WO2019063233A1 - Verfahren zur steuerung eines automatgetriebes - Google Patents

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WO2019063233A1
WO2019063233A1 PCT/EP2018/073203 EP2018073203W WO2019063233A1 WO 2019063233 A1 WO2019063233 A1 WO 2019063233A1 EP 2018073203 W EP2018073203 W EP 2018073203W WO 2019063233 A1 WO2019063233 A1 WO 2019063233A1
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control pressure
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switching element
controlling
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Horst Leichsenring
Georg Ege
Mario Holder
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an automatic transmission according to the preamble of patent claim 1.
  • Automatic transmissions have been used for quite some time in different types of vehicles. These include, for example, stepped automatic transmissions, dual-clutch transmissions and continuously variable transmissions.
  • an automatic transmission is characterized by a variable transmission ratio between the input speed and the output speed as well as an automatable control of different transmission ratios.
  • gearbox is understood to be the entirety of the elements involved in the change of the gear ratio and at least temporarily incorporated in the power flow, independently of a possible structural division into different subassemblies.
  • a shift command for changing the gear ratio is usually translated by means of fluid-actuated switching elements such as clutches and / or brakes in gear shift positions.
  • the clutches or brakes are used for the synchronization of various transmission elements and for controlling the power flow within the transmission.
  • clutches and brakes are commonly referred to as clutches.
  • the couplings used in this case have mostly designed as friction linings active surfaces which are pressed against each other when the clutch is closed by a mostly axial force and can transmit torque in this way.
  • hydraulic actuators are predominantly used which are depressurized when the clutch is open or at least have a low actuating pressure compared with the operation when the clutch is closed.
  • the active surfaces of the coupling are usually disassembled via a return spring and the piston of the actuator unit is pressed in the direction of its initial position.
  • the return spring can be, for example, a helical spring, a plate spring or a combination of different spring be, which can be realized by a combination of different springs different spring characteristics.
  • clutches that are not currently included in the force flow are open in almost all cases, they ideally do not transmit a moment. In practice, however, there is a medium between the friction linings, which is usually a transmission oil and ensures a certain torque transmission between the friction linings even when the clutch is open.
  • the torque transmission with an open clutch is referred to as a drag torque, the resulting losses of usable torque as drag losses.
  • the drag losses also have a negative effect on the transmission by converting kinetic energy into heat energy.
  • the drag torque depends on a large number of different parameters. Among other things, it depends essentially on the clearance, ie on the sum of the distances between the friction linings when the clutch is open. Since an automatic transmission with an engaged gear usually has several clutches that are not in the power flow, open at a certain differential speed, the drag losses of the individual clutches add up.
  • the clearance has a significant influence on the switching reaction time of the transmission, ie the time span between a shift request and the execution of the shift request of the transmission.
  • the switching reaction time between a command for engaging or changing a gear and the execution of the command should be as short as possible, for example, in a vehicle with an at least temporarily manually operated toggle circuit, the default of the driver implement as soon as possible in a noticeable to the driver reaction of the transmission.
  • a short switching reaction time of the transmission is required in order to activate as quickly as possible each optimal gear.
  • a short switching reaction time of the transmission allows a quick change of gears, which can be switched in time, for example, in strong decelerations of a vehicle in the next gear. If the required synchronous rotational speed of the respective gear stage to be next activated is not available on time due to a gear transmission reaction time that is too long, this leads to an undesirable engine speed for a given speed profile and / or to a perceptible jerk and generally to an impairment of the shifting comfort.
  • the drag torque initially decreases with increasing clearance.
  • further increasing clearance can promote a so-called lamella wobble, resulting in a significantly increased drag torque.
  • An increase in the clearance in the region of the lamellae would therefore bring no advantages in terms of the drag torque and at the same time disadvantages in terms of the switching reaction time.
  • the application is the object of further reducing tumbling movements of the slats.
  • a vehicle transmission clutches which are designed as frictional shift elements with at least one blade and a blade for closing the switching element actuated piston.
  • the switching element is usually a spring element which pushes back the piston as soon as a piston displacing the control pressure decreases.
  • a method for controlling such a frictional switching element according to the invention provides that after the triggering of a signal for actuating the piston, a control pressure is applied to the piston. The control pressure is increased from an initial value to a holding value. The holding value is minimally lower than the force of the spring holding the piston against the control pressure in the open position.
  • a spring element is formed for example by a plate spring.
  • the blade By raising the control pressure to a value just below the return spring force, the blade is kept in a kind of limbo. As a result, the clearance of the switching device is reduced and kept below a critical limit, because the blade is limited in their freedom of movement so far that they can not perform a tumbling movement. This reduces the risk of overheating the slat.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that starting from this holding value of the control pressure on the piston is further increased to a maximum value. After reaching this maximum value, this maximum value is held and acts on the piston until a predetermined first period has elapsed since the beginning of the increase of the control pressure from the initial value. After this first period, the control pressure on the piston is lowered again. By this increase in the control pressure and the holding with this maximum value for a certain time, the piston is moved as quickly as possible against the spring element. The subsequent lowering of the control pressure leads to a slight increase in the clearance, but this somewhat reduces the drag torque in the switching element.
