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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Druckansteuerung wenigstens
eines rotierenden Schaltelementes eines Automatgetriebes oder automatisierten
Schaltgetriebes, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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Aus
der Praxis sind lastschaltbare Automatgetriebe, welche Planetensätze
mit Kupplungen und Bremsen enthalten, die eine Umschaltung der Gänge unter
Last ermöglichen, hinreichend bekannt. Um einen Gangwechsel
einzuleiten, werden die Reibschaltelemente (Kupplungen bzw. Bremsen) üblicherweise
hydraulisch mit Druck beaufschlagt. Als Lamellenkupplung oder Lamellenbremse
ausgebildete Reibschaltelemente weisen üblicherweise einen
Kolben auf, welcher im betätigten Zustand das Lamellenpaket
durch Druckbeaufschlagung zusammenpresst, wodurch das Schaltelement
das in das Schaltelement eingeleitete Drehmoment reibschlüssig übertragen
kann. Die Befüllung des Kolbenraums des Schaltelementes
mit Druckmittel bzw. die Druckbeaufschlagung seines Kolbens erfolgt üblicherweise
mittels elektrohydraulischer Druckregelventile gegebenenfalls in
Kombination mit Magnetventilen.
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Als
problematisch erweist sich stets die Abdichtung der Druckmittelzufuhr
zu rotierenden Schaltelementen, deren Lamellenträger, der
neben dem Lamellenpaket dieses Schaltelementes auch den Kolben dieses
Schaltelementes aufnimmt und zusammen mit diesem Kolben den Kolbenraum
dieses Schaltelementes bildet, an einem stehenden Getriebebauteil
(beispielsweise auf einer getriebegehäusefesten Nabe) oder
an einem mit Relativdrehzahl zum Kupplungszylinder rotierenden Getriebebauteil
(beispielsweise auf einer Welle) gelagert ist. Üblicherweise
erfolgt die Druckmittelzufuhr zu dem Druckraum eines derartigen
Schaltelementes über Kanäle bzw. Bohrungen des
jeweiligen Getriebebauteils, an oder auf dem der Lamellenträger
mit dem Kolben gelagert ist. Zwar werden derartige Ölzuführungen
zu rotierenden Reibschaltelementen in bekannten Automatgetrieben üblicherweise
mittels rotierender Dichtringe (beispielsweise mittels so genannter
Rechteckringe) abgedichtet, jedoch gewährleisten derartige Dichtringe
keine zuverlässige Abdichtung der Druckmittelzuführung über
größere Zeiträume.
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Üblicherweise
tritt insbesondere bei einem längeren deaktivierten Zustand
der Kupplung eine Leckage in der Ölzuführung auf,
welche jedoch bei einer Schaltung eines rotierenden Schaltelementes nach
längerer Wartezeit nicht berücksichtigt werden kann,
da die Leckage von vielen Parametern abhängt, wie beispielsweise
Fertigungstoleranzen im jeweiligen Getriebe, der tatsächlichen
Getriebeöltemperatur, der Verweilzeit seit der letzten
Schaltung des betroffenen Schaltelementes, dem Drehzahlniveau an
den Dichtringen der Druckmittelzuführung des betroffenen
Schaltelementes seit der letzten Ansteuerung, sowie Drucktoleranzen
in dem elektrohydraulischen Steuergerät des Getriebes.
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Zur
Verhinderung eines Leerlaufens der Druckmittelzuführung
einer rotierenden Lamellenkupplung im nicht betätigten
Zustand ist aus der Praxis eine so genannte Vorbefüllung
bekannt, bei der ein Ölzufuhrkanal der Druckmittelzuführung
zum Kolbenraum des betroffenen Schaltelementes stets mit einem geringen
Mindestdruck beaufschlagt wird, um den Ölzufuhrkanal auch
im nicht geschalteten Zustand der betroffenen Kupplung befüllt
zu halten und hierdurch die Leckage der Druckmittelzuführung
zu kompensieren. Diese Vorbefüllung hat jedoch zum einen
den Nachteil, dass permanent ein geringes Volumen an Druckmittel
in die Druckmittelzuführung geleitet wird, welches auch
stets von der Druckmittelpumpe des Getriebes bereitgestellt werden
muss und als permanent zusätzlich benötigtes Fördervolumen
den Wirkungsgrad des Getriebes insbesondere bei Vorbefüllung
mehrerer Schaltelemente spürbar verschlechtert. Ein weiterer
Nachteil der Vorbefüllung besteht in der technischen Schwierigkeit,
sie unter Berücksichtigung aller möglichen Toleranzen
und der Öltemperatur in der Art auszuführen, dass
einerseits der Kolbenraum des betroffenen nicht geschalteten Schaltelementes
im Betrieb des Getriebes stets mit Druckmittel befüllt
bleibt, andererseits aber auch ein unbeabsichtigtes Vorlaufen des
Kolbens des betroffenen Schaltelementes an dessen Lamellenpaket ausgeschlossen
und somit eine unbeabsichtigte Drehmomentübertragung des
betroffenen Schaltelementes sicher ausgeschlossen ist. Somit ist
bei einer Vorbefüllung die Gefahr gegeben, dass durch den Druck
der Vorbefüllung das deaktivierte Schaltelement bzw. dessen
Lamellenpaket durch den Kolben zusammengedrückt wird, wodurch
eine unzulässige Übersetzung am Planetengetriebe
entstehen kann, was zumindest einen vorzeitigen Verschleiß oder auch
einen Ausfall des Schaltelementes oder im schlimmsten Fall sogar
ein Blockieren des Getriebes zur Folge haben kann.
