AT514919A4 - Verfahren zum betreiben eines automatikgetriebes oder eines doppelkupplungsgetriebes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Automatikgetriebes oder eines Doppelkupplungsgetriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei das Getriebe zumindest zwei schaltbare Kupplungen (10, 20) aufweist, welche über jeweils zumindest einen hydraulischen Aktuator (11, 21) betätigt werden, wobei jeder Aktuator (11, 21) zwischen zumindest einer der geschlossenen Kupplung (10, 20) zugeordneten aktivierten Stellung und einer der geöffneten Kupplung (10, 20) zugeordneten deaktivierten Stellung über ein hydraulisches Steuerventil (13, 23) steuerbar ist, wobei zumindest eine in einen ersten Druckraum (12a, 22a) des Aktuators (11, 21) mündende erste Steuerleitung (14a, 24a) durch das Steuerventil (13, 23) wahlweise mit einer Druckleitung (6) oder einer Rückflussleitung (7) eines Hydrauliksystems (1) verbindbar ist, wobei die Kupplung (10, 20) durch den Aktuator (11, 21) geschlossen wird, sobald der Druck (pK) in der ersten Steuerleitung (14a, 24a) einen definierten Einrückdruck (pE) überschreitet. Um auf einfache Weise rasch eine gleichmäßige Erwärmung des Getriebes zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass in zumindest einem Betriebsbereich des Getriebes zumindest ein Steuerventil (23) eines deaktivierten Aktuators (21) so gepulst geschalten wird, dass der Druck (pK) in der ersten Steuerleitung (24a) des entsprechenden Aktuators (21) unterhalb des Einrückdruckes (pE) der Kupplung (20) verbleibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Automatikgetriebes odereines Doppelkupplungsgetriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei dasGetriebe zumindest zwei schaltbare Kupplungen aufweist, welche über jeweilszumindest einen hydraulischen Aktuator betätigt werden, wobei jeder Aktuatorzwischen zumindest einer der geschlossenen Kupplung zugeordneten aktiviertenStellung und einer der geöffneten Kupplung zugeordneten deaktivierten Stellungüber ein hydraulisches Steuerventil steuerbar ist, wobei zumindest eine in einenersten Druckraum des Aktuators mündende erste Steuerleitung durch dasSteuerventil wahlweise mit einer Druckleitung oder einer Rückflussleitung eineshydraulischen Betätigungskreislaufes verbindbar ist, wobei die Kupplung durch denAktuator geschlossen wird, sobald der Druck in der ersten Steuerleitung einendefinierten Einrückdruck überschreitet.

Automatikgetriebe und Doppelkupplungsgetriebe werden intern durchReibungskräfte und/oder extern durch Heizeinrichtungen, beispielsweise durchelektrische Heizeinrichtungen erwärmt. Insbesondere letzteres bedeutet einenhöheren konstruktiven und betrieblichen Aufwand. Da nur im aktiviertenAntriebsstrangteil des Getriebes Reibungswärme entsteht, kommt es zuTemperaturunterschieden im Getriebe, was zu Wärmespannungen führen kann.

Die DE 10 2009 013 943 Al beschreibt ein Verfahren zur Aufheizung vonSchmiersystemen von Getrieben mit zumindest einem Ölsaugrohr, das in einemÖlsumpf angeordnet ist und mit einer den Ölrücklauf umführenden Ölbypassleitung.In der Ölbypassleitung ist ein Ventil angeordnet. Die Ölbypassleitung und/oderzumindest einer der Ölrückläufe ist mit der Saugleitung einer Ölpumpe und derDruckleitung eines Schmiersystems verbunden. Bei Unterschreiten einerbestimmten Grenztemperatur und bei Überschreitung eines bestimmtenMindestdruckes des Schmieröls in der Druckleitung des Schmiersystem wird dasVentil zumindest teilweise geöffnet, so dass ein Teilstrom des Schmieröls in einerWarmlaufphase des Schmiersystems nicht durch den Ölsumpf strömt. Das durch dieÖlbypassleitung und/oder zumindest einen der Ölrückläufe strömende Schmierölwird durch einen Wärmetauscher erwärmt. Dadurch kann ein rasches Aufwärmendes Getriebes erreicht werden.