  • the lowering of the control pressure is preferably terminated again when the control pressure on the piston has dropped to the holding value, which is again minimally lower than the force of the piston holding against the control pressure in the open position spring element.
  • control pressure can also be reduced back to the initial value in another embodiment of the invention.
  • control pressure on the piston is not held on the holding value, but returned directly to the initial value.
  • the course of the control pressure over time is preferably in the form of a ramp. This applies both to the increase of the control pressure on the piston from the initial value to the holding value, as well as to the increase of the control pressure from the initial value to the maximum value and the lowering of the control pressure from the maximum value.
  • the signal for actuating the piston from the initial value to the holding value advantageously then given after the switching element was opened after a done via this switching element torque transmission in the vehicle transmission.
  • the inventive method is used when the switching element is not closed, but after a closure, the blade dissolves again and there is a clearance. Then the risk of lamellae should be reduced or avoided.
  • An alternative embodiment provides that the signal for actuating the piston is not given after the opening of the switching element but after a predetermined second period.
  • This second period begins when the control pressure on the piston has dropped to the initial value. Then, the control pressure takes the initial value for the duration of the second period. This applies in the same way, regardless of whether the control pressure has dropped from the holding value or from the maximum value to the initial value.
  • the process starts again.
  • the lamella be prevented from a tumbling motion.
  • the initial value of the inventive method is not set to 0 but to a pre-filling pressure of the switching element.
  • the Vorbehell- pressure allows that the pressure chamber of the piston is already filled with a predetermined amount of control pressure, so that when closing the switching element no longer the full control pressure must be filled into the pressure chamber and thereby the switching element can be triggered faster.
  • Fig. 3 shows three variants of the control of the switching element.
  • FIG. 1 shows a schematic vehicle representation of a motor vehicle 2, which has a drive motor 4 and a vehicle transmission 6.
  • the vehicle transmission 6 is connected via a drive shaft 10 and a differential 12 with the two rear wheels 14. Through the vehicle transmission 6 extends a central axis 16, which extends in the direction of travel 18 of the motor vehicle 2.
  • a switching element 20 is shown, which is located in the vehicle transmission 6.
  • inner fins 22 are shown, which are arranged in an inner disk carrier 24 spaced adjacent to each other.
  • outer disks 26 which are arranged in an outer disk carrier, not shown here, and the inner and outer disks 22, 26 separating expansion springs 28 are provided.
  • a through a resource, for example a transmission oil actuated piston 30 is pushed to the left by the operating means in the drawing plane. He is pressed against a spring element 32, which is designed here in the form of a plate spring. This spring element 32 attempts to push the piston in the drawing plane to the right in its rest position.
  • the piston 30 abuts against an outer disk 34, with the aid of which the piston 30 acts on the disk set of inner disks 22 and outer disks 26.
  • a clearance 36 is provided between the disk pack and the disc, on the one hand
  • Drag moments in the switching element 20 reduces, on the other hand, but does not prevent the inner and outer plates 22, 26 a space for a tumbling motion is made possible.
  • FIG. 3 The application of the control pressure P according to the invention is shown in FIG. 3 in three different variants.
  • the control pressure P is initially at the initial value corresponding to a Vorbe circallwert P before .
  • this Vorbe circallwert Pvor which is greater than 0, the switching element 20 is filled even in a non-actuated state, so that the switching element 20 can be replenished in an impending deployment faster to the required for operating total filling.
  • the control pressure increases in a ramp shape up to a holding value P ma xTF. After reaching this holding value, the clearance 36 in the switching element 20 is reduced so much that the outer and inner plates 22, 26 can no longer pass into a tumbling movement, because they are no longer enough leeway available.
  • control pressure P is then held on the holding value P ma x TF until an actuation of the switching element 20 takes place to form a translation stage in the vehicle transmission 6.
  • FIG. 3B shows an increase in the control pressure P from the pre-charge value P before at the time t 0 , after there again a signal for actuating the piston 30 of the switching element 20 has been given.
  • the control pressure rises above the hold value P ma xTF for a first predetermined time period t pea k up to a maximum value P pea k, is minimally lower than the force of the piston 30 against the control pressure in an open position or rest position holding spring element 32.
  • control pressure P After reaching the maximum value P pea k, the control pressure P remains at this value until the expiration of the first period t pea k at the time ti and then decreases in a ramp shape to the holding value P ma x TF on which it remains until a renewed actuation of the switching element 20.
  • FIG. 3C a profile of the control pressure P is shown, which has a regularly repeated shape.
  • the control pressure increases during the first period t pea k over the hold value P ma xTF addition to the maximum value P pea k- After reaching the maximum value P pea k the control pressure P remains at this value P pea k until the expiration of the first period t pea k at time ti.
  • control pressure P decreases in a ramp shape beyond the hold value P ma xTF back to the output value P before it reaches it at a time t 2 .
  • time t 2 begins a second predetermined period of time t fi iter, which until time t 3 continues.
  • the control pressure P remains prior to the initial value and Vorbe colllwert P -
  • the control pressure P starts again in the same way to increase as the time t 0th
  • the course of the curve of the control pressure P is now repeated as between the times t 0 and t 3 .
  • control pressure during the first period t pea k increases up to the maximum value P pea k- After reaching the maximum value P P e a k, the control pressure P remains at this value P pea k again until the expiration of the first period t pea k at the time t 4 and then decreases again.
  • a switching element 20 with a control pressure P are operated so that on the one hand, the drag torque of the switching element 20 on a remain reduced level, and on the other hand, a threat to the switching element 20 is avoided by lamellae.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung eines reibschlüssigen Schaltelementes (20) in einem Fahrzeuggetriebe (6) mit wenigstens einer Lamelle (22, 26) und einem die wenigstens eine Lamelle (22, 26) zum Schließen des Schaltelementes (20) betätigenden Kolben (30) wird nach Auslösen eines Signals zum Betätigen des Kolbens (30) ein Steuerdruck (P) auf den Kolben (30) von einem Anfangswert (Pvor) auf einen Haltewert (PmaxTF) erhöht, der minimal niedriger liegt als die Kraft eines den Kolben (30) gegen den Steuerdruck (P) in einer geöffneten Stellung haltenden Federelements (32). Der anliegende Steuerdruck (P) verringert die Gefahr eines Lamellentaumelns im Schaltelement (20).

Description

Verfahren zur Steuerung eines Automatgetriebes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Automatgetriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Automatgetriebe werden seit geraumer Zeit in unterschiedlichen Kraftfahrzeugtypen genutzt. Zu ihnen zählen beispielsweise Stufenautomatgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe und stufenlose Getriebe. Allgemein zeichnet sich ein Automatgetriebe durch ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl sowie eine automatisierbare Ansteuerung unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse aus. Unter Getriebe wird hierbei unabhängig von einer möglichen baulichen Aufteilung auf unterschiedliche Baugruppen die Gesamtheit der an der Änderung des Übersetzungsverhältnisses beteiligten und zumindest zeitweise in den Kraftfluss eingebundenen Elemente verstanden.
Ein Schaltbefehl zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses wird zumeist mittels druckmittelbetätigbaren Schaltelementen wie Kupplungen und/oder Bremsen in Getriebeschaltstellungen übersetzt. Dabei werden die Kupplungen bzw. Bremsen zur Synchronisation verschiedener Getriebeelemente und zur Steuerung des Kraftflusses innerhalb des Getriebes verwendet. Im Folgenden werden Kupplungen und Bremsen allgemein als Kupplungen bezeichnet. Die verwendeten Kupplungen weisen dabei zumeist als Reibbeläge gestaltete Wirkflächen auf, welche bei geschlossener Kupplung mittels einer zumeist axialen Kraft gegeneinandergedrückt werden und auf diese Weise ein Drehmoment übertragen können.
Zur Ansteuerung der Kupplungen werden überwiegend hydraulische Aktuatoren verwendet, welche bei geöffneter Kupplung drucklos sind oder zumindest einen im Vergleich zum Betrieb bei geschlossener Kupplung niedrigen Betätigungsdruck aufweisen. Bei niedrigem Betätigungsdruck werden die Wirkflächen der Kupplung gewöhnlich über eine Rückstellfeder auseinander- und der Kolben der Aktuatoreinheit in Richtung seiner Ausgangslage gedrückt. Die Rückstellfeder kann dabei beispielsweise eine Schraubenfeder, eine Tellerfeder oder eine Kombination verschiedener Fe- dem sein, wobei durch eine Kombination verschiedener Federn unterschiedliche Federkennlinien realisiert werden können.
Da Kupplungen, die momentan nicht in den Kraftfluss eingebunden sind, in fast allen Fällen offen sind, übertragen sie im Idealfall kein Moment. In der Praxis befindet sich zwischen den Reibbelägen jedoch ein Medium, welches zumeist ein Getriebeöl ist und auch bei offener Kupplung für eine gewisse Momentenübertragung zwischen den Reibbelägen sorgt. Die Momentenübertragung bei offener Kupplung wird als Schleppmoment bezeichnet, die hierdurch entstehenden Verluste an nutzbarem Drehmoment als Schleppverluste. Die Schleppverluste wirken sich zudem durch eine Umsetzung von kinetischer Energie in Wärmeenergie potenziell negativ auf das Getriebe aus.
