AT519173B1

AT519173B1 - Verfahren zum betreiben eines kupplungsbetätigungssystems

Info

Publication number: AT519173B1
Application number: ATA50827/2016A
Authority: AT
Inventors: Kotan Sandor
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2016-09-15
Publication date: 2018-08-15
Also published as: AT519173A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kupplungsbetätigungssystems (1) für zumindest eine Kupplung (C1, C2, C3, C4) für ein automatisches Getriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe, wobei die Kupplung (C1, C2, C3, C4) hydraulisch, betätigt wird, wobei ein Systemdruck (pL) einer Versorgungsleitung (2) und ein Kupplungsdruck (pC1) einer Betätigungsleitung (6) des Kupplungsbetätigungssystems (1) ermittelt werden. Um Herstellungskosten, Teile und Bauraum einzusparen, ist vorgesehen, dass nur ein einziger Druck (p) aus der Gruppe Kupplungsdruck (pC1) und Systemdruck (pL) mittels eines Drucksensors (PC1, PL) gemessen wird und dass der – drucksensorisch nicht gemessene – andere Druck (pL; pC1) aus dem gemessenen Druck (pC1; pL) abgeleitet wird.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kupplungsbetätigungssystems für zumindest eine Kupplung für ein automatisches Getriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe, wobei die Kupplung hydraulisch, betätigt wird, wobei ein Systemdruck einer Versorgungsleitung und ein Kupplungsdruck einer Betätigungsleitung des Kupplungsbetätigungssystems ermittelt werden. Weiters betrifft die Erfindung ein Kupplungsbetätigungssystem für zumindest eine Kupplung für ein automatisches Getriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe, wobei die Kupplung hydraulisch über eine mit einer Versorgungsleitung verbundene Betätigungsleitung betätigbar ist, und wobei ein Systemdruck einer Versorgungsleitung und ein Kupplungsdruck einer Betätigungsleitung des Kupplungsbetätigungssystems ermittelbar sind.

[0002] Die US 8 781 697 B2 offenbart ein adaptives Steuersystem zum Steuern eines Magnetventils eines Getriebes, wobei mit einem Zieldruckmodul ein Zieldruck zum Steuern eines Magnetventils eines Getriebes ermittelt wird. Ein Fehlermodul ermittelt einen Druckfehler auf der Basis einer Differenz zwischen dem Zieldruck und einem Druck, der unter Verwendung eines Drucksensors gemessen wird.

[0003] Die EP 0 424 005 A2 beschreibt ein Leitungsdrucksteuersystem zum Steuern des Leitungsdruckes in einem stufenlosen Getriebe, welches einen Systemdruckregelung und eine Kupplungsregelung aufweist. Die Systemdruckregelung inkludiert eine in einem geschlossenen Regelkreis arbeitende Regel Strategie und eine Steuerstrategie, wobei die Regelstrategie und die Steuerstrategie unabhängig voneinander arbeiten.

[0004] Bekannte Kupplungsbetätigungssysteme für hydraulisch betätigte Kupplungen von Doppelkupplungsgetrieben oder automatische Getriebe weisen zumindest einen Drucksensor in der Versorgungsleitung zur Messung des Systemdruckes und zumindest einen Drucksensor in einer Betätigungsleitung zur Messung des Kupplungsdruckes auf.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, die Zahl an Teilen, Bauraum und den Messaufwand zu vermindern, um die Herstellungskosten des Getriebes zu senken.

[0006] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass nur ein einziger Druck aus der Gruppe Kupplungsdruck und Systemdruck mittels eines Drucksensors gemessen wird und dass der -drucksensorisch nicht gemessene - andere Druck aus dem gemessenen Druck abgeleitet wird. Die Ableitung des anderen Druckes aus dem gemessenen Druck erfolgt über eine Mess- und Auswerteeinheit.

[0007] Somit wird nur ein Druck durch einen Drucksensor gemessen und der nicht gemessene Druck aus dem gemessenen Druck abgeleitet. Dies ist möglich, wenn für die Ermittlung des nicht gemessenen Druckes Betriebspunkte aufgesucht werden, bei denen Kupplungsdruck und Systemdruck sich einander annähern.

