen sein. Dabei ist die Wahrscheinlichkeit einer Kupplungsbetätigung in unmittelbarer Zukunft für verschiedene Kupplungen abhängig vom momentan eingestellten Übersetzungsverhältnis unterschiedlich groß. In den meisten Fällen kommen hierfür nur die Kupplungen in Betracht, welche dem derzeit eingelegten Gang benachbarten Gängen zugeordnet sind, wobei ausgehend vom Leerlauf sowohl der erste Vorwärtsgang als auch der Rückwärtsgang anwählbar sind.So far were a variety of factors influencing the game of play named and explained by gear couplings, but not on Differences between different clutches within a transmission enter into. Usually are in an automatic transmission several clutches in the open Status. For example, any fixed gear ratio with be provided a clutch and one or more additional couplings for one Reversal of direction for a reverse drive be provided. The probability of a clutch actuation in immediate future for different couplings dependent different from the currently set gear ratio large. In most cases come for this only the clutches into consideration, which associated with the currently engaged gear adjacent courses are, starting from the idle both the first forward gear as well as the reverse gear selectable are.
Es sind jedoch auch Getriebesteuerungen bekannt, bei denen über mehrere Gänge hinweg, beispielsweise aus dem fünften in den dritten Gang geschaltet werden kann. Des weiteren existieren eine Vielzahl von speziellen Getrieben, beispielsweise für Geländewagen und Arbeitsfahrzeuge mit Antrieb von Arbeitsmaschinen oder Hilfsaggregaten. Ganz allgemein ist es daher wünschenswert, dass zur Einstellung des Lüftspiels mehrerer Kupplungen jeweils unterschiedliche Gewichtungen der Einflussfaktoren zur Ermittlung des einzustellenden Lüftspiels herangezogenen werden, und dabei unterschiedliche Gewichtungen der Ziele eines geringen Schleppmomentes und einer kurzen Getriebereaktionszeit vorgesehen werden können.However, there are also known transmission controls, which can be switched over several courses, for example, from the fifth to the third gear. Furthermore, there are a variety of special gearboxes, for example, for off-road vehicles and work vehicles with the drive of work machines or auxiliary equipment. In general, therefore, it is desirable that to adjust the clearance of several clutches each un Different weightings of the influencing factors are used to determine the clearance to be set, and thereby different weightings of the objectives of a low drag torque and a short gear reaction time can be provided.
Für den genannten Fall, dass beispielsweise bei einem Betrieb im dritten Gang nur die Kupplungen der Gänge zwei und vier für eine unmittelbar folgende Betätigung in Frage kommen, ist es beispielsweise angebracht, nur für diese Gänge das Lüftspiel zu verkleinern, wenn ein unmittelbar bevorstehender Schaltvorgang erwartet wird, während die anderen offenen Kupplungen auf einen Wert eingestellt bleiben, der ein Optimum hinsichtlich des jeweiligen Schleppmomentes darstellt. In diesem Fall können beispielsweise die Gewichtungsfaktoren für die oben erläuterten Umgebungsbedingungen gleich null gesetzt werden.For the mentioned Case that, for example, in a third-gear operation only the clutches of the gears two and four for an immediate following operation For example, it is appropriate only for this Gears that Clearance to shrink when an imminent shift is expected will, while the other open clutches remain set to a value, which represents an optimum in terms of the respective drag torque. In this case, for example the weighting factors for the above explained Ambient conditions are set equal to zero.
In bestimmten Fällen kann es auch vorteilhaft sein, diejenigen Gänge, welche nach einem erfolgten Schaltvorgang als nächstes schaltbar sind, ebenfalls in eine Schaltvorbereitung einzubeziehen, um bei schnell aufeinanderfolgenden Schaltvorgängen stets optimale Schaltreaktionszeiten zu ermöglichen. Allgemein ausgedrückt werden zur Einstellung des Lüftspiels mehrerer Kupplungen diese Kupplungen zu einer Mehrzahl von Gruppen zugeordnet, für die jeweils unterschiedliche Gewichtungen der zur Ermittlung des einzustellenden Lüftspiels herangezogenen Einflussfaktoren vorgesehen werden und den Gruppen eine unterschiedliche Gewichtung der Ziele eines geringen Schleppmomentes und einer kurzen Getriebereaktionszeit zugeordnet wird.In Certain cases It may also be advantageous, those courses, which after a successful Switching process next are switchable, also in a switch preparation to include Optimal switching response times for fast sequential switching operations to enable. Generally speaking are used to adjust the clearance several couplings these couplings into a plurality of groups assigned for the in each case different weights of the to determine the clearance to be set provided influencing factors and the groups a different weighting of the goals of a low drag torque and a short gear reaction time is assigned.