Das Schleppmoment ist von einer Vielzahl unterschiedlicher Parameter abhängig. Unter anderem hängt es wesentlich vom Lüftspiel ab, also von der Summe der Abstände der Reibbeläge untereinander bei geöffneter Kupplung. Da bei einem Automatikgetriebe mit eingelegtem Gang zumeist gleich mehrere Kupplungen, die sich nicht im Kraftfluss befinden, offen mit einer gewissen Differenzdrehzahl betrieben werden, addieren sich die Schleppverluste der einzelnen Kupplungen.
Daneben gibt es jedoch noch eine Vielzahl anderer Parameter, welche auf die Größe des Schleppmomentes Einfluss haben.
Während in Bezug auf den Wirkungsgrad des Getriebes ein dem Schleppmomentoptimum entsprechendes Lüftspiel anzustreben ist, bedingen andere Anforderungen an das Getriebe oftmals ein davon abweichendes Lüftspiel. Insbesondere besitzt das Lüftspiel einen erheblichen Einfluss auf die Schaltreaktionszeit des Getriebes, also der Zeitspanne zwischen einer Schaltanforderung und der Ausführung der Schaltanforderung des Getriebes. Die Schaltreaktionszeit zwischen einem Befehl zum Einlegen oder Wechseln eines Ganges und der Ausführung des Befehls soll zumeist möglichst kurz sein, um beispielsweise bei einem Fahrzeug mit einer zumindest vorübergehend manuell zu betätigenden Tipp-Schaltung die Vorgabe des Fahrers schnellstmöglich in eine für den Fahrer spürbare Reaktion des Getriebes umzusetzen.
Auch bei Getrieben mit automatischer Gangwahl wird eine kurze Schaltreaktionszeit des Getriebes gefordert, um möglichst schnell die jeweils optimale Fahrstufe aktivieren zu können. Zudem ermöglicht eine kurze Schaltreaktionszeit des Getriebes ein schnelles Wechseln der Gänge, wodurch beispielsweise bei starken Abbremsungen eines Fahrzeugs rechtzeitig in den jeweils nächsten Gang geschaltet werden kann. Steht aufgrund einer zu langen Getriebereaktionszeit die benötigte Synchrondrehzahl der jeweils als nächstes zu aktivierenden Getriebestufe nicht rechtzeitig zur Verfügung, so führt dies zu einer nicht erwünschten Motordrehzahl bei vorgegebenem Geschwindigkeitsverlauf und/oder zu einem spürbaren Ruck sowie allgemein zu einer Beeinträchtigung des Schaltkomforts.
Je größer jedoch das Lüftspiel ist, desto größer ist der Weg, der bis zur direkten Berührung der Reibbeläge zurückgelegt werden muss. Da die Kupplungen automatischer Getriebe überwiegend hydraulisch betätigt werden, bedingt dies bei gleichem Durchmesser des Kupplungskolbens ein größeres Volumen an in den Kupplungszylinder vor den Kolben einzubringender Hydraulikflüssigkeit und damit eine unter sonst gleichen Randbedingungen längere Betätigungszeit.
Das Schleppmoment nimmt anfänglich mit steigendem Lüftspiel ab. Weiter wachsendes Lüftspiel kann jedoch ein sogenanntes Lamellentaumeln begünstigen, woraus ein deutlich erhöhtes Schleppmoment resultiert. Insbesondere bei Kupplungen, deren Reibbeläge zumindest teilweise axial verschieblich auf einer Achse oder Welle angeordnet sind, kommt es ab einem bestimmten, von den sonstigen Betriebsbedingungen abhängigen Abstand zu der Lamellentaumeln genannten Erscheinung, bei der zumindest einige Reibbeläge durch taumelnde Bewegungen eine vergrößerte Reibung gegen das umgebende Medium und/oder gegen benachbarte Reibbeläge erzeugen. Hierdurch steigt der Schleppverlust an. Eine Vergrößerung des Lüftspiels in den Bereich des Lamellentaumelns hinein würde daher keine Vorteile in Bezug auf das Schleppmoment und gleichzeitig Nachteile in Bezug auf die Schaltreaktionszeit mit sich bringen. Insbesondere bei hohen Differenzgeschwindigkeiten zwischen Innen- und Außenlamellen einer Lamellenkupplung, die beispielsweise über 60 m/s liegen können, führen zudem auch bereits kleinste Störungen in den Kupplungen, beispielsweise das Auftreten von Fluidwirbeln zwischen den Lamellen oder das Vorhandensein von auch nur kleinen Exzentrizitäten, zu dem genannten Lamellentaumeln. Dieses Lamellen- taumeln kann so stark sein, dass sich die Lamellen unkontrolliert punktuell berühren. Dies führt zu einer lokalen Erwärmung, welche bei längerem Auftreten zu thermischen Verformungen führt. Ein solcher Vorgang kann bis hin zum Verbrennen der Kupplung führen.
