DE102008032757A1

DE102008032757A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Getriebegeräuschen

Info

Publication number: DE102008032757A1
Application number: DE102008032757A
Authority: DE
Inventors: Johann Märkl; Alexander Dr. Schmidt
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2028-07-12
Also published as: US8727093B2; FR2933758B1; DE102008032757B4; FR2933758A1; CN101625023A; CN101625023B; US20100018828A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Getriebegeräuschen von automatisch schaltenden Getrieben, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei das Getriebe zumindest zwei alternierend einen Kraftfluss über Zahnradtriebe steuernde Lamellenkupplungen aufweist, die zu deren Kühlung und Verschleißminimierung mit Öl durchströmt sind. Zur Schaffung eines baulich einfachen und verschleißfrei funktionierenden Verfahrens und einer Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass bei definierten Betriebsbedingungen des Getriebes (10) die Durchsatzmenge an Öl derart erhöht wird, dass an der geöffneten Lamellenkupplung (32, 34) ein definiertes Schleppmoment auftritt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Getriebegeräuschen von automatisch schaltenden Getrieben, insbesondere in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein derartiges Verfahren beschreibt die EP 1 617 108 B1 , die zur Unterdrückung von Getriebegeräuschen bzw. Zahnradrasseln vorschlägt, eine der beiden die Antriebsflüsse steuernden Lamellenkupplungen in einen Gleitzustand zu steuern, in der sie ein Schleppmoment überträgt. Damit wird erreicht, dass bei in bestimmten Betriebszuständen des Getriebes leerlaufende bzw. keine Last übertragende Zahnräder bedämpft werden, also keine durch Drehschwingungen angeregten Zahnflankengeräusche erzeugen. Eine derartige Steuerung der jeweils geöffneten Lamellenkupplung in den Schlupfzustand bewirkt aber zwangsläufig einen erhöhten Kupplungsverschleiß.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, das mit relativ einfachen Mitteln verwirklichbar ist und keinen erhöhten Kupplungsverschleiß hervorruft. Ferner wird eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aufgezeigt.
Die verfahrensgemäße Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind den Patentansprüchen 2 bis 6 entnehmbar.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass bei definierten Betriebsbedingungen des Getriebes die Durchsatzmenge an Öl derart erhöht wird, dass an der geöffneten Lamellenkupplung ein definiertes Schleppmoment auftritt. Demzufolge wird hier nicht in die Kupplungssteuerung eingegriffen, sondern es wird die Durchsatzmenge an Kühlöl entsprechend erhöht. Dabei erzeugt das Öl innerhalb des Lüftspiels der Kupplungslamellen ähnlich einer Viscokupplung ein zunehmendes Abtriebsmoment, das ausreichend ist, um das Zahnflankenspiel zu bedämpfen bzw. um Rassel- oder Getriebegeräusche zu eliminieren. An der jeweiligen Lamellenkupplung tritt dabei kein zusätzlicher Verschleiß auf.
Die Durchsatzmenge an Öl kann in vorteilhafter Weise bei auftretenden Getriebegeräuschen erhöht werden, wobei die Getriebegeräusche über einen entsprechenden akustischen Sensor z. B. am Getriebegehäuse erfasst werden können.
Des Weiteren kann die Durchsatzmenge an Öl zusätzlich oder alternativ abhängig von der Temperatur des Öles gesteuert werden. Dabei wird berücksichtigt, dass Getriebegeräusche vermehrt bei erhöhten Öltemperaturen auftreten, bei denen das Kühlöl oder Hydrauliköl eine verminderte Viskosität aufweist.
Ferner kann die Durchsatzmenge an Öl zusätzlich oder alternativ abhängig von der Gangstellung des Getriebes gesteuert werden. Dies beruht auf der Erkenntnis, dass bei bestimmten Betriebsbedingungen, z. B. bei höheren Fahrgeschwindigkeiten des Kraftfahrzeuges, keine derartigen Getriebegeräusche mehr auftreten bzw. hörbar sind.
Die Durchsatzmenge an Öl kann bevorzugt über ein getaktetes Steuerventil gesteuert werden und ermöglicht somit z. B. eine Erhöhung der Durchsatzmenge exakt nur in dem Maße, das zur Unterdrückung der momentan anliegenden Getriebegeräusche erforderlich ist.
In besonders vorteilhafter Weise kann bei einem Doppelkupplungsgetriebe mit Eingangswellen und zwei Abtriebswellen und mit zwei auf die beiden Abtriebswellen über schaltbare Synchronkupplungen wirkenden, nass laufenden Lamellenkupplungen die Durchsatzmenge an Öl zumindest zur jeweils nicht aktivierten, geöffneten Lamellenkupplung erhöht werden.