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Zur
Verhinderung eines Leerlaufens der Druckmittelzuführung
einer rotierenden Lamellenkupplung im nicht betätigten
Zustand ist aus der
DE 197
55 064 B4 ein Steuerverfahren bekannt, bei dem die betroffene
nicht geschaltete Kupplung seitens der elektrohydraulischen Getriebesteuerung
mit einem zeitgesteuert wiederkehrenden Druckpuls beaufschlagt wird.
Wesentlich hierbei ist zum einen, dass der Druckpuls hinsichtlich
seiner Druckhöhe und von seiner Impulsdauer vordefiniert
ist. Die Druckhöhe ist als fester Wert vordefiniert. Die
Impulsdauer ist entweder als fester Wert oder in Abhängigkeit
der Druckmitteltemperatur vordefiniert, wobei dann die Impulsdauer
mit abnehmender Druckmitteltemperatur steigt. Dabei ist diese temporäre
Druckmittelzuführung durch einen Druckpuls in die betroffene
Kupplung nicht ausreichend, um eine Drehmomentübertragung
der betroffenen Kupplung zu erzeugen. Zum anderen ist bei dem Steuerverfahren
der
DE 197 55 064
B4 wesentlich, dass diese Druckpulse in einen vordefinierten
Zeitintervall wiederkehren. Dabei ist der Zeitabstand zwischen den
jeweils gleichen Druckpulsen entweder als fester Wert oder als gangabhängiger
fester Wert oder in Abhängigkeit der Druckmitteltemperatur
vordefiniert, wobei im letzten Fall dann der Zeitabstand mit abnehmender
Druckmitteltemperatur steigt. Wesentlich bei dem Steuerverfahren
der
DE 197 55 064
B4 ist also, dass im gleichen Gang bzw. bei gleicher Getrie betemperatur
die elektrohydraulische Getriebesteuerung die Druckpulse für
die betroffene nicht geschaltete Kupplung also stets in äquidistanten
Abständen in stets gleicher Impulshöhe und Impulsdauer
ausgibt. Zugunsten des Vorteils einer vergleichweise einfachen Programmierung
und Applikation ist es bei dem Steuerverfahren der
DE 197 55 064 B4 nachteilig,
dass eine Kompensation der obligatorisch vorhandenen Getriebetoleranzen
gar nicht und eine Kompensation von Temperatureinflüssen
nur teilweise möglich ist. Das tatsächliche Entleerverhalten
der betroffenen Kupplung wird hier also nicht berücksichtigt,
bestenfalls nur äußerst grob angenähert.
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Aus
der
DE 199 42 555
A1 ist ein weiteres Steuerverfahren zur Verhinderung eines
Leerlaufens der Druckmittelzuführung einer rotierenden
Lamellenkupplung im nicht betätigten Zustand bekannt. Auch
hierbei weist die Lamellenkupplung einem auf das Lamellenpaket der
Kupplung wirkenden Kolben und eine Druckmittelzuführung
auf, durch welche dieser Kolben zur Verschiebung in eine für
einen aktivierten Zustand der Kupplung definierte Stellung mit Druckmittel
beaufschlagbar ist. Auch bei diesem Steuerverfahren wird im deaktivierten
Zustand der Kupplung in deren Druckmittelzuführung ein
wiederkehrender Druckmittelimpuls eingeleitet, welcher derart dimensioniert
ist, dass der Kolben in einer für den deaktivierten Zustand
der Kupplung definierten Stellung verbleibt. Im Unterschied zur
DE 197 55 064 B4 ist
bei dem Steuerverfahren gemäß der
DE 199 42 555 A1 vorgesehen,
dass dieser wiederkehrender Druckmittelimpuls in Abhängigkeit
einer Verweilzeit der mit dem Druckmittelpuls zu beaufschlagenden Kupplung
im deaktivierten Zustand ausgeführt wird, insbesondere
zyklisch wiederkehrend. Dabei können Druckhöhe
und Impulsdauer dieses Druckmittelimpulses in Abhängigkeit
der Verweilzeit und einer Getriebeöltemperatur und/oder
einem Lüftspiel der mit dem Druckmittelpuls zu beaufschlagenden
Kupplung vorgegeben sein. Hinsichtlich Druckhöhe und Impulsdauer
des Druckmittelimpulses lehrt die
DE 199 42 555 A1 weiterhin, dass der Druckmittelimpuls
vorzugsweise mit einem Druck durchgeführt wird, dessen
Wert einem Schnellfülldruck der mit dem Druckmittelpuls
zu beaufschlagenden Kupplung entspricht, und dass der Druckmittelimpuls
vorzugsweise über eine Zeit durchgeführt wird,
deren Wert etwas kleiner als oder gleich wie eine Schnellfüllzeit
der mit dem Druckmittelpuls zu beaufschlagenden Kupplung ist. Zwar
kompensiert dieses Steuerverfahren die Leckageverluste an einem
abgeschalteten Schaltelement besser als das Steuerverfahren gemäß der
DE 197 55 064 B4 und
verbessert damit das Füllverhalten dieses abgeschalteten
Schaltelementes gegenüber dem Steuerverfahren gemäß der
DE 197 55 064 B4 , jedoch
berücksichtigt auch das Steuerverfahren gemäß der
DE 199 42 555 A1 das
tatsächliche Entleerverhalten des betroffenen Schaltelementes
nur unzureichend.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur Druckansteuerung eines rotierenden Schaltelementes
eines Automatgetriebes oder automatisierten Schaltgetriebes insbesondere
eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, mit dem das Füllverhalten
eines abgeschalteten Schaltelementes im Hinblick auf eine Leckagevermeidung
und die Reproduzierbarkeit einer guten Schaltqualität weiter
verbessert wird.
