DE102018210223A1 - Model of a hydraulic clutch control - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Modell einer hydraulischen Kupplungsansteuerung vorgeschlagen, bei dem die Kupplungselastizität als Druckoffset auf einen Grundfülldruck, nämlich den Druck, der benötigt wird, um den Kupplungskolben quasistatisch am Lamellenpakt zu halten, berücksichtigt wird, wobei eine echte Schnellfüllzeit definiert wird, welche eine elektrische Totzeit und eine hydraulische Totzeit beinhaltet und in eine Lüftspielschnellfüllzeit und einen elastischen Anteil aufgeteilt ist, wobei der elastische Anteil der Schnellfüllzeit der Zeitspanne vom Anlegen des Kupplungskolbens am Lamellenpaket der Kupplung bis die Kupplung zu 100% überdrückt ist, entspricht, wobei eine echte Entleerzeit definiert wird, welche der Zeitspanne zwischen einem theoretischen Startpunkt, der aufgrund der elektrischen Totzeit und der hydraulischen Totzeit zeitlich später liegt als der Schaltbefehl und dem Zielpunkt, an dem die Kupplung vollständig entleert ist, entspricht, wobei sich der Startpunkt aus dem Schnittpunkt des modellierten Istdrucks und eines empirisch ermittelbaren oberen Druckwertes des elastischen Bereiches der Kupplung ergibt, wobei durch die Verzugszeit zwischen dem Schaltbefehl und dem theoretischen Startpunkt eine elektrische Totzeit bis der modellierte Istdruck dem Solldruck folgt, abgebildet wird und wobei die echte Entleerzeit in einen Lüftspielanteil und einen elastischen Anteil aufgeteilt wird und wobei der untere Druckwert des elastischen Bereiches dem Grundfülldruck entspricht.A model of a hydraulic clutch control is proposed, in which the clutch elasticity is taken into account as a pressure offset to a basic filling pressure, namely the pressure required to hold the clutch piston quasi-statically on the disk pack, whereby a real quick filling time is defined, which is an electrical dead time and includes a hydraulic dead time and is divided into an air gap filling time and an elastic component, the elastic component corresponding to the time from the application of the clutch piston to the disk set of the clutch until the clutch is overpressured, whereby a real emptying time is defined, which corresponds to the time span between a theoretical starting point that is later than the shift command and the target point at which the clutch is completely empty due to the electrical dead time and the hydraulic dead time, the starting point being derived from the S The point of intersection of the modeled actual pressure and an empirically determinable upper pressure value of the elastic range of the coupling results, whereby the delay time between the switching command and the theoretical starting point shows an electrical dead time until the modeled actual pressure follows the target pressure, and whereby the real emptying time is divided into a clearance component and an elastic portion is divided and the lower pressure value of the elastic area corresponds to the basic filling pressure.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Modell einer hydraulischen Kupplungsansteuerung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a model of a hydraulic clutch control according to the preamble of
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, eine hydraulische Kupplungsansteuerung dadurch zu modellieren, dass die Kolbenposition der Kupplung in einem Bereich zwischen 0 und 100 % bestimmt wird, wobei der Bereich als Bereich zwischen dem Ausgangspunkt des Kolbens in Ruhelage und dem Punkt, an dem die Kupplung am Lamellenpaket anliegt und gerade kein Moment übernimmt, definiert ist. In nachteiliger Weise wird hierbei der elastische Bereich der Kupplung nicht mit abgebildet. Im elastischen Bereich wird zwischen der Antriebs- und der Abtriebsseite der Kupplung Moment übertragen, wobei sich der Kolben noch bewegt.It is known from the prior art to model a hydraulic clutch control in that the piston position of the clutch is determined in a range between 0 and 100%, the range being the range between the starting point of the piston in the rest position and the point at which the Clutch is on the disk pack and no moment is taking over, is defined. In a disadvantageous manner, the elastic area of the coupling is not shown here. In the elastic range, torque is transmitted between the input and output side of the clutch, with the piston still moving.
Für die Befüllung einer hydraulisch betätigbaren Kupplung eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs wird nach dem Stand der Technik eine Füllzeit definiert, welche der Zeit entspricht, die benötigt wird, um das Lüftspiel der Kupplung mit einem definierten Druck zu überwinden, so dass der Kupplungskolben am Lamellenpaket anliegt. Diese Füllzeit ist dabei unterteilt in eine Schnellfüllzeit und eine sich zeitlich daran anschließende Füllausgleichszeit. Während der Füllzeit erfolgt die Befüllung der Kupplung mit einem verhältnismäßig hohen Druck in Art eines Druckpulses, typischerweise mit etwa 3,5 bis 5 bar, je nach Konstruktion der Kupplung. Ziel dieser Schnellfüllung ist, den Kolben der Kupplung möglichst weit an das Lamellenpaket zu bringen, ohne jedoch bereits ein Drehmoment übertragen zu können und die auch bei allen konstruktiv zulässigen Exemplar-Streuungen. Während der Füllausgleichszeit wird der Kolben mit einem vergleichsweise niedrigen Druck beaufschlagt, der auch als Grundfülldruck bezeichnet wird und benötigt wird, um den Kupplungskolben quasistatisch am Lamellenpakt zu halten. Typischerweise liegt der Grundfülldruck in einem Bereich zwischen 0,6 und 1,4 bar. Diese Füllausgleichsphase dient primär dem Toleranzausgleich der beteiligten Bauelemente. Am Ende der Füllausgleichsphase sollte der Kolben am Lamellenpaket anliegen und bei einer zeitlich nachfolgenden Anhebung des Drucks von der Kupplung Drehmoment übertragen werden können.For the filling of a hydraulically actuated clutch of an automatic transmission of a motor vehicle, a filling time is defined according to the prior art, which corresponds to the time required to overcome the clearance of the clutch with a defined pressure, so that the clutch piston rests on the disk pack. This filling time is divided into a quick filling time and a filling equalization time that follows. During the filling time, the coupling is filled with a relatively high pressure in the manner of a pressure pulse, typically around 3.5 to 5 bar, depending on the design of the coupling. The aim of this rapid filling is to bring the piston of the clutch as far as possible to the disk pack without, however, already being able to transmit a torque and that also with all constructively permissible specimen variations. During the filling equalization period, the piston is subjected to a comparatively low pressure, which is also referred to as the basic filling pressure and is required in order to hold the clutch piston quasi-statically on the disk pack. The basic filling pressure is typically in a range between 0.6 and 1.4 bar. This filling compensation phase primarily serves to compensate for the tolerances of the components involved. At the end of the filling compensation phase, the piston should rest against the plate pack and torque should be able to be transmitted from the clutch if the pressure rises afterwards.
Analog zur Füllzeit wird eine korrespondierende Entleerzeit definiert, welche der Zeit entspricht, die benötigt wird, um das Ölvolumen mit Hilfe der Kraft einer in der Regel als Tellerfeder ausgeführten Rückstellfeder der Kupplung aus dem Kolbenraum zu schieben bzw. das physikalische, durch die Geometrie bedingte Lüftspiel der Kupplung wieder einzustellen. Hierbei wird angenommen, dass eine Kupplung keine Elastizität aufweist und dass die volle Lüftspielschnellfüllzeit und Entleerzeit gegeben sind, wenn die Kupplung maximal auf Grundfülldruck angesteuert wird.Analogous to the filling time, a corresponding emptying time is defined, which corresponds to the time required to push the oil volume out of the piston chamber using the force of a return spring of the clutch, which is usually designed as a plate spring, or the physical clearance due to the geometry adjust the clutch again. It is assumed here that a coupling has no elasticity and that the full quick air filling time and emptying time are given if the coupling is actuated to a maximum of the basic filling pressure.
Beim Abschalten einer Kupplung wird diese per Timer abgefiltert, wobei beim Wiederzuschalten die Kupplung nochmals in Abhängigkeit der seit dem Abschalten vergangener Zeit gemäß dem Model der hydraulischen Kupplungsansteuerung anteilig gefüllt wird. Dadurch soll sichergestellt werden, dass die Kupplung für Schaltungen immer optimal befüllt ist.When a clutch is switched off, it is filtered by a timer, and when the clutch is switched on again, the clutch is filled proportionally depending on the time elapsed since it was switched off in accordance with the model of the hydraulic clutch control. This is to ensure that the clutch for circuits is always optimally filled.
Eine Kupplung kann jedoch durch Überbrückung der Kupplungselastizität über das Lüftspiel hinaus weiter befüllt werden, was auch in einer Verlängerung der Entleerzeit resultiert. Demnach kann es zu Situationen kommen, bei denen die aktuelle Entleerzeit nicht zur ermittelten bzw. modellierten Lüftspielschnellfüllzeit passt.However, a coupling can be filled further by bridging the coupling elasticity beyond the clearance, which also results in an extension of the emptying time. Accordingly, there may be situations in which the current emptying time does not match the determined or modeled air gap filling time.
Die volle Schnellfüllzeit wird erst mit überdrückter Kupplung erreicht, d.h. bei einem Druck oberhalb des Grundfülldrucks. Wird eine Elastizität aufweisende Kupplung bei Grundfülldruck quasistatisch angesteuert, so entspricht dieser Zustand nicht der vollen Entleerzeit bzw. Schnellfüllzeit der Kupplung.The full quick fill time is only achieved with the clutch depressed, i.e. at a pressure above the basic filling pressure. If a coupling with elasticity is controlled quasi-statically at the basic filling pressure, this state does not correspond to the full emptying time or quick filling time of the coupling.
