DE102015210668A1

DE102015210668A1 - Verfahren zur Erkennung einer Fehlerleckage in einem pneumatischen Stellsystem eines Getriebes und Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102015210668A1
Application number: DE102015210668.3A
Authority: DE
Inventors: Alain Tierry Chamaken Kamde
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2016-12-15
Also published as: CN106246903B; CN106246903A

Abstract

Verfahren zur Erkennung einer Fehlerleckage in einem pneumatischen Stellsystem (1) eines Getriebes, wobei das Stellsystem (1) ein Luftreservoir (5) aufweist, in dem ein erster Druck herrscht, wobei das Luftreservoir (7) über mindestens ein erstes Schaltventil (7a, 7b) mit einem Stellerraum (6) des Stellsystems (1) gekoppelt ist, in dem ein zweiter Druck herrscht, und wobei der Stellerraum (6) über mindestens jeweils ein zweites Schaltventil (8a, 8b, 9a, 9b, 10a, 10b) mit Schaltzylindern (2, 3, 4) gekoppelt ist. Bei Ausführung einer Schaltung im Getriebe wird eine dem Stellerraum (6) über das oder jedes erste Schaltventil (7a, 7b) zugeführte Luftmasse und eine Luftmassensumme zumindest aus einer Luftmasse im Stellerraum (6) und einer Luftmasse in aktiven Schaltzylindern (2, 3, 4) ermittelt, wobei dann, wenn die dem Stellerraum (6) über das oder jedes erste Schaltventil (7a, 7b) zugeführte Luftmasse größer als die Luftmassensumme ist, auf eine Fehlerleckage im pneumatischen Stellsystem (1) geschlossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Fehlerleckage in einem pneumatischen Stellsystem eines Getriebes. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der Praxis ist es bekannt, Schaltelemente eines Getriebes, so zum Beispiel Schaltzylinder eines Getriebes, mit Hilfe eines pneumatischen Stellsystems anzusteuern. Ein derartiges pneumatisches Stellsystem verfügt über ein Luftreservoir, das über mindestens ein erstes Schaltventil mit einem Stellerraum des Stellsystems gekoppelt ist. Ausgehend vom Stellerraum des Stellsystems ist jeder Schaltzylinder über jeweils mindestens ein zweites Schaltventil mit Luft versorgbar. Fehlerleckagen im Stellsystem bzw. im Getriebe können dazu führen, dass die Schaltzylinder nicht mehr ordnungsgemäß betätigt werden können, wodurch es unter Umständen nicht mehr möglich ist, im Getriebe Schaltungen zuverlässig auszuführen. Dies kann unter Umständen einen totalen Stillstand eines das Getriebe umfassenden Fahrzeugs zur Folge haben. Es ist daher von Wichtigkeit, eine gegebenenfalls auftretende Fehlerleckage in einem pneumatischen Stellsystem eines Getriebes zuverlässig zu ermitteln, um abhängig hiervon gegebenenfalls eine Ersatzreaktion einzuleiten, so zum Beispiel einen geänderten Schaltungsablauf, um die Einsatzbereitschaft des Fahrzeugs aufrecht zu erhalten.