Nachteilig ist, dass neben einem Wärmetauscher eine zusätzliche Bypassleitung undein zusätzliches Steuerventil erforderlich sind.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile zu vermeiden und aufmöglichst einfache Weise rasch eine gleichmäßige Temperatur innerhalb desGetriebes zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass in zumindest einemBetriebsbereich des Getriebes zumindest ein Steuerventil eines deaktiviertenAktuators so gepulst geschalten wird, dass der Druck in der ersten Steuerleitungdes entsprechenden Aktuators unterhalb des Einrückdruckes der Kupplungverbleibt.

Der hydraulisch betätigte Aktuator weist einen in einem Zylinder verschiebbarenKolben auf, der über eine Kolbenstange mit einem Kupplungsteil der zu betätigtenKupplung verbunden ist. Der Kolben grenzt dabei an einen Druckraum, der überdas Steuerventil mit dem Hydrauliksystem verbindbar ist. Der Kolben kann dabeidoppeltwirkend ausgebildet sein, wobei jede Stirnseite des Kolbens an einenDruckraum grenzt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in einer Parkposition des Getriebes dieSteuerventile aller Aktuatoren so gepulst betätigt werden, dass die Drücke in denersten Steuerleitungen der entsprechenden Aktuatoren unterhalb der Einrückdrückeder jeweiligen Kupplungen verbleiben. Weiters kann vorgesehen sein, dass beieinem eingelegten Vorwärts- oder Rückwärtsgang des Getriebes alle Steuerventilemit Ausnahme des Steuerventils des Aktuators für den eingelegten Gang so gepulstbetätigt werden, dass die Drücke in den ersten Steuerleitungen der entsprechendenAktuatoren unterhalb der Einrückdrücke der jeweiligen Kupplungen verbleiben.

Automatikgetriebe und Doppelkupplungsgetriebe weisen konstruktionsbedingt fürjede zu schaltende Kupplung einen Aktuator auf, welcher über ein hydraulischesSchaltventil aktiviert wird. Normalerweise sind diese Steuerventile in einerbestimmten Stellung geschalten, welche entweder der geschlossenen oder dergeöffneten Kupplung zugeordnet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nuneine pulsierende Betätigung der Steuerventile vor, wobei kurze Schaltströme an dieSteuerventile gesendet werden. Diese verursachen eine rasche oszillierendeBetätigung des Steuerventils und bewirken, dass auch nicht aktivierte Aktuatorenmit dem aus dem Ölsumpf stammenden vergleichsweise warmen im Hydraulikölgespeist werden. Die Aufwärmung des Ölsumpfes erfolgt durch von aus aktivierten f^pfriphpfpilpn mrkflipRpnrlp«; Hvrlrai ilikrtl

Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass bei gepulster Betätigung desSchaltventils der erste Druckraum abwechselnd mit einer Druckleitung und einerRückflussleitung des Hydrauliksystems strömungsverbunden wird.

Bei doppelt wirkenden Aktuatoren, deren Betätigungskolben an einen ersten undeinen entgegengerichteten zweiten Druckraum grenzen ist es besonders vorteilhaft,wenn bei gepulster Betätigung des Schaltventils der erste Druckraum und derentgegen wirkende zweite Druckraum zumindest eines deaktivierten Aktuatorsabwechselnd und gegengleich mit einer Druckleitung und einer Rückflussleitung desHydrauliksystems strömungsverbunden werden.

Durch die pulsierende Schaltung der Schaltventile wird ein Temperaturaustauschinnerhalb des Getriebes, sowie eine rasche Aufwärmung von kalten Getriebeteilenerreicht.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 und 2 schematisch ein Hydrauliksystem zur Durchführung deserfindungsgemäßen Verfahrens in verschiedenen Schaltstellung des Steuerventilseines deaktivierten Aktuators, und Fig.3 den Druckverlauf in der Steuerleitungwährend einer pulsierenden Betätigung eines Aktivators.

Die Fig. 1 und 2 zeigen beispielhaft ein einfaches Hydrauliksystem 1 zur Betätigungeiner als Doppelkupplung ausgebildeten Schaltkupplung mit einer ersten Kupplung10 und einer zweiten Kupplung 20, mit welchem im Hydrauliksystem 1 dasbeschriebene Verfahren ausgeführt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahrenlässt sich aber auch mit anderen herkömmlichen Hydrauliksystemen fürDoppelkupplungsgetriebe ausüben.

Das Hydrauliksystem 1 weist eine aus einem Ölsumpf 2 fördernde Ölpumpe 3 auf,welche einen im Wesentlichen konstanten Systemdruck pL bereitstellt und - nebeneiner konventionellen mechanischen Ölpumpe - auch als rein elektrische Ölpumpeausgeführt werden kann. Jeder Kupplung 10, 20 ist zum Öffnen und Schließen einhydraulisch betätigter Aktuator 11, 21 mit einem Betätigungskolben 12, 22 und einSteuerventil 13, 23 zugeordnet. Über den Aktuator 11, 21 kann ein definierterKupplungsdruck pK zum Schließen der jeweiligen Kupplung 10, 20 auf dieseaufgebracht werden. Das Hydraulikmedium des Hydrauliksystems 1 kann sowohl für die Betätigung der Aktuatoren 11, 21, als auch für die Kühlung und Schmierungdes Getriebes und dessen Komponenten verwendet werden.

Im Ausführungsbeispiel ist jeder Betätigungskolben 12, 22 als doppelt wirkenderHydraulikkolben ausgebildet und grenzt jeweils an einen ersten Druckraum 12a, 22a und an einen zweiten Druckraum 12b, 22b, wobei bei Druckbeaufschlagung desersten Druckraumes 12a, 22a übereine erste Steuerleitung 14a, 24a die jeweiligeKupplung 10, 21 geschlossen und bei Druckbeaufschlagung des zweitenDruckraumes 12b, 22b über eine zweite Steuerleitung 14b, 24b die jeweiligeKupplung 10, 20 geöffnet wird. Die Kupplung 10, 20 wird dabei geschlossen, wennder Druck in der jeweiligen ersten Steuerleitung 14a, 24a einen definiertenEinrückdruck für die Kupplung 10, 21 überschreitet und der zweite Druckraumdruckentlastet wird. Mit Bezugszeichen 4 ist ein Druckbegrenzungsventilbezeichnet.

In den Fig. 1 und 2 ist die erste Kupplung 10 - bei aktiviertem ersten Aktuator 11 -geschlossen, die zweite Kupplung 21 ist - bei deaktiviertem zweiten Aktuator 21 -geöffnet, der erste Druckraum 12a wird über die erste Steuerleitung mit einemKupplungsdruck pK > dem Einrückdruck pE beaufschlagt. Normalerweise wäre beiherkömmlichen Hydrauliksysteme das erste Schaltventil in der Stellung R oder S2geschaltet, wodurch die Steuerleitungen 24a 24b vom übrigen Hydrauliksystem 1getrennt oder der erste Druckraum 22a über die Ölrücklaufleitung 7 mit demÖlsumpf 2 verbunden und somit drucklos geschalten wäre. Allerdings würde einTemperaturaustausch zwischen warmen aktivierten und kalten deaktiviertenGetriebeteilen damit unterbunden werden.

Das hier beschriebene Verfahren sieht vor, dass das Schaltventil 23 der zweitenKupplung 21 gepulst betätigt und zwischen zumindest zwei Schaltstellungen,insbesondere zwischen der ersten Betriebsschaltstellung S1 und der zweitenBetriebsschaltstellung S2 rasch wechselnd (oszillierend) geschaltet wird. Somit wirdder erste Druckraum abwechseln mit der Druckleitung 6 und mit derRückflussleitung 7 und - vice versa - der zweite Druckraum abwechselnd mit derRückflussleitung 7 und mit der Druckleitung 6 strömungsverbunden, wodurchverhindert wird, dass im ersten Druckraum 22a des zweiten Aktuators 21 sich einDruck ρκ aufbaut, der über dem Einrückdruck pE der zweiten Kupplung 21 liegt.

Ein Temperaturausgleich kann gemäß dem hier vorgeschlagenen Verfahren somitdadurch erfolgen, dass das zweite Steuerventil 23 pulsierend betätigt wird, alsozwischen den beiden Stellungen SI, S2 oszillierend hin- und hergeschalten wird,wodurch die Druckräume 22a, 22b des zweiten Aktuators 21 abwechselnd mitDruck beaufschlagt und druckentlastet werden. Die auf die zweite Kupplung 20durch den zweiten Aktuator 21 wirkende Kupplungskraft bleibt dabei unterhalb desEinrückpunktes (Kisspoint).

In Fig. 3 ist der Verlauf des Druckes pK in der ersten Steuerleitung 24a einesdeaktivierten Aktuators 21 über der Zeit t während einer gepulsten Schaltung desAktivators 21 aufgetragen, wobei mit pKS der Sollwert für den Kupplungsdruck pKbezeichnet ist. Deutlich ist erkennbar, dass der Kupplungsdruck pK deutlichunterhalb des Einrückdruckes pE verbleibt.

Zu Beginn des Betriebes mit dem Getriebe weist der Ölsumpf 2 die gleicheTemperatur auf wie bzw. sogar eine niedrigere Temperatur auf als das Öl imGetriebe. Die erste Temperaturanhebung passiert im Getriebe bei Einlegen einesGanges durch die aktivierten Kupplungselemente des Getriebes. Die nichtverwendeten Kupplungselemente werden beim Anfahrvorgang dagegen nichterwärmt. Dadurch, dass das bereits im Anfahrvorgang durch die entsprechendenKomponenten fließende Öl in den Ölsumpf 2 zurückgeleitet wird, wird der Ölsumpf2 wärmer als das Hydrauliköl in den noch nicht verwendeten Kupplungselementen.Diese noch nicht verwendeten Kupplungselemente werden während derpulsierenden Betätigung der Schaltventile 23 mit dem durch den Anfahrvorgangerwärmten Öl aus dem Ölsumpf 2 gespült, wodurch eineTemperaturgleichverteilung im ganzen Getriebe stattfinden kann.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann also - ohne Verwendung vonzusätzlichen Komponenten - auf einfache und rasche Weise eine gleichmäßigeErwärmung des Getriebes erreicht werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Betreiben eines Automatikgetriebes oder einesDoppelkupplungsgetriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei dasGetriebe zumindest zwei schaltbare Kupplungen (10, 20) aufweist, welcheüber jeweils zumindest einen hydraulischen Aktuator (11, 21) betätigt werden,wobei jeder Aktuator (11, 21) zwischen zumindest einer der geschlossenenKupplung (10, 20) zugeordneten aktivierten Stellung und einer der geöffnetenKupplung (10, 20) zugeordneten deaktivierten Stellung überein hydraulischesSteuerventil (13, 23) steuerbar ist, wobei zumindest eine in einen erstenDruckraum (12a, 22a) des Aktuators (11, 21) mündende erste Steuerleitung(14a, 24a) durch das Steuerventil (13, 23) wahlweise mit einer Druckleitung (6) odereiner Rückflussleitung (7) eines Hydrauliksystems (1) verbindbar ist,wobei die Kupplung (10, 20) durch den Aktuator (11, 21) geschlossen wird,sobald der Druck (pK) in der ersten Steuerleitung (14a, 24a) einen definiertenEinrückdruck (pE) überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass inzumindest einem Betriebsbereich des Getriebes zumindest ein Steuerventil (23) eines deaktivierten Aktuators (21) so gepulst geschalten wird, dass derDruck (pK) in der ersten Steuerleitung (24a) des entsprechenden Aktuators (21) unterhalb des Einrückdruckes (pE) der Kupplung (20) verbleibt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindesteiner Parkposition des Getriebes die Steuerventile (13, 23) aller Aktuatoren(11, 21) so gepulst betätigt werden, dass die Drücke (pK) in den erstenSteuerleitungen (14a, 24a) der entsprechenden Aktuatoren (11, 21) unterhalbder Einrückdrücke (pE) der jeweiligen Kupplungen (10, 20) verbleiben.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beizumindest einem eingelegten Vorwärts- oder Rückwärtsgang des Getriebesalle Steuerventile (23) mit Ausnahme des Steuerventils (13) des Aktuators(11) für den eingelegten Gang so gepulst betätigt werden, dass die Drücke(Pk) in den ersten Steuerleitungen (24a) der entsprechenden Aktuatoren (21)unterhalb der Einrückdrücke (pE) der jeweiligen Kupplungen (11; 21)verbleiben.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass bei gepulster Betätigung des Schaltventils (13, 23) der erste Druckraum(12a, 22a) abwechselnd mit der Druckleitung (6) und der Rückflussleitung (7)des Hydrauliksystems (1) strömungsverbunden wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass bei gepulster Betätigung des Schaltventils (13, 23) der erste Druckraum(12a, 22a) und ein entgegen wirkender zweiter Druckraum (12b, 22b)zumindest eines deaktivierten Aktuators (11, 21) abwechselnd undgegengleich mit einer Druckleitung (14a, 24a) und einer Rückflussleitung(14b, 24b) des Hydrauliksystems (1) strömungsverbunden werden.