AT515311B1 - Verfahren zur steuerung zumindest einer kupplung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung zumindest einer hydraulisch mittels eines Kupplungsdruckes (pK) betätigten Kupplung (10, 20) in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges, welcher ein automatisiertes Schaltgetriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe aufweist, wobei mittels zumindest einer Pumpe (3) ein hydraulischer Systemdruck (pL) erzeugt wird. Um den Wirkungsgrad zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass die Kupplung (10, 20) direkt durch den den Kupplungsdruck (pK) bildenden Systemdruck (pL) betätigt wird, indem der direkt auf die Kupplung (10, 20) einwirkende Systemdruck (pL) moduliert wird.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung zumindest einer hydraulisch mittels eines Kupplungsdruckes betätigten Kupplung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges, welcher ein automatisiertes Schaltgetriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe aufweist, wobei mittels zumindest einer Pumpe ein hydraulischer Systemdruck erzeugt wird.

[0002] Bei bekannten automatischen oder automatisierten Schaltgetrieben mit hydraulisch betätigten Schaltkupplungen wird ein konstanter hydraulischer Systemdruck erzeugt, welcher den Systemdruck für die Betätigung der Schaltkupplung bereitstellt. Die Steuerung der Schaltkupplung erfolgt über zumindest ein schaltbares Druckreduzierventil, wobei der relativ hohe Systemdruck auf den erforderlichen Kupplungsdruck gedrosselt wird. Nachteilig ist, dass sich die ständige Bereitstellung des hohen Systemdruckes nachteilig auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt.

[0003] Aus der DE 103 58 005 B3 ist ein Hydrauliksteuersystem eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug bekannt, bei dem jeder Steuerabschnitt zur Steuerung eines Reibelements ein Schaltventil und ein Drucksteuerventil aufweist, so dass Hydraulikdruck, der zu dem jeweiligen Reibelement geführt wird, voll gesteuert wird. Die Ventile werden dabei drehzahlabhängig zur Kupplungskontrolle umgeschaltet.

[0004] Die DE 10 2006 057 058 A1 beschreibt ein Hydrauliksteuersystem eines Automatikgetriebes eines Fahrzeuges, welches einen Leitungsdrucksteuerabschnitt aufweist, der zur Steuerung eines von einer Hydraulikpumpe zugeführten Hydraulikdrucks derart, dass er stabil ist, dient. Weiters weist das Hydrauliksteuersystem einen Druckreduzierabschnitt zur Reduzierung eines von dem Leitungsdrucksteuerabschnitt zugeführten Leitungsdrucks mittels Reduzierventilen auf.

[0005] Die DE 10 2005 012 764 A1 beschreibt eine digital gesteuerte hydraulische Kupplung für ein Motorrad, wobei ein durch eine Hydraulikpumpe gebildeter Druckerzeuger in Abhängigkeit einer digitalen Steuerung einen Druck in einer Flüssigkeit erzeugt, wobei der Druckerzeuger mittels hydraulischer Druckleitung mit einem Gehäuse verbunden ist, dessen Membrane auf eine Druckplatte wirkt, die direkt oder indirekt das Öffnen oder Schließen der Kupplung in dem Maße bewirkt, in dem das der Druckerzeuger vorgibt. Dabei werden vorbestimmte Parameter am Motorrad sensorisch erfasst und durch ein digitales Steuermodul in ein Signal an die Hydraulikpumpe umgewandelt, welche entsprechend dem errechneten Signal einen unterschiedlichen starken Druck erzeugt. Dadurch kann der Kupplungsprozess den aktuellen Daten des Fahrzeuges angepasst werden.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und den Wirkungsgrad zu verbessern und den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu senken.

[0007] Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, dass der Systemdruck moduliert wird und die Kupplung direkt durch den den Kupplungsdruck bildenden, direkt oder über einen Aktuator auf die Kupplung einwirkenden modulierten Systemdruck betätigt wird. Unter Modulation ist hier eine Veränderung einer kennzeichnenden Größe, im vorliegenden Fall des Systemdruckes, zu verstehen, deren Wert erhöht oder abgesenkt werden kann.

[0008] Die Modulierung des Systemdruckes erfolgt unter Berücksichtigung der hydraulischen Verluste, insbesondere der Reibung und der Laufzeit, so dass sich der gewünschte Kupplungsdruck bei völlig geöffneten Kupplungsventilen für die Anfahrkupplung einstellt.

[0009] Dabei wird vorzugsweise ein Sollwert für den Kupplungsdruck als Führungsgröße für den Systemdruck zur Betätigung der Kupplung vorgegeben und der Leitungsdruck auf der Basis dieser Führungsgröße in einem geschlossenen Regelkreis geregelt.