Aus der DE 10 2011 075 168 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen einer Leckage in einer Stellvorrichtung einer druckmittelbetätigten Kupplung bekannt, wobei nach diesem Stand der Technik der Stellweg eines Kolbens des Stellzylinders über die Zeit bei geöffneter Kupplung und geschlossenen Ventilen ermittelt und daraus der Grad der Leckage des Stellzylinders über der Zeit bestimmt wird.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Erkennung einer Fehlerleckage in einem pneumatischen Stellsystem eines Getriebes und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird bei Ausführung einer Schaltung im Getriebe eine dem Stellerraum über das oder jedes erste Schaltventil zugeführte Luftmasse und eine Luftmassensumme zumindest aus einer Luftmasse im Stellerraum und einer Luftmasse in aktiven Schaltzylindern ermittelt, wobei dann, wenn die dem Stellerraum über das oder jedes erste Schaltventil zugeführte Luftmasse größer als die Luftmassensumme ist, auf eine Fehlerleckage im pneumatischen Stellsystem geschlossen wird. Mit der hier vorliegenden Erfindung wird eine Bilanzierung der während einer Schaltungsausführung verbrauchten Luftmasse im Getriebesteller vorgeschlagen. Im Falle einer auf eine Fehlfunktion hinweisenden Fehlerleckage ist die dem Stellraum über das oder jedes erste Schaltventil zugeführte Luftmasse deutlich höher als die Luftmassensumme, die zumindest von der Luftmasse im Stellerraum und der Luftmasse in den aktiven Schaltzylindern und gegebenenfalls einer aktuellen, selbst bei einer ordnungsgemäßen Funktion des Stellsystems auftretenden Grundleckage der aktiven Schaltzylinder abhängig ist. Über eine solche Bilanzierung kann eine Fehlerleckage des Stellsystems einfach und zuverlässig ermittelt werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Luftmassensumme zumindest aus der Luftmasse im Stellerraum, der Luftmasse in den aktiven Schaltzylindern und einer aktuellen Grundleckage der aktiven Schaltzylinder ermittelt. Die Berücksichtigung der aktuellen Grundleckage der aktiven Schaltzylinder, die auch bei einem ordnungsgemäßen Betrieb des Stellsystems auftritt, ist zur Bilanzierung der Luftmasse im Getriebesteller besonders vorteilhaft.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird dann auf die Fehlerleckage im pneumatischen Stellsystem geschlossen, wenn während einer Ausführung einer Schaltung im Getriebe die dem Stellerraum über das oder jedes erste Schaltventil zugeführte Luftmasse über eine definierte Zeitspanne größer als die Luftmassensumme ist. Hiermit kann besonders vorteilhaft auf eine Fehlerleckage im pneumatischen Stellsystem geschlossen werden.
Vorzugweise wird die dem Stellerraum über das oder jedes erste Schaltventil zugeführte Luftmasse abhängig vom Massestrom über das oder jedes aktive erste Schaltventilermittelt, wobei der Massestrom über ein aktives erstes Schaltventil abhängig von dem im Luftreservoir herrschenden ersten Druck, abhängig von dem im Stellerraum herrschenden zweiten Druck, und abhängig von einem maximalen Massestrom über das jeweilige erste Schaltventil ermittelt wird. Diese Ermittlung der über das oder jedes Schaltventil dem Stellerraum zugeführten Luftmasse ist einfach und zuverlässig.
Vorzugweise wird die Luftmasse im Stellerraum für die Luftmassensumme abhängig von dem im Stellerraum herrschenden zweiten Druck, abhängig vom Volumen des Stellerraum und abhängig vom einer Lufttemperatur ermittelt. Diese Ermittlung der Luftmasse im Stellerraum für die Luftmassensumme ist einfach und zuverlässig bestimmbar.
Vorzugweise wird die Luftmasse in den aktiven Schaltzylindern für die Luftmassensumme abhängig von einer Kolbenfläche des jeweiligen aktiven Schaltzylinders und abhängig von Schaltwegen des jeweiligen aktiven Schaltzylinders ermittelt. Dies erlaubt eine einfache und zuverlässige Bestimmung der Luftmasse in den Schaltzylindern für die Luftmassesumme.
Dann, wenn die die Luftmassensumme abhängig von der Grundleckage der aktiven Schaltzylinder ermittelt, wird die aktuelle Grundleckage vorzugweise abhängig von einer vorhergehenden Grundleckage der aktiven Schaltzylinder ermittelt. Hiermit kann die natürliche Grundleckage der aktiven Schaltzylinder, die auch bei einer nicht fehlerhaften Leckage des pneumatischen Stellsystems auftritt, einfach und zuverlässig ermittelt werden.
Das Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens ist in Anspruch 12 definiert.
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:
1 ein Blockschaltbild eines pneumatischen Stellsystems eines Getriebes.
2 ein Diagramm zur Verdeutlichung von Details des Verfahrens zur Erkennung einer Leckage in einem pneumatischen Stellsystem eines Getriebes.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer zu hohen bzw. fehlerhaften Leckage in einem pneumatischen Stellsystem eines Getriebes, die dazu führen kann, dass im Getriebe Schaltungen nicht mehr ordnungsgemäß ausgeführt werden können. Eine solche Leckage wird als Fehlerleckage bezeichnet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.
1 zeigt exemplarisch den grundsätzlichen Aufbau eines pneumatischen Stellsystems 1 für ein Getriebe, nämlich in 1 für ein Gruppengetriebe, wobei in jedem Getriebeteil des Gruppengetriebes mindestens ein pneumatisch zu betätigender Schaltzylinder 2, 3 bzw. 4 verbaut ist. Bei dem in 1 gezeigten Schaltzylinder 2 handelt es sich um einen pneumatisch zu betätigenden Schaltzylinder einer Splittergruppe des Gruppengetriebes. Bei dem Schaltzylinder 3 handelt es sich um einen pneumatisch zu betätigenden Schaltzylinder eines Hauptgetriebes des Gruppengetriebes. Bei dem Schaltzylinder 4 handelt es sich um einen pneumatisch zu betätigenden Schaltzylinder einer Bereichsgruppe des Gruppengetriebes. Der Einfachheit halber sind je Getriebeteil des Gruppengetriebes, also für die Splittergruppe, das Hauptgetriebe und die Bereichsgruppe, jeweils lediglich ein solcher pneumatisch zu betätigender Schaltzylinder 2, 3 bzw. 4 gezeigt. Es ist selbstverständlich, dass im Bereich jeder Gruppe des Gruppengetriebes mehrere derartige pneumatisch zu betätigende Schaltzylinder verbaut sein können.
Das pneumatische Stellsystem 1 der 1 umfasst ein Luftreservoir 5. Im Luftreservoir 5 herrscht ein erster Druck, nämlich ein Druck p1. Ferner umfasst das pneumatische Stellsystem 1 über einen sogenannten Stellerraum 6, in welchem ein zweiter Druck herrscht, nämlich ein Druck p2.
Der Stellerraum 6 ist mit dem Luftreservoir 5 über mindestens ein erstes Schaltventil 7a, 7b gekoppelt, wobei dann, wenn das jeweilige Schaltventil 7a, 7b aktiv bzw. geöffnet ist, abhängig von der Druckdifferenz zwischen dem Druck p1 im Luftreservoir 5 und dem Druck p2 im Stellerraum 6 Luft ausgehend vom Luftreservoir 5 in den Stellerraum 6 über das jeweilige aktive Schaltventil 7a, 7b strömt.
Die Schaltzylinder 2, 3, 4 sind ausgehend vom Stellerraum 6 mit Druckluft versorgbar, wobei jeder Schaltzylinder 2, 3, 4 über mindestens ein zweites Schaltventil mit dem Stellerraum 6 gekoppelt ist. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist jeder der Schaltzylinder 2, 3, 4 über zwei zweite Schaltventile 8a, 8b bzw. 9a, 9b bzw. 10a, 10b mit dem Stellerraum 6 gekoppelt.