Insbesondere kann die Zuordnung der Kupplungen zu Gruppen nicht statisch sein, sondern gemäß der berechneten oder geschätzten Wahrscheinlichkeit ihrer Einbindung in den Kraftfluss innerhalb eines vorbestimmten Zeitraumes erfolgen.Especially the assignment of couplings to groups can not be static, but according to the calculated or estimated Probability of their integration into the power flow within a predetermined period.
Eine besonders einfache Realisierung besteht darin, dass für diejenigen Kupplungen, welche nicht unmittelbar für einen nächsten anstehenden Schaltvorgang betätigt werden können, das Lüftspiel in Hinblick auf ein minimales Schleppmoment gewählt wird. Dies kann im einfachsten Fall durch eine feste Vorgabe des Lüftspiels für die jeweiligen Kupplungen realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine entsprechende Berechnung des Lüftspiels unter Einbeziehung der vorstehend erläuterten Einflussfaktoren.A particularly simple realization is that for those Clutches which are not immediately for a next upcoming shift actuated can be the clearance in Is selected for a minimum drag torque. This can be the simplest Case by a fixed specification of the clearance for the respective couplings will be realized. However, a corresponding is particularly advantageous Calculation of the clearance under Inclusion of the above Influencing factors.
Bisher wurde die Ermittlung des einzustellenden Sollwertes für das Lüftspiel anhand relevanter Eingangsgrößen ausführlich erläutert. Zur Ansteuerung der Kupplung und tatsächlichen Einstellung des ermittelten Sollwertes muss jedoch ein konkreter Vorgabewert zur Ansteuerung der Kupplung generiert werden. Da Kupplungen in Automatgetrieben fast ausschließlich hydraulisch betätigt werden, ist es besonders vorteilhaft, wenn zur Einstellung des Lüftspiels ein Sollwert für einen die Kupplung betätigenden hydraulischen Aktuator und insbesondere ein Solldruck für einen Hydraulikzylinder berechnet wird. Dieser Wert kann dann beispielsweise über ansteuerbare Ventile leicht eingestellt werden. Selbstverständlich lässt sich jedoch auch für andere Aktuatoren, wie etwa Elektromotore und pneumatische Aktuatoren, ein Sollwert entsprechend generieren und nutzen.So far was the determination of the setpoint to be set for the clearance explained in detail using relevant input variables. to Control of the clutch and actual setting of the determined Setpoint, however, must have a specific default value for the control the clutch can be generated. Because clutches in automatic transmissions almost exclusively hydraulically operated It is particularly advantageous when adjusting the clearance a setpoint for a clutch actuating hydraulic actuator and in particular a desired pressure for a Hydraulic cylinder is calculated. This value can then, for example, via controllable Valves are easily adjusted. Of course, but also for others Actuators, such as electric motors and pneumatic actuators, Generate and use a setpoint accordingly.
Allerdings kann bei der Generierung des Sollwertes für den Aktuator die Gefahr bestehen, dass beispielsweise aufgrund einer reibungsbedingten Hysterese der Druck-Weg-Kurve die exakte Sollposition nicht immer erreicht wird. Zur Lösung des Problems können selbstverständlich die Hysterese und gegebenenfalls weitere Einflussfaktoren bei der Berechnung des Solldrucks mit berücksichtigt werden. Besonders einfach und genau lässt sich das Lüftspiel jedoch einstellen; wenn die Sollposition eines zu dem Lüftspiel in einem direkten und zumindest kurzfristig festen Verhältnis stehenden Elementes ermittelt wird und der zugeordnete Aktuator in einer Weise aktiviert wird, die zu einer Bewegung des Elementes in Richtung auf die Sollposition führt. Bei Erreichen der Sollposition wird der Aktuator so gesteuert, dass das Element in seiner Sollposition verharrt.Indeed In the generation of the setpoint for the actuator, there may be the risk that for example, due to a friction hysteresis of the pressure-displacement curve the exact target position is not always reached. To solve the problem can Of course the hysteresis and, if necessary, other influencing factors in the calculation the target pressure taken into account become. Especially easy and accurate is the clearance however, adjust; if the target position is one to the clearance in a direct and at least short-term fixed relationship Elementes is determined and the associated actuator in a way is activated, leading to a movement of the element in the direction leads to the target position. Upon reaching the desired position of the actuator is controlled so that the element remains in its nominal position.
