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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen von Initialreibwerten von Schaltelementen eines Getriebes.
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Ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs verfügt über eine Vielzahl von Schaltelementen. Schaltelemente eines Getriebes können als formschlüssige Schaltelemente und/oder reibschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein. Formschlüssige Schaltelemente werden auch als Klauen bezeichnet. Reibschlüssige Schaltelemente werden auch als Kupplungen oder Bremsen bezeichnet.
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Um bereits im Neuzustand eines Getriebes und demnach bereits zu Beginn des Betriebs eines Kraftfahrzeugs Schaltungen mit hohem Schaltkomfort ausführen zu können, ist es für die reibschlüssigen Schaltelemente eines Getriebes von Bedeutung, dass die reibschlüssigen Schaltelemente bereits im Neuzustand einen Initialreibwert aufweisen, der innerhalb definierter Grenzen liegt. Damit kann nicht nur die Ausführung von Schaltungen verbessert werden, sondern auch die Ausführung von Sonderfunktionen, wie zum Beispiel einer Motor-Start-Stopp-Funktion und/oder einer sogenannten Standabkopplung. Bislang ist es nicht möglich, im Neuzustand eines Getriebes die Initialreibwerte von reibschlüssigen Schaltelementen des Getriebes definiert einzustellen.
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Aus der
DE 196 43 305 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung von Kenngrößen eines Automatikgetriebes auf einem Prüfstand bekannt. Nach diesem Stand der Technik werden zur Bestimmung von Kenngrößen eines Automatikgetriebes auf einem Prüfstand Schaltungen in einzelnen Übersetzungsstufen des Automatikgetriebes initiiert, wobei während der Schaltübergänge Messgrößen erfasst werden, um aus den Messgrößen Kenngrößen des Automatikgetriebes zu bestimmen.
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Aus der
DE 102 38 474 A1 ist ein Verfahren zur Adaption von Schaltabläufen eines Automatikgetriebes bekannt. Durch Anlegen bestimmter Einstiegsbedingungen wird eine Adaption gestartet. Dies kann auf einem Prüfstand erfolgen.
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Es besteht daher Bedarf an einem Verfahren zum Einstellen von Initialreibwerten von Schaltelementen eines Getriebes.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Einstellen von Initialreibwerten von Schaltelementen eines Getriebes zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird für jedes reibschlüssige Schaltelement eines Getriebes ein Soll-Energieeintrag in das jeweilige reibschlüssige Schaltelement des Getriebes bestimmt. Auf einem Prüfstand wird das Getriebe derart betrieben, dass jedes der reibschlüssigen Schaltelemente für sich einzeln für eine definierte Zeitdauer mit einem definierten Schlupf betrieben wird, nämlich derart, dass ein hierdurch bewirkter Ist-Energieeintrag in das jeweilige reibschlüssige Schaltelement des Getriebes dem jeweiligen Soll-Energieeintrag entspricht.
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Mit der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, für jedes reibschlüssige Schaltelement eines Getriebes auf einem Prüfstand einen Initialreibwert desselben einzustellen. Hierzu wird für jedes reibschlüssige Schaltelement ein Soll-Energieeintrag in dasselbe ermittelt. Auf dem Prüfstand wird dann das Getriebe derart betrieben, dass in jedes der reibschlüssigen Schaltelemente für sich einzeln ein Ist-Energieeintrag eingebracht wird, der dem Soll-Energieeintrag entspricht, nämlich durch definierten Betrieb des jeweiligen Schaltelements auf dem Prüfstand mit einem definierten Schlupf für eine definierte Zeitdauer. Hierdurch kann letztendlich für jedes reibschlüssige Schaltelement der Initialreibwert in engen Grenzen eingestellt werden, sodass bereits im Neuzustand des Getriebes zu Beginn des Betriebs eines das Getriebe aufweisenden Kraftfahrzeugs Schaltabläufe mit hoher Schaltqualität durchgeführt werden können. Ferner kann der Betrieb von Sonderfunktionen, wie zum Beispiel einer Motor-Start-Stopp-Funktion oder einer Standabkopplungs-Funktion, verbessert werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Einstellung der Initialreibwerte der reibschlüssigen Schaltelemente Adaptionen bereits im Neuzustand des Getriebes schnell und präzise durchgeführt werden können, ohne dass über eine Adaption ungenaue Initialreibwerte der Schaltelemente ausgeglichen werden müssen.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Soll-Energieeintrag in das jeweilige reibschlüssige Schaltelement des Getriebes abhängig von mindestens einer Reibbelagkenngröße des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements bestimmt, vorzugweise derart, dass eine sich in Folge des Soll-Energieeintrags ausbildende Reibbelagtemperatur einem definierten Anteil, insbesondere 90%, einer maximal zulässigen Reibbelagtemperatur entspricht. Diese Bestimmung des Soll-Energieeintrags für das jeweilige reibschlüssige Schaltelement ist besonders bevorzugt. Dann, wenn der Soll-Energieeintrag derart bestimmt wird, dass die sich ausbildende Reibbelagtemperatur einem definierten Anteil der maximal zulässigen Reibbelagtemperatur entspricht, kann der jeweilige Initialreibwert des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements des Getriebes besonders exakt mit geringer Streuung eingestellt werden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird für jedes der reibschlüssigen Schaltelemente eine Soll-Schlupfdrehzahl oder ein Soll-Schlupfmoment bestimmt, wobei eine Ist-Schlupfdrehzahl oder ein Ist-Schlupfmoment des jeweiligen Schaltelements während des Betriebs auf dem Prüfstand ausgehend von einem Anlegepunkt des jeweiligen Schaltelements auf die Soll-Schlupfdrehzahl oder das Soll-Schlupfmoment vorzugsweise drehzahlgeregelt oder drehmomentgeregelt durch eine definierte Druckansteuerung erhöht und solange konstant gehalten wird, bis der Ist-Energieeintrag in das jeweilige reibschlüssige Schaltelement dem jeweiligen Soll-Energieeintrag entspricht, vorzugsweise derart, dass sich der Reibbelag des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements gleichförmig erhitzt. Dann, wenn der Ist-Energieeintrag in das jeweilige reibschlüssige Schaltelement dem jeweiligen Soll-Energieeintrag entspricht, wird das reibschlüssige Schaltelement vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen, um den Schlupf zu beenden und einen weiteren Energieeintrag zu stoppen. Dies erlaubt eine besonders vorteilhafte Einstellung der Initialreibwerte der reibschlüssigen Schaltelemente eines Getriebes innerhalb enger Grenzen und demnach mit geringer Streuung.
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Vorzugsweise wird jedes der reibschlüssigen Schaltelemente für sich einzeln unabhängig von einer Schaltungsausführung auf dem Prüfstand mit dem definierten Schlupf betrieben, vorzugsweise bei mit Getriebeöl gefülltem Getriebe.
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Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 ein Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen von Initialreibwerten von Schaltelementen eines Getriebes.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen von Initialreibwerten von Schaltelementen eines Getriebes, nämlich von reibschlüssigen Schaltelementen eines vorzugweise als Automatikgetriebe ausgebildeten Getriebes. Derartige reibschlüssige Schaltelemente werden auch als Kupplungen oder Bremsen bezeichnet. Die reibschlüssigen Schaltelemente können dabei als Lamellen-Schaltelemente ausgeführt sein.
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Um für jedes reibschlüssige Schaltelement eines solchen Getriebes den entsprechenden Initialreibwert exakt mit geringer Streuung einzustellen, wird für jedes reibschlüssige Schaltelement des Getriebes ein Soll-Energieeintrag in das jeweilige reibschlüssige Schaltelement des Getriebes bestimmt.
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Dieser Soll-Energieeintrag in das jeweilige reibschlüssige Schaltelement des Getriebes wird vorzugsweise abhängig von mindestens einer Reibbelagkenngröße des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements bestimmt, vorzugsweise derart, dass die sich infolge des Soll-Energieeintrags ausbildende Reibbelagtemperatur des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements einem definierten Anteil der maximal zulässigen Reibbelagtemperatur entspricht.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Soll-Energieeintrag in das jeweilige reibschlüssige Schaltelement derart bestimmt wird, dass die sich infolge des Soll-Energieeintrags ausbildende Reibbelagtemperatur 90% der maximal zulässigen Reibbelagtemperatur beträgt.
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Nachfolgend wird auf einem Prüfstand das Getriebe betrieben, und zwar derart, dass jedes der reibschlüssigen Schaltelemente für sich einzeln, unabhängig und demnach entkoppelt von einer Schaltungsausführung, für eine definierte Zeitdauer mit einem definierten Schlupf betrieben wird, und zwar derart, dass ein hierdurch bewirkter Ist-Energieeintrag in das jeweilige reibschlüssige Schaltelement des Getriebes dem jeweiligen Soll-Energieeintrag entspricht.
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Dann, wenn der Ist-Energieeintrag dem Soll-Energieeintrag entspricht bzw. denselben erreicht hat, wird der schlupfende Betrieb des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements beendet, vorzugsweise dadurch, dass das jeweilige reibschlüssige Schaltelement nachfolgend vollständig geöffnet wird. Es ist auch möglich, zur Beendigung des schlupfende Betriebs das jeweilige reibschlüssige Schaltelement vollständig zu schließen.
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Vorzugsweise wird jedes reibschlüssige Schaltelement derart auf dem Prüfstand betrieben, dass für jedes reibschlüssige Schaltelement eine Soll-Schlupfdrehzahl oder ein Soll-Schlupfmoment abhängig vom jeweiligen Soll-Energieeintrag bestimmt wird, wobei eine Ist-Schlupfdrehzahl oder ein Ist-Schlupfmoment des jeweiligen Schaltelements während des Betriebs des Getriebes auf dem Prüfstand, ausgehend von einem sogenannten Anlegepunkt des jeweiligen Schaltelements auf die Soll-Schlupfdrehzahl oder auf das Soll-Schlupfmoment erhöht und so lange konstant gehalten wird, bis der jeweilige Ist-Energieeintrag in das reibschlüssige Schaltelement dem jeweiligen Soll-Energieeintrag entspricht. Wie bereits ausgeführt, erfolgt dies für jedes reibschlüssige Schaltelement separat unabhängig von einer Schaltungsausführung im Getriebe, insbesondere integriert in einen Endprüflauf des Getriebes auf dem Prüfstand, in welchem das Getriebe mit Getriebeöl gefüllt bzw. befüllt ist.
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Um also an jedem reibschlüssigen Schaltelement des Getriebes den Initialreibwert einzustellen, wird zunächst auf dem Prüfstand das jeweilige reibschlüssige Schaltelement bis zum sogenannten Anlegepunkt geschlossen, wobei im sogenannten Anlegepunkt das reibschlüssige Schaltelement so weit geschlossen ist, dass dasselbe gerade noch kein oder nur ein minimales Moment übertragen kann.
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Anschließend hieran wird durch eine entsprechende Druckansteuerung des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements dasselbe ausgehend vom Anlegepunkt weiter geschlossen, und zwar entweder drehzahlgeregelt oder drehmomentgeregelt auf die Soll-Schlupfdrehzahl oder das Soll-Schlupfmoment, wobei nachfolgend die Soll-Schlupfdrehzahl oder das Soll-Schlupfmoment konstant gehalten wird, und zwar so lange, bis der Ist-Energieeintrag dem Soll-Energieeintrag entspricht. Hierzu wird fortlaufend abhängig vom Schlupf am jeweiligen reibschlüssigen Schaltelement der Ist-Energieeintrag in das jeweilige reibschlüssige Schaltelement berechnet, um dann, wenn der Ist-Energieeintrag den Soll-Energieeintrag erreicht hat, den schlupfenden Betrieb des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements zu beenden, vorzugsweise dadurch, dass die Druckansteuerung des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements beendet und dasselbe vollständig geöffnet wird.
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Die Erhöhung des Ist-Schlupfmoments oder der Ist-Schlupfdrehzahl ausgehend vom Anlegepunkt des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements in Richtung auf die Soll-Schlupfdrehzahl oder das Soll-Schlupfmoment erfolgt vorzugsweise linear entlang einer Rampe, wobei die Steigung der Rampe und das Endniveau derselben vorzugsweise derart bestimmt wurden, dass sich infolge des Ist-Energieeintrags in das jeweilige reibschlüssige Schaltelement der Reibbelag des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements gleichförmig erhitzt, dass also keine lokale Temperaturerhöhungen am Reibbelag, sogenannte Hotspots, vermieden werden.
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Es liegt demnach im Sinne der Erfindung, einen Initialreibwert eines reibschlüssigen Schaltelements eines Getriebes dadurch einzustellen, dass zunächst für das reibschlüssige Schaltelement ein Soll-Energieeintrag bestimmt wird, vorzugsweise abhängig von mindestens einer Reibbelagkenngröße desselben. Das Getriebe wird dann auf einen Prüfstand derart betrieben, dass das jeweilige reibschlüssige Schaltelement für eine definierte Zeitdauer mit einem definierten Schlupf betrieben wird, und zwar ohne dass hierbei im Getriebe eine Schaltung bzw. ein Gangwechsel ausgeführt wird. Der Betrieb des Getriebes auf dem Prüfstand mit dem definierten Schlupf am reibschlüssigen Schaltelement für die definierte Zeitdauer erfolgt derart, dass der Ist-Energieeintrag in das reibschlüssige Schaltelement dem Soll-Energieeintrag entspricht.
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Dies wird durch eine definierte Druckansteuerung des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements gewährleistet, um drehzahlgeregelt oder drehmomentgeregelt die Ist-Schlupfdrehzahl oder das Ist-Schlupfmoment des jeweiligen Schaltelements in Richtung auf die Soll-Schlupfdrehzahl oder das Soll-Schlupfmoment zu führen.
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Hierbei wird letztendlich das jeweilige reibschlüssige Schaltelement definiert eingeschliffen, wodurch für dasselbe ein Initialreibwert mit geringer Streuung eingestellt werden kann. Ein Getriebe weist dann reibschlüssige Schaltelemente auf, deren Initialreibwerte im Neuzustand des Getriebes mit geringer Streuung exakt eingestellt sind. Hierdurch können Schaltabläufe und Sonderfunktionen des Getriebes bereits zu Beginn ab Null Kilometer Laufleistung eines das Getriebe aufweisenden Kraftfahrzeugs mit hoher Qualität ausgeführt werden. Darüber hinaus kann die Adaption von Parametern bzw. Funktionen des Getriebes schneller mit höherer Präzision erreicht werden, da die Adaption schwankende Initialreibwerte nicht ausgleichen bzw. kompensieren muss.
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Wie bereits erwähnt, wird während des Betriebs des Getriebes auf dem Prüfstand die in das jeweilige reibschlüssige Schaltelement eingebrachte Ist-Energie berechnet, wobei dann, wenn der Ist-Energieeintrag dem Soll-Energieeintrag entspricht, der schlupfende Betrieb des reibschlüssigen Schaltelements beendet wird.
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Eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Diagramm der 1 beschrieben, wobei im Diagramm der 1 über der Zeit t mehrere schematisierte zeitliche Kurvenverläufe 1, 2, 3, 4 und 5 aufgetragen sind. Der Kurvenverlauf 2 entspricht dem zeitlichen Verlauf eines von einem Antriebsaggregat des Prüfstands bereitgestellten Antriebsmoments, wohingegen der Kurvenverlauf 3 den zeitlichen Verlauf einer von diesem Antriebsaggregat bereitgestellten Drehzahl zeigt. Der Kurvenverlauf 4 zeigt eine Druckansteuerung eines hinsichtlich seines Initialreibwerts einzustellenden reibschlüssigen Schaltelements. Der Kurvenverlauf 5 zeigt den Verlauf eines Ist-Schlupfmoments an diesem reibschlüssigen Schaltelement. Der Kurvenverlauf 1 entspricht einem in das jeweilige reibschlüssige Schaltelement eingebrachten Ist-Energieeintrag.
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Vor dem Zeitpunkt t1 wird der Prüfstand derart betrieben, dass das Antriebsaggregat desselben spätestens zum Zeitpunkt t1 ein definiertes Moment (Kurvenverlauf 2) und/oder eine definierte Drehzahl (Kurvenverlauf 3) bereitstellen. Das hinsichtlich seines Initialreibwerts einzustellende reibschlüssige Schaltelement ist gemäß der Druckansteuerung 4 zum Zeitpunkt t1 noch vollständig geöffnet, wobei beginnend zum Zeitpunkt t1 über eine sogenannte Schnellbefüllung das Schaltelement zunächst bis zum sogenannten Anlegepunkt geschlossen wird, in welchem das jeweilige reibschlüssige Schaltelement gerade noch kein Moment übertragen kann. Beginnend mit dem Zeitpunkt t2 wird gemäß der Druckansteuerung 4 das entsprechende reibschlüssige Schaltelement weiter geschlossen und dessen Übertragungsfähigkeit bis zum Zeitpunkt t3 erhöht. Zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 wird das Schlupfmoment 5 konstant gehalten, nämlich so lange, bis zum Zeitpunkt t4 gemäß dem Kurvenverlauf 1 der Ist-Energieeintrag in das reibschlüssige Schaltelement eine Grenze X erreicht hat, die dem Soll-Energieeintrag des jeweiligen reibschlüssigen Schaltelements entspricht. Zum Zeitpunkt t4 wird die Druckansteuerung 4 des reibschlüssigen Schaltelements beendet, sodass der Energieeintrag in dasselbe nicht weiter erhöht wird. Hiermit kann der Initialreibwert dieses reibschlüssigen Schaltelements ohne die Gefahr einer Beschädigung desselben exakt mit geringer Streuung eingestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kurvenverlauf
- 2
- Kurvenverlauf
- 3
- Kurvenverlauf
- 4
- Kurvenverlauf
- 5
- Kurvenverlauf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19643305 A1 [0004]
- DE 10238474 A1 [0005]