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Erfindungsgemäß gelöst
wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung geht aus von dem Umstand, dass es insbesondere bei einem
rotierenden Schaltelement eines automatischen oder automatisierten Getriebes
beliebiger Bauart auch im nicht geschalteten Zustand eine gewisse
Leckage im Bereich des dann noch teilweise ölbefüllten
Kolbenraums dieses Schaltelementes und im Bereich der dann noch drucklos ölbefüllten
Druckmittelzuführung zu diesem Kolbenraum gibt. Diese Leckage
im nicht geschalteten Zustand des Schaltelementes wiederum hat beim späteren
Wiederzuschalten dieses Schaltelementes einen negativen Einfluss
auf die Schaltqualität, da die zum Schaltungsbeginn aktuell
tatsächlich benötigte Befüllmenge des
Kolben raums des Schaltelementes auch die zuvor im nicht geschalteten
Zustand des Schaltelementes abgeflossene, aber nicht exakt bekannte
Leckagemenge beinhaltet. Der Erfindung liegt weiterhin die Erkenntnis
zugrunde, dass die Leckagemenge, die im nicht geschalteten Zustand
des Schaltelementes entsteht und beim Wiederbefüllen des
Kolbenraums des Schaltelementes auszugleichen ist, nicht nur davon
abhängt, wie lange das betreffende Schaltelement vor dem
Zuschalten abgeschaltet bzw. deaktiviert war.
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Es
wird ein Verfahren zur Druckansteuerung eines rotierenden Schaltelementes
eines Automatgetriebes oder automatisierten Schaltgetriebes insbesondere
eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, bei dem das Schaltelement mit
einem mit Drehmomentübertragungselementen zusammenwirkenden
Kolben und einer Druckmittelzuführung ausgebildet ist, durch
welche der Kolben zum Verschieben in eine für einen aktivierten
Zustand des Schaltelementes definierten Stellung mit Druckmittel
beaufschlagbar ist, und bei dem in die Druckmittelzuführung
in einem deaktivierten Zustand des Schaltelementes ein Druckmittelimpuls
einleitbar ist, wobei gemäß der Erfindung der
Druckmittelimpuls dann ausgelöst wird, wenn eine aus dem
deaktivierten Schaltelement abfließende Druckmittelmenge
einen vordefinierten Wert erreicht hat.
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Dieser
vordefinierte Wert ist dabei vorzugsweise derart dimensioniert,
dass der Kolben zumindest weitgehend in einer für den deaktivierten
Zustand des Schaltelementes definierten Stellung bleibt und ein
Kolbenraum des Schaltelementes, der durch die Stellung des Kolbens
im deaktivierten Zustand des Schaltelementes definiert ist, zumindest
weitgehend mit Druckmittel befüllt bleibt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei die aus dem
deaktivierten Schaltelement abfließende Druckmittelmenge
mittels eines theoretischen Modells ermittelt, welches das tatsächliche Leerlaufverhalten
des Schaltelementes und seiner Druckmittelzuführung abbildet.
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Als
wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik,
aus dem ein rein zeitgesteuert wiederkehrender Druckmittelimpuls
zur Beaufschlagung eines deaktivierten bzw. nicht geschalteten Schaltelements
eines Automatgetriebes bekannt ist, erlaubt der erfindungsgemäß ereignisgesteuerte Druckmittelimpuls
zur Beaufschlagung eines deaktivierten bzw. nicht geschalteten Schaltelements
eine sehr genaue Anpassung an die realen Verhältnisse an
dem betreffenden Schaltelement. Erfindungsgemäß wird
der Druckpuls, mit dem das deaktivierte Schaltelement temporär
beaufschlagt wird, exakt dann ausgelöst, wenn das entsprechende
Schaltelement gemäß der Modellrechnung so weit
leergelaufen ist, dass ein Ausgleich dieser Leckagemenge in Druckmittelzuführung
und Kolbenraum des Schaltelementes notwendig ist, um für
einen späteren Schließvorgang dieses Schaltelementes
im Rahmen eines Gangwechsels eine reproduzierbar gleich Ausgangssituation
für die Druckansteuerung dieses Schaltelements sicherzustellen.
Auf diese Weise wird die Schaltqualität deutlich verbessert.
Dem Fachmann ist klar, dass das Ergebnis dabei umso besser ist,
je genauer das verwendete Modell das tatsächliche Leerlaufverhalten
des auch im deaktivierten Zustand noch mit Druckmittel befüllten
rotierenden Schaltelementes inklusive seiner Druckmittelzuführung
abbildet.
