DE102019218527A1 - Method and control device for operating a pneumatic switching system of a transmission - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben eines pneumatischen Schaltsystems eines mindestens eine Getriebegruppe (SGr, MGr, GGr) aufweisenden Getriebes, wobei das Schaltsystem druckmittelbetätigte Baugruppen wie Schaltzylinder (10, 11, 12) der jeweiligen Getriebegruppe und eine Getriebebremse (TBr) aufweist, wobei mit jeder druckmittelbetätigten Baugruppe mindestens ein Schaltventil (23) zusammenwirkt, wobei das Schaltsystem einen Druckstellerraum (16) aufweist, von welchem aus die druckmittelbetätigten Baugruppen abhängig von der Schaltstellung der Schaltventile (23) mit Druckmittel versorgt werden, wobei das Schaltsystem einen Vorratsbehälter (24) für Druckmittel aufweist, von welchem aus der Druckstellerraum (16) mit Druckmittel versorgt wird, wobei das Schaltsystem zwischen den Vorratsbehälter (24) und den Druckstellerraum (16) geschaltete Schaltventile (27) aufweist, die von einem Druckregler (29) zur Regelung des Drucks im Druckstellerraum (16) angesteuert werden. Dann, wenn zur Ausführung einer Schaltung mindestens einer der druckmittelbetätigten Schaltzylinder (10, 11, 12) ausgehend vom Druckstellerraum (16) mit Druckmittel versorgt wird, steuert der Druckregler (29) die zwischen den Vorratsbehälter (24) und den Druckstellerraum (16) geschalteten Schaltventile (27) auf Basis einer druckmittelmassenstrombasierten Vorsteuerkomponente an, um im Druckstellerraum (16) einen für die Ansteuerung des mindestens einen Schaltzylinders angeforderten Schaltdruck bereitzustellen.Method for operating a pneumatic shifting system of a transmission having at least one transmission group (SGr, MGr, GGr), the shifting system having pressure-medium-actuated assemblies such as shift cylinders (10, 11, 12) of the respective transmission group and a transmission brake (TBr), with each pressure-medium-actuated assembly at least one switching valve (23) interacts, the switching system having a pressure regulator chamber (16) from which the pressure medium-actuated assemblies are supplied with pressure medium depending on the switching position of the switching valves (23), the switching system having a reservoir (24) for pressure medium, from which the pressure regulator space (16) is supplied with pressure medium, the switching system having switching valves (27) connected between the reservoir (24) and the pressure regulator space (16) which are operated by a pressure regulator (29) to regulate the pressure in the pressure regulator space (16 ) can be controlled. When at least one of the pressure-actuated switching cylinders (10, 11, 12) is supplied with pressure medium from the pressure regulator space (16) to carry out a shift, the pressure regulator (29) controls the switches connected between the reservoir (24) and the pressure regulator space (16) Switching valves (27) based on a pressure-medium mass flow-based pilot control component in order to provide a switching pressure required for controlling the at least one switching cylinder in the pressure regulator space (16).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Steuergerät zum Betreiben eines pneumatischen Schaltsystems eines Getriebes.The invention relates to a method and a control device for operating a pneumatic shift system of a transmission.
Aus der
Aus der
Es besteht Bedarf daran, die Schaltqualität bei einem Getriebe mit einem pneumatischen Schaltsystem zu verbessern.There is a need to improve the shift quality in a transmission with a pneumatic shift system.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein neuartiges Verfahren sowie ein Steuergerät zum Betreiben eines pneumatischen Schaltsystems eines Getriebes zu schaffen.The invention is based on the object of creating a novel method and a control device for operating a pneumatic shift system of a transmission.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines pneumatischen Schaltsystems eines Getriebes gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß steuert dann, wenn zur Ausführung einer Schaltung im Getriebe mindestens einer der druckmittelbetätigten Schaltzylinder ausgehend vom Druckstellerraum mit Druckmittel versorgt, der Druckregler die zwischen den Vorratsbehälter und den Druckstellerraum geschalteten Schaltventile auf Basis einer druckmittelmassenstrombasierten Vorsteuerkomponente an, um im Druckstellerraum einen für die Ansteuerung des mindestens einen Schaltzylinders angeforderten Schaltdruck bereitzustellen.This object is achieved by a method for operating a pneumatic shift system of a transmission according to patent claim 1. According to the invention, if at least one of the pressure-medium-actuated shift cylinders is supplied with pressure medium from the pressure regulator chamber to carry out a shift in the transmission, the pressure regulator controls the switching valves connected between the reservoir and the pressure regulator chamber on the basis of a pressure-medium mass flow-based pilot control component in order to provide one in the pressure regulator chamber to control the at least to provide a switching cylinder requested switching pressure.
Die Erfindung nutzt keine volumenbasierte Steuerung bzw. Regelung des Schaltdrucks im Druckstellerraum, sondern vielmehr eine druckmittelmassenstrombasierte Vorsteuerkomponente, über die ein für die auszuführende Schaltung angeforderter Schaltdruck im Druckstellerraum exakt und schnell bereitgestellt werden kann. Die Nachteile von volumenbasierten Steuerungen oder Regelungen können vermieden werden. Der Schaltdruck im Druckstellerraum kann genau und robust bereitgestellt werden. Eine Druckänderungsdynamik und Positionsänderungsdynamik können berücksichtigt werden.The invention does not use a volume-based control or regulation of the switching pressure in the pressure actuator space, but rather a pressure-medium mass flow-based pilot control component via which a switching pressure required for the shift to be carried out in the pressure actuator space can be provided precisely and quickly. The disadvantages of volume-based control or regulation can be avoided. The switching pressure in the pressure actuator space can be provided precisely and robustly. Pressure change dynamics and position change dynamics can be taken into account.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die druckmittelmassenstrombasierte Vorsteuerkomponente des Druckreglers modellbasiert berechnet, wobei bei der modellbasierten Berechnung der Vorsteuerkomponente des Druckreglers ein für die Schaltung benötigter Druckmittelmassenstrom berechnet wird. Bei der Berechnung des für die Schaltung benötigten Druckmittelmassenstroms kann eine Druckänderungsdynamik und Positionsänderungsdynamik berücksichtigt werden. Der Druckmittelmassenstrom kann so berechnet werden, dass letztendlich der angeforderte Schaltdruck genau und robust bereitgestellt werden kann.According to an advantageous development of the invention, the pressure-medium mass flow-based pilot control component of the pressure regulator is calculated in a model-based manner, with a pressure-medium mass flow required for the circuit being calculated in the model-based calculation of the pilot control component of the pressure regulator. When calculating the pressure medium mass flow required for the shift, pressure change dynamics and position change dynamics can be taken into account. The pressure medium mass flow can be calculated in such a way that ultimately the requested switching pressure can be provided precisely and robustly.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der für die Schaltung benötigte Druckmittelmassenstrom derart auf zwei zwischen den Vorratsbehälter und den Druckstellerraum geschaltete Schaltventile aufgeteilt, dass dann, wenn derselbe kleiner als ein von einem einzigen der beiden Schaltventile bereitstellbarer Druckmittelmassenstrom ist, der benötigte Druckmittelmassenstrom durch Ansteuerung eines einzigen Schaltventils bereitgestellt wird, und dass anderenfalls der benötigte Druckmittelmassenstrom auf die beiden Schaltventile durch entsprechende Ansteuerung derselben aufgeteilt wird. Dies ist bevorzugt, um die Schaltventile im Hinblick auf einen Verschleiß derselben gleichmäßig zu nutzen.According to an advantageous development of the invention, the pressure medium mass flow required for the switching is divided between two switching valves connected between the reservoir and the pressure regulator space that, when the same is smaller than a pressure medium mass flow that can be provided by a single one of the two switching valves, the required pressure medium mass flow is achieved by controlling a single switching valve is provided, and that otherwise the required pressure medium mass flow is divided between the two switching valves by appropriate control of the same. This is preferred in order to use the switching valves uniformly in view of wear and tear of the same.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird für jedes zur Bereitstellung des benötigten Druckmittelmassenstroms angesteuerte Schaltventil eine Ansteuerfrequenz abhängig vom durch das jeweilige Schaltventil bereitzustellenden Teilmassenstrom des Druckmittelmassenstroms und abhängig von einem Druckverhältnis zwischen dem Soll-Druck der Schaltung und einem Systemdruck im Vorratsbehälter bestimmt, vorzugsweise kennfeldabhängig. Die kennfeldabhängige Bestimmung der Ansteuerfrequenzen für die Schaltventile abhängig vom bereitzustellenden Druckmittelmassenstrom sowie abhängig vom Druckverhältnis zwischen dem Soll-Druck der Schaltung und dem Systemdruck im Vorratsbehälter ist einfach und genau.According to an advantageous development of the invention, for each switching valve controlled to provide the required pressure medium mass flow, a control frequency is determined depending on the partial mass flow of the pressure medium mass flow to be provided by the respective switching valve and depending on a pressure ratio between the target pressure of the circuit and a system pressure in the reservoir, preferably as a function of the map. The map-dependent determination of the control frequencies for the switching valves depending on the pressure medium mass flow to be provided and depending on the pressure ratio between the target pressure of the circuit and the system pressure in the reservoir is simple and accurate.
Das erfindungsgemäße Steuergerät ist in Anspruch 9 definiert.The control device according to the invention is defined in claim 9.
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 Schema eines Getriebes und eines Schaltsystems des Getriebes zur Verdeutlichung der Erfindung; -
2 ein Blockschaltbild zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung.
-
1 a diagram of a transmission and a switching system of the transmission to illustrate the invention; -
2 a block diagram to further illustrate the invention.
So zeigt
Ein jeder Druckmittelzylinder
Der Druckstellerraum
Im Druckstellerraum
Gemäß
Soll nun im Getriebe eine Schaltung ausgeführt werden, und zwar unter Beteiligung mindestens eines der Teilgetriebe, also unter Beteiligung der Hauptgruppe MGr und/oder Vorschaltgruppe SGr und/oder der Nachschaltgruppe GGr, so muss hierzu im Druckstellerraum
Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren, mithilfe dessen der bei Ausführung einer Schaltung im Getriebe benötigte Soll-Schaltdruck im Druckstellerraum
Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, dass dann, wenn zur Ausführung einer Schaltung im Getriebe mindestens einer der druckmittelbetätigten Schaltzylinder
Diese druckmittelmassenstrombasierte Vorsteuerkomponente des Druckreglers
Der für die Schaltung benötigte Druckmittelmassenstrom wird dabei vorzugsweise auf Basis nachfolgender Gleichungen modellbasiert berechnet:
- ṁ1d
- der für die Schaltung benötigte Druckmittelmassenstrom vom
Vorratsbehälter 24 in denDruckstellerraum 16 ist, - R
- eine pneumatische Gaskonstante der Luft ist,
- T
- eine Lufttemperatur im Getriebe ist,
- ṗ1
- eine
Druckänderungsrate im Druckstellerraum 16 während der Schaltung ist, - V1
- ein aktives Volumen während der Schaltung ist,
- p1d
- der Soll-Druck der Schaltung ist,
- die aktive Volumenänderungsrate der Schaltung ist,
- V0
- das Totvolumen des Druckstellerraums
16 ist, - V0,j
- das Totvolumen des jeweiligen in der Schaltung aktiven Schaltzylinders
10 ,11 ,12 der jeweiligen Getriebegruppe SGr, MGr, GGr und der Getriebebremse TBr ist, - Vi
- das aktive Volumen des jeweiligen in der Schaltung aktiven Schaltzylinders
10 ,11 ,12 der jeweiligen Getriebegruppe SGr, MGr, GGr ist, - si
- die gemessene Kolbenposition des jeweiligen in der Schaltung aktiven Schaltzylinders 10, 11, 12 der jeweiligen Getriebegruppe SGr, MGr, GGr ist,
- ṡi
- die Kolbengeschwindigkeit des jeweiligen in der Schaltung aktiven Schaltzylinders 10, 11, 12 der jeweiligen Getriebegruppe SGr, MGr, GGr ist.
- ṁ1d
- the pressure medium mass flow required for the circuit from the
reservoir 24 in thepressure regulator room 16 is - R.
- is a pneumatic gas constant of air,
- T
- there is an air temperature in the gearbox,
- ṗ1
- a rate of pressure change in the
pressure regulator room 16 while the circuit is - V1
- is an active volume during the shift,
- p1d
- is the target pressure of the circuit,
- is the active volume change rate of the circuit,
- V0
- the dead volume of the
pressure regulator space 16 is - V0, j
- the dead volume of the respective shift cylinder active in the
shift 10 ,11 ,12th the respective gear group is SGr, MGr, GGr and the gear brake TBr, - Vi
- the active volume of the respective shift cylinder active in the
circuit 10 ,11 ,12th the respective gear group is SGr, MGr, GGr, - si
- is the measured piston position of the
10, 11, 12 of the respective transmission group SGr, MGr, GGr that is active in the shift,respective shift cylinder - ṡi
- is the piston speed of the
10, 11, 12 of the respective gear group SGr, MGr, GGr that is active in the shift.respective shift cylinder
Beim obigen Totvolumen des jeweiligen Schaltzylinders
Die obige Kolbenposition des jeweiligen in der Schaltung aktiven Schaltzylinders
Aus den obigen Gleichungen zur modellbasierten Berechnung des für die Schaltung benötigten Druckmittelmassenstroms folgt demnach, dass der Druckregler
Dieser für die Schaltung benötigte Druckmittelmassenstrom wird einem Block
Diese Aufteilung erfolgt vorzugsweise derart, dass dann, wenn der modellbasiert berechnete, für die Schaltung benötigte Druckmittelmassenstrom kleiner als ein von einem einzigen der beiden Schaltventile
Ist hingegen der modellbasiert berechnete Druckmittelmassenstrom größer als der Druckmittelmassenstrom, der von einem einzigen der beiden Schaltventile
Der Block
Für jedes zur Bereitstellung des benötigten Druckmittelmassenstroms
Mit der Erfindung kann demnach bei Ausführung einer Schaltung in einem Getriebe mit einem pneumatischen Schaltsystem der Schaltdruck im Druckstellerraum
Die Erfindung betrifft weiter ein Steuergerät eines Getriebes, das eingerichtet ist, das oder die oben beschriebenen Verfahren steuerungsseitig auszuführen. Die Steuerungseinrichtung umfasst zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Mittel, nämlich hardwareseitige Mittel und softwareseitige Mittel. Zu den hardwareseitigen Mitteln zählen Datenschnittstellen, um mit den an der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen steuerungsseitig Daten auszutauschen. Ferner umfasst die Steuerungseinrichtung als hardwareseitige Mittel einen Prozessor zur Datenverarbeitung und einen Speicher zur Datenspeicherung. Zu den softwareseitigen Mitteln zählen Programmbausteine zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren.The invention further relates to a control unit of a transmission which is set up to carry out the method or methods described above on the control side. The control device comprises means for carrying out the method according to the invention, namely hardware-based means and software-based means. The hardware means include data interfaces in order to exchange data on the control side with the assemblies involved in the execution of the method according to the invention. Furthermore, the control device comprises, as hardware-side means, a processor for data processing and a memory for data storage. The software-based means include program modules for carrying out the method according to the invention.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- DruckmittelzylinderHydraulic cylinder
- 1111
- DruckmittelzylinderHydraulic cylinder
- 1212th
- DruckmittelzylinderHydraulic cylinder
- 1313th
- Kolbenpiston
- 1414th
- Kolbenpiston
- 1515th
- Kolbenpiston
- 1616
- DruckstellerraumPressure regulator room
- 1717th
- DruckmittelleitungPressure medium line
- 1818th
- DruckmittelleitungPressure medium line
- 1919th
- DruckmittelleitungPressure medium line
- 2020th
- DruckmittelleitungPressure medium line
- 2121
- DruckmittelleitungPressure medium line
- 2222nd
- DruckmittelleitungPressure medium line
- 2323
- VentilValve
- 2424
- VorratsbehälterStorage container
- 2525th
- DruckmittelleitungPressure medium line
- 2626th
- DruckmittelleitungPressure medium line
- 2727
- VentilValve
- 2828
- DrucksensorPressure sensor
- 2929
- DruckreglerPressure regulator
- 3030th
- BerechnungskomponenteCalculation component
- 3131
- EingangsgrößeInput variable
- 3232
- DruckmittelmassenstromPressure medium mass flow
- 3333
- LogikkomponenteLogic component
- 3434
- TeilmassenstromPartial mass flow
- 3535
- AnsteuerfrequenzControl frequency
- 3636
- TeilmassenstromPartial mass flow
- 3737
- AnsteuerfrequenzControl frequency
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 102011088832 B4 [0002]DE 102011088832 B4 [0002]
- DE 102006040476 A [0003]DE 102006040476 A [0003]
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Legal Events
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