Die Elastizitätsgrenze einer Kupplung ist erreicht, wenn sich die Kupplung nicht weiter befüllen lässt, d.h. wenn die Entleerzeit nicht mehr länger wird. Wenn die hydraulische Kupplungsansteuerung einer eine Elastizität aufweisenden Kupplung nach dem Stand der Technik abgebildet wird, so ergibt sich ein Fehler. Hierbei beginnt der Entleervorgang der Kupplung, obwohl die Kupplung noch nicht abgeschaltet wurde. Auf diese Weise kann bei bereits entleerter Kupplung das Model der hydraulischen Kupplungsansteuerung z.B. in einer 50% Restfüllung in der Kupplung resultieren, so dass diese bei Wiederbefüllung nur zu 50% befüllt wird. Dies führt zu einem Überschwingen der Motordrehzahl bei der Schaltung, da die zuschaltende Kupplung das Moment nicht stützen kann und kann in einer Beschädigung von Bauteilen und in einer schlechten Schaltqualität resultieren.The elastic limit of a coupling is reached when the coupling cannot be filled further, i.e. when the emptying time is no longer longer. If the hydraulic clutch control of a clutch having an elasticity is mapped according to the prior art, an error results. The coupling emptying process begins here, although the coupling has not yet been switched off. In this way, the model of the hydraulic clutch control can be e.g. result in a 50% residual filling in the coupling, so that it is only 50% filled when refilled. This leads to an overshoot of the engine speed when shifting, since the clutch to be engaged cannot support the torque and can result in damage to components and poor shift quality.
Das Befüllen einer hydraulischen Kupplung mit der passenden Schnellfüllung ist von hoher Bedeutung, da dadurch das Druckfolgeverhalten und die Übertragungsfähigkeit der Kupplung sichergestellt werden. Wenn beispielsweise während des Abschaltens einer Kupplung, d.h. solange die Kupplung entleert wird, ein Zuschalten der Kupplung angefordert wird, muss das während der unvollständigen Entleerung bereits ausgeschobene Ölvolumen wieder zugeführt werden. Das Zuschalten ist ohne Komforteinbußen möglich, wenn genau bekannt ist, zu wieviel Prozent die Kupplung entleert ist, d.h. wieviel Prozent der Zielschnellfüllung nachgefüllt werden muss.Filling a hydraulic clutch with the appropriate quick fill is of great importance, as this ensures the pressure sequence behavior and the transmission capacity of the clutch. For example, when a clutch is disengaged, i.e. As long as the clutch is emptied and the clutch is requested to be engaged, the oil volume that has already been pushed out during incomplete emptying must be added again. Switching on is possible without sacrificing comfort if it is known exactly what percentage the clutch is empty, i.e. what percentage of the target rapid fill has to be refilled.
Aus der
Aus der
Ferner geht aus der
Aus der
Ferner geht aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Modell einer hydraulischen Kupplungsansteuerung anzugeben.The present invention has for its object to provide a model of a hydraulic clutch control.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.This object is achieved by the features of
Demnach wird ein Modell einer hydraulischen Kupplungsansteuerung vorgeschlagen, im Rahmen dessen die Kupplungselastizität, bedingt z.B. durch die Tellerfederkennlinie der Tellerfeder der Kupplung, die Lamellenseparierung und eine Wellfeder der Kupplung, als Druckoffset auf den Grundfülldruck berücksichtigt wird, wobei eine echte Schnellfüllzeit definiert wird, welche zwei getrennte Totzeiten beinhaltet und in eine Lüftspielschnellfüllzeit und einen elastischen Anteil aufgeteilt ist, wobei der elastische Anteil der Schnellfüllzeit der Zeitspanne vom Anlegen des Kupplungskolbens am Lamellenpaket bis die Kupplung zu 100% überdrückt ist, entspricht. Die erste Totzeit - im Folgenden als „elektrische Totzeit“ bezeichnet - bildet beim Zuschalten der Kupplung die komplette elektronische Regelstrecke der Kupplungsansteuerung von der Signalgenerierung bis zum physikalischen Ausgang desjenigen Druckreglerausgangs eines elektronischen Steuermoduls ab, der ein zur hydraulischen Kupplungsansteuerung vorgesehenes Druckregelventil eines elektro-hydraulischen Getriebesteuergerätes mit dem erforderlichen Strom versorgt. Hierzu kann ein mathematisches Ventilpositionmodell vorgesehen sein, welches das jeweils beteiligte Druckregelventil mathematisch abbildet. Die zweite Totzeit - im Folgenden mit „hydraulische Totzeit“ bezeichnet - bildet beim Zuschalten der Kupplung die hydraulische Regelstrecke zwischen dem genannten Druckreglerausgang und der druckseitig angesteuerten Kupplung ab.Accordingly, a model of a hydraulic clutch control is proposed, in the context of which the clutch elasticity, for example due to the disk spring characteristic of the disk spring of the clutch, the plate separation and a wave spring of the clutch, is taken into account as pressure offset to the basic filling pressure, whereby a real quick filling time is defined, two includes separate dead times and is divided into an air gap filling time and an elastic component, the elastic component corresponds to the quick filling time of the period from the application of the clutch piston to the disk set until the clutch is 100% overpressured. The first dead time - hereinafter referred to as "electrical dead time" - forms the complete electronic control system of the clutch control from the signal generation to the physical output of the pressure regulator output of an electronic control module that engages a pressure control valve of an electro-hydraulic transmission control unit provided for hydraulic clutch control supplied with the necessary electricity. For this purpose, a mathematical valve position model can be provided, which mathematically depicts the pressure control valve involved in each case. The second dead time - hereinafter referred to as "hydraulic dead time" - represents the hydraulic controlled system between the pressure regulator outlet and the clutch actuated on the pressure side when the clutch is engaged.
