DE102010029980A1

DE102010029980A1 - Verfahren zum Betreiben eines Reibschaltelements

Info

Publication number: DE102010029980A1
Application number: DE102010029980A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Vollmar; Klaus Steinhauser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2011-12-15

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines hydraulisch betätigten Reibschaltelements (1) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Getriebes, wobei von einer Regelungseinrichtung oder Steuerungseinrichtung (2) abhängig von einem Reibwert des Reibschaltelements (1) als Stellgröße (4) für das Reibschaltelement ein Stelldruck bestimmt wird, wobei während des Betriebs des Reibschaltelements (1) eine Reibschaltelementtemperatur ermittelt wird, wobei abhängig von der ermittelten Reibschaltelementtemperatur ein temperaturabhängiger Reibwert ermittelt wird, und wobei der Stelldruck (4) abhängig vom ermittelten, temperaturabhängigen Reibwert bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Reibschaltelements eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Getriebes, gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1.
In einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs sind als Reibschaltelemente Kupplungen und/oder Bremsen verbaut. In jedem Gang eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs ist eine definierte erste Anzahl von Reibschaltelementen geöffnet, wohingegen eine definierte zweite Anzahl von Reibschaltelementen geschlossen ist.
Zur Ausführung eines Gangwechsels wird mindestens ein Reibschaltelement geöffnet bzw. weggeschaltet und mindestens ein anderes Reibschaltelement geschlossen bzw. zugeschaltet. Bei den Reibschaltelementen eines Getriebes handelt es sich um hydraulisch betätigte Reibschaltelemente, die mit einem Schaltdruck angesteuert werden, um dieselben zu schließen bzw. zu öffnen.
Aus der DE 196 20 328 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben, nämlich zum Regeln, eines Reibschaltelementes eines Kraftfahrzeugs mit einem Automatgetriebe und einem hydrodynamischen Wandler bekannt, wobei als Stellgröße für das Reibschaltelement ein Stelldruck abhängig von einer Regelabweichung zwischen einem Ist-Wert und einem Soll-Wert einer Winkelgeschwindigkeit einer Wandlerturbine sowie abhängig von einem Turbinenmoment bestimmt wird, wobei das Turbinenmoment abhängig von der Turbinendrehzahl sowie abhängig von einer Motordrehzahl ist. Bei der Ermittlung des Stelldrucks für das hydraulisch betätigte Reibschaltelement findet ein Reibwert bzw. Reibkoeffizient des Reibschaltelements Berücksichtigung.
Aus der DE 100 09 860 A1 ist es bekannt, einen Reibwert eines Reibschaltelements eines Getriebe zu bestimmen, und zwar abhängig von einem Betätigungsdruck und einem Drehmoment einer Antriebswelle des Getriebes. Hierdurch ist es möglich, abhängig von einer verwendeten Ölsorte sowie abhängig vom Verschleiß und einer Alterung des Reibschaltelements einen Reibwert zu bestimmen, auf Grundlage dessen zum Betrieb des Reibschaltelements ein Stelldruck genauer bestimmt werden kann.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Reibschaltelements eines Kraftfahrzeugs zu schaffen. Dieses Problem wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird während des Betriebs des Reibschaltelements eine Reibschaltelementtemperatur ermittelt, wobei abhängig von der ermittelten Reibschaltelementtemperatur ein temperaturabhängiger Reibwert ermittelt wird, und wobei der Stelldruck abhängig vom ermittelten, temperaturabhängigen Reibwert bestimmt wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erstmals vorgeschlagen, abhängig von einer Reibschaltelementtemperatur des Reibschaltelements einen temperaturabhängigen Reibwert für das Reibschaltelement zu ermitteln und einen Stelldruck für das Reibschaltelement abhängig von dem auf Grundlage der Reibschaltelementtemperatur ermittelten Reibwert zu bestimmen. Mit der Erfindung ist es möglich, ein sich mit der Temperatur des Reibschaltelements änderndes Verhalten desselben zu kompensieren und so über den gesamten Betriebstemperaturbereich eines Reibschaltelements eine gleichbleibend gute Betriebsqualität und damit Schaltqualität zu gewährleisten. Weiterhin wird durch die Erfindung verhindert, dass es an einem Reibschaltelement zu unerwünscht langen Schlupfvorgängen mit hohem Wärmeeintrag in das Reibschaltelement kommt. Hierdurch kann ein Verschleiß des Reibschaltelements reduziert und die Lebensdauer desselben verlängert werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung des Verfahrens zum Betreiben eines Reibschaltelements;
2 ein alternatives Blockschaltbild zur Verdeutlichung des Verfahrens zum Betreiben eines Reibschaltelements; und
3 ein Beispiel eines empirisch ermittelten Reibwertkennfelds.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulisch betätigten Reibschaltelements eines Kraftfahrzeugs, so zum Beispiel einer hydraulisch betätigten Reibkupplung oder einer hydraulisch betätigten Reibbremse eines Getriebes.