Um nun zum Beispiel in dem in 1 gezeigten, beispielhaften pneumatischen Stellsystem 1 eines Getriebes eine Fehlerleckage zuverlässig erkennen zu können, wird bei Ausführung einer Schaltung im Getriebe, bei welcher einer oder mehrere der Schaltzylinder 2, 3, 4 des Getriebes mit Druckluft versorgt werden und bei welcher ein oder mehrere erste Schaltventile 7a, 7b aktiv sind, eine dem Stellerraum 6 über das oder jedes erste aktive Schaltventil 7a, 7b zugeführte Luftmasse ermittelt, weiterhin wird eine Luftmassesumme ermittelt, die zumindest aus einer Luftmasse im Stellerraum 6 und einer Luftmasse in den aktiven Schaltzylindern 2, 3, 4 und vorzugsweise einer aktuellen Leckage der aktiven Schaltzylinder 2, 3, 4 abhängig ist. Dann, wenn die dem Stellerraum 6 über das oder jedes erste Schaltventil 7a, 7b zugeführte Luftmasse größer als die obige Luftmassensumme ist, wird auf eine Fehlerleckage im pneumatischen Stellsystem 1 geschlossen, nämlich dann, wenn während der Ausführung einer Schaltung im Getriebe die dem Stellerraum 6 über das oder jedes erste aktive Schaltventil 7a, 7b zugeführte Luftmasse über eine definierte Zeitspanne größer ist als die obige Luftmassensumme, die aus mindestens zwei Luftmassen, vorzugsweise aus drei Luftmassen, zusammengesetzt ist, nämlich zumindest aus der Luftmasse im Stellerraum 6, der Luftmasse in den bei Schaltungsausführung aktiven Schaltzylindern 2, 3, 4 und ggf. der aktuellen Grundleckage dieser aktiven Schaltzylinder 2, 3, 4, die auch als natürliche Leckage bezeichnet wird und im Betrieb eines Stellsystems 1 immer auftritt.
Erfindungsgemäß erfolgt demnach eine Bilanzierung der während der Schaltungsausführung im pneumatischen Stellsystem 1 verbrauchten Luftmasse. Im Falle einer Fehlerleckage ist die dem Stellerraum 6 über das oder jedes aktive erste Schaltventil 7a, 7b zugeführte Luftmasse deutlich höher als die Summe der Luftmassen im Stellerraum 6, in den aktiven Schaltzylindern 2, 3 und 4 sowie der aufgrund der natürlichen Leckage in den aktiven Schaltzylindern 2, 3, 4 nach außen fließenden Luftmasse. Wenn die Differenz zwischen der Luftmasse, die durch das oder jedes erste Schaltventil 7a, 7b in den Stellerraum 6 strömt, und der Luftmassensumme aus der Luftmasse im Stellerraum 6, der Luftmasse in den aktiven Schaltzylindern 2, 3 und 4 und der Luftmasse aufgrund der natürlichen Leckage der aktiven Schaltzylinder 2, 3, 4 demnach größer als ein definierter Grenzwert ist, wird auf eine Fehlerleckage im Stellsystem 1 erkannt.
Dann, wenn auf eine Fehlerleckage im Stellsystem geschlossen wird, können Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, um dennoch einen definierten Betrieb des Getriebes zu ermöglichen, wie zum Beispiel durch Wahl eines anderen Schaltungsablaufs.
Bei Ausführung einer Schaltung wird die dem Stellerraum 6 über das oder jedes aktive erste Schaltventil 7a, 7b zugeführte Luftmasse abhängig von einem Massestrom über das jeweilige erste aktive Schaltventil 2, 3, 4 ermittelt, wobei der Massestrom über das jeweilige erste aktive Schaltventil 7a, 7b von dem im Luftreservoir 5 herrschenden ersten Druck p1, von dem im Stellerraum 6 herrschenden zweiten Druck p2 und von einem maximalen Massestrom über das jeweilige erste aktive Schaltventil 7a, 7b abhängig ist.
Die dem Stellerraum 6 über das jeweilige erste aktive Schaltventil 7a, 7b zugeführte Luftmasse wird vorzugsweise nach folgenden Gleichungen berechnet: m_HAV = ∫m ._HAV·dt
wobei m_HAV die dem Stellerraum 6 über das jeweilige aktive erste Schaltventil 7a, 7b zugeführte Luftmasse ist, wobei m ._HAV der Massestrom über das jeweilige aktive erste Schaltventil 7a, 7b ist, wobei p₁ der im Luftreservoir 5 herrschende erste Druck ist, wobei p₂ der im Stellerraum 6 herrschende zweite Druck ist, wobei b ein kritisches Druckverhältnis des jeweiligen aktiven ersten Schaltventils 7a, 7b ist, wobei ψ_MAX der maximale Massestrom über das jeweilige aktive erste Schaltventil 7a, 7b ist, wobei C ein pneumatischer Leitwert des jeweiligen aktiven ersten Schaltventils 7a, 7b ist, wobei ρ die Luftdichte ist, wobei T₀ die absolute Lufttemperatur im Normzustand ist, wobei T die aktuelle Lufttemperatur ist, wobei k ein Adaptionsfaktor des jeweiligen aktiven ersten Schaltventils 7a, 7b ist, wobei α_D ein pneumatischer Korrekturfaktor des jeweiligen aktiven ersten Schaltventils 7a, 7b ist, wobei R_S die spezifische Gaskonstante von Luft ist, wobei p₀ ein Luftdruck der Luft im Normzustand ist, und wobei Q der Ventilquerschnitt des jeweiligen aktiven ersten Schaltventils 7a, 7b ist.
Nach den obigen Formeln ergibt sich demnach die über das jeweilige erste aktive Schaltventil 7a, 7b in den Stellerraum 6 ausgehend vom Luftreservoir 5 strömende Luftmasse aus der Integration des Massestroms über das jeweilige aktive erste Schaltventil 7a, 7b.
Sind mehrere erste Schaltventil 7a, 7b aktiv bzw. geöffnet, strömt demnach über mehrere erste Schaltventil 7a, 7b Luft vom Luftreservoir 5 in den Stellerraum 6, so wird die jeweilige Luftmasse m_HAV für jedes der ersten Schaltventil 7a, 7b nach obigen Formeln separat ermittelt.
Bei der Ermittlung der dem Stellerraum 6 über das jeweilige aktive erste Schaltventil 7a, 7b zugeführten Luftmasse wird vorzugsweise gemäß 2 zwischen einer Ansteuerung des jeweiligen ersten Schaltventils 7a, 7b in einem überkritischen Bereich 12 mit konstantem Massestrom und einer Ansteuerung der ersten Schaltventile 7a, 7b in einem unterkritischen Bereich 13 mit nicht konstantem Massestrom unterschieden. Wie dem Diagramm der 2 entnommen werden kann, wird der Massestrom durch das oder jedes erste Schaltventil 7a, 7b im unterkritischen Bereich 13 durch eine Ellipse approximiert.
Die Luftmasse im Stellerraum 6, die in die Luftmassensumme als erste Teilgröße einfließt, wird abhängig von dem im Stellerraum 6 herrschenden zweiten Druck, abhängig vom Volumen des Stellerraums 6 sowie abhängig von einer Lufttemperatur ermittelt. Die Luftmasse im Stellerraum 6 für die Luftmassensumme wird vorzugsweise nach folgender Gleichung berechnet:
wobei m₂ die die Luftmasse im Stellerraum 6 ist, wobei p₂ im Stellerraum 6 herrschenden zweiten Druck ist, wobei V₂ das Volumen des Stellerraums 6 ist, wobei T die Lufttemperatur ist, und wobei R_S eine spezifische Gaskonstante von Luft ist.
Die Luftmasse in den bei der Schaltungsausführung aktiven Schaltzylindern 2, 3, 4, die als zweite Größe in die Luftmassensumme einfließt, wird abhängig von einer Kolbenfläche des jeweiligen Schaltzylinders 2, 3, 4 und abhängig von Schaltwegen des jeweiligen Schaltzylinders 2, 3, 4, nämlich abhängig von einem maximalen Schaltweg und abhängig von einem minimalen Schaltweg, ermittelt.
Die Luftmasse in jedem bei der Schaltungsausführung aktiven Schaltzylinder für die Luftmassensumme wird vorzugsweise nach folgender Gleichung berechnet: m_SZ = ρ·V_MAX V_MAX = A·(l_MAX – l_MIN) wobei m_SZ die Luftmasse in dem jeweiligen aktiven Schaltzylinder 2, 3, 4 ist, wobei ρ die Luftdichte ist, wobei A die Kolbenfläche des jeweiligen aktiven Schaltzylinders 2, 3, 4 ist, wobei l_MAX ein maximaler Schaltweg und wobei l_MIN ein minimaler Schaltweg des jeweiligen aktiven Schaltzylinders 2, 3, 4 ist.
Das Volumen V_MAX variiert je nach im Getriebe eingelegtem Gang und je nach vom Getriebe auszuführender Schaltung. Das Volumen V_MAX wird demnach vorzugsweise für jede Schaltung berechnet. Aus diesem Volumen lässt sich die Luftmasse in den aktiven Schaltzylindern 2, 3, 4 berechnen. Dabei kann zwischen Schaltungen von Neutral in einen Gang sowie aus einem Gang nach Neutral unterschieden werden.
In 1 weisen die Schaltzylinder 2, 4 auf beiden Seiten des Kolbens gleiche Kolbenflächen auf, sodass für das Volumen V_MAX die obige Gleichung gültig ist, also: V_MAX = A·(l_MAX – l_MIN)
Der Schaltzylinder 3 der 1 weist auf beiden Seiten des Kolbens abweichende Kolbenflächen auf, sodass für das Volumen V_MAX die obige Gleichung gültig ist: V_MAX = (AL + AR)·0,5·(l_MAX – l_MIN) wobei AL und AR die an den beiden Seiten des Kolbens unterschiedlichen Kolbenflächen des Schaltzylinders 3 sind.
Gegebenenfalls kann den obigen Volumina V_MAX auch noch ein Totvolumen der Schaltzylinder additiv überlagert werden.
Die aktuelle Grundleckage des jeweiligen aktiven Schaltzylinders 2, 3, 4 für die Luftmassensumme wird vorzugsweise nach folgender Gleichung berechnet:
wobei m_L(k) die aktuelle Grundleckage des jeweiligen aktiven Schaltzylinders 2, 3, 4 ist, wobei m_L(k-1) die vorhergehenden Grundleckage des jeweiligen aktiven Schaltzylinders ist, wobei V das Volumen des jeweiligen aktiven Schaltzylinders ist, wobei R_S die speizische Gaskonstante von Luft ist, wobei T die Lufttemperatur ist, wobei p . die Luftdruckänderungsrate ist, und wobei t_S eine Abtastrate ist. Die obige Gleichung gilt unter der Annahme, dass das Volumen V und die Luftdruckänderungsrate p . konstant sind.
Für jeden bei Schaltungsausführung aktiven Schaltzylinder wird die Luftmasse m_SZ und die Grundleckage nach obigen Formeln separat ermittelt.