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So
können im Rahmen dieses Modells eine Vielzahl von Einflussgrößen
berücksichtigt sein, welche die tatsächlich aus
dem deaktivierten Schaltelement abfließenden Druckmittel-
bzw. Leckagemenge beeinflussen. Beispielsweise kann die mittels
Modell ermittelte Druckmittel- bzw. Leckagemenge eine Funktion einer
oder mehrerer der folgenden Parameter sein:
- – die
Verweilzeit des Schaltelementes im deaktivierten Zustand,
- – eine Temperatur, insbesondere die Druckmitteltemperatur
oder die Getriebetemperatur,
- – ein Temperaturkollektiv, mit dem das Schaltelement
oder das Getriebe während der Verweilzeit des Schaltelementes
im deaktivierten Zustand betrieben wird,
- – die in dem Getriebe verwendete Druckmittelsorte und
deren Viskosität bzw. Viskositätsverhalten,
- – eine Drehzahl ist, insbesondere eine Drehzahl des
Schaltelementes wie beispielsweise die Schaltelementeingangsdrehzahl
oder die Drehzahl desjenigen Schaltelementbauteils, welches den
Kolben des Schaltelementes verschiebbar aufnimmt und den mit Druckmittel
befüllbaren Kolbenraum des Schaltelementes bildet,
- – ein Drehzahlkollektiv, mit dem das Schaltelement
oder das Schaltelementbauteil, welches den Kolben des Schaltelementes
verschiebbar aufnimmt und einen mit Druckmittel befüllbaren
Kolbenraum des Schaltelementes bildet, während der Verweilzeit
des Schaltelementes im deaktivierten Zustand betrieben wird,
- – eine aktuelle Toleranzlage des Schaltelementes, beispielsweise
ermittelt aus Befüllparametern einer beim Aktivieren bzw.
Schließen des Schaltelementes Druckansteuerung des Schaltelementes, insbesondere
aus aktuellen adaptierten Werten eines Schnellfülldrucks
und/oder einer Schnellfüllzeit und/oder eines Fülldrucks
und/oder einer Füllzeit der Druckansteuerung des Schaltelementes,
- – eine tatsächlichen Getriebegesamtlaufzeit,
als ein Indikator für Verschleiß und damit für
eine erhöhte Leckage.
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Alternativ
zu der rechnerischen Ermittlung der theoretisch aus dem deaktivierten
Schaltelement abfließenden Druckmittelmenge mittels Modell
kann auch vorgesehen sein, dass die aus dem deaktivierten Schaltelement
abfließende Druckmittelmenge mittels Messung ermittelt
wird.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
der vordefinierte Wert für die aus dem deaktivierten Schaltelement
abfließende Druckmittelmenge, bei dessen Erreichen der Druckmittelimpuls
erfindungsgemäß ausgelöst wird, als schaltelementspezifischer
Wert in einem elektronischen Steuergerät des Getriebes
abgespeichert ist. Hierdurch können kon struktive Besonderheiten
verschiedener Schaltelemente des Getriebes, die alle im deaktivierten – d.
h. im nicht geschalteten – Zustand temporär mit
einem Druckmittelimpuls beaufschlagt werden sollen, auf einfache
Weise berücksichtigt werden.
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Von
seiner Wirkung her ist der erfindungsgemäß ausgelöste
Druckmittelimpuls, mit dem der Kolben des entsprechenden Schaltelementes
im deaktivierten – d. h. im nicht geschalteten – Zustand
des Schaltelementes beaufschlagbar ist, vorzugsweise so bemessen,
dass die im deaktivierten Zustand des Schaltelementes aus dessen
Kolbenraum und Druckmittelzuführung abgeflossenen Leckagemenge möglichst
weitgehend ausgeglichen wird, sodass der Kolben des Schaltelementes
zumindest weitgehend in seiner für den deaktivierten Zustand
des Schaltelementes definierten Stellung verbleibt und der Kolbenraum
des Schaltelementes, der durch die Stellung des Kolbens im deaktivierten
Zustand des Schaltelementes definiert ist, zumindest weitgehend
mit Druckmittel befüllt bleibt.
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Als
weitere Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass Zeitdauer
und/oder Druckhöhe des erfindungsgemäß ausgelösten
Druckmittelimpulses eine Funktion einer Temperatur sind, insbesondere
eine Funktion der aktuellen Druckmitteltemperatur oder der aktuellen
Getriebetemperatur. Zeitdauer und/oder Druckhöhe des erfindungsgemäß ausgelösten
Druckmittelimpulses können aber auch eine Funktion einer
Drehzahl sein, insbesondere eine Funktion einer aktuellen Getriebeeingangsdrehzahl oder
einer aktuellen Schaltelementeingangsdrehzahl oder einer Drehzahl
eines Schaltelementbauteils, welches den Kolben des Schaltelementes
verschiebbar aufnimmt und einen mit Druckmittel befüllbaren Kolbenraum
des Schaltelementes bildet. Diese Ausgestaltungen ermöglichen
eine hohe Genauigkeit beim Ausgleich der im deaktivierten bzw. nicht
geschalteten Zustand abgeflossenen Leckagemenge des entsprechenden
Schaltelementes.