Um dies zu verhindern können Spreizfedern als Trennelemente zwischen die einzelnen Lamellen eingebaut werden. Dies erzeugt jedoch zusätzliche Kosten und die Spreizfedern reduzieren die verfügbare Reibfläche und führen zu einer niedrigeren Übertragungsfähigkeit. Die Flächenpressungswerte im Reibbelag werden erhöht.
Beispielgebend ist aus der DE 10 2004 035 262 A1 der Anmelderin bekannt, das bei reduziertem Lüftspiel die Taumelneigung geringer ist. Permanent einstellbar ist dies jedoch nicht, da sich zum einen das eingestellte Lüftspiel über die Zeit durch Verschleiß vergrößert und zum anderen ein geringes Lüftspiel sich wegen der vergrößerten Schleppmomente negativ auf den Wirkungsgrad des Getriebes auswirkt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, Taumelbewegungen der Lamellen weiter zu verringern.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
In einem Fahrzeuggetriebe sind Kupplungen vorgesehen, die als reibschlüssige Schaltelemente mit zumindest einer Lamelle und einem die Lamelle zum Schließen des Schaltelementes betätigenden Kolben ausgebildet sind. Zum Öffnen bzw. Offenhalten des Schaltelementes dient üblicherweise ein Federelement, das den Kolben zurückdrückt, sobald ein den Kolben verschiebender Steuerdruck nachlässt. Ein Verfahren zur Steuerung eines solchen reibschlüssigen Schaltelementes sieht erfindungsgemäß vor, dass nach dem Auslösen eines Signals zum Betätigen des Kolbens ein Steuerdruck auf den Kolben gegeben wird. Der Steuerdruck wird ausgehend von einem Anfangswert auf einen Haltewert erhöht. Der Haltewert liegt minimal niedriger als die Kraft des den Kolben gegen den Steuerdruck in der geöffneten Stellung haltenden Federelements. Ein solches Federelement wird beispielsweise durch eine Tellerfeder gebildet. Durch die Anhebung des Steuerdrucks auf einen Wert knapp unterhalb der zurückdrückenden Federkraft, wird die Lamelle in eine Art Schwebezustand gehalten. Hierdurch wird das Lüftspiel der Schalteinrichtung reduziert und unterhalb einer kritischen Grenze gehalten, weil die Lamelle in ihrer Bewegungsfreiheit so weit eingeschränkt ist, dass sie eine taumelnde Bewegung nicht vollführen kann. Dadurch wird die Gefahr einer Überhitzung der Lamelle reduziert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ausgehend von diesem Haltewert der Steuerdruck auf den Kolben weiter bis auf einen Maximalwert erhöht wird. Nach Erreichen dieses Maximalwerts wird dieser Maximalwert gehalten und wirkt auf den Kolben ein, bis seit dem Beginn der Erhöhung des Steuerdrucks vom Anfangswert aus ein vorgegebener erster Zeitraum verstrichen ist. Nach Ablauf dieses ersten Zeitraums wird der Steuerdruck auf den Kolben wieder gesenkt. Durch diese Erhöhung des Steuerdrucks und das Halten mit diesem Maximalwert für eine gewisse Zeit wird der Kolben möglichst schnell gegen das Federelement gefahren. Das anschließende Absenken des Steuerdrucks führt zu einem leichten Vergrößern des Lüftspiels, was aber die Schleppmomente im Schaltelement wieder etwas verringert.
Das Absenken des Steuerdrucks wird vorzugsweise dann wieder beendet, wenn der Steuerdruck auf den Kolben bis auf den Haltewert gesunken ist, der wieder minimal niedriger liegt als die Kraft des den Kolben gegen den Steuerdruck in der geöffneten Stellung haltenden Federelements. Durch die Absenkung des Steuerdrucks auf einen Wert knapp unterhalb der zurückdrückenden Federkraft wird die Lamelle wieder in diese Art Schwebezustand versetzt. Das Lüftspiel des Schaltelements wird reduziert und unterhalb der kritischen Grenze gehalten, weil die Lamelle eine taumelnde Bewegung nicht vollführen kann. Die Gefahr einer Überhitzung der Lamelle ist wieder reduziert.
Der Steuerdruck kann auch in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wieder zurück auf den Anfangswert gesenkt werden. Damit wird der Steuerdruck auf den Kolben nicht auf dem Haltewert gehalten, sondern direkt auf den Ausgangswert zurückgeführt.
Der Verlauf des Steuerdrucks über der Zeit erfolgt vorzugsweise in Form einer Rampe. Dies gilt sowohl für die Erhöhung des Steuerdrucks auf den Kolben vom Anfangswert auf den Haltewert, als auch für die Erhöhung des Steuerdrucks vom Anfangswert auf den Maximalwert und die Absenkung des Steuerdrucks vom Maximalwert.