Beispielsweise kann ein Wegesensor an der Hydraulikzylindereinheit oder an der Verbindung zwischen Hydraulikzylindereinheit und der Kupplung oder auch an der Kupplung selbst vorgesehen werden. Auf diese Weise lässt sich der Lüftabstand in Form einer direkten Wegmessung ermitteln und die Hydraulikeinheit kann so gesteuert werden, dass das Soll-Lüftspiel exakt eingestellt wird. Selbstverständlich können auch bei diesem Verfahren bei Bedarf weitere Einflussfaktoren wie etwa Wärmedehnungen oder ein durch Verschleiß der Reibbeläge mit der Zeit zunehmendes Lüftspiel bei gleicher eingestellter Wegstrecke des Aktuators berücksichtigt werden.For example a displacement sensor on the hydraulic cylinder unit or on the Connection between hydraulic cylinder unit and the clutch or also be provided on the clutch itself. That way you can the air gap in the form of a direct distance measurement and the hydraulic unit can be controlled so that the target clearance is set exactly. Of course can also with this procedure if necessary further influence factors such as about thermal expansions or a through wear of the friction linings increasing clearance over time considered at the same set distance of the actuator become.
Schließlich sei darauf hingewiesen, dass mittels des bis hierhin vorgestellten Verfahrens das Lüftspiel zwar in Hinblick auf das Schleppmoment und die Schaltreaktionszeit auf ein jeweiliges Gesamtoptimum eingestellt werden können. Dadurch kann sich aber dennoch ein Schleppmoment am Getriebe ergeben, welches aufgrund seiner absoluten Größe, vor allem jedoch aufgrund kurzfristiger Größenschwankungen das Fahrverhalten des Fahrzeugs negativ beeinflussen kann. Es wird daher zudem vorgeschlagen, dass die Summe der Schleppmomente mehrerer Kupplungen gemessen, berechnet oder abge schätzt wird, und dass das sich ergebende Gesamtschleppmoment oder dessen Änderungswert dazu verwendet wird, um auf die Antriebeseinrichtung (Antriebsmotor) des Getriebes in der Art einzuwirken, dass das Gesamtschleppmoment durch eine Erhöhung der Eingangsleistung der Antriebseinrichtung ganz oder teilweise kompensiert wird.Finally, it should be noted that by means of the method presented so far, the clearance can be adjusted to a respective overall optimum with regard to the drag torque and the switching reaction time. However, this may still result in a drag torque on the transmission, which may adversely affect the driving behavior of the vehicle due to its absolute size, but above all due to short-term size variations. It is therefore also proposed that the sum of the drag torques of several clutches is measured, calculated or estimated, and that the resulting total drag torque or its change value is used to act on the drive device (drive motor) of the transmission in such a way that the total drag torque is fully or partially compensated by an increase in the input power of the drive device.
Dabei kann an Stelle einer vollständigen Kompensierung des Gesamtschleppmomentes bevorzugt nur derjenige Anteil des Schleppmomentes vollständig oder teilweise kompensiert werden, welcher über das minimale Schleppmoment oder ein mittleres Schleppmoment hinausgeht, da dieser Anteil in der Praxis zu einer vom Fahrer bemerkbaren Veränderung der Antriebseigenschaften des Fahrzeugs führt. Die Kompensation des Schleppmomentes kann beispielsweise über eine entsprechende Ansteuerung eines Motorsteuergerätes zur Anhebung einer Motordrehzahl und/oder einer Erhöhung des Motordrehmomentes erfolgen.there may be in place of a full compensation of the total drag torque, only that part of the drag torque prefers completely or partially compensated, which on the minimum drag torque or a mean drag torque, since this proportion in the practice of a driver noticeable change in the drive characteristics of the vehicle leads. The compensation of the drag torque can for example via a appropriate control of an engine control unit to increase an engine speed and / or an increase in the Motor torque done.