Wie bereits ausgeführt, wird eine Fehlerleckage des pneumatischen Stellsystems 1 dann erkannt, wenn über eine definierte Zeit während der Ausführung einer Schaltung, die dem Stellerraum 6 über das oder jedes erste Schaltventil 7a, 7b zugeführte Luftmasse m_HAV größer als die obige Luftmassensumme ist, die aus mindestens zwei, vorzugsweise aus drei, Bestandteilen zusammengesetzt ist. Mit der Erfindung kann eine Fehlerleckage in einem pneumatischen Stellsystem einfach und zuverlässig detektiert werden. Wird eine Fehlerleckage erkannt, kann dies genutzt werden, um den weiteren Betrieb des Getriebes entsprechend anzupassen, zum Beispiel durch Wahl modifizierter Schaltabläufe.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Steuergerät umfasst Mittel, die der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen. Bei diesen Mitteln handelt es sich um hardwareseitige Mittel und um softwareseitige Mittel. Bei den hardwareseitigen Mitteln handelt es sich um Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen Daten auszutauschen. So tauscht das Steuergerät zum Beispiel Daten mit Drucksensoren aus, die im Luftreservoir 5 und Stellerraum 6 verbaut sind und die Drücke p1, p2 messen. Bei den hardwareseitigen Mitteln des Steuergeräts handelt es sich ferner um einen Prozessor zur Datenverarbeitung und um einen Speicher zur Datenspeicherung. Bei den softwareseitigen Mitteln handelt es sich um Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bezugszeichenliste

1: Stellsystem
2: Stellzylinder
3: Stellzylinder
4: Stellzylinder
5: Luftreservoir
6: Stellerraum
7a: Schaltventil
7b: Schaltventil
8a: Schaltventil
8b: Schaltventil
9a: Schaltventil
9b: Schaltventil
10a: Schaltventil
10b: Schaltventil
11: Kurvenverlauf
12: überkritischer Bereich
13: unterkritischer Bereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011075168 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Erkennung einer Fehlerleckage in einem pneumatischen Stellsystem (1) eines Getriebes, wobei das Stellsystem (1) ein Luftreservoir (5) aufweist, in dem ein erster Druck herrscht, wobei das Luftreservoir (7) über mindestens ein erstes Schaltventil (7a, 7b) mit einem Stellerraum (6) des Stellsystems (1) gekoppelt ist, in dem ein zweiter Druck herrscht, und wobei der Stellerraum (6) über mindestens jeweils ein zweites Schaltventil (8a, 8b, 9a, 9b, 10a, 10b) mit Schaltzylindern (2, 3, 4) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausführung einer Schaltung im Getriebe eine dem Stellerraum (6) über das oder jedes erste Schaltventil (7a, 7b) zugeführte Luftmasse und eine Luftmassensumme zumindest aus einer Luftmasse im Stellerraum (6) und einer Luftmasse in aktiven Schaltzylindern (2, 3, 4) ermittelt wird, wobei dann, wenn die dem Stellerraum (6) über das oder jedes erste Schaltventil (7a, 7b) zugeführte Luftmasse größer als die Luftmassensumme ist, auf eine Fehlerleckage im pneumatischen Stellsystem (1) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann auf eine Fehlerleckage im pneumatischen Stellsystem (1) geschlossen wird, wenn während einer Ausführung einer Schaltung im Getriebe die dem Stellerraum (6) über das oder jedes erste Schaltventil (7a, 7b) zugeführte Luftmasse über eine definierte Zeitspanne größer als die Luftmassensumme ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftmassensumme aus der Luftmasse im Stellerraum (6), der Luftmasse in den aktiven Schaltzylindern (2, 3, 4) und einer aktuellen Grundleckage der aktiven Schaltzylinder (2, 3, 4) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Stellerraum (6) über das oder jedes erste Schaltventil (7a, 7b) zugeführte Luftmasse abhängig vom Massestrom über das oder jedes aktive erste Schaltventil (7a, 7b) ermittelt wird, wobei der Massestrom über ein aktives erstes Schaltventil (7a, 7b) abhängig von dem im Luftreservoir (5) herrschenden ersten Druck, abhängig von dem im Stellerraum (6) herrschenden zweiten Druck, und abhängig von einem maximalen Massestrom über das jeweilige erste Schaltventil (7a, 7b) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruche 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Stellerraum (6) über ein aktives erstes Schaltventil (7a, 7b) zugeführte Luftmasse nach folgenden Gleichungen berechnet wird: m_HAV = ∫m ._HAV·dt