[0008] In einer ersten erfindungsgemäßen Ausführung ist vorgesehen, dass mittels zumindest eines in einer Betätigungsleitung angeordneten Drucksensors der Kupplungsdruck während zumindest eines Kupplungsschließvorganges gemessen wird und der Systemdruck der Versorgungsleitung auf der Basis des gemessenen Kupplungsdruck ermittelt wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn mittels eines durch eine Steuereinheit angesteuerten Schaltorganes in der Betätigungsleitung der Kupplungsdruck erhöht wird und mit der Mess- und Auswerteeinheit ein maximaler Kupplungsdruck während des Kupplungsschließvorganges - oder ein Mittelwert von zumindest zwei jeweils während eines Kupplungsschließvorganges gemessenen maximalen Kupplungsdrücken -ermittelt und der maximale Kupplungsdruck bzw. der Mittelwert der maximalen Kupplungsdrücke - vorzugsweise vermindert um einen definierten ersten Überschwingwert - dem Systemdruck zugeordnet wird.

[0009] Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass der Systemdruck nicht ununterbrochen bekannt sein muss. Nur die Korrektur für den angeforderten Druck wird benötigt. Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet, dass die Druckanforderung bei Auftreten einer Leckage oder einer anderen Veränderung im Kupplungsbetätigungssystem angepasst wird.

[0010] Würde allerdings nur beispielsweise im ersten Gang der Kupplungsdruck gemessen werde, so könnte es Vorkommen, dass Informationen zum Systemdruck nur in relativ langen Zeitabständen zur Verfügung stehen. Um die Genauigkeit bei der Druckbestimmung zu erhöhen bzw. Informationen über nicht gemessene Systemdrücke in kurzen Zeitabständen zur Verfügung zu stellen, ist es vorteilhaft, wenn die Messung des Kupplungsdruckes bzw. des Systemdruckes mittels des Drucksensors während unterschiedlicher Gangwechsel- und/oder Kupplungsbetätigungsvorgänge, insbesondere auch bei höheren Gängen als dem ersten Gang, durchgeführt wird.

[0011] In einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführung ist vorgesehen, dass mittels einer durch eine Steuereinheit angesteuerten Drucksteuereinrichtung der Systemdruck abgesenkt wird, bis ein Schlupfen der Kupplung mittels einer Schlupferkennungseinrichtung festgestellt wird, und an der Schlupfgrenze der Kupplung mittels zumindest eines in der Versorgungsleitung angeordneten Drucksensors der bis zur Schlupfgrenze der Kupplung abgesenkte Systemdruck gemessen wird und mit der Mess- und Auswerteeinheit der Kupplungsdruck der Betätigungsleitung auf der Basis des gemessenen Systemdruck ermittelt wird. Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass der bei der Schlupfgrenze gemessene minimale Systemdruck - oder ein Mittelwert von zumindest zwei bei jeweils einer Schlupfgrenze der Kupplung gemessenen minimalen Systemdrücken - vorzugsweise erhöht um einen definierten zweiten Überschwingwert - dem Kupplungsdruck der geschlossenen Kupplung zugeordnet wird. Die Drucksteuereinrichtung kann beispielsweise durch eine drehzahlgesteuerte elektrische Ölpumpe oder zumindest ein Steuerventil in der Versorgungsleitung gebildet sein, über welches eine Druckentlastung der Versorgungsleitung gezielt herbeigeführt werden kann. Die Schlupferkennung kann in herkömmlicherweise beispielsweise durch einen Drehwinkelvergleich der drehenden Teile beidseits der Kupplung erfolgen.

[0012] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der in den Figuren dargestellten, nicht einschränkenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Darin zeigen: [0013] Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Kupplungsbetätigungssystems in einer ersten Ausführungsvariante, [0014] Fig. 2 einen Druckverlauf der ersten Ausführungsvariante, [0015] Fig. 3 schematisch ein erfindungsgemäßes Kupplungsbetätigungssystems in einer zweiten Ausführungsvariante und [0016] Fig. 4 einen Druckverlauf der zweiten Ausführungsvariante.

