DE102022200531A1

DE102022200531A1 - Steuerungsverfahren zum Kalibrieren einer Betätigung einer Wandlerüberbrückungskupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers

Info

Publication number: DE102022200531A1
Application number: DE102022200531.7A
Authority: DE
Inventors: Sven Bieber; Andreas Schwarz; Thomas Kurz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-01-18
Filing date: 2022-01-18
Publication date: 2023-07-20
Anticipated expiration: 2042-01-19
Also published as: US11994208B2; CN116464772A; US20230228326A1; DE102022200531B4

Abstract

Ein Steuerungsverfahren zum Kalibrieren einer Betätigung einer Wandlerüberbrückungskupplung (22) eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers (14) mit einem Pumpenrad (18) und einem Turbinenrad (20), das mit einem leistungsverzweigten Getriebe (16) verbunden ist, wobei das Getriebe mindestens zwei jeweils einem leistungsverzweigten Wellenstrang (26, 28, 30) zugeordnete Kupplungen (32, 34, 36) umfasst, die separat zum Schließen und Öffnen ansteuerbar sind, um ein Kupplungsdrehmoment (MK) auf das Turbinenrad aufzubringen, sodass sich eine Differenzdrehzahl (Δn) zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad ändert.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungsverfahren zum Kalibrieren einer Betätigung einer Wandlerüberbrückungskupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers. Die Erfindung bezieht sich zudem auf eine Steuerungsvorrichtung zum Ausführen eines derartigen Steuerungsverfahrens, eine Getriebevorrichtung mit einer solchen Steuerungsvorrichtung sowie einem Fahrzeug mit der Getriebevorrichtung.
Stand der Technik
DE 10 2014 222 948 A1 beschreibt ein Steuerungsverfahren zum Kalibrieren einer Betätigung einer Wandlerüberbrückungskupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers, bei dem mittels eines einzigen Schaltelements im Getriebe das damit verbundene Turbinenrad des hydrodynamischen Drehmomentwandlers abgebremst wird.
DE 44 44 843 A1 beschreibt ein leistungsverzweigtes, mehrgängiges Getriebe mit als Schaltkupplungen ausgebildeten Schaltelementen.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung betrifft gemäß einem Aspekt ein Steuerungsverfahren zum Kalibrieren einer Betätigung einer Wandlerüberbrückungskupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit einem Pumpenrad und einem Turbinenrad, das mit einem leistungsverzweigten Getriebe verbunden ist, wobei das Getriebe mindestens zwei jeweils einem leistungsverzweigten Wellenstrang zugeordnete Kupplungen umfasst, die separat zum Schließen und Öffnen ansteuerbar sind, um ein Kupplungsdrehmoment auf das Turbinenrad aufzubringen, sodass sich eine Differenzdrehzahl zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad ändert, mit den Schritten:

- Öffnen der Wandlerüberbrückungskupplung und der mindestens zwei jeweils einem leistungsverzweigten Wellenstrang zugeordneten Kupplungen des Getriebes, die in der Lage sind, ein Kupplungsdrehmoment auf das Turbinenrad aufzubringen;
- Drehen des Pumpenrads mit einer vorgegebenen Drehzahl; und
- Aufbringen eines Kupplungsdrehmoments auf das Turbinenrad in Abhängigkeit von einer Ist-Differenzdrehzahl, um eine vorgegebene Soll-Differenzdrehzahl zu erreichen, wobei mindestens zwei jeweils einem unterschiedlichen leistungsverzweigten Wellenstrang des Getriebes zugeordnete Kupplungen zum Schließen angesteuert werden.