Insbesondere bei einer Veränderung des Lüftspiels durch die Steuerung zur Vorbereitung einer oder mehrerer Kupplungen auf einen für die nahe Zukunft vermuteten oder bereits begonnenen Schaltvorgang kann es zu einer für den Fahrer nicht vorhersehbaren Variation des Schleppmomentes des Getriebes kommen. Besonders vorteilhaft wird daher im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass eine sich aus einer Änderung des Lüftspiels zur Vorbereitung auf eine für die nahe Zukunft erwartete oder bereits eingeleitete Kupplungsbetätigung ergebende Änderung des Schleppmomentes ermittelt und durch eine Erhöhung der Eingangsleistung des Antriebsmotors ganz oder teilweise kompensiert wird.Especially in a change of the clearance through the control to prepare one or more clutches on one for the near future suspected or already started switching operation It may be one for the driver unpredictable variation of the drag torque of the Gearboxes come. Therefore, in the context of Invention provided that a from a change of the clearance in preparation for a for the change expected in the near future or already initiated of the drag torque and by increasing the input power of Drive motor is fully or partially compensated.
Abschließend sei erwähnt, dass das erfindungsgemäße Verfahren selbstverständlich nicht auf Kraftfahrzeuge im Sinne von brennkraftgetriebenen Straßenfahrzeugen beschränkt ist, sondern unabhängig von der Art des motorischen Antriebs und der Art des Vortriebs auf sämtliche Fahrzeuge angewendet werden kann, bei welchen eine Motorleistung mittels eines Automatgetriebes in einen Vortrieb oder ein sonstiges nutzbares Moment umgewandelt wird.In conclusion, be mentioned, that the inventive method Of course not on motor vehicles in the sense of combustion-powered road vehicles limited is, but independent on the type of motor drive and the type of propulsion all Vehicles can be applied in which an engine power by means of an automatic transmission in a jacking or otherwise usable moment is converted.
Die Erfindung lässt sich anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutern. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. Diese zeigt inThe Invention leaves itself with reference to an embodiment further explain. For this purpose, the description is accompanied by a drawing. This shows in
In
Das
Federelement
Dabei
kann das Federelement
In
einem ersten Bereich zwischen der Kolbenposition bei druckloser
Hydraulik
Wird
der Kolben
Der
mit
In
Wird
der Kupplungskolben
Soll
hingegen der Kolben nach „links" bewegt werden, so
muss der Druck PK auf ein Niveau der Kolbenkraft abgesenkt werden,
die kleiner der Rückstellkraft
abzüglich
der Reibungskraft ist. Die Reibungskraft hat einen deutlichen Temperatureinfluss
unterhalb einer Grenztemperatur, welche typischerweise bei etwa
10° C liegen
kann. Zur genauen Positionierung des Kolbens
- 11
- Kupplungclutch
- 22
- Abtriebswelleoutput shaft
- 33
- Reibbelägefriction linings
- 44
- GegenreibbelägeGegenreibbeläge
- 55
- Hohlwellehollow shaft
- 66
- Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
- 77
- Kolbenpiston
- 88th
- Dichtelementsealing element
- 99
- Federelementspring element
- 1010
- RückstellelementReturn element
- 1111
- KolbenaußenflächeOuter piston surface
- 1212
- Anschlagattack
- 1313
- Kolbenposition, bei druckloser HydraulikPiston position, with pressureless hydraulics
- 1414
- Kolbenposition, bei der die Belaglamellen aneinander anliegenPiston position, in which the lining plates abut each other
- 1515
- Kolbenposition, an der die Belaglamellen plan aneinander anliePiston position, where the lining lamellae abutted flat against each other
- gengene
- 1616
- Schleppmomentverlauf bei auftretendem LamellentaumelnDrag torque curve in the event of lamella wobble
- 1717
- Kolbenposition bei vollständig geschlossener Kupplungpiston position at complete closed clutch
- BB
- Hysteresehysteresis
- KWKW
- Kolbenwegpiston travel
- MSMS
- Schleppmomentdrag torque
- N_1N-1
- Drehzahl der Abtriebswellerotation speed the output shaft
- N_2N_2
- Drehzahl der Hohlwellerotation speed the hollow shaft
- PP
- Hydraulikdruck, KupplungsdruckHydraulic pressure, clutch pressure
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