[0010] Der Systemdruck kann stufenlos moduliert werden.

[0011] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Modulation des Systemdruckes mittels zumindest eines - vorzugsweise als Proportionalventil ausgeführten - Systemregelventils erfolgt.

[0012] Beispielsweise kann der Systemdruck während des Anfahrvorganges moduliert, insbesondere abgesenkt werden. Es gibt grundsätzlich Erfahrungswerte für den Kupplungssolldruck beim Anfahren. Bei der vorliegenden Erfindung wird dieser Kupplungssolldruck bei einem vollständig geöffneten Ventil der Anfahrkupplung erreicht, indem der Systemdruck moduliert, also entsprechend dem Solldruck erhöht oder abgesenkt wird.

[0013] Weiters kann der Systemdruck abgesenkt werden, wenn sich das Getriebe des Fahrzeuges im Leerlauf oder in der Parkstellung befindet. Durch das Modulieren bzw. das Absenken des Systemdrucks verringern sich die Reibung und/oder die Verluste der Ölpumpe im automatisierten Schaltgetriebe oder im Doppelkupplungsgetriebe. Durch diese Verringerung des Systemdrucks verringert sich auch der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs beim Anfahrvorgang.

[0014] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Fig. näher erläutert.

[0015] Es zeigen [0016] Fig. 1 den Verlauf des Kupplungsdruckes über der Zeit bei einer herkömmlichen Kupp lungsbetätigung während eines Anfahrvorganges, [0017] Fig. 2 den Verlauf des Systemdruckes und des Kupplungsdruckes über der Zeit bei einer erfindungsgemäßen Kupplungsbetätigung während eines Anfahrvorganges, [0018] Fig. 3 schematisch ein Hydrauliksystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen

Verfahrens in einer ersten Schaltstellung, [0019] Fig. 4 dieses Hydrauliksystem in einer zweiten Schaltstellung und [0020] Fig. 5 dieses Hydrauliksystem in einer dritten Schaltstellung.

[0021] Bei dem in Fig. 1 gezeigten bekannten Verfahren zur Betätigung von Schaltkupplungen wird ein konstanter Leitungsdruck pL, welcher aufgrund des hohen Wertes die dargestellte Skala überschreitet und nicht dargestellt wird, bereitgestellt und mittels eines beispielsweise solenoidbetätigten Druckreduzierventil auf einen Kupplungsdruck pK geregelt, wobei ein Sollwert als Führungsgröße für den Kupplungsdruck vorgegeben wird. In Fig. 1 ist mit pKs der Sollwert und mit pKa der aktuelle Kupplungsdruckes bezeichnet. Der Systemdruck pL ist wesentlich höher als der Kupplungsdruck pK und beträgt beispielsweise konstant 10 bar. Der Anfahrvorgang ist an Hand der Fahrzeuggeschwindigkeit v in der Fig. 1 ersichtlich.

[0022] Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich davon dadurch, dass der vorgegebene Systemdruck (Leitungsdruck) pL nicht konstant, sondern variabel gehalten, insbesondere moduliert wird. An Stelle des Kupplungsdruckes pK wird der Systemdruck pL selbst verändert. Der Sollwert des Kupplungsdruckes pKs dient dabei als Führungsgröße für den Systemdruck pL. Der aktuelle Kupplungsdruck pKa wird somit direkt durch den Systemdruck pL bestimmt der Verlauf des aktuellen Kupplungsdruckes pKa entspricht dabei im Wesentlichen dem Verlauf in Fig. 1, mit dem Unterschied, dass ein viel geringeres Druckniveau für den Leitungsdruck pL bereitgestellt werden muss. Dies führt zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades und zu einer Reduktion des Kraftstoffverbrauchs.

[0023] Die Fig. 3 bis Fig. 5 zeigen beispielhaft ein einfaches Hydrauliksystem 1 zur Betätigung einer als Doppelkupplung ausgebildeten Schaltkupplung mit einer ersten Kupplung 10 und einer zweiten Kupplung 20, mit welchem Hydrauliksystem 1 das beschriebene Verfahren ausgeführt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich aber auch mit anderen herkömmlichen Hydrauliksystemen für automatisierte Schaltgetriebe oder Doppelkupplungsgetriebe ausüben. Das Hydrauliksystem 1 weist eine aus einem Öltank 2 fördernde Ölpumpe 3 auf, welche einen im Wesentlichen konstanten Systemdruck pL bereitstellt und - neben einer konventionellen mechanischen Ölpumpe - auch als rein elektrische Ölpumpe 3 ausgeführt sein kann. Jeder Kupplung 10, 20 ist zum Öffnen und Schließen ein hydraulisch betätigter Aktivator 11, 21 mit einem Betätigungskolben 12, 22 und ein Kupplungsventil 13, 23 zugeordnet. Über den Aktivator 11, 21 kann ein definierter Kupplungsdruck pK zum Schließen der jeweiligen Kupplung 10, 20 auf diese aufgebracht werden- Jeder Betätigungskolben 12, 22 grenzt an einen ersten Druckraum 12a, 22a und an einen zweiten Druckraum 12b, 22b, wobei bei Druckbeaufschlagung des ersten Druckraumes 12a, 22a die jeweilige Kupplung 10, 21 geschlossen und bei Druckbeaufschlagung des zweiten Druckraumes 12b, 22b die jeweilige Kupplung 10, 20 geöffnet wird.