Das Schließen kann ein aktives oder passives Schließen umfassen. Bei einem aktiven Schließen wird die Reibleistung der jeweiligen Kupplung erhöht. Bei einem passiven Schließen wird die Reibleistung der jeweiligen Kupplung konstant gehalten, indem die Kupplung geschlossen gehalten wird. Entsprechend können mindestens zwei jeweils einem unterschiedlichen leistungsverzweigten Wellenstrang des Getriebes zugeordnete Kupplungen zum gleichzeitigen Schließen angesteuert werden. Das Öffnen bezeichnet ein aktives Öffnen, bei dem die Reibleistung der jeweiligen Kupplung verringert wird.
Die Ist-Differenzdrehzahl kann eine erfasste Ist-Differenzdrehzahl sein. Dabei kann ein Erfassen einer Ist-Differenzdrehzahl vorgesehen sein. Dieses Erfassen kann über ein Bilden einer Differenz zwischen der Ist-Drehzahl des Pumpenrads mit der Ist-Drehzahl des Turbinenrads erfolgen.
Das Getriebe kann zwei, drei, vier, fünf oder noch mehr jeweils einem leistungsverzweigten Wellenstrang zugeordnete Kupplungen umfassen. Es können auch einem leistungsverzweigten Wellenstrang eine, zwei, drei oder noch mehr der Kupplungen zugeordnet sein. Ist jede der mindestens zwei jeweils einem leistungsverzweigten Wellenstrang zugeordneten Kupplungen geöffnet, so kann kein Kupplungsdrehmoment auf das Turbinenrad aufgebracht sein. Die mindestens zwei jeweils einem leistungsverzweigten Wellenstrang zugeordneten Kupplungen des Getriebes können eingangsseitige Kupplungen des Getriebes sein. Die vorgegebene Drehzahl kann einer Drehzahl einer mit dem Pumpenrad verbundenen Antriebseinrichtung entsprechen. Das gleichzeitige Schließen kann betragsmäßig, d.h. das daraus resultierende Kupplungsdrehmoment, gleich oder unterschiedlich sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass vor dem Aufbringen eines Kupplungsdrehmoments auf das Turbinenrad, die Soll-Differenzdrehzahl in mindestens zwei Bereiche aufgeteilt wird und in zwei der mindestens zwei Bereiche eine unterschiedliche Anzahl von Kupplungen zum Schließen angesteuert wird, um die vorgegebene Soll-Differenzdrehzahl zu erreichen.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass a) die Soll-Differenzdrehzahl, b) die Anzahl der Bereiche, in welche die Soll-Differenzdrehzahl aufgeteilt ist, oder c) die Anzahl der in jedem Bereich angesteuerten Kupplungen vorgegeben ist. Es können zwei der Größen a), b) und c) vorgegeben sein. Alternativ können alle drei Grö-ßen a), b) und c) vorgegeben sein. Die Bereiche können gleich oder unterschiedlich groß sein. So können die Bereiche, beispielsweise von dem ersten der Soll-Differenzdrehzahl am entferntesten Bereich, zur Soll-Differenzdrehzahl hin, beispielsweise bis zu dem letzten der Soll-Differenzdrehzahl nächsten Bereich, größer werden. Die Größe eines Bereichs kann an das maximale Kupplungsdrehmoment der jeweiligen darin angesteuerten Kupplungen angepasst sein. Das maximale Kupplungsdrehmoment bezeichnet die für eine Kupplung maximal zulässige Reibleistung. So kann diese Anpassung auf der Grundlage des niedrigsten maximalen Kupplungsdrehmoments der jeweiligen darin angesteuerten Kupplungen erfolgen. Der niedrigste Bereich kann bei einer Differenzdrehzahl von 0 beginnen. Der höchste Bereich endet bei der Soll-Differenzdrehzahl.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Anzahl der Bereiche, in welche die Soll-Differenzdrehzahl aufgeteilt wird/ist, kleiner gleich einer Anzahl von Kupplungen ist, die separat ansteuerbar sind, um die vorgegebene Soll-Differenzdrehzahl zu erreichen.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zwei oder drei ansteuerbare Kupplungen über zwei Bereiche ansteuerbar sind. Bei n-Bereichen kann die Anzahl der Kupplungen kleiner gleich n sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Ist-Differenzdrehzahl von dem ersten bis zum n-ten Bereich, welcher durch die Soll-Differenzdrehzahl begrenzt wird, durch eine entsprechende Ansteuerung zum Schließen von einer zunehmenden Anzahl von Kupplungen erhöht wird, die separat ansteuerbar sind, um die vorgegebene Soll-Differenzdrehzahl zu erreichen.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass in mindestens zwei angrenzenden Bereichen die gleiche Anzahl von Kupplungen angesteuert wird. Dabei können die jeweiligen Kupplungen unterschiedlich angesteuert werden, sodass sie einzeln ein unterschiedliches Kupplungsdrehmoment erzeugen, dass in der Summe der Kupplungsdrehmomente der jeweiligen in diesem Bereich angesteuerten Kupplungen gleichbleibt oder sich von dem einen Bereich zu dem nächsthöheren angrenzenden Bereich erhöht. Bei zwei Bereichen können im ersten Bereich eine Kupplung und im zweiten Bereich zwei, drei oder mehr Kupplungen zum Schließen angesteuert werden. Bei zwei Bereichen können im ersten Bereich zwei Kupplung und im zweiten Bereich drei oder mehr Kupplungen zum Schließen angesteuert werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass in zumindest einem der Bereiche jede der zum Erreichen der vorgegebenen Soll-Differenzdrehzahl ansteuerbare Kupplung zum Schließen angesteuert wird.
In weiteren Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass dies alle Bereiche, mindestens die zwei letzten Bereiche oder der letzte Bereich sind. Bei zwei Bereichen und zwei zum Schließen ansteuerbare Kupplungen können im zweiten Bereich beide ansteuerbare Kupplungen geschlossen werden. Bei zwei Bereichen und drei zum Schließen ansteuerbare Kupplungen können im zweiten Bereich alle drei ansteuerbaren Kupplungen geschlossen werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass in zumindest dem Bereich, der der Soll-Differenzdrehzahl am nächsten ist, jede der zum Erreichen der vorgegebenen Soll-Differenzdrehzahl ansteuerbare Kupplung zum Schließen angesteuert wird.
Dieser Bereich wird auch als letzter oder n-ter Bereich bezeichnet. Bei insgesamt zwei Bereichen entspricht dieser Bereich dann dem zweiten Bereich. Bei insgesamt drei Bereichen entspricht dieser Bereich dann dem dritten Bereich.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass in zumindest dem Bereich, der von der Soll-Differenzdrehzahl am entferntesten ist, eine der zum Erreichen der vorgegebenen Soll-Differenzdrehzahl ansteuerbaren Kupplungen zum Schließen angesteuert wird.
Dieser Bereich kann auch als erster Bereich bezeichnet werden. Das kann eine einzige Kupplung sein. Diese Kupplung kann das niedrigste oder das größte maximale Kupplungsdrehmoment, d.h. die niedrigste oder die größte maximale Reibleistung, von allen zum Schließen ansteuerbaren Kupplungen aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Schritt des Aufbringens eines Drehmoments auf das Turbinenrad mindestens folgende Teilschritte umfasst: Schließen der ersten Kupplung, um ein sich erhöhendes Kupplungsdrehmoment auf das Turbinenrad aufzubringen, bis die Ist-Differenzdrehzahl eine vorgegebene Differenzdrehzahl erreicht hat; Schließen mindestens einer weiteren Kupplung zusätzlich zur ersten Kupplung, um durch jede der mindestens einen weiteren Kupplung ein noch höheres Kupplungsdrehmoment auf das Turbinenrad aufzubringen, bis die Ist-Differenzdrehzahl die Soll- Differenzdrehzahl erreicht hat; Einregeln der Ist-Differenzdrehzahl auf die Soll-Differenzdrehzahl, indem mindestens eine der Kupplungen angesteuert wird, um zu schließen oder zu öffnen, bis die Soll-Differenzdrehzahl über einen bestimmten Zeitraum und innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs gehalten wird.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass nach dem Schritt des Aufbringens eines Drehmoments auf das Turbinenrad der Schritt eines Kalibrierens von Befüllparametern der Wandlerüberbrückungskupplung folgt. Dabei kann die Wandlerüberbrückungskupplung geschlossen werden, bis ein „Touch Point“ angefahren ist, an dem die Soll-Differenzdrehzahl nicht mehr gehalten wird. Dieser Schritt kann im Zuge einer iterativen Suche nach den optimalen Befüllparametern wiederholt werden, bis der Abfall der Soll-Differenzdrehzahl vorgegebenen Indikatoren entspricht.
Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt eine Steuerungsvorrichtung zum Ausführen des Steuerungsverfahrens, wobei die Steuerungsvorrichtung Folgendes umfasst:

