DE19826097B4

DE19826097B4 - Verfahren zur Korrektur des Füllvolumens von druckbetätigten Kupplungen in Fahrzeug-Getrieben

Info

Publication number: DE19826097B4
Application number: DE1998126097
Authority: DE
Inventors: Hugo Burkhart; Ralf Dreibholz; Jörg Geis; Karl KÜHNER; Manfred Sieger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-06-12
Filing date: 1998-06-12
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2018-06-13
Also published as: DE19826097A1

Abstract

Verfahren zur Korrektur des Füllvolumens von druckbetätigten Kupplungen (4) in Fahrzeug-Getrieben (3), wobei die Kupplungen (4) jeweils durch ein Schaltelement (5) betätigt werden, das während einer Füllzeit einen Fülldruck (P_SF) an die Kupplung (4) anlegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Recheneinrichtung (6) aus vorbestimmten Prozeßgrößen vorangegangener Schaltabläufe einen aktuellen Belastungszustand für das Schaltelement (5) ermittelt und dass für den ermittelten aktuellen Belastungszustand eine in einer Speichereinrichtung (7) gespeicherte Füllzeit (Δt_SF) abgeleitet wird, die zuvor durch empirische Vorversuche ermittelt wurde.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur des Füllvolumens von druckbetätigten Kupplungen in Fahrzeug-Getrieben nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der DE 38 25 749 C2 ist ein Verfahren zur adaptiven Steuerung des Schaltdrucks eines selbstätig schaltenden Gangwechselgetriebes beschrieben, bei dem die jeweilige Schaltzeit aus einem Kennfeld in Abhängigkeit von dem Drehmoment und der Getriebeausgangsdrehzahl abgelesen wird. In weiteren Kennfeldern sind Korrekturwerte in Abhängigkeit von dem Drehmoment und der Getriebeausgangsdrehzahl abgelegt, wobei für jede von möglichen Umschaltungen je ein Kennfeld vorgesehen ist. Wenn das Kraftfahrzeug in einen Fahrzustand gelangt, bei dem einer der ausgewählten Betriebspunkte der Kennfelder durchlaufen wird, werden aus dem einen Kennfeld die Sollzeit und aus dem anderen Kennfeld der entsprechende Korrekturwert für die jeweilige Umschaltung ermittelt. In einem Komparator werden der Sollwert und der von einer Messeinrichtung ermittelte Istwert der Schaltzeit miteinander verglichen. Liegt die Abweichung innerhalb eines vorgegebenen Toleranz-Fensters, wird eine Adaption des betreffenden Kennfeldes nicht vorgenommen. Liegt jedoch die Abweichung des Istwertes vom Sollwert ausserhalb des genannten Toleranz-Fensters, wird durch eine Rechenstufe ein neuer Korrekturwert aus dem Istwert, dem Sollwert und dem alten Korrekturwert ermittelt. Dieser neue Korrekturwert wird in den ausgewählten Betriebspunkt des Kennfeldes der vorangegangenen Umschaltung eingeschrieben.

Ein Problem einer derartigen Steuerung besteht darin, dass ein hoher Software-Aufwand erforderlich ist, kein eindeutiger Zusammenhang zwischen Ursache und Wirkung besteht und dass zudem falsche Reaktionen der Steuerung möglich sind.

Die DE 195 46 292 A1 offenbart ein Verfahren zur automatisierten Abstimmung des Befüllvorgangs von Schaltelementen, bei welchem zur Korrektur des Füllvolumens von druckbetätigten Kupplungen die Kupplungen jeweils durch ein Schaltelement betätigt werden, das während einer Füllzeit einen Fülldruck an die Kupplungen anlegt, und die Füllzeit adaptiv bei Inbetriebnahme des Getriebes ermittelt wird, d. h., dass der Anfangswert der Parameter schrittweise so lange verändert wird, bis eine Drehzahländerung vor oder wenigstens annähernd gleichzeitig mit dem Beginn der Druckanstiegsphase erfolgt, um eine optimale Schaltqualität zu gewährleisten.

Die EP 0 635 660 A1 offenbart ein Steuersystem und Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeug-Lastschaltgetriebes, bei welchem zur Korrektur des Füllvolumens der druckmittelbetätigten Kupplung während des Betriebs die Fülldauer so verändert wird, dass die Ist-Werte den Soll-Werten entsprechen. Durch diese Adaption während des Betriebs ist die Drehmomentverlagerung unmittelbar bevor die Drehmomentübertragung von einem Element auf ein anderes umgeschaltet wird, relativ zueinander zeitlich genau einstellbar.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe eine gleichbleibende Schaltqualität von druckbetätigten Kupplungen in Fahrzeug-Getrieben bei Verschleiss und/oder Setzen der Kupplungsteile sichergestellt wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bei dem erfindungsgemässen Verfahren eine gleichbleibende Schaltqualität von druckbetätigten Kupplungen, insbesondere von Lamellenkupplungen, bei einem Verschleiss und/oder Setzen der Lamellen, insbesondere eines Lastschaltgetriebes ohne einen grossen Software Aufwand sichergestellt wird. Vorteilhafterweise wird bei der Erfindung zunächst die Ursache für die Verschlechterung der Schaltqualität aus bestimmten Prozessgrössen vorhergehender Schaltabläufe in der Form eines Belastungszustandes für jedes Schaltelement ermittelt. Aus diesem Belastungszustand wird aufgrund der Erkenntnisse und Erfahrungen empirischer Vorversuche eine entsprechende Erhöhung der Füllzeit, besonders bevorzugt der Schnellfüllzeit, abgeleitet. Falsche Reaktionen sind nicht möglich.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltung im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.

Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges;
2 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit des Fülldruckes von der Zeit in einem Schaltelement für eine Lamellenkupplung und
3 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Gemäss der schematischen Darstellung der 1 ist zwischen den Motor 1 und die Antriebsachse 2 eines Kraftfahrzeuges ein automatisches Getriebe 3 mit druckbetätigter Kupplung geschaltet, wobei das Getriebe in Abhängigkeit von den Belastungszuständen durch Betätigung der Kupplung selbsttätig schaltet.
Als Beispiel ist eine Lamellenkupplung 4 eines Lastschaltgetriebes dargestellt, die durch ein Schaltelement 5 vor dem eigentlichen Schaltvorgang in die Arbeitsposition bewegt wird.
Dabei wird gemäss 2 so vorgegangen, dass durch eine Schnellfüllung des Zylinders des Schaltelementes 5 ein grosser Druck p_SF in der Zeit t_SF aufgebaut wird (Schnellfüllung), während nachfolgend sich während der Zeit t_FA ein kleinerer Ausgleichsdruck p_FA einstellt (Füllausgleich).
Durch Verschleiss und/oder Setzen von Lamellen in der Lamellenkupplung 4 wird nach einer gewissen Betriebsdauer bzw. Belastung das benötigte Füllvolumen für die Kupplungs betätigung grösser. Daraus ergibt sich eine notwendige Vergrösserung des Schnellfüllzeit t_SF, um eine gleichbleibende Schaltqualität zu erreichen.
Gemäss 3 wird daher in einer Recheneinrichtung 6, der über die Eingänge 61, 62, 63 und 64 bei den einzelnen Schaltabläufen Signale zugeführt werden, die die Differenzdrehzahl Δn(t), die Drücke (P)t, die Laststellungen U(t) und die Momente T(t) angeben aus diesen Prozessgrössen jeweils ein aktuelle Belastungszustand für jedes Schaltelement 5 errechnet.
In einer Speichereinrichtung 7 sind als Ergebnis von Erkenntnissen und Erfahrungen empirischer Vorversuche in der Form einer Tabelle oder Kennlinie Schnellfüllzeiten Δt_SF gespeichert, die jeweils den einzelnen möglichen Belastungszuständen entsprechen, die während der Betriebsdauer des Lastschaltgetriebes 3 zu erwarten sind.
Dies bedeutet, dass ein jeweils aus den Prozessgrössen vergangener Schaltabläufe in der Recheneinrichtung 6 bestimmter aktueller Belastungszustand jeweils einer in der Speichereinrichtung 7 gespeicherten Schnellfüllzeit Δt_SF zugeordnet wird, die dann zur Schnellfüllung herangezogen wird.
Beispielsweise werden alle Schaltungsvorgänge mit einem Schaltungsdruck einer vorbestimmten Grösse (z. B. grösser 5 bar) für jedes eine Lamellenkupplung 4 betätigende Schaltelement 5 in einer Zählerrichtung 8 gezählt. Sobald der Zähler 8 einen vorbestimmten Wert (z. B. 5 000 Schaltvorgänge) überschreitet, wird dann die Schnellfüllzeit t_SF um den aus der Speichereinrichtung 7 entsprechend dem aktuellen Belastungszustand ausgelesenen Wert Δt_SF erhöht.
Es ist auch denkbar, anstelle der Ermittlung einer Schnellfüllzeit Δt_SF in der beschriebenen Weise oder zusätzlich dazu, eine Ausgleichsfüllzeit Δt_FA zu ermitteln, wobei dann in der Speichereinrichtung 7 in Vorversuchen empirisch ermittelte Ausgleichsfüllzeiten Δt_FA gespeichert sind.

1: Motor
2: Antriebsachse
3: Getriebe
4: Lamellenkupplung
5: Schaltelement
6: Recheneinrichtung
7: Speichereinrichtung
8: Zählereinrichtung
61: Eingang
62: Eingang
63: Eingang
64: Eingang

Claims

Verfahren zur Korrektur des Füllvolumens von druckbetätigten Kupplungen (4) in Fahrzeug-Getrieben (3), wobei die Kupplungen (4) jeweils durch ein Schaltelement (5) betätigt werden, das während einer Füllzeit einen Fülldruck (P_SF) an die Kupplung (4) anlegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Recheneinrichtung (6) aus vorbestimmten Prozeßgrößen vorangegangener Schaltabläufe einen aktuellen Belastungszustand für das Schaltelement (5) ermittelt und dass für den ermittelten aktuellen Belastungszustand eine in einer Speichereinrichtung (7) gespeicherte Füllzeit (Δt_SF) abgeleitet wird, die zuvor durch empirische Vorversuche ermittelt wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zähleinrichtung (8) vorgesehen wird, die alle Schaltungsoperationen mit einem Schaltungsdruck zählt, der einen vorbestimmten Wert überschreitet, und dass bei Erreichen eines vorbestimmten Zählwertes eine in der Speichereinrichtung (7) gespeicherte Füllzeit (Δt_SF) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert 5 bar beträgt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zählwert 5 000 beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Prozeßgrößen die Momente an der Kupplung (4) und/oder die Differenzdrehzahlen und/oder die Drücke und/oder die Laststellungen herangezogen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllzeit eine Schnellfüllzeit (Δt_SF) aus der Speichereinrichtung (7) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllzeit eine Füllausgleichszeit (Δt_FA) aus der Speichereinrichtung (7) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Kupplung (4) Lamellenkupplungen eines Lastschaltgetriebes vorgesehen sind und daß der aktuelle Belastungszustand für jedes Schaltelement (5) jeder Lamellenkupplung ermittelt wird.