Ferner wird eine echte Entleerzeit definiert, welche der Zeitspanne zwischen einem theoretischen Startpunkt, der aufgrund einer elektrischen Totzeit und einer hydraulischen Totzeit zeitlich später liegt als der Schaltbefehl, und dem Zielpunkt, an dem die Kupplung vollständig entleert ist entspricht, wobei sich der Startpunkt aus dem Schnittpunkt des modellierten Istdrucks und eines oberen Druckwertes des elastischen Bereiches ergibt, wobei der obere Druckwert empirisch ermittelt wird, wobei durch diese Verzugszeit eine elektrische Totzeit, bis der modellierte Istdruck dem Solldruck folgt, abgebildet wird und wobei die echte Entleerzeit in einen Lüftspielanteil und einen elastischen Anteil aufgeteilt wird. Der untere Druckwert des elastischen Bereiches entspricht dem Grundfülldruck.Furthermore, a real emptying time is defined, which corresponds to the time between a theoretical starting point, which is later than the switching command due to an electrical dead time and a hydraulic dead time, and the target point at which the clutch is completely emptied, the starting point being the The point of intersection of the modeled actual pressure and an upper pressure value of the elastic range results, the upper pressure value being determined empirically, with this delay time representing an electrical dead time until the modeled actual pressure follows the setpoint pressure, and with the real emptying time being divided into an air play component and an elastic one Share is divided. The lower pressure value of the elastic range corresponds to the basic filling pressure.
Es kann vorgesehen sein, dass zur Modellierung der Kolbenposition der Kupplung im elastischen Bereich ein PT2-gefilterter Kolbenpositionstimer verwendet wird. Ferner kann vorgesehen sein, dass zur Modellierung des Istdrucks ein PT1-Filter verwendet wird.It can be provided that a PT2-filtered piston position timer is used to model the piston position of the clutch in the elastic range. It can further be provided that a PT1 filter is used to model the actual pressure.
Zur Ermittlung des oberen und unteren Druckwertes des elastischen Bereiches einer Kupplung eines Automatgetriebes umfassend einen hydrodynamischen Wandler und eine Wandlerkupplung werden bei stehendem Fahrzeug im Getriebe die vorbereitenden Kupplungen geschlossen, wobei die Turbine mit dem Abtrieb gekoppelt wird und wobei anschließend mit der kraftschließenden Kupplung der quasistatisch angesteuerte Fülldruck soweit variiert wird, bis eine Reaktion der Turbinendrehzahl erkennbar ist.To determine the upper and lower pressure value of the elastic range of a clutch of an automatic transmission comprising a hydrodynamic converter and a converter clutch, the preparatory clutches are closed when the vehicle is stationary, the turbine being coupled to the output and then the quasi-statically controlled clutch being connected to the force-locking clutch Filling pressure is varied until a reaction of the turbine speed is recognizable.
Wenn das Fülldruckniveau der kraftschließenden Kupplung sukzessive erhöht wird, steigt die Differenzdrehzahl in der Wandlerkupplung des Getriebes und es wird zu einem Zeitpunkt Moment übertragen, wobei zu diesem Zeitpunkt der Kupplungskolben der hydraulischen Kupplung von der Tellerfeder nicht mehr zurückgeschoben wird, so dass ein Kräftegleichgewicht zwischen der hydraulischen Kraft (Druck*Fläche) und der Kraft der Tellerfeder der Kupplung herrscht. Der aktuelle Druck ergibt sich aus dem Grundfülldruck, der benötigt wird, um den Kupplungskolben quasistatisch am Lamellenpakt zu halten plus eines Hysteresewertes.If the filling pressure level of the force-fitting clutch is successively increased, the differential speed in the converter clutch of the transmission increases and torque is transmitted at a point in time, at which point the clutch piston of the hydraulic clutch is no longer pushed back by the plate spring, so that a force balance between the hydraulic force (pressure * area) and the force of the disc spring of the clutch prevail. The current pressure results from the basic filling pressure that is required to keep the clutch piston quasi-static on the disk pack plus a hysteresis value.
Wird das Fülldruckniveau sukzessive abgesenkt, so ist zu einem Zeitpunkt in der Wandlerkupplung keine Differenzdrehzahl mehr ersichtlich, wobei kein Moment übertragen wird. Zu diesem Zeitpunkt herrscht Kräftegleichgewicht zwischen der hydraulischen Kraft und der Tellerfeder, wobei der aktuell angesteuerte Druck dem Grundfülldruck entspricht.If the filling pressure level is successively lowered, no differential speed can be seen in the converter clutch at any point in time, with no torque being transmitted. At this point in time, there is a balance of forces between the hydraulic force and the diaphragm spring, the pressure currently being controlled corresponding to the basic filling pressure.
Beim Abschalten einer Kupplung, in der ein bestimmter Fülldruck herrscht, ergibt sich immer eine bestimmte Entleerzeit. Wird der Fülldruck sukzessive über dem Grundfülldruck erhöht, so erhöht sich auch die Entleerzeit bis zu der Situation, bei der die Kupplung zu 100% überdrückt ist. Der Fülldruck in dieser Situation entspricht dem Fülldruck bei maximaler Entleerzeit.When a clutch with a certain filling pressure is switched off, there is always a certain emptying time. If the filling pressure is gradually increased above the basic filling pressure, the emptying time also increases up to the situation in which the clutch is 100% overpressured. The filling pressure in this situation corresponds to the filling pressure at the maximum emptying time.
Zur Ermittlung der echten Schnellfüllzeit anhand der echten Entleerzeit werden bei stehendem Fahrzeug im Getriebe die vorbereitenden Kupplungen geschlossen. Anschließend wird mit der kraftschließenden Kupplung die Länge der Schnellfüllzeit soweit erhöht, bis sich die dazu gehörende Entleerzeit nicht mehr erhöht. Bei langer Schnellfüllzeit wird die Turbine mit dem Abtrieb gekoppelt und es entsteht eine Differenzdrehzahl in der Wandlerkupplung.To determine the real quick fill time based on the real emptying time, the preparatory couplings are closed when the vehicle is stationary. The length of the quick filling time is then increased with the force-locking coupling until the associated emptying time no longer increases. With a long fast filling time, the turbine is coupled to the output and there is a differential speed in the converter clutch.
Trägt man die Entleerzeit über der Schnellfüllzeit auf, so kann die maximale Entleerzeit als Entleerzeit bei 100 % Überdrückung der Kupplung definiert werden. Trägt man nun die während des Schnellfüll-Pulses maximal gemessene Differenzdrehzahl in der Wandlerkupplung über der Schnellfüllzeitlänge auf, kann die Schnellfüllzeit ermittelt werden, welche zur Überwindung des Lüftspiels nötig ist. Wird die Kupplung weiter gefüllt, so wird die Kupplung in den elastischen Bereich hinein überdrückt. If the emptying time is plotted against the quick fill time, the maximum emptying time can be defined as the emptying time at 100% overpressure of the coupling. If the maximum differential speed measured in the converter clutch during the quick fill pulse is plotted over the quick fill time length, the quick fill time required to overcome the clearance can be determined. If the clutch is filled further, the clutch is pushed into the elastic area.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird die Physik einer hydraulischen Kupplung genauer als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren abgebildet, was zu einer besseren Schaltqualität führt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise die hydraulische Kupplungsansteuerung von Kupplungen, bei denen der überwiegende Teil der echten Schnellfüllzeit im elastischen Bereich abläuft, mit hoher Genauigkeit modelliert werden.The concept of the invention maps the physics of a hydraulic clutch more precisely than in the methods known from the prior art, which leads to better shift quality. The method according to the invention can advantageously be used to model the hydraulic clutch control of clutches in which the major part of the real fast filling time takes place in the elastic range with high accuracy.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann jederzeit der Füllgrad einer Kupplung abgebildet werden und zwar unabhängig davon, ob die Kupplung leer ist und der Kolben steht, ob die Kupplung befüllt wird und der Kolben aufgrund von Totzeiten steht, ob die Kupplung befüllt wird und der Kolben bewegt wird, ob die Kupplung vollständig befüllt ist und der Kolben steht, ob die Kupplung entleert wird und der Kolben aufgrund von Totzeiten steht etc. The degree of filling of a clutch can be imaged at any time by the method according to the invention, regardless of whether the clutch is empty and the piston is stationary, whether the clutch is being filled and the piston is stationary due to dead times, whether the clutch is being filled and the piston is being moved whether the clutch is completely filled and the piston is stationary, whether the clutch is emptied and the piston is stationary due to dead times etc.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine Kupplung auch im elastischen Bereich wieder befüllt werden und nicht nur während des Entleerens oder im entleerten Zustand. Zudem kann eindeutig erkannt werden, ob die applizierten Schnellfülloffsets zur Schaltungscharakteristik passen, was zu einer Erhöhung der Robustheit führt.With the method according to the invention, a coupling can also be refilled in the elastic range and not only during the emptying or in the emptied state. In addition, it can be clearly recognized whether the applied quick fill offsets match the circuit characteristics, which leads to an increase in robustness.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 : ein Diagramm der zeitlichen Verläufe des Solldrucks und der Kolbenposition bezogen auf das Lüftspiel zur Veranschaulichung eines Befüllmodels einer Kupplung nach dem Stand der Technik; -
2 : ein Diagramm der zeitlichen Verläufe des Solldrucks, der Kolbenposition bezogen auf das Lüftspiel und des modellierten Istdrucks zur Veranschaulichung eines Entleermodels einer Kupplung nach dem Stand der Technik, wobei die Kupplung bei Grundfülldruck abgeschaltet wird; -
3 : ein Diagramm der zeitlichen Verläufe des Solldrucks, der Kolbenposition bezogen auf das Lüftspiel und des modellierten Istdrucks zur Veranschaulichung eines Entleermodels einer Kupplung nach dem Stand der Technik, wobei die Kupplung bei einem Druck über dem Grundfülldruck abgeschaltet wird; -
4 : ein Diagramm der zeitlichen Verläufe des Solldrucks, des modellierten Istdrucks, des physikalischen Istdrucks und der Kolbenposition bezogen auf das Lüftspiel zur Veranschaulichung der Ungenauigkeit eines Befüll/Entleermodels einer Kupplung nach dem Stand der Technik, wobei die Kupplung eine hohe Elastizität aufweist; -
5 : ein Diagramm der zeitlichen Verläufe des Solldrucks, des physikalischen Istdrucks, der Kolbenposition bezogen auf das Lüftspiel, der Kolbenposition bezogen auf den elastischen Teil und der Kolbenposition bezogen auf das Lüftspiel und den elastischen Teil sowie der Ventilposition des Druckreglers zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Modellierung des Befüllvorgangs einer Kupplung; -
6 : ein Diagramm der zeitlichen Verläufe des Solldrucks, des modellierten Istdrucks, der Kolbenposition bezogen auf das Lüftspiel, der Kolbenposition bezogen auf den elastischen Teil sowie der Ventilposition des Druckreglers zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Modellierung des Entleervorgangs einer Kupplung; -
7 : ein Diagramm der zeitlichen Verläufe des Solldrucks, des physikalischen Istdrucks, der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl zur Veranschaulichung der empirischen Ermittlung des Grundfülldruckes einer Kupplung; -
8 : ein Beispiel der empirischen Ermittlung des oberen und unteren Druckwertes des elastischen Bereiches einer Kupplung mit hoher Elastizität; -
9 : ein Diagramm der zeitlichen Verläufe des Solldrucks, des physikalischen Istdrucks, der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl zur Veranschaulichung der empirischen Ermittlung der echten Schnellfüllzeit anhand der maximalen Entleerzeit; -
10 : ein Beispiel der empirischen Ermittlung der echten Schnellfüllzeit anhand der maximalen Entleerzeit; -
11 : ein Diagramm der zeitlichen Verläufe des Solldrucks, des berechneten Istdrucks, der Kolbenposition bezogen auf das Lüftspiel und der Kolbenposition bezogen auf den elastischen Teil zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Modellierung des Wiederbefüllens einer Kupplung vor dem vollständigen Entleeren; und -
12 : ein Diagramm der zeitlichen Verläufe des Solldrucks, des berechneten Istdrucks, der Kolbenposition bezogen auf das Lüftspiel und der Kolbenposition bezogen auf den elastischen Teil zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Modellierung des Wiederbefüllens einer Kupplung, deren Kolben sich im elastischen Bereich befindet.