[0024] Mit Bezugszeichen 4 ist ein Druckbegrenzungsventil bezeichnet.

[0025] Der Systemdruck pL wird- je nach den Anforderungen - mit dem Systemregelventil 5 moduliert, was beispielsweise in mehreren vorher festgelegten Stufen erfolgen kann.

[0026] Fig. 3 zeigt das Hydrauliksystem 1 in einer Ruhestellung, wobei sich sowohl die Kupplungsventile 13, 23, als auch das Systemregelventil 5 in einer Ruhestellung befinden. Soll die erste Kupplung 10 geschlossen werden, so wird das erste Kupplungsventil 13 aus der Ruhelage R in eine in den Fig. 4 und Fig. 5 dargestellte Durchzugsposition geschalten. Die Regelung des Kupplungsdruckes pK erfolgt ausschließlich über das Systemregelventil 5, welches abwechselnd zwischen der in Fig. 4 gezeigten ersten Schaltstellung S1 und der Ruhestellung R, der Ruhestellung R und der in Fig. 5 gezeigten zweiten Schaltstellung S2, oder der ersten Schaltstellung S1 und der zweiten Schaltstellung S2 umschaltet. In der ersten Schaltstellung S1 wird dabei der erste Druckraum 12a des Aktivators 11 und in der zweiten Schaltstellung S2 der zweite Druckraum 12b des Aktivators mit Systemdruck pL beaufschlagt. Durch Modulation des Systemdruckes pL kann der Kupplungsdruck pK stufenlose verändert werden.

[0027] Das Systemregelventil 5 und die Kupplungsventile 13, 23 sind bei automatisierten Schaltgetrieben und Doppelkupplungsgetrieben standardmäßig vorhanden. Somit sind keine zusätzlichen Ventile zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich. Das Kupplungsventil 13 bzw. 23 der ersten bzw. zweiten Kupplung 10, 20 wird im Normalfall beim Anfahren des Fahrzeuges auf volle Öffnung gestellt, der Kupplungsdruck wird mit dem Systemdruck pL in der beschriebenen Weise geregelt.

[0028] Das Systemregelventil 5 und die Kupplungsventile 13, 23 können als Proportionalventile ausgebildet sein, welche elektrisch angesteuert werden, wobei für die Ansteuerung sind Strom-Zu-Druck-Kennlinien im Getriebesteuergerät hinterlegt sind.

[0029] Doppelkupplungsgetriebe sind üblicherweise pro Kupplung 10, 20 mit jeweils einem Drucksensor ausgestattet, was die Kalibrierung der Systemdruckmodulation auf den gewünschten Kupplungsdruck pK erleichtert.

Claims (6)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Steuerung zumindest einer hydraulisch mittels eines Kupplungsdruckes (pK) betätigten Kupplung (10, 20) in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges, welcher ein automatisiertes Schaltgetriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe aufweist, wobei mittels zumindest einer Pumpe (3) ein hydraulischer Systemdruck (pL) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Systemdruck (pL) moduliert wird und die Kupplung (10, 20) direkt durch den den Kupplungsdruck (pK) bildenden, direkt oder über einen Aktuator (11, 21) auf die Kupplung (10, 20) einwirkenden modulierten Systemdruck (pL) betätigt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Systemdruck (pL) stufenlos moduliert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation des Systemdruckes (pL) mittels zumindest eines - vorzugsweise als Proportionalventil ausgeführten - Systemregelventils (5) erfolgt.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Systemdruck (pL) während zumindest eines Anfahrvorganges des Fahrzeuges moduliert, vorzugsweise abgesenkt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Systemdruck (pL) abgesenkt wird, wenn sich das Getriebe des Fahrzeuges im Leerlauf oder in der Parkstellung befindet.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sollwert für den Kupplungsdruck (pKs) als Führungsgröße für den Systemdruck (pL) zur Betätigung der Schaltkupplung (10, 20) vorgegeben wird und der Systemdruck (pL) auf der Basis dieser Führungsgröße in einem geschlossenen Regelkreis geregelt wird. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen