WO2007134941A1

WO2007134941A1 - Verfahren zur fluidgestützten steuerung einer getriebestelleinheit und vorrichtung hierfür

Info

Publication number: WO2007134941A1
Application number: PCT/EP2007/054035
Authority: WO
Inventors: Robert Ingenbleek; Markus Ulbricht; Mario Steinborn; Armin Brentel
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2007-11-29
Also published as: DE102006024372A1

Abstract

Verfahren zur fluidgestützten Steuerung einer Getriebestelleinheit (2) sowie eine Vorrichtung hierfür, bei welcher mit Hilfe einer Getriebestelleinheit (2) zur Ansteuerung eines Getriebes (1) mit variabel Steuer- oder regelbarem Systemdruck sowohl der Verschleiß von druckbeaufschlagten Komponenten verringert als auch der Fluidverlust im Falle einer Leckage minimiert werden kann. Weiter ist es möglich, durch eine Anpassung des Fluiddrucks bzw, Systemdrucks die Stellzeiten der Stellglieder (6) und des Gesamtsystems auf vorteilhafte und preiswerte Weise zu beeinflussen und gegebenenfalls bestimmte nach dem Stand der Technik notwendige Bauteile, wie etwa Druckreduzierventile, einzusparen. Schließlich kann in besonderen Situationen, etwa bei geringem zur Verfügung stehendem Maximaldruck oder geringem zur Verfügung stehendem maximalem Fluidstrom die Betriebsfähigkeit der Getriebestelleinheit (2) verbessert werden. Die Getriebestelleinheit (2) stellt den durch die Druckerzeugungsvorrichtung (8) aufgebrachten Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung zumindest eines Stellgliedes (6) in Abhängigkeit von betriebssituationsabhängigen Parametern ein. Durch entsprechende Auswahl und gegebenenfalls Kombination der Parameter lassen sich vielfältige Vorteile erzielen. Einige Parameter und deren Vorteile werden vorgestellt. Weiter wird eine Vorrichtung zur Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.

Description

Verfahren zur fluidgestützten Steuerung einer Getriebestelleinheit und Vorrichtung hierfür

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fluidgestützten Steuerung einer Getriebestelleinheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Betreiben dieses Verfahrens.

Getriebe mit stufenlos oder in diskreten Stufen einstellbarem Übersetzungsverhältnis zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle bilden ein wesentliches Element nahezu jeden Kraftfahrzeugs, finden jedoch auch in anderen Bereichen vielfältige Anwendungen.

Zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes sind in vielen Fällen durch einen Bediener bzw. Fahrer betätigte mechanische, oft hebelartige Elemente vorgesehen, die beispielsweise durch Verschiebung einzelner Koppelelemente auf Wellen jeweils unterschiedliche Zahnradpaare in den Kraftfluss schalten. Daneben existieren halb- und vollautomatische Systeme, bei denen der eigentliche Übersetzungsänderungsvorgang des Getriebes mittels fremdkraftbetätigter oder zumindest fremdkraftunterstützter Schaltmittel durchgeführt wird. Dies bietet insbesondere bei sehr großen Getrieben den Vorteil, den Bediener von der Aufbringung der Schaltkräfte zu entlasten. Daneben wird eine Überbrückung größerer Entfernungen zwischen dem Sollwertgeber für die Getriebeübersetzung und dem Getriebe vereinfacht, die mit einer Hebelmechanik nur bauraumaufwändig und mit Seilzügen zum Teil nur kompliziert zu überbrücken wäre.

Der wesentlichste Vorteil fremdkraftbetätigter oder zumindest fremdkraftunterstützter Getriebe liegt jedoch darin, die Steuerung des Getriebes ganz oder teilweise einer dafür vorgesehenen Steuereinheit zu übertragen und so einerseits den Fahrer oder sonstigen Bediener zu entlasten, und andererseits die Auswahl der geeigneten Übersetzung zu optimieren sowie von möglichen Fehlentscheidungen des Bedieners unabhängig zu machen. Bei Kraftfahrzeugen kann daher durch moderne automatisierte Schaltgetriebe beispielsweise der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs gegenüber einem von einem durchschnittlichen Fahrer geschalteten, manuell betätigten Schaltgetriebe gesenkt werden. Zudem können bestimmte, den Verschleiß erhöhende oder sogar das Getriebe oder andere Elemente schädigende Schaltweisen oder Schaltzustände zuverlässig vermieden werden, und so gegebenenfalls bestimmte Elemente schwächer bzw. leichter konstruiert werden, welches ebenfalls zu einer Kosten- und Kraftstoffersparnis führen kann, zumindest aber geeignet ist, den für ein automatisches oder automatisiertes Getriebe notwendigen Mehraufwand zu kompensieren.

Zur sprachlichen Vereinfachung und zur Verbesserung der Klarheit sollen im Folgenden zunächst einige der hier verwendeten Begriffe genauer definiert werden:

Unter einem Getriebe wird im Folgenden stets ein Getriebe mit einstellbarem Übersetzungsverhältnis verstanden. Dies umfasst neben Getrieben mit diskreten Übersetzungsverhältnissen nach Art herkömmlicher Schaltgetriebe mit unterschiedlichen Zahnradpaarungen auch Getriebe mit kontinuierlich veränderbarem Übersetzungsverhältnis, wie sie etwa von hydrodynamischen Getrieben oder Kegel- bzw. Zugmittel-Getrieben bekannt sind. Dem Getriebe werden diejenigen Komponenten zugerechnet, die gewöhnlich unmittelbar an einem Stellvorgang des Übersetzungsverhältnisses beteiligt sind. Dies ist insbesondere eine schaltbare Kupplung zur einstellbaren Verbindung des Getriebes mit einem Antriebsmotor, nicht jedoch z.B. der Antriebsmotor, ein im Antriebsstrang angeordneter Retarder oder ein Fahrwerk. Unter einer Getriebesteuereinheit wird eine Einheit zur Steuerung eines Getriebes verstanden, die auf der Grundlage von Eingangssignalen, wie etwa Drehzahlen von Motor oder Getriebewellen und/oder Motorbetriebszuständen und/oder einer von einem Fahrer oder sonstigen Bediener eingegebenen Ü- bersetzungsverhältnis-Anforderung, eine zu aktivierende oder beizubehaltende Getriebeübersetzung wählt und zumindest ein entsprechendes Steuerungssignal ausgibt. Die Getriebesteuereinheit kann eine Ansteuerungseinrichtung zur Ansteuerung von Stellgliedern beinhalten oder auch von dieser räumlich getrennt sein, und beispielsweise lediglich ein Informationssignal zur Anforderung eines bestimmten Ganges abgeben.

Unter einer Ansteuerungseinrichtung wird eine Einrichtung verstanden, welche ein von einer Getriebesteuereinheit ausgegebenes Signal über eine einzustellende und/oder beizubehaltende Getriebeübersetzung in Signale umsetzt, welche geeignet sind, um Stellglieder zur Einstellung und gegebenenfalls auch Beibehaltung dieser Übersetzung anzusteuern.

Es ist dabei möglich, dass die Getriebesteuereinheit bereits für einzelne Stellglieder spezifizierte Signale ausgibt und die Ansteuerungseinrichtung lediglich eine Verstärkung bzw. Umsetzung der Signale in eine zur Ansteuerung der Stellglieder geeignete Form und Starke vornimmt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Getriebesteuereinheit lediglich beispielsweise einen Zielgang vorgibt und die Ansteuereinrichtung dieses Signal in Bezug auf die Ansteuerung einzelner Stellglieder zunächst aufbereitet und anschließend gegebenenfalls umformt und verstärkt

Unter Stellgliedern werden - soweit nicht anders angegeben - stets fremdkraftbetätigte Stellvorrichtungen verstanden, also Stellvorrichtungen, die nicht direkt durch von einem Bediener aufzubringende Stellkräfte betätigt werden. Die Stellglieder können grundsätzlich elektrisch, mechanisch (z.B. mittels spiralfedergetriebenem Federspeicher), hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden. Die Erfindung bezieht sich dabei zumindest vornehmlich auf fluidbetä- tigte Stellglieder, wie etwa Kolben-Zylinder-Anordnungen. Dies schließt z.B. hydraulisch oder pneumatisch betätigte Stellglieder mit mechanischen Rückstellfedern oder Federspeichern zur Bereitstellung des Arbeitsdruckes ausdrücklich mit ein. Auch Stellglieder zur Betätigung einer dem Getriebe zugeordneten Kupplung können hier ausdrücklich mit einbezogen sein.

Eine Getriebesfelleinheit bezeichnet schließlich die Gesamtheit der zur Ansteuerung eines fremdkraftbetätigten oder fremdkraftunterstützten Getriebes notwendigen Komponenten, und umfasst damit die Getriebesteuereinheit, die Ansteuerungseinrichtung, die Stellglieder und z.B. die Druckerzeugungseinrichtung eines pneumatischen oder hydraulischen Systems, sowie die Leitungsführung und andere Nebenkomponenten.

Mit Fluid ist stets das Arbeitsfluid eines hydraulischen oder pneumatischen Systems gemeint. Ebenso ist unter einem Fluidvolumensfrom, einem Fluidmassenstrom, einer Fluidtemperafur und einem Fluiddruck stets der Volumenstrom bzw. Massenstrom bzw. die Temperatur bzw. der Druck des Ar- beitsfluids gemeint. Mit dem Begriff Fluiddruck wird insbesondere derjenige Druck bezeichnet, der unmittelbar an einem bestimmten Ort im Pneumatik-/ Hydrauliksystem vorhanden ist. Ais Systemdruck wird dagegen der Druck bezeichnet, der im gesamten Pneumatik-/Hydrauliksystem vorliegt, wenn alle Ventile geschlossen sind. Der Systemdruck und der Fluiddruck können dabei den gleichen Wert haben.

Herkömmlichen Getriebestelleinheiten verwenden insbesondere bei hydraulischen und/oder pneumatischen Systemen eine oder mehrere Druckquellen, welche einen vorbestimmten, innerhalb einer gewissen Schwankungsbreite konstanten Systemdruck aufbauen. Die eigentlichen Stellglieder in Form von Kolben-Zylinder-Anordnungen werden zumeist über z.B. elektrisch ansteuerbare Ventile nach Vorgaben einer Getriebesteuereinheit und einer Ansteuervorrichtung angesteuert sowie durch den Systemdruck beaufschlagt oder gegen diesen abgesperrt.

Dies hat sich in der Praxis bewährt, führt jedoch dazu, dass der Systemdruck (also der Druck des Arbeitsfluids in den Bereichen zwischen einer Druckquelle und einer druckreduzierenden Einrichtung wie z.B. einem Ventil) des betriebsbereiten Systems stets zumindest annähernd auf dem selben, vergleichsweise hohen Niveau gehalten wird. Dies wiederum hat zur Folge, dass die druckbeaufschlagten Komponenten des Systems auch in Zeitabschnitten, in denen keine Änderungen des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes vorgenommen werden, mit dem annähernd gleichmäßig hohen Systemdruck belastet werden. Dies führt zu einem erhöhten Verschleiß an druckbeaufschlagten Bauteilen und im Falle einer Leckage zu einem unnötig hohen Fluid- leckstrom Zudem müssen unterschiedliche Betätigungsgeschwindigkeiten durch relativ aufwendige Ventile mit variabel einstellbarem Durchfluss realisiert werden.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, zur Behebung dieser Nachteile ein Verfahren zur fluidgestützten Steuerung einer Getriebestelleinheit vorzustellen, welche sich durch einen variabel einstellbaren Systemdruck auszeichnet. Weiter soli eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben dieses Verfahrens vorgestellt werden.

Die verfahrensbezogene Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs. Eine diesbezügliche Vorrichtung ist in einem unabhängigen Verfahrensanspruch definiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind zugeordneten Unteransprüchen entnehmbar. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich durch eine Getriebestelleinheit mit variabel Steuer- bzw, regelbarem Systemdruck sowohl der Verschleiß von druckbeaufschlagten Komponenten verringern als auch der Fluidverlust im Falle einer Leckage minimieren lässt. Weiter wird es möglich, durch eine Anpassung des Systemdrucks die Stellzeiten der Stellglieder und des Gesamtsystems auf vorteilhafte und preiswerte Weise zu beeinflussen und gegebenenfalls bestimmte nach dem Stand der Technik notwendige Bauteile, wie beispielsweise Druckreduzierventile einzusparen. Schließlich kann in besonderen Situationen, etwa bei geringem zur Verfügung stehendem Maximaldruck oder geringem zur Verfügung stehendem maximalem Fluidstrom die Betriebsfähigkeit der Getriebestelleinheit verbessert werden, wenn diese auf variable Systemdrücke ausgelegt ist.

Demnach geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur fluidgestütz- ten Steuerung einer Getriebestelleinheit für ein hilfskraftbetätigtes oder hilfskraftunterstütztes Getriebe für Fahrzeuge, beispielsweise für Kraftfahrzeuge, welche zumindest aus einer Getriebesteuereinheit, einer Ansteuerungseinrich- tung, wenigstens einem Stellglied zur Ansteuerung des Getriebes mittels eines Arbeitsfluids sowie aus zumindest einer Druckerzeugungseinrichtung und FIu- idleitungen besteht.

Zur Lösung der verfahrensbezogenen Aufgabe ist vorgesehen, dass die Getriebestelleinheit den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes in Abhängigkeit von betriebssituationsabhängigen Parametern einstellt.

Diese Parameter können als feste Größen bestimmten Betriebssituationen zugeordnet sein, oder aufgrund von mathematischen Gleichungen, die die aktuelle Fahrzeug-Betriebssituation in Form von sensorisch ermittelten Größen berücksichtigen, bestimmt werden. Hierdurch lassen sich durch entsprechende Auswahl und gegebenenfalls Kombination der Parameter vielfältige Vorteile im Sinne der zu Grunde liegenden Aufgabe der Erfindung erzielen,

Einige besonders vorteilhafte Parameter und sonstige Ausführungsvarianten werden im Folgenden kurz genauer vorgestellt und deren jeweilige Vorteile erläutert.

Wenn etwa die Getriebestelleinheit den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes mit Hilfe eines einstellbaren Druckminderers einstellt, lässt sich ein erfindungsgemäßes System mit besonders geringem aparativem Aufwand und daher besonders kostengünstig verwirklichen.

Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Getriebestelleinheit den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes durch Einflussnahme auf die Förderleistung und/oder den Förderdruck einer Fluidpumpe einstellen, welches eine Schonung der Pumpe, einen geringeren Energiebedarf des Drucksystems und eine geringere Erwärmung des Fluids zur Folge hat.

Wenn die Getriebestelleinheif den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes in unterschiedlichen Systemteilen auf unterschiedliche Druckwerte einstellt, ermöglicht dies beispielsweise einen hohen Fluiddruck bzw. Systemdruck für die Betätigung eines zeitkritisch zu betätigenden oder besonders leistungsstarken Stellgliedes zur Verfügung zu stellen, und gleichzeitig in anderen Systembereichen durch einen geringeren Druck die druckbeaufschlagten Komponenten zu entlasten sowie den Gesamtenergiebedarf zu optimieren. Weiter kann vorgesehen sein, dass die Getriebestelleinheit den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes in Abhängigkeit von der Schaltphase des Getriebes einstellt. So kann beispielsweise bei Schaltvorgängen, welche die gleichzeitige Betätigung mehrerer Stellglieder erfordern, der Fluiddruck bzw. Systemdruck gezielt erhöht werden, während bei nur einem oder vergleichsweise weniger beteiligten Stellgliedern ein geringerer Fluiddruck bzw. Systemdruck eingestellt wird.

Außerdem oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Getriebestelleinheit den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes in Abhängigkeit von einer angeforderten oder gewünschten Schaltgeschwindigkeit einstellt. Auf diese Weise kann beispielsweise bei einer gewünschten schaltzeitkritischen Betriebsart bei hohem Fluiddruck bzw, Systemdruck die Schaltzeit verkürzt werden, während bei einer komfortablen oder ökonomischen Betriebsart bei vergleichsweise niedrigem Fluiddruck bzw. Systemdruck der Energieverbrauch reduziert und der Verschleiß der druckbeaufschlagten Teile, aber auch z.B. von Synchronkupplungen, Klauenkupplungen und anderen Getriebeelementen, verringert werden kann.

Wenn die Getriebestelleinheit den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes in Abhängigkeit von der mechanischen Belastung {Hardwarebelastung} der druckbeaufschlagten Teile der Getriebestelleinheit einstellt, können auf einfache Weise z.B. Belastungsspitzen aufgrund anderer Einflussfaktoren, wie der Temperatur oder der Schalthäufigkeit, verringert, oder auch unterschiedlich stark belastete oder unterschiedlich stark belastbare oder verschleißanfällige oder auch vorgeschädigte Komponenten gezielt geschont werden.

Weifer kann vorteilhaft vorgesehen werden, dass die Getriebesfelleinheit den Fluiddruck bzw. Sysfemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes in Abhängigkeit von einem momentanen oder typischen Einsatzprofil des Getriebes einstellt, Der Einsatz eines Nutzfahrzeugs im Baustellenbetrieb, im Rangierbetrieb, im Auslieferbetrieb und im Langstreckenbetrieb führt beispielsweise zu unterschiedlichen Einsatzprofilen sowie damit zu unterschiedlichem, als optimal betrachtetem oder gewünschtem Systemverhalten. Dem kann auf diese Weise Rechnung getragen werden.

Wenn die Getriebestelleinheit den f luiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes in Abhängigkeit einer Temperatur einstellt, können lokale Überhitzungen mit der Gefahr thermischer Schädigungen des Fluids und/oder der Komponenten vermieden und insbesondere eine Dampfblasenbildung im Hydrauliksystem zumindest verringert werden.

Alternativ dazu oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Getriebestelleinheit den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes in Abhängigkeit von einer Druckverfügbarkeit einstellt Auf diese Weise kann z.B. bei einer partiellen Störung der Druckbereitstellungseinheit oder bei einem Druckverlust in Folge einer Leckage die Betriebsfähigkeit des Systems verbessert werden.

Wenn die Getriebestelleinheit den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes in Abhängigkeit eines in einem Druckspeicher verfügbaren Hauptdruckvolumens einstellt, kann darüber hinaus auch z.B. das Volumen unterschiedlicher zugeordneter Druckspeicher und unterschiedlicher zur Verfügung stehender Druckreserven mit einbezogen werden.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Getriebestelleinheit den zur Betätigung des oder der Stellglieder zur Verfügung stehenden Fluiddruck bzw. Systemdruck in Abhängigkeit von einer für die nahe Zukunft erwarteten Beanspru- chung der Getriebestelleinheif einstellt. Auf diese Weise kann beispielsweise bei einem erwarteten hohen Bedarf an Druck und/oder Volumenstrom des Fluids bereits vor Eintreten des akuten Bedarfs der Systemdruck entsprechend erhöht oder die Purnpenförderleistung entsprechend vergrößert werden.

Wenn die Getriebestelleinheit den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes in Abhängigkeit von für die nahe Zukunft erwarteten Verfügbarkeiten an Fluiddruck und Fluidvolumenstrom einstellt, können daneben auch weitere Einflussfaktoren, wie beispielsweise ein in naher Zukunft erwarteter zusätzlicher Abfluss an Volumenstrom und Druck des Fluids für z, B. ein anderes Aggregat oder aufgrund einer Leckage oder verringerten Förderleistung oder eines verringerten Förderdrucks, vorausschauend mit berücksichtigt werden.

Während vorangehend einige wesentliche Varianten zur Steuerung oder Regelung des Fluiddrucks bzw. Systemdrucks im Drucksystem oder in Systemteilen vorgestellt wurden, sollen im Folgenden vorteilhafte Weiterbildungen in Bezug auf die Ansteuerung der Stellglieder genannt werden.

Wenn die Getriebestelleinheit das oder die Stellglieder in Abhängigkeit vom momentan zur Verfügung stehenden Fluiddruck ansteuert, können z.B. der Fluiddruck bzw. Systemdruck gleichzeitig gesenkt und durch eine entsprechend frühere oder stärkere Ansteuerung der Stellglieder die Schaltzeiten dennoch verkürzt werden. Durch die Überlagerung einer Steuerung und einer Regelung kann beispielsweise der Fluiddruck bzw. Systemdruck aufgrund einer Vorgabe eines Fahrers für eine ökonomische Fahrweise gesenkt und gleichzeitig z.B. bei Vorliegen einer als zeitkritisch erkannten Schaltanforderung die Schaltzeit im Rahmen der Möglichkeiten optimiert werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Getriebestelleinheit das o- der die Stellglieder in Abhängigkeit von der Belastung der Stellglieder einstellt. Auf diese Weise kann z. B. in Phasen mit ohnehin hoher Bauteilbelastung oder bei einer bekannten Vorschädigung von Bauteilen eine zusätzliche Belastung verringert werden.

Wenn die Getriebestelleinheit dagegen das oder die Stellglieder in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit von Druck und/oder verfügbarem Volumenstrom des Fluids einstellt können geplante oder auch ungeplante Schwankungen des zur Verfügung stehenden Druckes oder Volumens des Fluids ausgeglichen werden, um ein weitgehend gleichmäßiges Schaltverhalten zu erreichen oder die für einen Fahrzeuginsassen spürbaren Auswirkungen unterschiedlichen Schaltverhaltens gering zu halten.

Dabei ist es auch hier vorteilhaft, wenn die Getriebestelleinheit das oder die Stellglieder in Abhängigkeit von einer für die nahe Zukunft erwarteten Beanspruchung der Getriebestelleinheit einstellt, da so das Verhalten des Gesamtsystems unter Berücksichtigung von z.B. Totzeiten der Steuerung oder Regelung optimiert werden kann.

Wenn die Getriebestelleinheif alternativ dazu oder zusätzlich das oder die Stellglieder in Abhängigkeit von einem für die nahe Zukunft erwarteten, zur Verfügung stehenden maximalen Fluiddruck bzw. Systemdruck und/oder FIu- idmittelstroms einstellt, kann eine eventuell vorhandene Reserve in Bezug auf den Fluiddruck bzw. Systemdruck und/oder Fluidmittelstrom gezielt berücksichtigt oder ein Engpass frühzeitig vorhergesehen und Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.

Wenn das Fluid ein Gas ist, kann mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise das VoIu- men eines Druckvorrafsbehälters optimiert werden. Wenn das Fluid dagegen eine Flüssigkeit und insbesondere ein Hydrauliköl ist, kann beispielsweise dessen temperaturbedingte Alterung durch ein niedrigeres mittleres Druckniveau verringert und so im Extremfall eine durch Überhitzung und Alterung verursachte Dampfblasenbildung verhindert werden.

Nachfolgend wird eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen und vorstehend beschriebenen Verfahrens näher erläutert;

Dabei geht die Erfindung aus von einer Getriebestelleinheit zur fluid- gestützten Steuerung einer Getriebestelleinheit für ein hilfskraftbetätigtes oder hilfskraftunterstütztes Getriebe für Fahrzeuge, beispielsweise für Kraftfahrzeuge. Dieses weist zumindest eine Getriebesteuereinheit, eine Ansteuerungsein- richtung und zumindest ein Stellglied zur Ansteuerung des Getriebes mittels eines Arbeitsfluids sowie zumindest eine Druckerzeugungseinrichtung und Fluidleitungen auf.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist vorgesehen, dass die Getriebe- stelleinheif so ausgebildet ist, dass der Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes in Abhängigkeit von betriebssituati- onsabhängigen Parametern eingestellt werden kann. Dies ermöglicht die Implementierung und den Betrieb des vorstehend beschriebenen Verfahrens.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass als der oder die betriebssi- tuationsabhängigen Parameter die Schaltphase des Getriebes und/oder die angeforderte oder gewünschte Schaltgeschwindigkeit des zumindest einen Stellgliedes und/oder die Hardwarebelastung des zumindest einen Stellgliedes oder einer oder mehrerer anderer von Fluiddruck bzw. Systemdruck beaufschlagten Komponenten und/oder das Einsatzprofil bzw. der tatsächliche oder vorausgesetzte Einsatz des Fahrzeugs und/oder die Temperatur des Fluids und/oder die Verfügbarkeit des Druckes des Fluids und/oder der für die nahe Zukunft erwartete Bedarf an Fluidmenge, (also Fluidvolumenstrom oder Fluid- massenstrom), und/oder der Fluiddruck bzw. Systemdruck und/oder die für die nahe Zukunft erwartete zur Verfügung stehende Fluidmenge (also Fluidvolumenstrom oder Fluidmassenstrom) und/oder der für die nahe Zukunft erwartete zur Verfügung stehende Fluiddruck bzw. Systemdruck ist.

Auf diese Weise können die einzelnen vorstehend erläuterten Verfahrensvarianten bezüglich der Steuerung und/oder Regelung des Fluiddrucks bzw. Systemdrucks und/oder der Fluidmenge pro Zeiteinheit implementiert werden.

Wenn das zumindest eine Stellglied in Abhängigkeit von der Stromverfügbarkeit und/oder von der Belastung der Stellglieder durch das Fluid und/oder von der Verfügbarkeit von Fluiddruck bzw. Systemdruck und/oder Fluidvolumenstrom bzw. Fluidmassenstrom und/oder von dem für die nahe Zukunft erwarteten Bedarf an Fluiddruck bzw. Systemdruck und/oder Fluidvolumenstrom bzw, Fluidmassenstrom durch die Getriebestelleinheit ansteuerbar ist, lassen sich auch die diesbezüglichen Verfahrensvarianten implementieren.

Schließlich ist es von Vorteil, wenn die Getriebestelleinheit so ausgebildet ist_; dass durch die bzw. in der Getriebestelleinheif eine Steuerung und eine Regelung miteinander überlagert werden können, wobei der Fluiddruck bzw. Systemdruck oder das zur Verfügung stehende Fluidvolumen mittels einer ersten Steuervorrichtung einstellbar sind. Die jeweils nicht durch die Steuervorrichtung eingestellte Größe kann durch eine Regelvorrichtung zur Ansteuerung des zumindest einen Stellgliedes eingestellt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise der Systemdruck auf einen für das Einsatzprofil optimierten Mittelwert durch eine einfache Steuerung eingestellt werden, während die Ge- schwindigkeit des Ansprechens eines Stellgliedes in Abhängigkeit zumindest einer der vorstehend beschriebenen Einflussgrößen geregelt wird.

Die Erfindung lässt sich anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutern. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefugt, in dieser zeigt die einzige Fig. 1 eine erfindungsgemäS ausgebildete Getriebestelleinheit 2, die eine Getriebesteuereinheit 3, eine in deren Gehäuse integrierte Ansteue- rungsvorrichtung 4, drei mit elektromagnetischen Ventilen bestückte und durch die Ansteuerungseinrichtung 4 ansteuerbare Stellglieder 6, eine als Hydraulikpumpe ausgebildete Druckerzeugungseinrichtung 8 und mehrere als Hydraulikleitungen ausgebildete Fluidleitungen 5 umfasst

Die Getriebestelleinheit 2 dient zur Steuerung von Übersetzungsände- rungsvorgängen eines Kraftfahrzeuggetriebes 1 , welches hier als automatisiertes Schaltgetriebe ausgebildet ist. Die Getriebesteuerungseinheit 3 empfängt dazu Eingangssignale von nicht gesondert dargestellten Sensoren, die in Fig. 1 über elektrische Leitungen 9 zugeführt werden. Mit Hilfe dieser Sensorsignale und bekannten Verfahren bestimmt die Getriebesteuerungseinheit 3 einen für die aktuelle Fahrsituation einzulegenden oder beizubehaltenden Gang des Getriebes 1. Die Ansteuerungseinrichtung 4 setzt daraufhin diesbezügliche Ausgangssignale der Getriebesteuereinheit 3 in elektrische Signale von ausreichender elektrischer Leistung zur Ansteuerung der elektromagnetischen Ventilen der Stellglieder 6 um, welche letzteren über Steuerungsleitungen 10 zugeleitet werden.

Aufgrund der Ansteuerung der Stellglieder 6 können diese beispielsweise das Verschieben von Koppelelementen auf Wellen des Schaltgetriebes 1 oder die Betätigung einer zwischen einem Antriebsmotor des Fahrzeugs und dem Schaltgetriebe 1 befindlichen Reibkupplung 7 bewirken. Der Fluiddruck bzw. Systemdruck für die Betätigung der Stellglieder 6 wird von der Druckerzeugungseinrichtung 8, die hier eine Hydraulikpumpe ist, bereitgestellt und von den genannten elektromagnetischen Ventilen freigegeben oder abgesperrt.

Erfindungsgemäß wird durch die Ansteuerungseinrichtung 4 der von der Hydraulikpumpe 8 erzeugte und in den Fluidleitungen 5 des Hydrauliksystems bereitgestellte Systemdruck sowie gegebenenfalls Volumenstrorn gesteuert, und zwar in diesem Fall durch Auswahl eines durch den Fahrer auswählbaren Einsatzprofils, entweder für einen Rangierbetrieb auf ein erstes, höheres Druckniveau oder für den Fernverkehrsbetrieb auf ein zweites, niedrigeres Druckniveau.

Daneben wird die Ansteuerung der Stellglieder 6 durch die Ansteuerungseinrichtung 4 unter Berücksichtigung z.B. des im Hydrauliksystem gegenwärtig herrschenden oder für die nahe Zukunft gewünschten Hydraulikdrucks, einer gewünschten Schaltgeschwindigkeit und/oder der Temperatur des Hydrauliköls geregelt Dies führt zu einer insgesamt geringeren durchschnittlichen Belastung des Hydrauliksystems und zu einer Energieeinsparung durch zeitweise verminderten Systemdruck bei uneingeschränkter Leistungsfähigkeit der hydraulischen Steuerung.

Bezuqszeichen

1 Getriebe

2 Getriebestelleinheit

3 Getriebesteuereinheit

4 Ansteuerungseinrichtung

5 Fluidleitung

6 Stellglied

7 Reibkupplung

8 Druckerzeugungseinrichtung

9 Sensorleitungen

10 Steuerungsleitungen

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur fluidgestützten Steuerung einer Getriebestelleinheit (2) für ein hilfskraftbetätigtes oder hilfskraftunterstütztes Getriebe (1) für Fahrzeuge, beispielsweise für Kraftfahrzeuge, welche zumindest aus einer Getriebesteuereinheit (3), einer Ansteuerungseinrichtung (4), zumindest einem Stellglied (6) zur Ansteuerung des Getriebes mittels eines Arbeiϊsfluids sowie aus zumindest einer Druckerzeugungseinrichtung (8) und Fluidleitungen (5) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes (6) in Abhängigkeit von betriebssituationsabhängigen Parametern einstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes (6) mit Hilfe eines einstellbaren Druckminderers einstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichne t, dass die Getriebestelleinheit (2) den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes (6) durch Einflussnahme auf die Förderleistung und/oder den Förderdruck einer Druckerzeugungseinrichtung (8) einstellt.

4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes (6) in unterschiedlichen Systemteilen auf unterschiedliche Druckwerte einstellt.

5. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes (6) in Abhängigkeit von der Schaltphase des Getriebes (1) einstellt.

6. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes (6) in Abhängigkeit von einer angeforderten oder gewünschten Schaltgeschwindigkeit einstellt.

7. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes (6) in Abhängigkeit von der Hardwarebelastung der druckbeaufschlagten Teile der Getriebestelleinheit (2) einstellt.

8. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes (6) in Abhängigkeit von einem momentanen oder typischen Einsatzprofil des Getriebes (1) einstellt.

9. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheif (2) den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes (6) in Abhängigkeit einer Temperatur einstellt.

10. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes (6) in Abhängigkeit einer Druckverfügbarkeit einstellt,

11. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes (6) in Abhängigkeit eines in einem Druckspeicher verfügbaren Hauptdruckvolumens einstellt.

12. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) den zur Betätigung des oder der Stellglieder zur Verfügung stehenden Fluiddruck bzw. Systemdruck in Abhängigkeit von einer für die nahe Zukunft erwarteten Beanspruchung der Getriebestelleinheit (2) einstellt.

13. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) den Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes (6) in Abhängigkeit von für die nahe Zukunft erwarteten Verfügbarkeiten an Fluiddruck bzw. Systemdruck und Fluidvolumenstrom einstellt.

14. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) das oder die Stellglieder (2) in Abhängigkeit vom momentan zur Verfügung stehenden Fluiddruck bzw. Systemdruck ansteuert.

15. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) das oder die Stellglieder (2) in Abhängigkeit von der Belastung der Stellglieder einstellt

16. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) das oder die Stellglieder (2) in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit von Druck und/oder Volumenstrom des Fluids einstellt.

17. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) das oder die Stellglieder (2) in Abhängigkeit von einer für die nahe Zukunft erwarteten Beanspruchung der Getriebestelleinheit (2) einstellt.

18. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) das oder die Stellglieder (2) in Abhängigkeit von einem für die nahe Zukunft erwarteten, zur Verfügung stehenden maximalen Fluiddruck bzw, Systemdruck und/oder FIu- idmittelstrom einstellt.

19. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein Gas oder eine Flüssigkeit ist.

20. Getriebestelleinheit (2) zur fluidgestützten Steuerung eines hilfskraftbetätigten oder hilfskraftunterstützten Getriebes (1) für Fahrzeuge, beispielsweise für Kraftfahrzeuge, welche zumindest aus einer Getriebesteuereinheit (3), einer Ansteuerungseinrichtung (4), zumindest einem Stellglied (6) zur Ansteuerung des Getriebes {1} mittels eines Arbeitsfluids sowie aus zumindest einer Druckerzeugungseinrichtung (8) und Fluidleitungen (5) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestelleinheit (2) so ausgebildet ist, dass der Fluiddruck bzw. Systemdruck zur Betätigung des zumindest einen Stellgliedes (6) in Abhängigkeit von betriebssituationsabhängigen Parametern eingestellten werden kann.

21. Getriebestelleinheit gemäß Anspruch 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass als der oder die betriebssituationsabhängige Parameter die Schaltphase des Getriebes (1) und/oder die angeforderte oder gewünschte Schaltgeschwindigkeit des zumindest einen Stellgliedes (6) und/oder die Hardwarebelastung zumindest eines durch das Fluid druckbeaufschlagten Teils und/oder das Einsatzprofil des Fahrzeugs und/oder die Temperatur des Fluids und/oder die Verfügbarkeit des Drucks des Fluids und/oder der für die nahe Zukunft erwartete Bedarf an Fluidrπenge und/oder Fluiddruck bzw. Systemdruck und/oder der für die nahe Zukunft erwartete zur Verfügung stehende Fluidmenge und/oder Fluiddruck bzw. Systemdruck verwendet wird.

22. Getriebestelleinheit gemäß Anspruch 20 und/oder 21 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das zumindest eine Stellglied (6) in Abhängigkeit von der Stromverfügbarkeit und/oder von der Belastung der Stellglieder (6) durch das Fluid und/oder von der Verfügbarkeit von Fluiddruck bzw. Systemdruck und/oder Fluidvolumenstrom bzw. Fluidmassenstrom und/oder von dem für die nahe Zukunft erwarteten Bedarf an Fluiddruck bzw. Systemdruck und/oder Fluidvolumenstrom bzw. Fluidmassenstrom durch die Getriebestelleinheit (2) angesteuert werden kann.

23. Getriebesfelleinheit gemäß zumindest einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass durch die bzw. in der Getriebestelleinheit (2) eine Steuerung und eine Regelung miteinander überlagert werden können, wobei der Fluiddruck bzw. Systemdruck oder das zur Verfügung stehende Fluidvolumen mittels einer ersten Steuervorrichtung eingestellt werden können, und bei der die jeweils nicht durch die Steuervorrichtung eingestellte vorgenannte Größe durch eine Regelvorrichtung zur Ansteuerung des zumindest einen Stellgliedes (6) eingestellt werden kann.