- einen Signaleingang zum Empfangen eines Eingangssignals von einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Ist-Differenzdrehzahl zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad;
- einen Signalausgang zum Ausgeben eines Ausgangssignals, das Ansteuerungsbefehle zum Schließen zweier Kupplungen umfasst; und
- eine Recheneinheit, die mit dem Signaleingang sowie dem Signalausgang verbunden und dazu eingerichtet ist, aufgrund eines Eingangssignals ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von der berechneten Ist-Differenzdrehzahl zu erzeugen.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Steuerungsvorrichtung in einer bestehenden Steuerungsvorrichtung integriert oder eine separate Steuerungsvorrichtung ist. Die Signalübertragung und Verbindungen mit dem Signaleingang und Signalausgang können drahtgebunden oder drahtlos sein. Das Ausgangssignal kann von der Ist-Differenzdrehzahl und dem Bereich, in dem diese Ist-Differenzdrehzahl liegt, abhängen. Das Ausgangssignal kann von der Ist-Differenzdrehzahl, dem Bereich, in dem diese Ist-Differenzdrehzahl liegt, und der Anzahl der in diesem Bereich anzusteuernden Kupplungen abhängen. Die Erfassungseinrichtung kann eine separate Einrichtung oder zumindest teilweise in der Steuerungsvorrichtung integriert sein.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Getriebevorrichtung mit der Steuerungsvorrichtung, wobei die Getriebevorrichtung Folgendes umfasst:

- einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Wandlerüberbrückungskupplung, wobei der hydrodynamischen Drehmomentwandler ein Pumpenrad und ein Turbinenrad aufweist; und
- ein leistungsverzweigtes Getriebe, das mit dem Turbinenrad verbunden ist, wobei das Getriebe mindestens zwei jeweils einem leistungsverzweigten Wellenstrang zugeordnete Kupplungen umfasst, die mit dem Signalausgang der Steuerungsvorrichtung separat zum Schließen und Öffnen ansteuerbar verbunden sind, um ein Kupplungsdrehmoment auf das Turbinenrad aufzubringen, sodass sich eine Ist-Differenzdrehzahl zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad ändert.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der hydrodynamische Drehmomentwandler über das Turbinenrad ausgangsseitig mit der Getriebevorrichtung verbunden ist. Der hydrodynamische Drehmomentwandler kann ein Leitrad aufweisen.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeug mit der Getriebevorrichtung zur Übertragung einer Antriebskraft von einer Antriebseinrichtung zum Antreiben des Fahrzeugs.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der hydrodynamische Drehmomentwandler über das Pumpenrad eingangsseitig direkt oder indirekt mit der Antriebseinrichtung zum Antreiben des Fahrzeugs verbunden ist.
Zu einem Aspekt der Erfindung beschriebene Ausführungsformen oder Merkmale können mit zu einem anderen Aspekt der Erfindung beschriebenen Ausführungsformen oder Merkmalen kombiniert werden.
Figurenliste