[0017] In den Ausführungsvarianten sind funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

[0018] Das Kupplungsbetätigungssystem 1 weist eine Versorgungsleitung 2 für ein hydraulisches Betätigungsmedium auf, welche von einer beispielsweise elektrischen Pumpe 3 versorgt wird. Von der Versorgungsleitung 2 zweigen jeweils zu Kupplungen C1, C2, C3, C4 führende Druckleitungen 4 ab. Jede Druckleitung 4 steht über ein Schaltorgan 5 mit einer Betätigungsleitung 6 in Verbindung, welche zum jeweiligen Kupplungsaktuator 7 führt. Durch Druckbeaufschlagung des jeweiligen Kupplungsaktuators 7 über das Schaltorgan 5 kann die entsprechende Kupplung C1, C2, C3, C4 betätigt, insbesondere geschlossen werden. Das Schaltorgan 5 steht mit einer elektronischen Steuereinheit 9 in Verbindung.

[0019] Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist im Bereich der Betätigungsleitung oder in einem mit der Betätigungsleitung strömungsverbundenen Bereich der ersten Kupplung C1 ist ein Drucksensor PCi angeordnet, mit welchem der Kupplungsdruck pCi -also der am Kupplungsaktuators 7 der Kupplung C1 anliegende Druck des Betätigungsmediums - gemessen wird. Die Versorgungsleitung 2 ist hier völlig drucksensorlos ausgeführt.

[0020] Die erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass mittels des in der Betätigungsleitung 6 angeordneten Drucksensors PCi der Kupplungsdruck pc1 während zumindest eines Kupplungsschließvorganges gemessen und der Systemdruck pL der

Versorgungsleitung 2 auf der Basis des gemessenen Kupplungsdrucks pc1 mittels der Mess-und Auswerteeinheit 8 ermittelt wird. Der Kupplungsdruck pc1 wird mittels des durch die elektronische Steuereinrichtung 9 betätigten Schaltorganes 5 in der Betätigungsleitung 6 erhöht. Mittels der Mess- und Auswerteeinheit 8 wird ein maximaler Kupplungsdruck während des Kupplungsschließvorganges - oder ein Mittelwert von zumindest zwei jeweils während eines Kupplungsschließvorganges gemessenen maximalen Kupplungsdrücken pCimax - ermittelt und der maximale Kupplungsdruck pCimax bzw. der Mittelwert von im mehreren Messungen gewonnen maximalen Kupplungsdrücken pCimax - vorzugsweise vermindert um einen definierten ersten Überschwingwert Δρ1 - dem Systemdruck pL zugeordnet.

[0021] Fig. 2 zeigt den Systemdruck pL und den Kupplungsdruck pCi über der Zeit t aufgetragen. Der Kupplungsdruck pCi wird durch den Drucksensor PCi gemessen. Zum Zeitpunkt h wird der Kupplungsdruck pCi erhöht, indem die Verbindung zwischen der Versorgungsleitung 2 und der Betätigungsleitung 6 - beispielsweise bei einem Schließvorgang der Kupplung C1 - durch das Schaltorgan 5 hergestellt wird. Es wird dabei der maximale Kupplungsdruck pCimax gemessen und daraus der Systemdruck pL abgeleitet, indem vom maximalen Kupplungsdruck pCimax ein erster Überschwingwert Δρ1 abgezogen wird.

[0022] Die erste Ausführungsvariante hat den Vorteil, dass der Kupplungsdruck pCi direkt präzise gemessen werden kann. Der Systemdruck pL kann mit hinreichend hoher Genauigkeit bestimmt werden.

[0023] Wenn die Kupplung C1 nur für zum Beispiel den ersten Gang verwendet wird, so kann es Vorkommen, dass die Information für den Systemdruck pL über längere Zeit nicht zur Verfügung stehen würde. Um die Information für die Bestimmung des Systemdruckes auch in kürzeren Intervallen abrufen zu können, ist es vorteilhaft, wenn, die Messung des Kupplungsdruckes Pd für mehrere Gänge wiederholt wird, und ein arithmetischer Mittelwert aller gemessenen maximalen Kupplungsdrücke pCimax zur Bestimmung des Systemdruckes pL verwendet wird.

[0024] Bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist im Bereich der Versorgungsleitung 2 ein Drucksensor PL angeordnet, mit welchem der Systemdruck pL - also der von der Pumpe 3 in der Versorgungsleitung 2 bereitgestellte Druck des Betätigungsmediums -gemessen wird. Die Betätigungsleitungen 6 der Kupplungen C1, C2 sind hier völlig drucksensorlos ausgeführt.

[0025] In Fig. 4 ist für dieses zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung der Systemdruck pL und den Kupplungsdruck pCi über der Zeit t aufgetragen. Der Systemdruck pL wird durch den Drucksensor PL gemessen. Zum Zeitpunkt t2 wird der Systemdruck pL vermindert, indem beispielsweise die Drehzahl der elektrischen Pumpe 3 durch die elektronische Steuereinheit 9 verringert wird. Es wird dabei der minimale Systemdruck pLmm gemessen, bei dem gerade ein Schlupf an der Kupplung C1 auftritt, und daraus der Kupplungsdruck pCi abgeleitet, indem zum minimalen Systemdruck pLmm ein Überschwingwert Δρ2 addiert wird. Das Auftreten eines Schlupfes an der Kupplung C1 wird mittels einer Schlupferkennungseinrichtung 10 detektiert, welche beispielsweise die Winkelgeschwindigkeiten der Wellenteile beidseits der Kupplung C1 misst und vergleicht. Weichen die gemessenen Winkelgeschwindigkeiten voneinander ab, so wird ein Schlupf erkannt. Bei erstmaligem Auftreten eines Schlupfes an der Kupplung C1 wird der gemessene Systemdruck pL als minimaler Systemdruck pLmin erkannt und daraus der Kupplungsdruck Pd abgeleitet, bei dem gerade noch kein Schlupf auftritt.