Gemäß 1 kann zum Betreiben eines Reibschaltelements 1 so vorgegangen werden, dass eine Steuerungseinrichtung 2 abhängig von einer Eingangsgröße 3 und einem in der Steuerungseinrichtung 2 hinterlegten Reibwert des Reibschaltelements 1 als Stellgröße 4 für das Reibschaltelement 1 einen Stelldruck bestimmt, mithilfe dessen das Reibschaltelement 1 angesteuert wird, wobei sich dann am Reibschaltelement 1 ein definierter Zustand 5 einstellt, zum Beispiel ein definierter Schlupf.
Bei der Eingangsgröße 3 kann es sich zum Beispiel um ein von dem Reibschaltelement 1 zu übertragendes Moment handeln.
2 zeigt eine Alternative zum Betreiben eines hydraulisch betätigten Reibschaltelements 1, wobei in 2 im Unterschied zur 1 keine Steuerung, sondern vielmehr eine Regelung vorliegt.
Bei der Regelung der 2 wird ein Ist-Wert des sich am Reibschaltelement 1 ausbildenden Zustands 5, zum Beispiel ein Ist-Wert eines Schlupfs, mit einem entsprechenden Sollwert 6 verglichen wird, wobei einer Regelungseinrichtung 7 als Eingangsgröße 8 die Abweichung zwischen dem Ist-Wert 5 des Zustands und dem entsprechenden Soll-Wert 6 zugeführt wird, und wobei die Regelungseinrichtung 7 abhängig von dieser Regeabweichung 8 und einem Reibwert des Reibschaltelements 1 als Stellgröße 4 wiederum einen Stelldruck zur Ansteuerung des Reibschaltelements 1 bestimmt.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird während des Betriebs des Reibschaltelements 1 eine Reibschaltelementtemperatur ermittelt. Abhängig von der ermittelten Reibschaltelementtemperatur wird ein temperaturabhängiger Reibwert ermittelt, wobei dann der Stelldruck 4 für das Reibschaltelement 1 abhängig von diesem ermittelten, temperaturabhängigen Reibwert bestimmt wird. Der hier vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die charakteristischen Eigenschaften eines Reibschaltelements 1, nämlich der Reibwert desselben, abhängig von der Temperatur des Reibschaltelements 1 ändern. Um nun über den gesamten Betriebstemperaturbereich des Reibschaltelements 1 eine konstante Schaltqualität bzw. Betriebsqualität zu gewährleisten, wird abhängig von einer ermittelten Reibschaltelementtemperatur ein zu der Reibschaltelementtemperatur passender Reibwert ermittelt, um den Betrieb des Reibschaltelements 1 genauer zu steuern bzw. zu regeln.
Bei der ermittelten Reibschaltelementtemperatur eines Reibschaltelements 1 eines Getriebes handelt es sich nicht um eine Getriebetemperatur bzw. Getriebeölsumpftemperatur des Getriebes, in welchem das Reibschaltelement 1 verbaut ist, sondern um eine individuelle Temperatur des Reibschaltelements, die vorzugsweise rechnerisch ermittelt wird, nämlich einerseits abhängig von der bei Ausführung von Schaltungen an dem Reibschaltelement 1 entstehenden Reibleistung sowie abhängig von einer zur Kühlung des Reibschaltelements 1 aufgebrachten Kühlleistung.
Abhängig von einer so errechneten Reibschaltelementtemperatur wird dann vorzugsweise abhängig von einem Reibwertkennfeld, nämlich einem temperaturabhängigen Reibwertkennfeld, ein zur errechneten Reibschaltelementtemperatur passender, temperaturabhängiger Reibwert ermittelt, um dann auf Grundlage dieses ermittelten Reibwerts in der Steuerungseinrichtung 2 oder Regelungseinrichtung 7 als Stellgröße 4 den Stelldruck für das Reibschaltelement 1 zu bestimmen.
Die Ermittlung des temperaturabhängigen Reibwerts abhängig von der errechneten Reibschaltelementtemperatur erfolgt vorzugsweise auf Grundlage eines empirisch auf einem Prüfstand ermittelten Reibwertkennfelds, wobei 3 exemplarisch ein solches empirisch ermitteltes Reibwertkennfeld zeigt.
So ist in 3 über der Temperatur T für mehrere Stützstellen ein Reibwert RW aufgetragen. Liegt nun eine errechnete Reibschaltelementtemperatur T vor, so kann unter Verwendung des in 3 gezeigten Kennfelds für die errechnete Temperatur T der entsprechen de Reibwert RW ermittelt werden. Zwischen den einzelnen Stützstellen kann interpoliert werden.
Vorzugsweise wird zusätzlich zum Reibwert auch ein zu erwartender Reibwertverlauf ermittelt, auf Grundlage dessen dann die Steuerungseinrichtung 2 bzw. Regelungseinrichtung 7 die Stellgröße 4 für das Reibschaltelement 1 bestimmt.
Erfindungsgemäß wird demnach ein Reibwert bzw. Reibwertverlauf eines Reibschaltelements 1 abhängig von einer Reibschaltelementtemperatur ermittelt, nämlich auf Grundlage einer rechnerisch ermittelten Reibschaltelementtemperatur sowie auf Grundlage eines empirisch ermittelten, temperaturabhängigen Reibwertkennfelds.
Da zu jedem Zeitpunkt die Temperatur eines Reibschaltelements exakt ermittelt werden kann, kann dann zu jedem Zeitpunkt ein entsprechender Reibwert bestimmt werden, um auf Grundlage dieses Reibwerts einen Stelldruck für das Reibschaltelement 1 zu bestimmen. Über den gesamten Betriebstemperaturbereich eines Reibschaltelements 1 kann so eine gute Regelungsqualität bzw. Steuerungsqualität und damit Schaltqualität gewährleistet werden.
Da stets ein qualitativ guter Stelldruck vorliegt, werden Unterfüllungen sowie Überfüllungen des Reibschaltelements 1 vermieden, sodass unnötig hohe Schlupfdauern am Reibschaltelement 1 vermieden werden können, die zu einem Wärmeeintrag in das Reibschaltelement 1 führen und dasselbe beschädigen können. Mit der Erfindung kann demnach die Lebensdauer von Reibschaltelementen 1 verlängert werden.
Bezugszeichenliste

1: Reibschaltelement
2: Steuerungseinrichtung
3: Eingangsgröße
4: Stellgröße
5: Zustand/Istwert
6: Sollwert
7: Regelungseinrichtung
8: Regelabweichung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19620328 A1 [0004]
DE 10009860 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines hydraulisch betätigten Reibschaltelements eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Getriebes, wobei von einer Regelungseinrichtung oder Steuerungseinrichtung abhängig von einem Reibwert des Reibschaltelements als Stellgröße für das Reibschaltelement ein Stelldruck bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebs des Reibschaltelements eine Reibschaltelementtemperatur ermittelt wird, dass abhängig von der ermittelten Reibschaltelementtemperatur ein temperaturabhängiger Reibwert ermittelt wird, und dass der Stelldruck abhängig vom ermittelten, temperaturabhängigen Reibwert bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschaltelementtemperatur rechnerisch ermittelt, nämlich abhängig von einer bei Ausführung von Schaltungen an dem Reibschaltelement entstehenden Reibleistung sowie abhängig von einer zur Kühlung des Reibschaltelements aufgebrachten Kühlleistung.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der temperaturabhängige Reibwert abhängig von der ermittelten Reibschaltelementtemperatur aus einem temperaturabhängigen Reibwertkennfeld ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als temperaturabhängiges Reibwertkennfeld ein vorab auf einem Prüfstand empirisch ermitteltes Reibwertkennfeld verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der ermittelten Reibschaltelementtemperatur zusätzlich ein zu erwartender Reibwertverlauf ermittelt wird, und dass der Stelldruck auch abhängig vom ermittelten Reibwertverlauf bestimmt wird.