1 zeigt eine Getriebevorrichtung mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler samt Wandlerüberbrückungskupplung und einem mit diesem verbundenen leistungsverzweigten Getriebe.
2 zeigt zwei übereinanderliegende Steuerungsdiagramme für ein Steuerungsverfahren zum Kalibrieren einer Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers aus 1.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
In den 1 und 2 ist eine Ausführungsform gezeigt.
1 zeigt eine Getriebevorrichtung 10 mit einer Steuerungsvorrichtung 12. Die Getriebevorrichtung 10 gehört zu einem nicht gezeigten Fahrzeug und ist dazu eingerichtet, eine Antriebskraft von einer Antriebseinrichtung zum Antreiben des Fahrzeugs zu übertragen. Die Getriebevorrichtung 10 umfasst einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 14 und ein leistungsverzweigtes Getriebe 16.
Der hydrodynamische Drehmomentwandler 14 umfasst ein Pumpenrad 18 und ein Turbinenrad 20 sowie eine Wandlerüberbrückungskupplung 22, die hier über eine hydraulische Lamellenkupplung ansteuerbar ist und einen Innendruck von bis zu 6 bar aufweist. Die Differenzdrehzahl Δn zwischen dem Pumpenrad 18 und dem Turbinenrad 20 ist mittels einer nicht gezeigten mit der Steuerungsvorrichtung 12 verbundenen Erfassungseinrichtung zur direkten oder indirekten Erfassung einer Ist-Differenzdrehzahl Δn_IST erfassbar. Der hydrodynamische Drehmomentwandler 14 ist über das Pumpenrad 18 eingangsseitig mit der Antriebseinrichtung zum Antreiben des Fahrzeugs und über das Turbinenrad 22 ausgangsseitig mit der Getriebevorrichtung 10 verbunden. Dabei entspricht die Drehzahl n des Pumpenrads 18 der ausgangsseitigen Drehzahl n der Antriebseinrichtung. Folglich kann die Drehzahl n der Antriebseinrichtung als Drehzahl n des Pumpenrads 18 herangezogen werden. Die generelle Funktionsweise eines solchen hydrodynamischen Drehmomentwandlers 14 mit Wandlerüberbrückungskupplung 22 ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt.
Das leistungsverzweigte Getriebe 16 ist eingangsseitig mit dem Turbinenrad 20 verbunden und umfasst drei einem leistungsverzweigten Wellenstrang 26, 28, 30 zugeordnete Kupplungen 32, 34, 36. Die einem leistungsverzweigten Wellenstrang 26, 28, 30 zugeordneten Kupplungen 32, 34, 36 sind eingangsseitige Kupplungen des Getriebes 16. Die Kupplungen 32, 34, 36 sind mit einem Signalausgang 38 der Steuerungsvorrichtung 12 separat zum Schließen und Öffnen ansteuerbar verbunden, um ein Kupplungsdrehmoment M_K auf das Turbinenrad 20 aufzubringen, sodass sich die Differenzdrehzahl Δn, d.h. ein Schlupf, zwischen dem Pumpenrad 18 und dem Turbinenrad 22 ändert. Hier ist die Kupplung 32 eine Kupplung für Vorwärtsfahrt (KV), die Kupplung 34 eine Kupplung für Rückwärtsfahrt (KR) und die Kupplung 36 eine weitere Kupplung (K4). Ist jede einem leistungsverzweigten Wellenstrang 26, 28, 30 zugeordnete Kupplungen 32, 34, 36 geöffnet, so wird kein Kupplungsdrehmoment M_K auf das Turbinenrad 20 aufgebracht.
Die Steuerungsvorrichtung 12 ist zum Ausführen eines Steuerungsverfahrens eingerichtet. Zu diesem Zweck umfasst die Steuerungsvorrichtung 12 den Signaleingang 24 zum Empfangen eines Eingangssignals, das die Ist-Drehzahl n_IST-P des Pumpenrads 18 und die Ist-Drehzahl n_IST-T des Turbinenrads 20 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 14 überträgt. Außerdem umfasst die Steuerungsvorrichtung 12 den Signalausgang 38 zum Ausgeben eines Ausgangssignals, das Ansteuerungsbefehle zum gleichzeitigen Schließen mindestens zwei der Kupplungen 32, 34, 36 überträgt. Außerdem umfasst die Steuerungsvorrichtung 12 eine Recheneinheit 40, die mit dem Signaleingang 24 sowie dem Signalausgang 38 verbunden und dazu eingerichtet ist, aufgrund eines Eingangssignals eine Ist-Differenzdrehzahl Δn_IST zwischen dem Pumpenrad 18 und dem Turbinenrad 20 zu berechnen und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von der berechneten Ist-Differenzdrehzahl Δn_IST zu erzeugen.
2 zeigt zwei übereinanderliegende Steuerungsdiagramme für ein Steuerungsverfahren zum Kalibrieren einer Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung 22 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 14 aus 1. Beide Steuerungsdiagramme bilden auf der x-Achse die Zeit t ab, wobei Zeitpunkte, so wie die eingezeichneten Zeitpunkte t₀, t₁, t₂, t₃ und t₄, auf der einen x-Achse Zeitpunkten auf der anderen x-Achse entsprechen. Auf der y-Achse bildet das obere Steuerungsdiagramm das jeweilige Kupplungsdrehmoment M_K ab, während das untere Steuerungsdiagramm die jeweilige Drehzahl n abbildet.
Das hier gezeigte Steuerungsverfahren ist für große Bauformen mit entsprechend gro-ßen Toleranzen in deren Fertigung bereitgestellt, wird bei einem stillstehenden Fahrzeug oder bei einem entsprechend ausgangsseitig festgesetzten Getriebe bei der Fertigung, nach einem Ölwechsel oder bei der Feststellung von ungenügendem Schaltverhalten durchgeführt, und umfasst dabei folgende Schritte:

Schritt 1 (S1):
- Öffnen der Wandlerüberbrückungskupplung 22 und der zwei jeweils einem leistungsverzweigten Wellenstrang 26, 28 zugeordneten Kupplungen 32, 34 des Getriebes 16, die in der Lage sind, ein Kupplungsdrehmoment M_K auf das Turbinenrad 20 aufzubringen;
Schritt 2 (S2):
- Drehen S2 des Pumpenrads 18 mit einer vorgegebenen Drehzahl n; und
Schritt 3 (S3):
- Aufbringen S3 eines Kupplungsdrehmoments M_K auf das Turbinenrad 20 in Abhängigkeit von der Ist-Differenzdrehzahl Δn_IST, um eine vorgegebene Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL zu erreichen, wobei zwei jeweils einem unterschiedlichen leistungsverzweigten Wellenstrang 26, 28 des Getriebes 16 zugeordnete Kupplungen 32, 34 zum gleichzeitigen Schließen angesteuert werden.

Die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL ist dabei genauso vorgegeben wie die beiden gleich großen Bereiche Δn₁, Δn₂, in die die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL aufgeteilt ist. So entsprechen sowohl der erste Bereich Δn₁ als auch der zweite Bereich Δn₂ jeweils einer halben Soll-Differenzdrehzahl ½ Δn_SOLL.
Der erste Bereich Δn₁ läuft vom Zeitpunkt t₁ bis zum Zeitpunkt t₂, währenddessen die erste Kupplung 32 geschlossen wird, um ein sich erhöhendes Kupplungsdrehmoment M_K auf das Turbinenrad 20 aufzubringen. Der Zeitpunkt t₂ ist dabei dann erreicht, wenn die Ist-Differenzdrehzahl Δn_IST das obere Ende des ersten Bereichs Δn₁ und somit zur gleichen Zeit das untere Ende des zweiten Bereichs Δn₂ bei der halben Soll-Differenzdrehzahl ½ Δn_SOLL erreicht hat. Ab diesem Zeitpunkt t₂ wird das von der ersten Kupplung 32 aufgebrachte Kupplungsdrehmoment M_K, d.h. die Reibleistung der Kupplung 32, konstant gehalten, indem die erste Kupplung 32 nicht weiter geschlossen oder geöffnet wird. Stattdessen wird nun zusätzlich die zweite Kupplung 34 geschlossen, um das Kupplungsdrehmoment M_K auf das Turbinenrad 20 noch weiter zu erhöhen. Der Zeitpunkt t₃ ist dabei dann erreicht, wenn die Ist-Differenzdrehzahl Δn_IST das obere Ende des zweiten Bereichs Δn₂ bei der Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL erreicht hat. Ab dem Zeitpunkt t₃ wird die Ist-Differenzdrehzahl Δn_IST auf die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL eingeregelt, indem ausschließlich die erste Kupplung 32 angesteuert wird, um zu schließen oder zu öffnen. Sobald die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL über einen bestimmten Zeitraum und innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs gehalten wird, ist der Zeitpunkt t₄ erreicht. Ab diesem Zeitpunkt t₄ wird in diesem Zustand eine aus dem Stand der Technik bekannte Kalibrierung, beispielsweise der Befüllparameter der Wandlerüberbrückungskupplung 22, in einem nachfolgenden Schritt 4 (S4) durchgeführt. Dabei wird die Wandlerüberbrückungskupplung 22 geschlossen, bis ein „Touch Point“ angefahren ist, an dem die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL nicht mehr gehalten wird. Erfolgt im Zuge einer entsprechenden iterativen Suche nach den optimalen Befüllparametern der Abfall der Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL vorgegebenen Indikatoren, so wird die Befüllung als ideal angenommen.
Aufgrund der Aufteilung der Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL in mehreren Bereichen Δn₁, Δn₂ lässt sich der Schritt 3 (S3) in folgende Teilschritte aufteilen:

Schritt 3.1 (S3.1):
- Schließen der ersten Kupplung 32, um ein sich erhöhendes Kupplungsdrehmoment M_K auf das Turbinenrad 20 aufzubringen, bis die Ist-Differenzdrehzahl Δn_IST die halbe Soll-Differenzdrehzahl ½ Δn_SOLL erreicht hat;
Schritt 3.2 (S3.2):
- Schließen der zweiten Kupplung 34 zusätzlich zur ersten Kupplung 32, um ein noch höheres Kupplungsdrehmoment M_K auf das Turbinenrad 20 aufzubringen, bis die Ist-Differenzdrehzahl Δn_IST die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL erreicht hat;
Schritt 3.3 (S3.3):
- Einregeln der Ist-Differenzdrehzahl Δn_lST auf die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL, indem ausschließlich die erste Kupplung 32 angesteuert wird, um zu schließen oder zu öffnen, bis die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL über einen bestimmten Zeitraum und innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs gehalten wird.

Der dadurch erreichte Zustand dient als Ausgangspunkt für weitere Schritte, so wie hier als Ausgangspunkt für den nachfolgenden Schritt 4 (S4):

Schritt 4 (S4):
- Kalibrieren von Befüllparametern der Wandlerüberbrückungskupplung 22.

Nachfolgend sind weitere Ausführungsformen beschrieben, die den oben beschriebenen Grundlagen entsprechen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Schließen ein aktives oder passives Schließen umfasst. Bei einem aktiven Schließen wird die Reibleistung der jeweiligen Kupplung erhöht. Bei einem passiven Schließen wird die Reibleistung der jeweiligen Kupplung konstant gehalten, indem die Kupplung geschlossen gehalten wird. Entsprechend ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass mindestens zwei jeweils einem unterschiedlichen leistungsverzweigten Wellenstrang des Getriebes zugeordnete Kupplungen zum gleichzeitigen Schließen angesteuert werden. Das Öffnen bezeichnet ein aktives Öffnen, bei dem die Reibleistung der jeweiligen Kupplung verringert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Getriebe 16 nur zwei einem leistungsverzweigten Wellenstrang 26, 28 zugeordnete eingangsseitige Kupplungen 32, 34 umfasst. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Getriebe 16 drei - wie in der ersten Ausführungsform beschrieben - oder mehr als drei solcher Kupplungen 32, 34, 36. Bei einer weiteren Ausführungsform ist das gleichzeitige Schlie-ßen der mindestens zwei Kupplungen 32, 34, 36 betragsmäßig, d.h. das daraus resultierende Kupplungsdrehmoment, gleich oder unterschiedlich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass vor dem Aufbringen eines Kupplungsdrehmoments M_K auf das Turbinenrad 20 die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL in mindestens zwei - wie in der ersten Ausführungsform beschrieben - Bereiche Δn₁-Δn_n aufgeteilt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in zwei Δn₁, Δn₂ der mindestens zwei Bereiche Δn₁-Δn_n dann eine unterschiedliche Anzahl von Kupplungen 32, 34 zum Schließen angesteuert, um die vorgegebene Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL zu erreichen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist a) die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL, b) die Anzahl der Bereiche, in welche die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL aufgeteilt ist, oder c) die Anzahl der in jedem Bereich Δn_n angesteuerten Kupplungen vorgegeben. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind zwei der Größen a), b) und c) vorgegeben. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind alle drei Grö-ßen a), b) und c) vorgegeben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Bereiche Δn₁-Δn_n gleich groß - wie in der ersten Ausführungsform beschrieben - oder unterschiedlich groß. Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Bereiche Δn₁-Δn_n zur Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL hin größer. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Größe eines Bereichs Δn_n an das maximale Kupplungsdrehmoment der jeweiligen darin angesteuerten Kupplungen angepasst. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt diese Anpassung auf der Grundlage des niedrigsten maximalen Kupplungsdrehmoments M_K der jeweiligen darin angesteuerten Kupplungen. Das maximale Kupplungsdrehmoment M_K bezeichnet die für eine Kupplung maximal zulässige Reibleistung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform beginnt der niedrigste Bereich bei einer Differenzdrehzahl Δn von 0. Der höchste Bereich endet - wie in der ersten Ausführungsform beschrieben - bei der Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Anzahl der Bereiche, in welche die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL aufgeteilt wird/ist, kleiner gleich einer Anzahl von Kupplungen, die separat ansteuerbar sind, um die vorgegebene Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL zu erreichen. So sind in der ersten Ausführungsform zwei ansteuerbare Kupplungen 32, 34 über einen Bereich Δn₂ ansteuerbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind drei ansteuerbare Kupplungen über zwei Bereiche ansteuerbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist bei n-Bereichen die Anzahl der Kupplungen kleiner gleich n.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Ist-Differenzdrehzahl Δn_IST von dem ersten Δn₁ bis zum letzten/n-ten Bereich Δn_n, welcher durch die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL begrenzt wird, durch eine entsprechende Ansteuerung zum Schließen von einer zunehmenden Anzahl von Kupplungen erhöht, die separat ansteuerbar sind, um die vorgegebene Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL zu erreichen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in mindestens zwei angrenzenden Bereichen die gleiche Anzahl von Kupplungen angesteuert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die jeweiligen Kupplungen unterschiedlich angesteuert, sodass sie einzeln ein unterschiedliches Kupplungsdrehmoment MK erzeugen, dass in der Summe der Kupplungsdrehmomente M_K der jeweiligen in diesem Bereich angesteuerten Kupplungen gleichbleibt oder sich von dem einen Bereich zu dem nächsthöheren angrenzenden Bereich erhöht. Gemäß weiteren Ausführungsformen werden bei zwei Bereichen Δn₁, Δn₂ im ersten Bereich Δn₁ eine Kupplung 32 und im zweiten Bereich Δn₂ zwei Kupplungen 32, 34 - wie in der ersten Ausführungsform beschrieben -, alternativ drei oder mehr Kupplungen zum Schließen angesteuert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden bei zwei Bereichen können im ersten Bereich zwei Kupplung und im zweiten Bereich drei oder mehr Kupplungen zum Schließen angesteuert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in zumindest einem der Bereiche jede der zum Erreichen der vorgegebenen Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL ansteuerbare Kupplung zum Schließen angesteuert. Gemäß weiteren Ausführungsformen sind dies alle Bereiche, mindestens die zwei letzten Bereiche oder der letzte Bereich. Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden bei zwei Bereichen und zwei zum Schließen ansteuerbare Kupplungen im zweiten Bereich beide ansteuerbare Kupplungen geschlossen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden bei zwei Bereichen und drei zum Schließen ansteuerbare Kupplungen können im zweiten Bereich alle drei ansteuerbaren Kupplungen geschlossen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in zumindest dem Bereich, der der Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL am nächsten ist, jede der zum Erreichen der vorgegebenen Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL ansteuerbare Kupplung zum Schließen angesteuert. Dieser Bereich wird auch als letzter oder n-ter Bereich bezeichnet. Bei insgesamt zwei Bereichen Δn₁, Δn₂ entspricht dieser Bereich Δn_n dann dem zweiten Bereich Δn₂. Bei insgesamt drei Bereichen entspricht dieser Bereich dann dem dritten Bereich usw.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in zumindest dem Bereich, der von der Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL am entferntesten ist, eine Kupplung 32 der zum Erreichen der vorgegebenen Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL ansteuerbaren Kupplungen zum Schließen angesteuert. Dieser Bereich wird auch als erster Bereich Δn₁ bezeichnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist diese Kupplung 32 das niedrigste oder das größte maximale Kupplungsdrehmoment M_K, d.h. die niedrigste oder die größte maximale Reibleistung, von allen zum Schließen ansteuerbaren Kupplungen auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der hydrodynamische Drehmomentwandler ein Leitrad auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der hydrodynamische Drehmomentwandler über das Pumpenrad eingangsseitig direkt oder indirekt, beispielsweise über ein weiteres Getriebe, mit der Antriebseinrichtung zum Antreiben des Fahrzeugs verbunden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Einregeln (S3.3) der Ist-Differenzdrehzahl Δn_IST auf die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL, indem mindestens eine der Kupplungen, z.B. mindestens die erste/zuerst angesteuerte Kupplung oder mindestens die letzte/zuletzt angesteuerte Kupplung angesteuert wird, um zu schließen oder zu öffnen, bis die Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL über einen bestimmten Zeitraum und innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs gehalten wird.
Die Erfindung sieht somit eine Aufteilung des zum Erreichen einer Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL erforderlichen Kupplungsdrehmoments M_K auf mindestens zwei Kupplungen vor. Auf diese Weise kann, anstatt eine einzige Kupplung bis zu ihrer maximalen Reibleistung anzusteuern, die Reibleistung auf zwei oder mehr Kupplungen verteilt werden, was die Lebensdauer der einzelnen Kupplung erhöht und eine dauerhaft zuverlässige Kalibrierung der Wandlerüberbrückungskupplung 22 ermöglicht.
Bezugszeichenliste

10: Getriebevorrichtung
12: Steuerungsvorrichtung
14: hydrodynamischer Drehmomentwandler
16: Getriebe
18: Pumpenrad
20: Turbinenrad
22: Wandlerüberbrückungskupplung
24: Signaleingang
26: Wellenstrang
28: Wellenstrang
30: Wellenstrang
32: Kupplung (KV im Wellenstrang 26)
34: Kupplung (KR im Wellenstrang 28)
36: Kupplung (K4 im Wellenstrang 30)
38: Signalausgang
40: Recheneinheit
MK: Kupplungsdrehmoment
nIST-P: Ist-Drehzahl (des Pumpenrads 18)
nIST-T: Ist-Drehzahl (des Turbinenrads 20)
n: Drehzahl
Δn: Differenzdrehzahl
ΔnIST: Ist-Differenzdrehzahl
ΔnSOLL: Soll-Differenzdrehzahl
Δn1: erster Bereich (der Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL)
Δn2: zweiter Bereich (der Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL)
Δnn: letzter/n-ter Bereich (der Soll-Differenzdrehzahl Δn_SOLL)
t0: Zeitpunkt (Start)
t1: Zeitpunkt (0 ≤ Δn < 1/2 Δn_SOLL)
t2: Zeitpunkt (Δn = 1/2 Δn_SOLL)
t3: Zeitpunkt (Δn ≈ Δnso_LL)
t4: Zeitpunkt (Δn = Δn_SOLL)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014222948 A1 [0002]
DE 4444843 A1 [0003]