[0026] Bei jedem Ausführungsbeispiel wird also ein einziger Drucksensor PC1, PL sowohl zur Bestimmung des Systemdruckes pL, als auch zur Bestimmung des Kupplungsdruckes pCi verwendet. Durch die Verminderung der Anzahl an Drucksensoren können Herstellungskosten, Teile und Bauraum eingespart werden.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Betreiben eines Kupplungsbetätigungssystems (1) für zumindest eine Kupplung (C1, C2, C3, C4) für ein automatisches Getriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe, wobei die Kupplung (C1, C2, C3, C4) hydraulisch betätigt wird, wobei ein Systemdruck (pL) einer Versorgungsleitung (2) und ein Kupplungsdruck (pCi) einer Betätigungsleitung (6) des Kupplungsbetätigungssystems (1) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein einziger Druck (p) aus der Gruppe Kupplungsdruck (pCi) und Systemdruck (pL) mittels eines Drucksensors (PCi, Pl) gemessen wird und dass der - drucksensorisch nicht gemessene - andere Druck (pL; pci) aus dem gemessenen Druck (pCi; Pl) abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest eines mit einer Betätigungsleitung (6) verbundenen Drucksensors (PCi) der Kupplungsdruck (pCi) während zumindest eines Kupplungsschließvorganges gemessen wird und der Systemdruck (pL) der Versorgungsleitung (2) auf der Basis des gemessenen Kupplungsdrucks (Pd) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsdruck (pCi) erhöht wird und ein maximaler Kupplungsdruck (pCimax) während des Kupplungsschließvorganges - oder ein Mittelwert von zumindest zwei jeweils während eines Kupplungsschließvorganges gemessenen maximalen Kupplungsdrücken (pcimax) -ermittelt wird und der maximale Kupplungsdruck (pCimax) bzw. der Mittelwert der maximalen Kupplungsdrücke (Pcimax) - vorzugsweise vermindert um einen definierten ersten Überschwingwert (Δρ1) -dem Systemdruck (pL) zugeordnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Kupplungsdruckes (pCi) mittels des Drucksensors (PCi) während unterschiedlicher Gangwechsel- und/oder Kupplungsbetätigungsvorgänge durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Systemdruck (pL) abgesenkt wird bis ein Schlupfen der Kupplung (pCi) festgestellt wird und an der Schlupfgrenze der Kupplung (C1) mittels zumindest eines in der Versorgungsleitung (2) angeordneten Drucksensors (PL) der abgesenkte Systemdruck (pL) gemessen wird und der Kupplungsdruck (Pd) der Betätigungsleitung (6) auf der Basis des gemessenen Systemdruckes (pL) ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bei der Schlupfgrenze der Kupplung (C1) gemessene minimale Systemdruck (pLmin) - oder ein Mittelwert von zumindest zwei bei jeweils einer Schlupfgrenze der Kupplung (C1) gemessenen minimalen Systemdrücken (pLmin) - vorzugsweise erhöht um einen definierten zweiten Überschwingwert (Δρ2) - dem Kupplungsdruck (pCi) der geschlossenen Kupplung (C1) zugeordnet wird.
7. Kupplungsbetätigungssystem (1) für zumindest eine Kupplung (C1) für ein automatisches Getriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe, wobei die Kupplung (C1) hydraulisch über eine mit einer Versorgungsleitung (2) verbundene Betätigungsleitung (6) betätigbar ist, und wobei ein Systemdruck (pL) der Versorgungsleitung (2) und ein Kupplungsdruck (pCi) der Betätigungsleitung (6) des Kupplungsbetätigungssystems (1) ermittelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein einziger Drucksensor (PCi, Pl) in einer Betätigungsleitung (6) oder Versorgungsleitung (2) angeordnet ist und nur der Kupplungsdruck (pCi) oder der Systemdruck (pL) mittels des Drucksensors (PCi, Pl) messbar ist, und dass der - drucksensorisch nicht messbare - andere Druck (pL, pci) mit einer Mess- und Auswerteeinheit (8) aus dem gemessenen Druck (pCi, Pl) ableitbar ist.
8. Kupplungsbetätigungssystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des in der Betätigungsleitung (6) angeordneten Drucksensors (PC1) der Kupplungsdruck (Pd) während zumindest eines Kupplungsschließvorganges messbar ist und der Systemdruck (pL) der Versorgungsleitung (2) auf der Basis des gemessenen Kupplungsdrucks (pci) mittels einer Mess- und Auswerteeinheit (8) ermittelbar ist.
9. Kupplungsbetätigungssystem (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsdruck (pCi) mittels eines durch eine Steuereinheit (9) betätigten Schaltorganes (5) in der Betätigungsleitung (6) erhöhbar ist und mit der Mess- und Auswerteeinheit (8) ein maximaler Kupplungsdruck (pCimax) während des Kupplungsschließvorganges - oder ein Mittelwert von zumindest zwei jeweils während eines Kupplungsschließvorganges gemessenen maximalen Kupplungsdrücken (pCimax) -ermittelbar ist und der maximale Kupplungsdruck (Pdmax) bzw. der Mittelwert der maximalen Kupplungsdrücke (pCimax) - vorzugsweise vermindert um einen definierten ersten Überschwingwert (Δρ1) - dem Systemdruck (pL) zu-ordbar ist.
10. Kupplungsbetätigungssystem (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Mess- und Auswerteeinheit (8) die Messung des Kupplungsdruckes (pCi) mittels des Drucksensors (PC1) für unterschiedliche Gangwechsel- und/oder Kupplungsbetätigungsvorgänge durchführbar ist.
11. Kupplungsbetätigungssystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer durch eine Steuereinheit (9) angesteuerten Druckeinstelleinrichtung -vorzugsweise einer drehzahlveränderbaren Pumpe (3) - der Systemdruck (pL) absenkbar ist, bis ein Schlupfen der Kupplung (C1) mittels einer Schlupferkennungseinrichtung (10) feststellbar ist und an der Schlupfgrenze der Kupplung (C1) mittels zumindest eines in der Versorgungsleitung (2) angeordneten Drucksensors (PL) der bis zur Schlupfgrenze der Kupplung (C1) abgesenkte Systemdruck (pL) messbar ist und mit der Mess- und Auswerteeinheit (8) der Kupplungsdruck (pCi) der Betätigungsleitung (6) auf der Basis des gemessenen Systemdrucks (pL) ermittelbar ist.
12. Kupplungsbetätigungssystem (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Mess- und Auswerteeinheit (8) ein bei der Schlupfgrenze gemessener minimaler Systemdruck (pi_min) - oder ein Mittelwert von zumindest zwei bei jeweils einer Schlupfgrenze der Kupplung (C1) gemessenen minimalen Systemdrücken (pLmin) - vorzugsweise erhöht um einen definierten zweiten Überschwingwert (Δρ2) - dem Kupplungsdruck (pCi) der geschlossenen Kupplung (C1) zuordbar ist. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen