DE102011119638A1 - Method for actuating two actuators for actuation of friction clutches of dual clutch transmission of e.g. motorcycle, involves controlling pressure of clutch, and controlling actuator of another clutch in unregulated manner - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines ersten und eines zweiten Aktuators zum Betätigen einer ersten bzw. einer zweiten Reibkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes.The present invention relates to a method for driving a first and a second actuator for actuating a first and a second friction clutch of a dual-clutch transmission.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Steueranordnung mit einer elektrischen Steuereinrichtung und einem Hydraulikkreis zur Betätigung von zwei Reibkupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes sowie einen Antriebsstrang mit einem Doppelkupplungsgetriebe und einer Steueranordnung.Furthermore, the present invention relates to a control arrangement with an electric control device and a hydraulic circuit for actuating two friction clutches of a dual-clutch transmission and a drive train with a dual-clutch transmission and a control arrangement.
Auf dem Gebiet der automatisierten Getriebe für Kraftfahrzeuge haben sich seit einigen Jahren Doppelkupplungsgetriebe durchgesetzt. Diese Getriebe sind generell deswegen vorteilhaft, weil sie zum einen einen hohen Wirkungsgrad besitzen. Andererseits ermöglichen Doppelkupplungsgetriebe komfortable Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung. Dabei weisen Doppelkupplungsgetriebe generell eine erste Reibkupplung und ein erstes Teilgetriebe für ungerade Gangstufen und eine zweite Reibkupplung und ein zweites Teilgetriebe für gerade Gangstufen auf. Bei Gangwechseln werden die zwei Reibkupplungen überschneidend betätigt, so dass eine Zugkraftunterbrechung während des Gangwechsels vermieden werden kann.In the field of automated transmissions for motor vehicles, dual-clutch transmissions have become established for some years. These transmissions are generally advantageous because they have high efficiency. On the other hand, dual-clutch transmissions enable comfortable gear changes without interruption of traction. In this case, dual-clutch transmissions generally have a first friction clutch and a first partial transmission for odd gear ratios and a second friction clutch and a second partial transmission for even gear ratios. When changing gear, the two friction clutches are operated overlapping, so that a traction interruption during the gear change can be avoided.
Generell ist bei derartigen Doppelkupplungsgetrieben die Steueranordnung von besonderer Bedeutung, die die Reibkupplungen ansteuert. Bei diesen Steueranordnungen wird besonderer Wert darauf gelegt, die von den jeweiligen Reibkupplungen übertragenen Drehmomente exakt zu steuern, um eine möglichst ruckfreie Drehmomentübergabe zu ermöglichen.In general, in such dual-clutch transmissions, the control arrangement of particular importance, which controls the friction clutches. In these control arrangements, special emphasis is placed on precisely controlling the torques transmitted by the respective friction clutches, in order to enable as smooth a torque transfer as possible.
Bei Steueranordnungen, die einen Hydraulikkreis mit hydraulischen Aktuatoren aufweisen, wird besonderer Wert auf eine exakte Regelbarkeit des von diesen Aktuatoren ausgeübten Anpressdruckes gerichtet. Hierzu enthalten die bekannten Hydraulikkreise in der Regel eine Vielzahl von Druckregelventilen. Diese Druckregelventile sind in der Regel als Magnetventile ausgebildet und zum einen teuer in der Herstellung. Zum Anderen haben derartige Steueranordnungen generell ein relativ hohes Gewicht.In control arrangements, which have a hydraulic circuit with hydraulic actuators, special emphasis is placed on an exact controllability of the pressure exerted by these actuators contact pressure. For this purpose, the known hydraulic circuits usually contain a plurality of pressure control valves. These pressure control valves are usually designed as solenoid valves and on the one hand expensive to manufacture. On the other hand, such control arrangements generally have a relatively high weight.
Am dem Dokument
Das zweite Ventil ist folglich kein elektrisch gesteuertes Magnetventil sondern vorzugsweise ein druckgesteuertes Ventil. Dennoch besteht weiterer Bedarf nach einer Reduzierung der Kosten und des Gewichts derartiger Steueranordnungen.The second valve is therefore not an electrically controlled solenoid valve but preferably a pressure-controlled valve. Nevertheless, there is a continuing need to reduce the cost and weight of such control arrangements.
Es ist demzufolge eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Ansteuerverfahren, eine verbesserte Steueranordnung und einen verbesserten Antriebsstrang anzugeben, die diese Anforderung erfüllen.It is therefore an object of the invention to provide an improved drive method, control arrangement and powertrain that meet this requirement.
Diese Aufgabe wird zum einen gelöst durch ein Verfahren zum Ansteuern eines ersten und eines zweiten Aktuators zum Betätigen einer ersten bzw. einer zweiten Reibkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes, wobei zur Durchführung einer Drehmomentübergabe ein Betätigungsdruck von einer der zwei Reibkupplungen mittels einer Druckregeleinrichtung gesteuert wird, wohingegen der Aktuator der anderen Reibkupplung ungeregelt angesteuert wird.This object is achieved on the one hand by a method for driving a first and a second actuator for actuating a first or a second friction clutch of a dual-clutch transmission, wherein an actuating pressure of one of the two friction clutches is controlled by means of a pressure control device to carry out a torque transfer, whereas the actuator the other friction clutch is driven unregulated.
Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Steueranordnung mit einer elektrischen Steuereinrichtung und einem Hydraulikkreis zur Betätigung von zwei Reibkupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, das oben genannte Verfahren durchzuführen. Schließlich wird die obige Aufgabe gelöst durch einen Antriebsstrang mit einem Doppelkupplungsgetriebe und einer solchen Steueranordnung.The above object is further achieved by a control arrangement comprising an electric control device and a hydraulic circuit for actuating two friction clutches of a dual-clutch transmission, wherein the control device is adapted to carry out the above-mentioned method. Finally, the above object is achieved by a drive train with a dual-clutch transmission and such a control arrangement.
Die erfindungsgemäße Steueranordnung kann dabei insbesondere mit nur einem Druckregelventil realisiert werden, das vorzugsweise als elektrisch angesteuertes Magnetventil ausgebildet ist.The control arrangement according to the invention can be realized in particular with only one pressure control valve, which is preferably designed as an electrically actuated solenoid valve.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht dabei davon aus, dass für kostengünstige Doppelkupplungsgetriebe gewisse Komforteinschränkungen in Kauf genommen werden können. Da bei der Drehmomentübergabe der eine Aktuator nur ungeregelt angesteuert wird, ist es in Abhängigkeit von beispielsweise der Temperatur denkbar, dass manche Schaltvorgänge nicht vollkommen ruckfrei durchgeführt werden können. Vorzugsweise ist eine Umschalteinrichtung vorgesehen, so dass die Druckregeleinrichtung alternativ mit der einen Reibkupplung oder mit der anderen Reibkupplung verbunden werden kann. Aufgrund der geringen Kosten und des geringen Gewichtes, mit denen ein derartiger Antriebsstrang realisierbar ist, eignet sich der erfindungsgemäße Antriebsstrang beispielsweise auch zur Verwendung in Motorrädern. Bei Motorrädern können die obigen Komforteinschränkungen weniger ins Gewicht fallen als bei Personenkraftwagen. Generell können die Aktuatoren zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens elektrische Aktuatoren wie Elektromotoren sein, wobei eine Druckregeleinrichtung dann in der Regel eine Einrichtung zur Regelung eines elektrischen Stromes ist.The inventive method is based on the assumption that certain comfort restrictions can be accepted for cost-effective dual-clutch transmission. Since the torque transfer of an actuator is driven only unregulated, it is conceivable in dependence on, for example, the temperature that some switching operations can not be performed completely smoothly. Preferably, a switching device is provided, so that the pressure control device can be connected alternatively with the one friction clutch or with the other friction clutch. Due to the low cost and low weight with which such a drive train can be realized, the drive train according to the invention is also suitable, for example, for use in motorcycles. For motorcycles, the above comfort limitations may be less significant than for passenger cars. In general, the actuators can be used to carry out the According to the invention be electric actuators such as electric motors, wherein a pressure control device is then usually a means for controlling an electric current.
Von besonderem Vorzug ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch, wenn die Aktuatoren Hydraulikaktuatoren sind, wobei die Druckregeleinrichtung ein Druckregelventil ist, das vorzugsweise elektromagnetisch betätigt ist, und wobei der Aktuator der anderen Reibkupplung über eine Blende mit einem ungeregelten Druck beaufschlagt wird.Of particular advantage, the inventive method, however, when the actuators are hydraulic actuators, wherein the pressure control device is a pressure control valve, which is preferably actuated electromagnetically, and wherein the actuator of the other friction clutch is acted upon via an aperture with an unregulated pressure.
Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Drehmomentübergabe bei einem Gangwechsel folgendermaßen. Das Drehmoment der einen Reibkupplung wird mittels des Druckregelventils geregelt. Das Drehmoment der anderen Reibkupplung wird dagegen über eine hydraulische oder sonstige Drosseleinrichtung ungeregelt auf ein Zielniveau gebracht. Durch die Blende ist dabei gewährleistet, dass das von jener Reibkupplung übertragene Drehmoment nicht schlagartig eine Änderung erfährt sondern sich mit einem gewissen Gradienten ändert.In this embodiment, the torque transfer takes place in a gear change as follows. The torque of a friction clutch is controlled by means of the pressure control valve. The torque of the other friction clutch, however, is brought to a target level unregulated via a hydraulic or other throttle device. It is ensured by the diaphragm that the torque transmitted by that friction clutch does not abruptly undergo a change but changes with a certain gradient.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird bei einer Zughochschaltung von einer Quellgangstufe zu einer Zielgangstufe in dem Doppelkupplungsgetriebe der Betätigungsdruck jener Reibkupplung, die der Zielgangstufe zugeordnet ist, mittels des Druckregelventils gesteuert erhöht, wohingegen die andere Reibkupplung über eine Blende ungeregelt entleert wird (beispielsweise mit einem Tank verbunden wird oder einer sonstigen Einrichtung mit einem niedrigeren Druckniveau).In a preferred embodiment, in a traction upshift from a forward gear stage to a target gear stage in the dual clutch transmission, the actuation pressure of that friction clutch associated with the target gear is increased by the pressure control valve, whereas the other friction clutch is emptied via an orifice (e.g., connected to a tank) or any other institution with a lower pressure level).
Bei dieser Ausführungsform können Zughochschaltungen von einer niedrigen Quellgangstufe in eine höhere Zielgangstufe zugkraftunterbrechungsfrei durchgeführt werden.In this embodiment, upshifts may be performed from a low swell stage to a higher target aisle without traction interruption.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird bei einer Zugrückschaltung von einer Quellgangstufe zu einer Zielgangstufe in dem Doppelkupplungsgetriebe der Betätigungsdruck jener Reibkupplung, die der Zielgangstufe zugeordnet ist, über eine Blende ungeregelt erhöht, wohingegen der Betätigungsdruck der anderen Reibkupplung, die der Quellgangstufe zugeordnet ist, mittels des Druckregelventils gesteuert verringert wird.In a further preferred embodiment, in a train downshift from a source gear stage to a target gear in the dual clutch transmission, the operating pressure of that friction clutch, which is associated with the target gear, increased via an orifice unregulated, whereas the operating pressure of the other friction clutch, which is associated with the source gear stage, by means of Controlled pressure control valve is reduced.
Bei dieser Ausführungsform können auch Rückschaltungen unter Zug von einer höheren Quellgangstufe in eine niedrigere Zielgangstufe ohne eine vollständige Unterbrechung der Zugkraft durchgeführt werden.In this embodiment, downshifts can also be made under train from a higher output gear stage to a lower target gear stage without a complete interruption of the tractive effort.
Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn die Drehmomentübergabe durch ein Umschalten einer Wegeventilanordnung eingeleitet wird.Overall, it is advantageous if the torque transfer is initiated by switching a directional control valve arrangement.
Bei dieser Ausführungsform ist das Druckregelventil vorzugsweise über die Wegeventilanordnung alternativ mit dem ersten oder dem zweiten Aktuator verbindbar. Die Wegeventilanordnung sorgt zudem gegebenenfalls dafür, dass der Aktuator, der nicht mit der Druckregeleinrichtung verbunden ist, über eine Blende mit einem anderen Druckniveau verbunden ist, das beispielsweise konstant sein kann und das insbesondere durch das drucklose Niveau des Tanks einer Hydraulikanordnung gebildet ist.In this embodiment, the pressure regulating valve is preferably connectable via the directional control valve arrangement alternatively with the first or the second actuator. The directional control valve arrangement also optionally ensures that the actuator, which is not connected to the pressure control device, is connected via a diaphragm with a different pressure level, which may for example be constant and which is formed in particular by the unpressurized level of the tank of a hydraulic system.