Da die Gefahr des Lamellentaumels in der Betriebsphase des Schaltelementes auftritt, in der das Schaltelement geöffnet ist und nicht in eine Drehmomentübertragung im Fahrzeuggetriebe eingebunden ist, wird nach der Erfindung das Signal zum Betätigen des Kolbens vom Anfangswert auf den Haltewert vorteilhafterweise dann gegeben, nachdem das Schaltelement nach einer über dieses Schaltelement erfolgten Drehmomentübertragung im Fahrzeuggetriebe geöffnet wurde. Dies bedeutet, dass das erfindungsgemäße Verfahren dann zur Anwendung gelangt, wenn das Schaltelement nicht geschlossen ist, sondern nach einer Schließung sich die Lamelle wieder löst und ein Lüftspiel vorliegt. Dann soll die Gefahr eines Lamellentaumels reduziert bzw. vermieden werden.
Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Signal zum Betätigen des Kolbens nicht nach dem Öffnen des Schaltelementes sondern nach Ablauf eines vorgegebenen zweiten Zeitraums gegeben wird. Dieser zweite Zeitraum beginnt, wenn der Steuerdruck auf den Kolben auf den Anfangswert gesunken ist. Dann nimmt der Steuerdruck für die Dauer des zweiten Zeitraums den Anfangswert ein. Dies gilt in gleicher Weise, egal ob der Steuerdruck dabei von dem Haltewert oder von dem Maximalwert kommend auf den Anfangswert abgesunken ist. Damit ergibt sich ein modulierter Ablauf an - (1 ) Erhöhen des Steuerdrucks vom Anfangswert auf Haltewert oder Maximalwert, - (2) Halten des Steuerdrucks auf Maximalwert oder Haltewert, - (3) Absenken des Steuerdrucks von Maximalwert oder Haltewert auf den Anfangswert und - (4) Halten des Steuerdrucks auf dem Anfangswert über einen zweiten Zeitraum. Nach Ablauf des zweiten Zeitraums beginnt der Ablauf erneut. Hierdurch kann durch ein regelmäßiges, wiederkehrendes Betätigen des Kolbens durch einen Steuerdruck die Lamelle von einer taumelnden Bewegung abgehalten werden.
Besonders vorteilhaft wird der Anfangswert des erfinderischen Verfahrens nicht auf 0, sondern auf einen Vorbefülldruck des Schaltelementes eingestellt. Der Vorbefüll- druck ermöglicht, dass die Druckkammer des Kolbens schon mit einem vorbestimmten Maß an Steuerdruck gefüllt ist, so dass bei Schließen des Schaltelementes nicht mehr der volle Steuerdruck in die Druckkammer eingefüllt werden muss und dadurch das Schaltelement schneller ausgelöst werden kann.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Fahrzeugdarstellung,
Fig. 2 ein Schaltelement mit Lamellen,
Fig. 3 drei Varianten der Ansteuerung des Schaltelementes.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Fahrzeugdarstellung eines Kraftfahrzeugs 2, das einen Antriebsmotor 4 und ein Fahrzeuggetriebe 6 aufweist. Das Fahrzeuggetriebe 6 ist über eine Antriebswelle 10 und ein Differential 12 mit den beiden Hinterrädern 14 verbunden. Durch das Fahrzeuggetriebe 6 verläuft eine Mittelachse 16, die sich in Fahrtrichtung 18 des Kraftfahrzeugs 2 erstreckt.
In der Fig. 2 ist ein Schaltelement 20 gezeigt, das sich in dem Fahrzeuggetriebe 6 befindet. Von dem Schaltelement 20 sind hier Innenlamellen 22 gezeigt, die in einem Innenlamellenträger 24 beabstandet nebeneinander angeordnet sind. Zwischen den Innenlamellen 22 sind jeweils Außenlamellen 26, die in einem hier nicht gezeigten Außenlamellenträger angeordnet sind, sowie die Innen- und Außenlamellen 22, 26 trennende Spreizfedern 28 vorgesehen. Ein durch ein Betriebsmittel, beispielsweise ein Getriebeöl, betätigter Kolben 30 wird durch das Betriebsmittel in der Zeichnungsebene nach links gedrückt. Dabei wird er gegen ein Federelement 32 gedrückt, das hier in Form einer Tellerfeder ausgestaltet ist. Dieses Federelement 32 versucht den Kolben in der Zeichnungsebene nach rechts in seine Ruheposition zurückzudrücken. Der Kolben 30 liegt an einer äußeren Scheibe 34 an, mit deren Hilfe der Kolben 30 auf das Lamellenpaket aus Innenlamellen 22 und Außenlamellen 26 wirkt. Zur Vermeidung großer Schleppmomente zwischen den Lamellen 22, 26 wird zwischen dem Lamellenpaket und der Scheibe ein Lüftspiel 36 vorgesehen, das einerseits
Schleppmomente im Schaltelement 20 verringert, andererseits aber nicht verhindert, dass den Innen- und Außenlamellen 22, 26 ein Spielraum für eine taumelnde Bewegung ermöglicht wird.
Die erfindungsgemäße Beaufschlagung des Steuerdrucks P wird in der Fig. 3 in drei verschiedenen Varianten gezeigt. In Fig. 3A liegt der Steuerdruck P zunächst auf dem Anfangswert, der einem Vorbefüllwert Pvor entspricht. Mit diesem Vorbefüllwert Pvor, der größer als 0 ist, wird das Schaltelement 20 auch in einem nichtbetätigten Zustand befüllt, damit das Schaltelement 20 bei einem bevorstehenden Einsatz schneller auf den zum Betätigen erforderlichen Gesamtfüllwert aufgefüllt werden kann. Nachdem von einer hier nicht gezeigten Steuereinrichtung ein Signal zum Betätigen des Kolbens 30 des Schaltelementes 20 zum Zeitpunkt t0 gegeben wird, steigt der Steuerdruck rampenförmig bis zu einem Haltewert PmaxTF an. Nach Erreichen dieses Haltewertes ist das Lüftspiel 36 in dem Schaltelement 20 soweit verringert, dass die Außen- und Innenlamellen 22, 26 nicht mehr in eine taumelnde Bewegung übergehen können, weil ihnen dazu nicht mehr genug Spielraum zur Verfügung steht.
Der Steuerdruck P wird anschließend auf dem Haltewert PmaxTF gehalten, bis eine Betätigung des Schaltelementes 20 zur Bildung einer Übersetzungsstufe im Fahrzeuggetriebe 6 erfolgt.
Fig. 3B zeigt einen Anstieg des Steuerdrucks P vom Vorbefüllwert Pvor im Zeitpunkt t0, nachdem dort wieder ein Signal zum Betätigen des Kolbens 30 des Schaltelementes 20 gegeben wurde. Der Steuerdruck steigt während eines ersten vorbestimmten Zeitraumes tpeak über den Haltewert PmaxTF hinaus bis zu einem Maximalwert Ppeak, der minimal niedriger liegt, als die Kraft des den Kolben 30 gegen den Steuerdruck in einer geöffneten Stellung oder Ruheposition haltenden Federelements 32. Nach Erreichen des Maximalwertes Ppeak bleibt der Steuerdruck P auf diesem Wert bis zum Ablauf des ersten Zeitraumes tpeak zum Zeitpunkt ti und sinkt dann rampenförmig auf den Haltewert PmaxTF ab, auf dem er bis zu einer erneuten Betätigung des Schaltelementes 20 verharrt.
In der Fig. 3C wird schließlich ein Verlauf des Steuerdrucks P dargestellt, der eine sich regelmäßig wiederholen Form aufweist. Auch hier erfolgt ein Anstieg des Steuerdrucks P vom Vorbefüllwert Pvor im Zeitpunkt t0, nachdem dort wieder ein Signal zum Betätigen des Kolbens 30 des Schaltelementes 20 gegeben wurde. Der Steuerdruck steigt während des ersten Zeitraumes tpeak über den Haltewert PmaxTF hinaus bis zu dem Maximalwert Ppeak- Nach Erreichen des Maximalwertes Ppeak bleibt der Steuerdruck P auf diesem Wert Ppeak bis zum Ablauf des ersten Zeitraumes tpeak zum Zeitpunkt ti . Dann sinkt der Steuerdruck P rampenförmig über den Haltewert PmaxTF hinaus bis zum Ausgangswert Pvor zurück, den er zu einem Zeitpunkt t2 erreicht. An diesem Zeitpunkt t2 beginnt ein zweiter vorbestimmter Zeitraum tfiiter, der bis zum Zeitpunkt t3 andauert. Während des zweiten Zeitraumes tfiiter verbleibt der Steuerdruck P auf dem Anfangswert und Vorbefüllwert Pvor- Nach Ablauf des zweiten Zeitraumes tfiiter im Zeitpunkt t3 beginnt der Steuerdruck P wieder in gleicher Weise zu steigen wie im Zeitpunkt t0. Der Verlauf der Kurve des Steuerdrucks P wiederholt sich jetzt wie zwischen den Zeitpunkten t0 und t3. Dazu steigt der Steuerdruck während des ersten Zeitraumes tpeak bis zu dem Maximalwert Ppeak- Nach Erreichen des Maximalwertes PPeak bleibt der Steuerdruck P auf diesem Wert Ppeak wieder bis zum Ablauf des ersten Zeitraumes tpeak zum Zeitpunkt t4 und sinkt dann wieder ab.
Außer dem in der Fig. 3 gezeigten, rampenförmigen Kurvenverlauf sind auch andere geeignete Kurvenformen für den Verlauf des Steuerdrucks P des Schaltelementes 20 möglich.
Durch das Verfahren kann ein Schaltelement 20 mit einem Steuerdruck P so betätigt werden, dass einerseits die Schleppmomente des Schaltelementes 20 auf einem reduzierten Niveau bleiben, und andererseits eine Gefährdung des Schaltelementes 20 durch Lamellentaumeln vermieden wird.
Bezugszeichen
2 Kraftfahrzeug
4 Antriebsmotor
6 Fahrzeuggetriebe
10 Antriebswelle
12 Differential
14 Hinterrad
16 Mittelachse
18 Fahrtrichtung
20 Schaltelement
22 Innenlamelle
24 Innenlamellentrager
26 Außenlamelle
28 Spreizfeder
30 Kolben
32 Federelement
34 Scheibe
36 Lüftspiel
P Steuerdruck
Pvor Vorbefüllwert
PmaxTF Haltewert
tpeak Zeitraum
Ppeak Maximalwert
to Zeitpunkt
ti Zeitpunkt
t2 Zeitpunkt
tfilter Zeitraum
t3 Zeitpunkt
t4 Zeitpunkt

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Steuerung eines reibschlüssigen Schaltelementes (20) in einem Fahrzeuggetriebe (6) mit wenigstens einer Lamelle (22, 26) und einem die wenigstens eine Lamelle (22, 26) zum Schließen des Schaltelementes (20) betätigenden Kolben (30), dadurch gekennzeichnet, dass nach Auslösen eines Signals zum Betätigen des Kolbens (30) ein Steuerdruck (P) auf den Kolben (30) von einem Anfangswert (Pvor) auf einen Haltewert (PmaxTF) erhöht wird, der minimal niedriger liegt als die Kraft eines den Kolben (30) gegen den Steuerdruck (P) in einer geöffneten Stellung haltenden Federelements (32).
2. Verfahren zur Steuerung eines reibschlüssigen Schaltelementes (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerdruck (P) auf den Kolben (30) weiter auf einen Maximalwert (Ppeak) erhöht wird und nach Erreichen dieses Maximalwerts (Ppeak) dieser Maximalwert (Ppeak) gehalten wird und auf den Kolben (30) einwirkt, bis seit dem Beginn der Erhöhung des Steuerdrucks (P) vom Anfangswert (Pvor) aus ein vorgegebener erster Zeitraum (tpeak) verstrichen ist und nach Ablauf dieses ersten Zeitraums (tpeak) der Steuerdruck (P) auf den Kolben (30) gesenkt wird.
3. Verfahren zur Steuerung eines reibschlüssigen Schaltelementes (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerdruck (P) auf den Kolben (30) auf den Haltewert (PmaxTF) gesenkt wird, der minimal niedriger liegt als die Kraft des den Kolben (30) gegen den Steuerdruck (P) in einer geöffneten Stellung haltenden Federelements (32).
4. Verfahren zur Steuerung eines reibschlüssigen Schaltelementes (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerdruck (P) auf den Kolben (30) auf den Anfangswert (Pvor) gesenkt wird.
5. Verfahren zur Steuerung eines reibschlüssigen Schaltelementes (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Steuerdrucks (P) auf den Kolben (30) vom Anfangswert (Pvor) auf den Haltewert (PmaxTF) rampenförmig erfolgt.
6. Verfahren zur Steuerung eines reibschlüssigen Schaltelementes (20) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Steuerdrucks (P) auf den Kolben (30) vom Anfangswert (Pvor) auf den Maximalwert (Ppeak) und die Absenkung des Steuerdrucks (P) vom Maximalwert (Ppeak) rampenförmig erfolgt.
7. Verfahren zur Steuerung eines reibschlüssigen Schaltelementes (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal zum Betätigen des Kolbens (30) vom Anfangswert (Pvor) auf den Haltewert (PmaxTF) gegeben wird, nachdem das Schaltelement (20) nach einer erfolgten Drehmomentübertragung im Fahrzeuggetriebe (6) über dieses Schaltelement (20), zu der das Schaltelement (20) geschlossen war, wieder geöffnet wurde.
8. Verfahren zur Steuerung eines reibschlüssigen Schaltelementes (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal zum Betätigen des Kolbens (30) nach Ablauf eines zweiten Zeitraums (tfiiter) gegeben wird und der Steuerdruck (P) für die Dauer des zweiten Zeitraums (tfiiter) den Anfangswert (Pvor) einnimmt und der zweite Zeitraum (tfüter) beginnt, wenn der Steuerdruck (P) auf den Kolben (30) wieder auf den Anfangswert (Pvor) gesunken ist.
9. Verfahren zur Steuerung eines reibschlüssigen Schaltelementes (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangswert (Pvor) ein Vorbefülldruck des Schaltelementes (20) ist.
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