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Im
einfachsten Fall wird der erfindungsgemäß ausgelöste
Druckmittelimpuls als Einzeldruckpuls ausgeführt. Dies
bietet sich insbesondere immer dann an, wenn mit einer vergleichsweise
hohen Wahrscheinlichkeit schon ein kurzer Druckmittelimpuls ausreicht,
um den leerlaufende Kolbenraum des Schaltelements wieder hinreichend
zu befüllen, sodass für eine nachfolgende Schaltung,
bei der das mit dem Druckmittelimpuls beaufschlagte Schaltelement
zugeschaltet werden soll, eine reproduzierbar gleichmäßigen
Ausgangszustand des Füllzustands des entsprechenden Schaltelementes
erreicht wird.
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Alternativ
dazu kann aber auch vorgesehen sein, dass der erfindungsgemäß ausgelöste
Druckmittelimpuls als eine Folge mehrerer in kurzem Abstand hintereinander
folgenden Einzeldruckpulse ausgegeben bzw. ausgeführt wird.
Auf diese Weise kann die Genauigkeit des Leckagemengenausgleichs
für das nicht betätigte Schaltelement nochmals
gesteigert bzw. verbessert werden.
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Entsprechend
wird als eine Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass der
erfindungsgemäß ausgelöste Druckmittelimpuls
als zeitliche Abfolge mehrerer Einzeldruckpulse mit zeitlich äquidistantem
Abstand ausgeführt wird. Alternativ dazu kann vorgesehen
sein, dass der erfindungsgemäß ausgelöste
Druckmittelimpuls als zeitliche Abfolge mehrerer Einzeldruckpulse
mit zeitlich variablem Abstand ausgeführt wird.
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In
einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
der erfindungsgemäß ausgelöste Druckmittelimpuls
als zeitliche Abfolge mehrerer Einzeldruckpulse gleicher Druckhöhe
ausgeführt wird. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass
der erfindungsgemäß ausgelöste Druckmittelpuls
als zeitliche Abfolge mehrerer Einzeldruckpulse variabler Druckhöhe
ausgeführt wird.
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Weitere
Aspekte der Erfindung sollen anhand des folgenden Ausführungsbeispiels
erläutert werden. Hierzu ist in der (einzigen) Figur ein
verein fachter Funktionsablauf für ein beispielhaftes Verfahren
gemäß der Erfindung dargestellt, das Bestandteil einer
elektronischen Getriebesteuerung ist. Mit 1 bezeichnet
ist ein erster Programmschritt, in dem die Funktion gestartet wird.
In einem zweiten Programmschritt 2 wird geprüft,
ob eine Lamellenkupplung, die im nicht aktivierten Zustand außerhalb
einer Gangschaltung bei Bedarf zum Leckageausgleich mit einem Druckmittelimpuls
beaufschlagt werden soll, aktuell mit Druckmittel befüllt
ist. Mit Druckmittel befüllt ist der Kolbenraum der Kupplung
stets dann, wenn diese aktiviert – also geschlossen und
drehmomentübertragend – ist. Der Kolbenraum der
Kupplung kann aber auch im deaktivierten – also nicht geschlossenen
und nicht drehmomentübertragenden – Zustand durch
Aufrechterhaltung eines definiert kleinen Druck im Kolbenraum mit
Druckmittel befüllt sein, was aus dem Stand der Technik
als so genannte Vorbefüllung bekannt ist und dazu dient,
dass der Kolben der desaktivierten – also nicht drehmomentübertragenden – Kupplung
in einer Kolbenstellung nahe dem Lamellenpaket der Kupplung verbleibt,
um bei einem späteren Zuschalten der Kupplung die Reaktionszeit
zwischen Schaltbefehl und tatsächlicher Drehmomentübertragung
zu verkürzen. Ist die Kupplung in Programmschritt 2 aktuell
befüllt, so wird der Funktionsablauf mit Programmschritt 6 fortgesetzt, der
das Ende der Funktion bezeichnet. Anschließend wird die
Funktion mit Programmschritt 1 wieder neu gestartet. Ist
die Kupplung in Programmschritt 2 hingegen nicht befüllt,
wird der Funktionsablauf mit Programmschritt 3 forgesetzt.
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Programmschritt 3 beinhaltet
ein komplexes Rechenmodul, in dem aus einer Vielzahl von aktuellen
und stationären Parametern die Leckagemenge bestimmt wird,
die aus dem Kolbenraum bzw. der Druckmittelzuführung zum
Kolbenraum der deaktivierten Kupplung abfließt. Hinterlegt
ist zu dieser Berechnung des Leerlaufverhaltens der Kupplung ein Modell,
in dem die Kupplung inklusive ihrer Druckmittelzuführung
mathematisch nachgebildet ist. Als Eingangsgrößen
für die Berechnung sind in dem Ausführungsbeispiel
eine Drehzahl n_kuppl, eine Temperatur c_getr, ein Volumen V_kuppl
und eine Adapti onsvariable Ada_kuppl genannt. Angedeutet ist aber auch,
dass für die Berechnung weitere Eingangsgrößen
vorgesehen sein können. Die genannte Eingangsgröße
n_kuppl ist sinnvollerweise eine aktuell gemessene Drehzahl, die äquivalent
ist zu der tatsächlichen Kupplungseingangsdrehzahl oder
zu derjenigen tatsächlichen Drehzahl, mit der der Kolbenraum
der Kupplung rotiert. Dabei kann die Drehzahl n_kuppl sowohl als
absolute Größe als auch mathematisch aufsummiert
als Drehzahlkollektiv in die Berechnung der Leckagemenge einfließen.