wobei m_HAV die dem Stellerraum (6) über das jeweilige aktive erste Schaltventil (7a, 7b) zugeführte Luftmasse ist, wobei m ._HAV der Massestrom über das jeweilige aktive erste Schaltventil (7a, 7b) ist, wobei p₁ der im Luftreservoir (5) herrschende erste Druck ist, wobei p₂ der im Stellerraum (6) herrschende zweite Druck ist, wobei b ein kritisches Druckverhältnis des jeweiligen aktiven ersten Schaltventils (7a, 7b) ist, wobei ψ_MAX der maximale Massestrom über das jeweilige aktive erste Schaltventil (7a, 7b) ist, wobei C ein pneumatischer Leitwert des jeweiligen aktiven ersten Schaltventils (7a, 7b) ist, wobei ρ die Luftdichte ist, wobei T₀ die absolute Lufttemperatur im Normzustand ist, wobei T die aktuelle Lufttemperatur ist, wobei k ein Adaptionsfaktor des jeweiligen aktiven ersten Schaltventils (7a, 7b) ist, wobei α_D ein pneumatischer Korrekturfaktor des jeweiligen aktiven ersten Schaltventils (7a, 7b) ist, wobei R_S die speizische Gaskonstantevon Lust ist, wobei p₀ ein Luftdruck der Luft im Normzustand ist, und wobei Q der Ventilquerschnitt des jeweiligen aktiven ersten Schaltventils (7a, 7b) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftmasse im Stellerraum (6) für die Luftmassensumme abhängig von dem im Stellerraum (6) herrschenden zweiten Druck, abhängig vom Volumen des Stellraum (6) und abhängig vom der aktuellen Lufttemperatur ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftmasse im Stellerraum (6) für die Luftmassensumme nach folgender Gleichung berechnet wird:
wobei m₂ die die Luftmasse im Stellerraum (2) ist, wobei p₂ der im Stellerraum (2) herrschende zweite Druck ist, wobei V₂ das Volumen des Stellerraums (2) ist, wobei T die aktuelle Lufttemperatur ist, und wobei R_S eine spezifische Gaskonstante von Luft ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftmasse in den aktiven Schaltzylindern (2, 3, 4) für die Luftmassensumme abhängig von einer Kolbenfläche des jeweiligen aktiven Schaltzylinders (2, 3, 4) und abhängig von Schaltwegen des jeweiligen aktiven Schaltzylinders (2, 3, 4) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftmasse des jeweiligen aktiven Schaltzylinders (2, 3, 4) für die Luftmassensumme nach folgender Gleichung berechnet wird: m_SZ = ρ·V_MAX V_MAX = ·A·(l_MAX – l_MIN) wobei m_SZ die Luftmasse in dem jeweiligen aktiven Schaltzylinder (2, 3, 4) ist, wobei ρ die Luftdichte ist, wobei A die Kolbenfläche des jeweiligen aktiven Schaltzylinders (2, 3, 4) ist, wobei l_MAX ein maximaler Schaltweg und wobei l_MIN ein minimaler Schaltweg jeweiligen aktiven Schaltzylinder (2, 3, 4) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Grundleckage des jeweiligen aktiven Schaltzylinders (2, 3, 4) für die Luftmassensumme abhängig von einer vorhergehenden Grundleckage des jeweiligen aktiven Schaltzylinders (2, 3, 4) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Grundleckage des jeweiligen aktiven Schaltzylinders (2, 3, 4) für die Luftmassensumme nach folgender Gleichung berechnet wird:
wobei m_L(k) die aktuelle Grundleckage des jeweiligen aktiven Schaltzylinder (2, 3, 4) ist, wobei m_L(k-1) die vorhergehenden Grundleckage des jeweiligen aktiven Schaltzylinders (2, 3, 4) ist, wobei V das aktive Volumen des jeweiligen aktiven Schaltzylinders (2, 3, 4) ist, wobei R_S die speizische Gaskonstante von Luft ist, wobei T die aktuelle Lufttemperatur ist, wobei p . die Luftdruckänderungsrate ist, und wobei t_S eine Abtastrate ist.
Steuergerät eines Getriebes, mit Mitteln zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.