Claims

Steuerungsverfahren zum Kalibrieren einer Betätigung einer Wandlerüberbrückungskupplung (22) eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers (14) mit einem Pumpenrad (18) und einem Turbinenrad (20), das mit einem leistungsverzweigten Getriebe (16) verbunden ist, wobei das Getriebe (16) mindestens zwei jeweils einem leistungsverzweigten Wellenstrang (26, 28, 30) zugeordnete Kupplungen (32, 34, 36) umfasst, die separat zum Schließen und Öffnen ansteuerbar sind, um ein Kupplungsdrehmoment (M_K) auf das Turbinenrad (20) aufzubringen, sodass sich eine Differenzdrehzahl (Δn) zwischen dem Pumpenrad (18) und dem Turbinenrad (20) ändert, mit den Schritten: - Öffnen (S1) der Wandlerüberbrückungskupplung (22) und der mindestens zwei jeweils einem leistungsverzweigten Wellenstrang (26, 28, 30) zugeordneten Kupplungen (32, 34, 36) des Getriebes (16), die in der Lage sind, ein Kupplungsdrehmoment (M_K) auf das Turbinenrad (20) aufzubringen; - Drehen (S2) des Pumpenrads (18) mit einer vorgegebenen Drehzahl (n); und - Aufbringen (S3) eines Kupplungsdrehmoments (M_K) auf das Turbinenrad (20) in Abhängigkeit von einer Ist-Differenzdrehzahl (Δn_IST), um eine vorgegebene Soll-Differenzdrehzahl (Δn_SOLL) zu erreichen, wobei mindestens zwei jeweils einem unterschiedlichen leistungsverzweigten Wellenstrang (26, 28) des Getriebes (16) zugeordnete Kupplungen (32, 34) zum Schließen angesteuert werden.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, wobei vor dem Aufbringen (S3) eines Kupplungsdrehmoments (M_K) auf das Turbinenrad (20), die Soll-Differenzdrehzahl (Δn_SOLL) in mindestens zwei Bereiche (Δn₁-Δn_n) aufgeteilt wird und in zwei der mindestens zwei Bereiche (Δn₁;Δn2) eine unterschiedliche Anzahl von Kupplungen (32; 32, 34) zum Schlie-ßen angesteuert wird, um die vorgegebene Soll-Differenzdrehzahl (Δn_SOLL) zu erreichen.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 2, wobei die Anzahl der Bereiche (Δn₁-Δn_n), in welche die Soll-Differenzdrehzahl (Δn_SOLL) aufgeteilt wird, kleiner gleich einer Anzahl von Kupplungen (32, 34, 36) ist, die separat ansteuerbar sind, um die vorgegebene Soll-Differenzdrehzahl (Δn_SOLL) zu erreichen.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Ist-Differenzdrehzahl (Δn_IST) von dem ersten (Δn₁) bis zum n-ten Bereich (Δn_n), welcher durch die Soll-Differenzdrehzahl (Δn_SOLL) begrenzt wird, durch eine entsprechende Ansteuerung zum Schließen von einer zunehmenden Anzahl von Kupplungen (32, 32, 34) erhöht wird, die separat ansteuerbar sind, um die vorgegebene Soll-Differenzdrehzahl (Δn_SOLL) zu erreichen.
Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei in zumindest einem (Δn_n) der Bereiche (Δn₁-Δn_n) jede der zum Erreichen der vorgegebenen Soll-Differenzdrehzahl (Δn_SOLL) ansteuerbare Kupplung (32, 34, 36) zum Schließen angesteuert wird.
Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei in zumindest dem Bereich (Δn_n), der der Soll-Differenzdrehzahl (Δn_SOLL) am nächsten ist, jede der zum Erreichen der vorgegebenen Soll-Differenzdrehzahl (Δn_SOLL) ansteuerbare Kupplung (32, 34, 36) zum Schließen angesteuert wird.
Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei in zumindest dem Bereich (Δn₁), der von der Soll-Differenzdrehzahl (Δn_SOLL) am entferntesten ist, eine (32) der zum Erreichen der vorgegebenen Soll-Differenzdrehzahl (Δn_SOLL) ansteuerbaren Kupplungen (32, 34, 36) zum Schließen angesteuert wird.
Steuerungsvorrichtung (12) zum Ausführen eines Steuerungsverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerungsvorrichtung (12) Folgendes umfasst: - einen Signaleingang (24) zum Empfangen eines Eingangssignals von einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Ist-Differenzdrehzahl (Δn_IST) zwischen dem Pumpenrad (18) und dem Turbinenrad (20); - einen Signalausgang (38) zum Ausgeben eines Ausgangssignals, das Ansteuerungsbefehle zum Schließen mindestens zweier Kupplungen (32, 34) umfasst; und - eine Recheneinheit (40), die mit dem Signaleingang (24) sowie dem Signalausgang (38) verbunden und dazu eingerichtet ist, aufgrund eines Eingangssignals ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Ist-Differenzdrehzahl (Δn_IST) zu erzeugen.
Getriebevorrichtung (10) mit einer Steuerungsvorrichtung (12) nach Anspruch 8, wobei die Getriebevorrichtung (10) Folgendes umfasst: - einen hydrodynamischen Drehmomentwandler (14) mit einer Wandlerüberbrückungskupplung (22), wobei der hydrodynamischen Drehmomentwandler (14) ein Pumpenrad (18) und ein Turbinenrad (20) aufweist; und - ein leistungsverzweigtes Getriebe (16), das mit dem Turbinenrad (20) verbunden ist, wobei das Getriebe (16) mindestens zwei jeweils einem leistungsverzweigten Wellenstrang (26, 28, 30) zugeordnete Kupplungen (32, 34, 36) umfasst, die mit dem Signalausgang (38) der Steuerungsvorrichtung (12) separat zum Schließen und Öffnen ansteuerbar verbunden sind, um ein Kupplungsdrehmoment (M_K) auf das Turbinenrad (20) aufzubringen, sodass sich eine Ist-Differenzdrehzahl (Δn_IST) zwischen dem Pumpenrad (18) und dem Turbinenrad (20) ändert.
Fahrzeug mit einer Getriebevorrichtung (10) nach Anspruch 9 zur Übertragung einer Antriebskraft von einer Antriebseinrichtung zum Antreiben des Fahrzeugs.