Die genannte Eingangsgröße c_getr ist zweckmäßigerweise
eine aktuell gemessene Temperatur, die zur tatsächlichen
Druckmitteltemperatur äquivalent ist. Dabei kann die Temperatur
c_getr sowohl als absolute Größe als auch mathematisch
aufsummiert als Temperaturkollektiv in die Berechnung der Leckagemenge
einfließen. Selbstverständlich können
hier auch die Sorte und das Viskositätsverhalten des verwendeten
Druckmittels berücksichtigt sein. Die genannte Eingangsgröße
V_kuppl ist eine stationäre kupplungsspezifische Kenngröße, äquivalent
zum konstruktiv vorgegebenen Füllvolumen des Kolbenraums,
vorzugsweise unter Berücksichtigung der Druckmittelzuführung
zum Kolbenraum. Die genannte Eingangsgröße Ada_kuppl
ist ein Sammelbegriff für alle aktuellen Parameter der
Drucksteuerung der Kupplung, die Auskunft über das Füll-
und Entleerverhalten des Kolbenraums der Kupplung geben und die
im Rahmen des Zuschaltens und Abschaltens der Kupplung beim Gangwechsel
in dem elektronischen Getriebesteuergerät ständig
adaptiert werden.
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Ausgangsgröße
des genannten Rechenmoduls im Programmschritt 3 ist ein
aktueller Wert für diejenige Leckagemenge, die seit dem
Zeitpunkt der Dekativierung (bzw. der Abschaltung oder des Öffnens)
der Kupplung oder seit dem Zeitpunkt der Beendigung des Druckmittelimpulses
bereits abgeflossen ist. Fortgesetzt wird der Funktionsablauf mit
Programmschritt 4, in dem geprüft wird, ob die
zuvor im Programmschritt 3 ermittelte Leckagemenge einen vordefinierten
Schwellwert erreicht oder überschritten hat. Ist dies nicht
der Fall, so wird die Funktion fortgesetzt mit einem Rücksprung
vor den Programmschritt 3. Hat die im Programmschritt 3 ermittelte
Leckagemenge hingegen den vordefinierten Schwellwert erreicht oder überschritten,
so wird die Funktion fortgesetzt mit Programmschritt 5,
in dem der Kolben der Kupplung mit dem vorgesehenen Druckmittelimpuls
beaufschlagt wird.
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Im
Programmschritt 4 nicht näher dargestellt ist,
dass der genannte vordefinierte Schwellwert sowohl eine Konstante
als auch eine von zahlreichen Parametern abhängige Variable
sein kann, die in dem elektronischen Getriebesteuergerät
abgespeichert ist. So kann der genannte Schwellwert beispielsweise
eine Funktion eines oder mehrerer der folgenden Parameter sein:
- – eine aktuelle Getriebeeingangsdrehzahl,
- – eine aktuelle Schaltelementdrehzahl.
- – eine aktuelle Getriebeausgangsdrehzahl,
- – eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit,
- – ein aktueller Ist-Gang des Getriebes,
- – ein möglicher Ziel-Gang des Getriebes,
- – ein aktueller Schaltmodus des Getriebes, wie beispielsweise
ein Sport-Schaltprogramm oder ein Economy-Schaltprogramm,
- – eine Getriebetemperatur,
- – eine Druckmitteltemperatur,
- – eine Druckmittelsorte,
- – eine Druckmittelviskosität,
- – eine aktuelle Toleranzlage des Schaltelementes,
- – ein beim Schließen des Schaltelementes verwendeter – insbesondere
adaptierter – Schnellfülldruck einer Schnellfüllphase
der Druckansteuerung des Schaltelementes,
- – eine beim Schließen des Schaltelementes
verwendete – insbesondere adaptierte – Schnellfüllzeit
der Schnellfüllphase der Druckansteuerung des Schaltelementes,
- – ein beim Schließen des Schaltelementes verwendeter – insbesondere
adaptierter – Fülldruck einer Füllausgleichsphase
der Druckansteuerung des Schaltelementes,
- – eine beim Schließen des Schaltelementes
verwendeter – insbesondere adaptierte – Füllzeit
der Füllausgleichsphase der Druckansteuerung des Schaltelementes,
- – eine aktuelle Getriebegesamtlaufzeit.
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Im
Programmschritt 5 wird – wie bereits gesagt – der
Kolben der Kupplung mit dem vorgesehenen Druckmittelimpuls beaufschlagt.
Insofern kann Programmschritt 5 auch als Ausgabemodul bezeichnet
werden. Als Besonderheit ist im Programmschritt 5 vorgesehen
ist, dass der Druckmittelimpuls je nach aktuellem Erfordernis entweder
als einzelner Druckpuls oder aber als eine Druckpulsserie ausgeführt wird.
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Hinsichtlich
der Dimensionierung des Druckmittelimpulses ist in dem Ausführungsbeispiel
vorgesehen, dass dann, wenn ein einziger Druckpuls nicht genügt,
um dem deaktivierten Schaltelement die berechnete bzw. die tatsächlich
abgeflossen Leckagemenge mit ausreichend hoher Genauigkeit wieder zuzuführen,
das deaktivierte Schaltelement bzw. dessen Kolben nach dem ersten
Druckplus in kurzem zeitlichen Abstand mit zumindest einem weiteren Druckpuls
beaufschlagt wird. Der Abstand zwischen diesen Einzeldruckpulsen
kann dabei unter Verwendung der modellhaften Nachbildung des Entleerverhaltens
des entsprechenden Schaltelementes berechnet bzw. vordefiniert sein.