-
1 : A diagram of the time courses of the target pressure and the piston position in relation to the air gap to illustrate a filling model of a clutch according to the prior art; -
2 : a diagram of the time profiles of the target pressure, the piston position in relation to the air gap and the modeled actual pressure to illustrate an emptying model of a clutch according to the prior art, the clutch being switched off at the basic filling pressure; -
3 : A diagram of the time courses of the target pressure, the piston position in relation to the air gap and the modeled actual pressure to illustrate an emptying model of a clutch according to the prior art, the clutch being switched off at a pressure above the basic filling pressure; -
4 : a diagram of the time courses of the target pressure, the modeled actual pressure, the physical actual pressure and the piston position in relation to the air gap to illustrate the inaccuracy of a filling / emptying model of a coupling according to the prior art, the coupling having a high elasticity; -
5 : a diagram of the time courses of the target pressure, the physical actual pressure, the piston position in relation to the air gap, the piston position in relation to the elastic part and the piston position in relation to the air gap and the elastic part as well as the valve position of the pressure regulator to illustrate the modeling of the filling process according to the invention a clutch; -
6 : a diagram of the time courses of the target pressure, the modeled actual pressure, the piston position in relation to the air gap, the piston position in relation to the elastic part and the valve position of the pressure regulator to illustrate the modeling of the emptying process of a clutch according to the invention; -
7 : A diagram of the time profiles of the target pressure, the physical actual pressure, the engine speed and the turbine speed to illustrate the empirical determination of the basic filling pressure of a clutch; -
8th : an example of the empirical determination of the upper and lower pressure value of the elastic range of a coupling with high elasticity; -
9 : A diagram of the time courses of the target pressure, the physical actual pressure, the engine speed and the turbine speed to illustrate the empirical determination of the real fast filling time based on the maximum drain time; -
10 : an example of the empirical determination of the real fast filling time based on the maximum emptying time; -
11 : a diagram of the time profiles of the target pressure, the calculated actual pressure, the piston position in relation to the air gap and the piston position in relation to the elastic part to illustrate the modeling according to the invention of refilling a clutch before completely emptying; and -
12 : a diagram of the temporal courses of the target pressure, the calculated actual pressure, the piston position in relation to the air gap and the piston position in relation to the elastic part to illustrate the modeling according to the invention of refilling a clutch, the piston of which is in the elastic range.
Nachfolgend und bezugnehmend auf die
Kurve
Der Zeitpunkt t_0 ist der Zeitpunkt des ersten Schaltbefehls zum Schließen der Kupplung, wobei die Kupplung mit nur minimalen Verzögerung nach dem Schaltbefehl mit Schnellfülldruck über eine Schnellfüllzeit von beispielhaft 100ms angesteuert wird. Aufgrund einer im Befüll- und Entleermodell der Kupplung hinterlegten Totzeit der Kupplung bewegt sich der Kolben der Kupplung zur Überwindung des Lüftspiels der angesteuerten Kupplung gemäß dem Befüll- und Entleermodell der Kupplung zum späteren Zeitpunkt
Zum Zeitpunkt
Im vorliegenden Beispiel erfolgt der zweite Schaltbefehl zum Schließen der Kupplung zum Zeitpunkt
Unmittelbar nach dem ersten Schaltbefehl zum Zeitpunkt
Dieser Schaltbefehl zum Zeitpunkt
Dieses aus dem Stand der Technik bekannte Kupplungsmodell kann in der Anwendung bei Kupplungen mit physikalisch vorhandener Elastizität in nachteiliger Weise zu einer schlechten Schaltqualität führen, wie nachfolgend anhand
Unmittelbar nach dem ersten Schaltbefehl zum Zeitpunkt
Das sich bei dieser Konstellation ergebende technischen Problems, welches in der physikalisch vorhandenen Elastizität begründet liegt, in dem verwendeten Befüll- und Entleermodell unberücksichtigt ist, verdeutlicht Kurve
Innerhalb des elastischen Bereichs der Kupplung ist demnach ein Ölvolumen im Kolbenraum in gewissen Grenzen veränderbar ist, ohne das sich hierdurch die Kolbenposition verändert.Accordingly, an oil volume in the piston chamber can be changed within certain limits within the elastic range of the clutch, without this changing the piston position.
Bei der in
Anhand und bezugnehmend auf die
Zum Zeitpunkt
Zum Zeitpunkt
Die Entleerzeit aufgrund der Elastizität der Kupplung beginnt zum Zeitpunkt
Der obere und untere Druckwert
Im Rahmen einer ersten Phase, die in
In
Wird das Fülldruckniveau im Rahmen einer zweiten Phase, die in
Abschließend wird im Rahmen einer dritten Phase die Kupplung von einem bestimmten Fülldruck abgeschaltet, und die entsprechende Entleerzeit gemessen, wobei wenn der Fülldruck sukzessive erhöht wird, sich auch die Entleerzeit erhöht, bis die Kupplung soweit überdrückt ist, dass keine Erhöhung der Entleerzeit erfasst werden kann. Der Fülldruck zu diesem Zeitpunkt entspricht dem oberen Druckwert
In
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf
In
Hierbei werden zur Ermittlung der Schnellfüllzeit anhand der echten Entleerzeit bei stehendem Fahrzeug im Getriebe die vorbereitenden Kupplungen geschlossen, wobei anschließend mit der kraftschließenden Kupplung die Länge der Schnellfüllzeit soweit erhöht wird, bis sich die dazu gehörende Entleerzeit nicht mehr erhöht. Bei langer Schnellfüllzeit wird die Turbine mit dem Abtrieb gekoppelt und es entsteht eine Differenzdrehzahl in der Wandlerkupplung. Die längste Entleerzeit entspricht der echten Entleerzeit.To determine the quick fill time, the preparatory couplings are closed based on the real emptying time when the vehicle is stationary in the transmission, the length of the quick fill time then being increased with the force-fitting coupling until the associated emptying time no longer increases. With a long fast filling time, the turbine is coupled to the output and there is a differential speed in the converter clutch. The longest emptying time corresponds to the real emptying time.
Trägt man die Entleerzeit über der Schnellfüllzeit auf, so kann die echte Entleerzeit als Entleerzeit bei 100 % Überdrückung der Kupplung definiert werden. Trägt man nun die während der Schnellfüll-Pulse maximal gemessene Differenzdrehzahl in der Wandlerkupplung über der Schnellfüllzeitlänge auf, kann zum Zeitpunkt des ersten Auftretens einer Differenzdrehzahl in der Wandlerkupplung die aktuelle Schnellfüllzeit als die Schnellfüllzeit ermittelt werden, welche zur Überwindung des Lüftspiels nötig ist. Wird die Kupplung weiter gefüllt, so wird die Kupplung in den elastischen Bereich hinein überdrückt, wobei mit steigender Überdrückung innerhalb des Elastizitätsbereichs die Differenzdrehzahl in der Wandlerkupplung steigt. Die echte Schnellfüllzeit der Kupplung bis zur Überwindung des elastischen Bereiches ist die Schnellfüllzeit, ab der sich die Differenzdrehzahl in der Wandlerkupplung nicht mehr ändert.If the emptying time is plotted against the quick fill time, the real emptying time can be defined as the emptying time with 100% overpressure of the coupling. If the maximum differential speed measured in the converter clutch during the quick-fill pulse is plotted over the quick-fill length, the current quick-fill time can be determined as the quick-fill time required to overcome the air gap when a differential speed occurs in the converter clutch for the first time. If the clutch is filled further, the clutch is pushed into the elastic range, the differential speed in the converter clutch increasing with increasing pressure within the elastic range. The real quick filling time of the coupling until the elastic range is overcome is Fast filling time from which the differential speed in the converter clutch no longer changes.
In
Der Zeitpunkt
Zum Zeitpunkt
Vergleichbar zu
Im Unterschied zu
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- AA
- zeitlicher Verlauf des Solldruckstime course of the target pressure
- BB
- zeitlicher Verlauf des physikalischen Istdruckstemporal course of the actual physical pressure
- CC
- zeitlicher Verlauf der Kolbenposition bezogen auf das LüftspielPiston position over time in relation to the clearance
- DD
- zeitlicher Verlauf der Kolbenposition bezogen auf den elastischen TeilTime course of the piston position related to the elastic part
- Ee
- zeitlicher Verlauf der Kolbenposition bezogen auf das Lüftspiel und den elastischen TeilTime course of the piston position related to the air gap and the elastic part
- FF
- zeitlicher Verlauf der Ventilposition des DruckreglersTime course of the valve position of the pressure regulator
- GG
- zeitlicher Verlauf des modellierten Istdruckstemporal course of the modeled actual pressure
- G'G'
- zeitlicher Verlauf des modellierten Istdruckstemporal course of the modeled actual pressure
- HH
- Druckoffsetoffset printing
- II
- zeitlicher Verlauf der Motordrehzahltemporal course of the engine speed
- JJ
- zeitlicher Verlauf der Turbinendrehzahltemporal course of the turbine speed
- PF_minPF_min
- GrundfülldruckGrundfülldruck
- p_fmin_1p_fmin_1
- unterer Druckwert des elastischen Bereicheslower pressure value of the elastic range
- p_fmin_2p_fmin_2
- oberer Druckwert des elastischen Bereichesupper pressure value of the elastic range
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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-
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