Bei einer bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens an einem Doppelkupplungsgetriebe mit einer die Lamellenkupplung versorgenden Druckmittelquelle wird vorgeschlagen, dass in die Zuführleitungen zu den Lamellenkupplungen zumindest ein Steuerventil eingeschaltet ist, das über ein elektronisches Steuergerät abhängig von Signalen eines akustischen Sensors und/oder eines Temperatursensors und/oder eines Gangstellungssensors und/oder eines Drehzahlsensors einer der Getriebewellen oder der antreibenden Maschine in eine die Durchsatzmenge an Öl erhöhende Ventilstellung schaltbar ist. Dabei kann das Steuerventil zur Einstellung exakter Durchsatzmengen an Öl ein elektrisch betätigtes Taktventil sein.
Zusätzlich oder alternativ zu obiger Ausführung können die Rassel- oder Getriebegeräusche durch ein Ansteuern einer Synchronkupplung eliminiert werden, die in bekannter Weise zum Schalten von Gangstufen in Eingriff mit Loszahnrädern bringbar ist. Durch entsprechendes Ansteuern der Synchronkupplung erfolgt ein Ansynchronisieren der, bevorzugt am meisten zum Rasseln neigenden Schaltzahnrädern.
Die Synchronkupplung kann kraft- oder weggesteuert bzw. geregelt oder akustisch aktiviert werden. Beispielhaft können bei einem automatischen Stufengetriebe mit üblicherweise vier einzeln ansteuerbaren Schaltgruppen somit bei eingelegtem Gang maximal drei Gänge bedämpft werden. Alternativ können bei einem Doppelkupplungsgetriebe in der Regel zum eingelegten und vorgewählten Gang noch zwei Gänge über die Synchronisierung bedämpft werden.
In einer weiteren Ausführungsform können die Rassel- oder Getriebegeräusche durch ein entsprechendes Ansteuern der Kupplung eines vorgewählten Gangs vermieden werden. Die Kupplung kann dabei so angelegt werden, dass das Rasseln unterbunden ist. Die Ansteuerung bzw. Regelung der Kupplung kann in Abhängigkeit vom Gang, von der Drehzahl, dem Drehmoment, oder der Öltemperatur erfolgen. Die Regelung der Kupplung erfolgt mittels eines Akustik- oder Rasselsensor oder dergleichen.
Das Anlegen der Kupplung kann dabei temporär erfolgen und/oder in Abwägung mit der einhergehenden Wirkungsgradverschlechterung. Der Grad des Kupplungsanlegens kann außerdem fahrzeugspezifisch angepasst sein bzw. verbrauchsspezifisch oder komfortangepasst sein. Gegebenenfalls kann aufgrund der Erfindung ein Zweimassenschwungrad weggelassen werden, wodurch sich Gewichts-, Bauraum- oder Kosteneinsparungen ergeben können.
Zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird im folgenden auf die einzige Figur der Zeichnung Bezug genommen, die grob schematisch ein Doppelkupplungsgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer Vorrichtung zum Unterdrücken von Getriebegeräuschen zeigt.
In der Zeichnung ist mit 10 ein Doppelkupplungsgetriebe für Kraftfahrzeuge bezeichnet, das sich im Wesentlichen zusammensetzt aus zwei Eingangswellen 12, 14 und zwei Abtriebswellen 16, 18, die in einem Getriebegehäuse 20 drehbar gelagert sind. Die Eingangswelle 14 ist wie ersichtlich eine auf der Eingangswelle 12 drehbar gelagerte Hohlwelle. Die beiden Abtriebswellen 16, 18 kämmen über Festzahnräder 22, 24 mit einem Zahnrad 26 eines nicht dargestellten Differenziales.
Zwischen den Eingangswellen 12, 14 und den Abtriebswellen 16, 18 sind in bekannter Weise nicht bezeichnete Festzahnräder und über Synchronkupplungen 28 schaltbare Loszahnräder vorgesehen, die in aktiviertem Zustand die Gangstufen 1 bis 6 und einen Rückwärtsgang R definieren. Für den Rückwärtsgang R ist in bekannter Weise ein entsprechendes Umkehrzahnrad 30 vorgesehen.
Die beiden Eingangswellen 12, 14 des Getriebes 10 sind über nasslaufende Lamellenkupplungen 32, 34 alternierend mit der antreibenden Brennkraftmaschine bzw. deren Kurbelwelle 36 (nur angedeutet) kuppelbar. Die Lamellenkupplungen 32, 34 sind soweit nicht beschrieben bekannter Bauart, dies trifft auch auf deren hydraulische Betätigung und elektronische Steuerung zu.
Zur Kühlung und Verschleißminderung sind die Lamellenkupplungen 32, 34 in bekannter Weise an ein Ölumlaufsystem angeschlossen, bei dem Hydrauliköl aus einem Ölsumpf 38 angesaugt und über eine Förderpumpe 40 über entsprechende Leitungen 42 wie angedeutet zu den Lamellenkupplungen 32, 34 gefördert wird. Von dort strömt das Öl drucklos wieder in den Schmierölsumpf 38 zurück. Stromab der Förderpumpe 40 ist in die Leitungen 42 ein Überdruckventil 48 eingeschaltet.
Es versteht sich, dass dieses soweit beschriebene Ölumlaufsystem 38, 40, 42, 48 in bekannter Weise in das Getriebe 10 integriert ist, wobei das Öl zentral über die Eingangswellen 12, 14 zugeführt wird und durch Radialnuten in den Kupplungslamellen 32a, 34a und über Abströmöffnungen in den Kupplungsgehäusen 32b, 34b (oder einem einheitlichen Kupplungsgehäuse) wieder in den Ölsumpf 38 des Getriebegehäuses 20 zurückströmt.
In die Leitungen 42 (dies können auch in Getriebeteile integrierte Kanäle sein) ist ein elektromagnetisches Taktventil 44 eingeschaltet, das über ein elektronisches Steuergerät 46 in seiner Taktfrequenz gesteuert ist und somit den Durchsatz an Öl zu den nasslaufenden Lamellenkupplungen 32, 34 verändert.
Das elektronische Steuerventil 46 ist regelungstechnisch mit nicht dargestellten Sensoren verbunden, die ein Drehzahlsignal n einer der Abtriebswellen 16 oder 18, ein definierte Getriebegeräusche anzeigendes Signal A eines Akustiksensors, ein Gangstellungssignal G und ein Temperatursignal T der Temperatur des Kühlöles abgeben, welche Signale im Steuergerät 46 logisch verknüpft sind.
In Normalfall (keine Getriebegeräusche) werden die beiden Lamellenkupplungen 32, 34 in üblicher Weise mit Kühlöl versorgt in einem Maße, bei dem kein Schleppmoment in der geöffneten oder in beiden geöffneten Lamellenkupplungen 32, 34 auftritt. Dies ist erforderlich, damit die besagten Synchronkupplungen 28 zum Schalten und Vorwählen von Gangstufen störungsfrei betätigbar sind.
Treten bei eingelegtem Gang (z. B. im ersten Gang) und geschlossener Lamellenkupplung 32 aufgrund von Anfahrruckeln oder Drehschwingungen im Antriebssystem Getriebegeräusche bzw. sogenanntes Zahnradrasseln an den nicht unter Last umlaufenden Zahnrädern auf, so wird dies über die elektri schen Signale A des Akustiksensors erkannt und das Steuergerät 46 erhöht über das Taktventil 44 die Durchsatzmenge an Kühlöl zu den Lamellenkupplungen 32, 34 derart, dass an der geöffneten Lamellenkupplung 34 ein durch Scherreibung des Kühlöles bewirktes Schleppmoment auftritt.
Alternativ oder zusätzlich kann das Steuergerät 46 die Synchronkupplungen 28 so aktivieren, dass zumindest die am meisten zum Rasseln neigenden Schalträder ansynchronisiert werden.
Das durch Erhöhung der Öldurchsatzmenge erzeugte Schleppmoment bewirkt eine wirksame Unterdrückung der Getriebegeräusche, indem es die korrespondierenden Zahnflanken der miteinander in Eingriff befindlichen Zahnräder auf der Abtriebswelle 18 und der korrespondierenden Zahnräder auf der Eingangswelle 14 aneinander anlegt bzw. Zahnflankenspiel ausschaltet.
Das Steuergerät 46 hält über das Taktventil 44 dieses Schleppmoment solange aufrecht, bis über das Gangstellungssignal G ein Gangwechsel erkannt wird, z. B. auf den bereits vorgewählten 2. Gang. Dazu werden die Lamellenkupplungen 32, 34 umgeschaltet, so dass nunmehr die Lamellenkupplung 34 geschlossen und die Lamellenkupplung 32 geöffnet ist. Treten nach diesem Gangwechsel wiederum Getriebegeräusche auf, so wird wie vorstehend beschrieben wieder die Durchsatzmenge an Kühlöl erhöht und das besagte Schleppmoment an der Lamellenkupplung 32 erhöht.
Dieser Vorgang kann sich sowohl bei Hochschaltvorgängen als auch bei Rückschaltvorgängen und beim Rückwärtsgang wiederholen. Bei höheren Gangstufen (z. B. 5. und 6. Gang) wird die Einsteuerung eines Schleppmomentes an den Lamellenkupplungen 32, 34 gänzlich unterdrückt.
Gleiches gilt, wenn über den Temperatursensor bzw. über das Signal T erkannt wird, dass das Kühlöl relativ kalt ist, weil auch dann i. R. keine Getriebegeräusche auftreten; über das Temperatursignal T kann zusätzlich bei zu hohen Temperaturen des Kühlöles unter hoher Leistungsübertragung des Getriebes 10 temporär der Kühlöldurchsatz erhöht werden, indem das Steuergerät 46 das Taktventil 44 entsprechend ansteuert.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können gegebenenfalls die beiden Lamellenkupplungen 32, 34 auch getrennt angesteuert sein, so dass mit einem erhöhten Kühlöldurchsatz jeweils nur die geöffnete Lamellenkupplung 32 oder 34 beaufschlagt wird. Dies kann z. B. mittels eines geeigneten, elektromagnetisch gesteuerten Wegeventiles durchgeführt werden.
Anstelle der beschriebenen Sensorsignale n, A, G, T können auch weniger Sensoren verwendet sein, insbesondere wenn durch empirische Versuche die Betriebsbedingungen bekannt sind, an denen gegebenenfalls regelmäßig die störenden Getriebegeräusche auftreten. In diesem Falle können diese Betriebsbedingungen (z. B. Fahren im 1. und 2. Gang und im Rückwärtsgang) unmittelbar in das Steuergerät 46 einprogrammiert sein und entsprechend abgearbeitet werden.
Die Erfindung ist darüber hinaus stets dort anwendbar, wo zumindest zwei nasslaufende Lamellenkupplungen Anwendung finden, z. B. auch bei automatischen Getrieben mit Umlaufrädern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1617108 B1 [0002]

Claims

Verfahren zur Unterdrückung von Getriebegeräuschen von automatisch schaltenden Getrieben, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei das Getriebe zumindest zwei alternierend einen Kraftfluss über Zahnradtriebe steuernde Lamellenkupplungen aufweist, die zu deren Kühlung und Verschleißminimierung mit Öl durchströmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass bei definierten Betriebsbedingungen des Getriebes (10) die Durchsatzmenge an Öl derart erhöht wird, dass an der geöffneten Lamellenkupplung (32, 34) ein definiertes Schleppmoment auftritt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchsatzmenge an Öl bei auftretenden Getriebegeräuschen erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchsatzmenge an Öl abhängig von der Temperatur des Öles gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchsatzmenge an Öl abhängig von der Gangstellung des Getriebes gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchsatzmenge an Öl über ein getaktetes Steuerventil (44) gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Doppelkupplungsgetriebe (10) mit Eingangswellen (12, 14) und zwei Abtriebswellen (16, 18) und zwei auf die beiden Abtriebswellen (16, 18) über schaltbare Synchronkupplungen (28) wirkenden, nasslaufenden Lamellenkupplungen (32, 34) die Durchsatzmenge an Öl zumindest zur jeweils nicht aktivierten, geöffneten Lamellenkupplung (32, 34) erhöht wird.
Verfahren, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Unterdrückung von Getriebegeräuschen von automatisch schaltenden Getrieben, dadurch gekennzeichnet, dass bei auftretenden Getriebegeräuschen eine Synchronkupplung (28) des Getriebes angesteuert wird, wodurch Schalträder, insbesondere die am meisten zum Rasseln neigenden Schalträder, ansynchronisiert werden.
Verfahren, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Unterdrückung von Getriebegeräuschen von automatisch schaltenden Getrieben, dadurch gekennzeichnet, dass bei auftretenden Getriebegeräuschen eine Kupplung eines vorgewählten Ganges so angelegt wird, dass ein Rasseln vermieden ist.
Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, an einem Doppelkupplungsgetriebe mit einer die Lamellenkupplungen versorgenden Druckmittelquelle, dadurch gekennzeichnet, dass in die Zuführleitungen (42) zu den Lamellenkupplungen (32, 34) ein Steuerventil (44) eingeschaltet ist, das über ein elektronisches Steuergerät (46) abhängig von Signalen (n, A, G, T) eines akustischen Sensors und/oder eines Temperatursensors und/oder eines Gangstellungssensors und/oder eines Drehzahlsensors einer der Getriebewellen oder der antreibenden Maschine in eine die Durchsatzmenge an Öl erhöhende Ventilstellung schaltbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil ein elektrisch betätigtes Taktventil (44) ist.