Bei dieser Ausführungsform kann die Grundfunktionalität des erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich mittels eines elektromagnetisch ansteuerbaren Druckregelventils und eines vorzugsweise ebenfalls elektromagnetisch ansteuerbaren Wegeventils realisiert werden. Da Wegeventile generell deutlich kostengünstiger sind als elektromagnetisch angesteuerte Druckregelventile, kann bei dieser Ausführungsform ein besonderer Kostenvorteil erzielt werden.In this embodiment, the basic functionality of the method according to the invention can be realized only by means of an electromagnetically controllable pressure control valve and a preferably likewise electromagnetically controllable directional control valve. Since directional valves are generally much cheaper than electromagnetically controlled pressure control valves, a special cost advantage can be achieved in this embodiment.
Ferner ist es im Gegensatz zu dem eingangs genannten Stand der Technik nicht notwendig, für die zweite Reibkupplung ein eigenes druckgesteuertes Druckventil vorzusehen.Furthermore, in contrast to the aforementioned prior art, it is not necessary to provide a separate pressure-controlled pressure valve for the second friction clutch.
Es ist insgesamt ebenfalls bevorzugt, wenn bei einer Schaltung von einer Quellgangstufe in eine Zielgangstufe die der Zielgangstufe zugeordnet Reibkupplung mittels einer Vorbefüllanordnung vorbefüllt wird.It is also generally preferred if, in the case of a shift from a source gear stage to a target gear stage, the friction gearbox associated with the target gear stage is pre-filled by means of a pre-filling arrangement.
Durch das Vorbefüllen ist es möglich, die Reibkupplung (genauer: deren Aktuator) der Zielgangstufe vor der eigentlichen Drehmomentübergabe bereits auf ein höheres Füllniveau zu bringen. Hierdurch kann das Füllen der Reibkupplung deutlich verkürzt werden, so dass insbesondere manuell angeforderte Schaltungen deutlich spontaner erfolgen können.By pre-filling, it is possible to bring the friction clutch (more precisely: the actuator) of the target gear before the actual torque transfer already to a higher filling level. In this way, the filling of the friction clutch can be significantly shortened, so that in particular manually requested circuits can be made much more spontaneous.
Dabei ist es möglich, dass die Vorbefüllanordnung nur für den Fall einer Gangwechselanforderung aktiv wird. Alternativ ist es bevorzugt, wenn die Vorbefüllanordnung einen permanenten Fülldruck für die jeweils inaktive Reibkupplung (entsprechend der der Zielgangstufe zugeordneten Reibkupplung) bereitstellt, so dass ein noch spontaneres Ansprechen auf manuell angeforderte Schaltungen ermöglicht ist.It is possible that the Vorbefüllanordnung only in the event of a gear change request is active. Alternatively, it is preferred if the Vorbefüllanordnung provides a permanent inflation pressure for the respective inactive friction clutch (corresponding to the target gear stage associated friction clutch), so that a more spontaneous response to manually requested circuits is possible.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mit Reibkupplungen durchgeführt, die als normalerweise offene Reibkupplungen ausgebildet sind, also beispielsweise durch integrierte Federn generell in einer offenen, kein Drehmoment übertragenden Stellung sind. Generell ist es jedoch auch möglich, statt solcher ”normally open”-Reibkupplungen das erfindungsgemäße Verfahren auch bei ”normally closed”-Reibkupplungen anzuwenden, die normalerweise (das heißt wenn der Aktuator keine Aktuatorkraft ausübt) geschlossen sind. Auch ist es möglich, eine der Reibkupplungen als ”normally open” und die andere Reibkupplung als ”normally closed” auszuführen.The inventive method is preferably carried out with friction clutches, which are designed as normally open friction clutches, so are generally in an open, not torque transmitting position, for example, by integrated springs. In general, however, it is also possible, instead of such "normally open" friction clutches, to apply the method according to the invention also in the case of "normally closed" friction clutches, which normally (that is, when the actuator does not exert any actuator force) are closed. It is also possible to perform one of the friction clutches as "normally open" and the other friction clutch as "normally closed".
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. Show it:
In
Der Antriebsstrang
Zur automatisierten Betätigung des Doppelkupplungsgetriebes
Ferner beinhaltet die Steueranordnung
Der Hydraulikkreis
Ferner beinhaltet der Hydraulikkreis
Ein erster Anschluss des Wegeventils
In der dargestellten Stellung des Wegeventils
Wenn das Wegeventil
Ein Gangwechsel mit Drehmomentübergabe von einer Reibkupplung
Da der Druckabbau in dem ersten Aktuator
In dem darunter gezeigten Diagramm sind die Drehzahlen n1 und n2 der Getriebeeingangswellen gestrichelt dargestellt. Die am Getriebeausgang wirksame Drehzahl (die Übersetzung des Getriebes ist aus Übersichtlichkeitsgründen herausgerechnet) ist in einer durchgezogenen Linie gezeigt.In the diagram below, the rotational speeds n 1 and n 2 of the transmission input shafts are shown in dashed lines. The effective at the transmission output speed (the translation of the transmission is excluded for reasons of clarity) is shown in a solid line.