Hierzu werden beispielsweise für dieses Schaltelement die
im Rahmen der Schaltungssteuerung laufend aktualisierten Daten beim
Befüllen (Zuschalten bzw. Aktivieren) und Entleeren (Abschalten
bzw. Deaktivieren) dieses Schaltelementes in einem theoretischen
Kolbenraumvolumen-Modell oder Kolbenstellungs-Modell abgebildet,
welches eine verlässliche Aussage über das aktuell
tatsächliche Befüllverhalten des Kobenraums des
Schaltelements gibt. Auf diese Weise können Druckhöhe
und Zeitdauer der Einzeldruckpulse optimal auf den jeweils aktuellen
Zustand des entsprechenden Schaltelementes angestimmt werden und
ein zumindest weitgehend vollständigen Leckagemengenausgleich
sichergestellt werden, ohne dass der Druckmittelimpuls eine zufällige
und ungewollte kurzfristige Drehmomentübertragung an dem deaktivierten
Schaltelement verursacht.
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An
dieser Steile soll zunächst auf mögliche Berechnungsverfahren
für Druckhöhe und Zeitdauer des Druckmittelimpulses
im Programmschritt 5 näher eingegangen werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist in vorteilhafter
Weise zum Zeitpunkt der Auslösung des Druckmittelimpulses
diejenige Leckagemenge, die dem Kolbenraum und der Druckmittelzuführung
des deaktivierten Schaltelementes mittels Druckmittelimpuls wieder
zuzuführen ist, sehr exakt bekannt. Somit kann in vorteilhafter
Weise auch vorgesehen sein, dass Druckhöhe und/oder Zeitdauer des
Druckmittelimpulses direkt aus dem zuvor in Programmschritt 3 ermittelten
Wert für die aus dem deaktivierten Schaltelement abgeflossene
Druckmittelmenge abgeleitet sind, wodurch ein sehr wirkungsvoller
und präziser Leckageausgleich erzielt wird.
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Alternativ
dazu oder auch zusätzlich dazu kann beispielsweise vorgesehen
sein, dass im Programmschritt 5 Druckhöhe und/oder
Zeitdauer des Druckmittelimpulses aus Befüllparametern
einer beim Schließen des Schaltelementes verwendeten Druckansteuerung
abgeleitet sind, insbesondere aus aktuellen adaptierten Werten eines
Schnellfülldrucks und/oder einer Schnellfüllzeit
und/oder eines Fülldrucks und/oder einer Füllzeit
der Druckansteuerung des Schaltelementes. Auf diese Weise findet
die aktuelle Toleranzlage des Schaltelementes eine besondere Beachtung,
insbesondere um ein ungewolltes Überkompensieren der tatsächlichen
Leckagemenge und damit eine ungewollte – wenn auch geringe – Drehmomentübertragung
durch das eigentlich deaktivierte Schaltelement zu vermeiden.
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Beispielsweise
können Druckhöhe und/oder Zeitdauer des Druckmittelimpulses
auch eine Funktion einer Temperatur sein, dann insbesondere eine Funktion
der aktuellen Druckmitteltemperatur oder der aktuellen Getriebetemperatur.
Beispielsweise können Druckhöhe und/oder Zeitdauer
des Druckmittelimpulses auch eine Funktion einer Drehzahl sein, dann
insbesondere eine Funktion einer aktuellen Getriebeeingangsdrehzahl
oder einer aktuellen Schaltelementeingangsdrehzahl oder der Drehzahl
des Schaltelementbauteils, welches den Kolben des Schaltelementes
verschiebbar aufnimmt und den mit Druckmittel befüllbaren
Kolbenraum des Schaltelementes bildet.
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Beispielsweise
können Druckhöhe und/oder Zeitdauer des Druckmittelimpulses
auch eine Funktion der tatsächlichen aktuellen Fördermenge
der Druckmittelpumpe des Getriebes und/oder auch eine Funktion des
tatsächlichen aktuellen Systemdrucks des Getriebes sein.
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Weitere
Anregungen zur Berechnung von Druckhöhe und/oder Zeitdauer
des Druckmittelimpulses findet der Fachmann beispielsweise in den
eingangs zitierten
DE
199 42 555 A1 und auch bei den Verfahren der normalen Druckansteuerung
eines Schaltelementes beim Zuschalten bzw. Gangwechsel. So wird
Fachmann den Druckmittelimpuls nicht zwangsläufig als Rechteckimpuls
ausbilden, sondern bei Bedarf auch Druckrampen oder analytische Druck-
und Zeitfunktionen vorsehen.
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Ist
der in Programmschritt 5 erfindungsgemäß ausgelöste
Druckmittelimpuls als eine Druckpulsserie ausgeführt, so
ergeben sich hinsichtlich Druckhöhe, Zeitdauer und Abstand
der Einzeldruckpulse der Druckpulsserie weitere Möglichkeiten
bzw. Freiheitsgrade. So kann als einfachste Variante zur Vorgabe
und Ausführung des Zeitabstandes zwischen den Einzeldruckpulsen
einer Druckpulsserie im Programmschritt 5 vorgesehen sein,
dass der Druckmittelimpuls als zeitliche Abfolge mehrerer Einzeldruckpulse
mit zeitlich äquidistantem Abstand ausgeführt
wird. In einer komplexeren Variante kann der Druckmittel impuls aber
auch als zeitliche Abfolge mehrerer Einzeldruckpulse mit zeitlich
variablem Abstand vorgegeben sein bzw. ausgeführt werden.
In diesem Fall kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Abstand
zwischen den Einzeldruckpulsen mit jedem weiteren Einzeldruckpuls
kontinuierlich abnimmt, sodass der Abstand zwischen den letzten
beiden Einzeldruckpulsen kleiner ist als der Abstand zwischen den
ersten beiden Einzeldruckpulsen. Deutlich wird dies an einem einfachen
Zahlenbeispiel für einen aus drei Einzeldruckpulsen bestehenden Druckmittelimpuls:
Folgt beispielsweise der zweite Einzeldruckpuls 100 ms nach Ende
des ersten Einzeldruckpulses, so folge der dritte Einzeldruckpuls beispielsweise
bereits 60 ms nach Ende des zweiten Einzeldruckpulses.
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Weitere
Anregungen zur Berechnung des Zeitabstandes zwischen den Einzeldruckpulsen
findet der Fachmann beispielsweise in der eingangs zitierten
DE 197 55 064 B4 .
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Hinsichtlich
Vorgabe und Ausführung der Druckhöhe der Einzeldruckpulse
einer Druckpulsserie kann als einfachste Variante vorgesehen sein, dass
alle Einzeldruckpulse dieser zeitlichen Abfolge jeweils die gleiche
Druckhöhe aufweisen. In einer komplexeren Variante kann
der Druckmittelimpuls aber auch als zeitliche Abfolge mehrerer Einzeldruckpulse
variabler Druckhöhe vorgegeben sein bzw. ausgeführt
werden. In diesem Fall kann beispielsweise vorgesehen sein, dass
die Druckhöhe der Einzeldruckpulse mit jedem weiteren Einzeldruckpuls
kontinuierlich abnimmt, sodass die Druckhöhe des letzten
Einzeldruckpulses geringer als die Druckhöhe des ersten
Einzeldruckpulses. Deutlich wird dies an einem einfachen Zahlenbeispiel
für einen aus drei Einzeldruckpulsen bestehenden Druckmittelimpuls:
Erfolgt beispielsweise der erste Einzeldruckpuls mit 4 bar, so folgt
der zweite Einzeldruckpuls beispielsweise mit 3 bar und der dritte
Einzeldruckpuls beispielsweise mit nur noch 1 bar.
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Hinsichtlich
Vorgabe und Ausführung der Pulslänge der Einzeldruckpulse
einer Druckpulsserie kann als einfachste Variante vorgesehen sein,
dass alle Einzeldruckpulse dieser zeitlichen Abfolge jeweils die
gleiche Pulslänge aufweisen. in einer komplexeren Variante
kann der Druckmittelimpuls aber auch als zeitliche Abfolge mehrerer
Einzeldruckpulse variabler Pulslänge vorgegeben sein bzw.
ausgeführt werden. In diesem Fall kann beispielsweise vorgesehen
sein, dass die Pulslänge der Einzeldruckpulse mit jedem
weiteren Einzeldruckpuls kontinuierlich abnimmt, sodass die Pulslänge
des letzten Einzeldruckpulses geringer als die Pulslänge
des ersten Einzeldruckpulses. Deutlich wird dies an einem einfachen Zahlenbeispiel
für einen aus drei Einzeldruckpulsen bestehenden Druckmittelimpuls:
Beträgt die Pulslänge des ersten Einzeldruckpulses
beispielsweise 150 ms, so beträgt die Pulslänge
des zweiten Einzeldruckpulses beispielsweise 80 ms und die Pulslänge des
dritten Einzeldruckpulses beispielsweise mit nur noch 40 ms.
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Selbstverständlich
wird der Fachmann bei Bedarf die genannten beispielhaften Verfahren
zur Berechnung bzw. Vorgabe von Druckhöhe, Pulslänge
und zeitlichem Abstand der Einzeldruckpulse miteinander kombinieren.
Ebenso wird der Fachmann die Einzeldruckpulse nicht zwangsläufig
als Recheckimpulse ausbilden, sondern bei Bedarf auch Druckrampen
oder analytische Druck- und Zeitfunktionen vorsehen.
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Zurückkommend
auf den in der Figur dargestellten Funktionsablauf, wird die Funktion
nach Beendigung des Programmschritts 5 mit Programmschritt 6 fortgesetzt,
dort beendet und anschließend nach Rücksprung
zum Programmschritt 1 erneut gestartet.
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- 1
- Programmschritt,
Programmstart
- 2
- Programmschritt,
Abfrage
- 3
- Programmschritt,
Rechenmodul
- 4
- Programmschritt,
Abfrage
- 5
- Programmschritt,
Ausgabemodul
- 6
- Programmschritt,
Programmende
- Ada_kuppl
- Adaptionsvariable
der Druckansteuerung
- c_getr
- Temperatur,
Getriebetemperatur
- n_kuppl
- Drehzahl,
Kupplungsdrehzahl
- V_kuppl
- Volumen,
Füllvolumen der Kupplung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19755064
B4 [0006, 0006, 0006, 0006, 0007, 0007, 0007, 0036]
- - DE 19942555 A1 [0007, 0007, 0007, 0007, 0034]