In dem darunterliegenden Zeitablaufdiagramm sind die Kupplungsdrehmomente gezeigt bzw. die Momente, die am Eingang des ersten Teilgetriebes
In dem darunterliegenden Bereich ist das von dem Antriebsmotor
In
Ferner wird von dem Antriebsmotor
Bei manchen Ausführungsformen, die nachstehend noch beschrieben werden, wird die Wegeventilanordnung
Anschließend an t2 kann jedoch noch eine kurze Drehmomentrücknahme mittels des Antriebsmotors
Zum Zeitpunkt t3 ist der Gangwechsel vollständig abgeschlossen. Die erste Reibkupplung
In
Der Unterschied zu der in
In den
Bei der Steueranordnung
Ferner ist in
Durch Abschalten des Hauptdruckes P können beide Reibkupplungen
Lastschaltungen können durch geeignete Ansteuerung der Wegeventile
Bei dieser Ausführungsform kann erreicht werden, dass auch an der nichtaktiven Kupplung generell ein permanenter Fülldruck anliegt, der beispielsweise einem Kupplungsmoment etwas kleiner als das Kisspunkt-Moment entsprechen kann. Dieser Wert wird durch das Druckbegrenzungsventil
Durch diese Maßnahme kann die Zeit des Vorbefüllens weitgehend entfallen, so dass manuell angeforderte Schaltungen deutlich spontaner erfolgen können. Allerdings ist bei dieser Ausführungsform der Fülldruck permanent vorhanden und kann nicht verändert werden.By this measure, the time of pre-filling can be largely eliminated, so that manually requested circuits can be made much more spontaneous. However, in this embodiment, the filling pressure is permanently present and can not be changed.
In
Bei dieser Ausführungsform wird der Druck der passiven Kupplung nicht geregelt sondern durch das Schaltventil
Der Vorteil ist die Nutzung eines kostengünstigeren Schaltventils
Lastschaltungen und auch zugkraftunterbrechende Schaltungen erfolgen durch Schalten des Schaltventils
In den
Das erste Wegeventil
Bei Lastschaltungen wird die Drehmomentübergabe durch das Umschalten des mittels des Schaltventils
Um die passive Kupplung unabhängig vom Schaltvorgang des Wegeventils
Wenn die passive Kupplung über den Kisspunkt hinaus bedruckt wird, muss nach dem Umschaltvorgang des Wegeventils
Ein Anfahrvorgang kann mit dem Systemdruck durch Steuerung des Druckregelventils
Lastschaltungen werden gesteuert mit den Ventilen
Zugkraftunterbrechende Schaltungen können durch kurzzeitiges Abschalten des Hauptdruckes mittels des Druckregelventils
Über die Blenden
In
Bei dieser Ausführungsform ist der Vorbefülldruck folglich permanent vorhanden und kann nicht verändert werden.Consequently, in this embodiment, the pre-filling pressure is permanently present and can not be changed.
In
Bei dieser Ausführungsform erfolgt das Umschalten der Kupplungsdruckversorgung nicht durch ein von der Getriebesoftware frei ansteuerbares Schaltventil sondern wird vom Druck der passiven Kupplung, der hier in gleicher Weise durch ein Druckminderventil
Nachdem das Wegeventil
Der Auslösedruck des Druckminderventils
Damit nach dem Abstellen des Fahrzeuges im Hydraulikkreis
Das Anfahren erfolgt bei dieser Ausführungsform mittels des Druckregelventils
In
Bei der Steueranordnung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MAGNA PT B.V. & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: GETRAG GETRIEBE- UND ZAHNRADFABRIK HERMANN HAGENMEYER GMBH & CIE KG, 74199 UNTERGRUPPENBACH, DE Owner name: GETRAG B.V. & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: GETRAG GETRIEBE- UND ZAHNRADFABRIK HERMANN HAGENMEYER GMBH & CIE KG, 74199 UNTERGRUPPENBACH, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: RAUSCH, GABRIELE, DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MAGNA PT B.V. & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: GETRAG B.V. & CO. KG, 74199 UNTERGRUPPENBACH, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: RAUSCH, GABRIELE, DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., DE |
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R016 | Response to examination communication |