AT514919B1 - 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

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Automatikgetriebes oder einesDoppelkupplungsgetriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei das Getriebe zumindestzwei schaltbare Kupplungen aufweist, welche über jeweils zumindest einen hydraulischenAktuator betätigt werden, wobei jeder Aktuator zwischen zumindest einer der geschlossenenKupplung zugeordneten aktivierten Stellung und einer der geöffneten Kupplung zugeordnetendeaktivierten Stellung über ein hydraulisches Steuerventil steuerbar ist, wobei zumindest eine ineinen ersten Druckraum des Aktuators mündende erste Steuerleitung durch das Steuerventilwahlweise mit einer Druckleitung oder einer Rückflussleitung eines hydraulischen Betätigungs¬kreislaufes verbindbar ist, wobei die Kupplung durch den Aktuator geschlossen wird, sobald derDruck in der ersten Steuerleitung einen definierten Einrückdruck überschreitet.

[0002] Automatikgetriebe und Doppelkupplungsgetriebe werden intern durch Reibungskräfteund/oder extern durch Heizeinrichtungen, beispielsweise durch elektrische Heizeinrichtungenerwärmt. Insbesondere letzteres bedeutet einen höheren konstruktiven und betrieblichen Auf¬wand. Da nur im aktivierten Antriebsstrangteil des Getriebes Reibungswärme entsteht, kommtes zu Temperaturunterschieden im Getriebe, was zu Wärmespannungen führen kann.

[0003] Die DE 10 2009 013 943 A1 beschreibt ein Verfahren zur Aufheizung von Schmiersys¬temen von Getrieben mit zumindest einem Ölsaugrohr, das in einem Ölsumpf angeordnet istund mit einer den Ölrücklauf umführenden Ölbypassleitung. In der Ölbypassleitung ist ein Ventilangeordnet. Die Ölbypassleitung und/oder zumindest einer der Ölrückläufe ist mit der Sauglei¬tung einer Ölpumpe und der Druckleitung eines Schmiersystems verbunden. Bei Unterschreiteneiner bestimmten Grenztemperatur und bei Überschreitung eines bestimmten Mindestdruckesdes Schmieröls in der Druckleitung des Schmiersystem wird das Ventil zumindest teilweisegeöffnet, so dass ein Teilstrom des Schmieröls in einer Warmlaufphase des Schmiersystemsnicht durch den Ölsumpf strömt. Das durch die Ölbypassleitung und/oder zumindest einen derÖlrückläufe strömende Schmieröl wird durch einen Wärmetauscher erwärmt. Dadurch kann einrasches Aufwärmen des Getriebes erreicht werden.

[0004] Nachteilig ist, dass neben einem Wärmetauscher eine zusätzliche Bypassleitung und einzusätzliches Steuerventil erforderlich sind.

[0005] Es ist die Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile zu vermeiden und auf mög¬lichst einfache Weise rasch eine gleichmäßige Temperatur innerhalb des Getriebes zu errei¬chen.

[0006] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass in zumindest einem Betriebsbereichdes Getriebes zumindest ein Steuerventil eines deaktivierten Aktuators so gepulst geschaltenwird, dass der Druck in der ersten Steuerleitung des entsprechenden Aktuators unterhalb desEinrückdruckes der Kupplung verbleibt.

[0007] Der hydraulisch betätigte Aktuator weist einen in einem Zylinder verschiebbaren Kolbenauf, der über eine Kolbenstange mit einem Kupplungsteil der zu betätigten Kupplung verbundenist. Der Kolben grenzt dabei an einen Druckraum, der über das Steuerventil mit dem Hydraulik¬system verbindbar ist. Der Kolben kann dabei doppeltwirkend ausgebildet sein, wobei jedeStirnseite des Kolbens an einen Druckraum grenzt.

[0008] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in einer Parkposition des Getriebes die Steuerventilealler Aktuatoren so gepulst betätigt werden, dass die Drücke in den ersten Steuerleitungen derentsprechenden Aktuatoren unterhalb der Einrückdrücke der jeweiligen Kupplungen verbleiben.Weiters kann vorgesehen sein, dass bei einem eingelegten Vorwärts- oder Rückwärtsgang desGetriebes alle Steuerventile mit Ausnahme des Steuerventils des Aktuators für den eingelegtenGang so gepulst betätigt werden, dass die Drücke in den ersten Steuerleitungen der entspre¬chenden Aktuatoren unterhalb der Einrückdrücke der jeweiligen Kupplungen verbleiben.

[0009] Automatikgetriebe und Doppelkupplungsgetriebe weisen konstruktionsbedingt für jedezu schaltende Kupplung einen Aktuator auf, welcher über ein hydraulisches Schaltventil aktiviert wird. Normalerweise sind diese Steuerventile in einer bestimmten Stellung geschalten, welcheentweder der geschlossenen oder der geöffneten Kupplung zugeordnet ist. Das erfindungsge¬mäße Verfahren sieht nun eine pulsierende Betätigung der Steuerventile vor, wobei kurzeSchaltströme an die Steuerventile gesendet werden. Diese verursachen eine rasche oszillie¬rende Betätigung des Steuerventils und bewirken, dass auch nicht aktivierte Aktuatoren mitdem aus dem Ölsumpf stammenden vergleichsweise warmen im Hydrauliköl gespeist werden.Die Aufwärmung des Ölsumpfes erfolgt durch von aus aktivierten Getriebeteilen rückfließendesHydrauliköl.

[0010] Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass bei gepulster Betätigung des Schaltven¬tils der erste Druckraum abwechselnd mit einer Druckleitung und einer Rückflussleitung desHydrauliksystems strömungsverbunden wird.

[0011] Bei doppelt wirkenden Aktuatoren, deren Betätigungskolben an einen ersten und einenentgegengerichteten zweiten Druckraum grenzen ist es besonders vorteilhaft, wenn bei gepuls¬ter Betätigung des Schaltventils der erste Druckraum und der entgegen wirkende zweite Druck¬raum zumindest eines deaktivierten Aktuators abwechselnd und gegengleich mit einer Drucklei¬tung und einer Rückflussleitung des Hydrauliksystems strömungsverbunden werden.

[0012] Durch die pulsierende Schaltung der Schaltventile wird ein Temperaturaustausch inner¬halb des Getriebes, sowie eine rasche Aufwärmung von kalten Getriebeteilen erreicht.

[0013] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

[0014] Es zeigen: [0015] Fig. 1 und 2 schematisch ein Hydrauliksystem zur Durchführung des erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens in verschiedenen Schaltstellung des Steuerventils einesdeaktivierten Aktuators, und [0016] Fig.3 den Druckverlauf in der Steuerleitung während einer pulsierenden Betäti¬ gung eines Aktivators.

[0017] Die Fig. 1 und 2 zeigen beispielhaft ein einfaches Hydrauliksystem 1 zur Betätigungeiner als Doppelkupplung ausgebildeten Schaltkupplung mit einer ersten Kupplung 10 und einerzweiten Kupplung 20, mit welchem im Hydrauliksystem 1 das beschriebene Verfahren ausge¬führt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich aber auch mit anderen her¬kömmlichen Hydrauliksystemen für Doppelkupplungsgetriebe ausüben.

[0018] Das Hydrauliksystem 1 weist eine aus einem Ölsumpf 2 fördernde Ölpumpe 3 auf, wel¬che einen im Wesentlichen konstanten Systemdruck pL bereitstellt und - neben einer konventio¬nellen mechanischen Ölpumpe - auch als rein elektrische Ölpumpe ausgeführt werden kann.Jeder Kupplung 10, 20 ist zum Öffnen und Schließen ein hydraulisch betätigter Aktuator 11,21mit einem Betätigungskolben 12, 22 und ein Steuerventil 13, 23 zugeordnet. Über den Aktuator11, 21 kann ein definierter Kupplungsdruck pK zum Schließen der jeweiligen Kupplung 10, 20auf diese aufgebracht werden. Das Hydraulikmedium des Hydrauliksystems 1 kann sowohl fürdie Betätigung der Aktuatoren 11,21, als auch für die Kühlung und Schmierung des Getriebesund dessen Komponenten verwendet werden.

[0019] Im Ausführungsbeispiel ist jeder Betätigungskolben 12, 22 als doppelt wirkender Hyd¬raulikkolben ausgebildet und grenzt jeweils an einen ersten Druckraum 12a, 22a und an einenzweiten Druckraum 12b, 22b, wobei bei Druckbeaufschlagung des ersten Druckraumes 12a,22a über eine erste Steuerleitung 14a, 24a die jeweilige Kupplung 10, 21 geschlossen und beiDruckbeaufschlagung des zweiten Druckraumes 12b, 22b über eine zweite Steuerleitung 14b,24b die jeweilige Kupplung 10, 20 geöffnet wird. Die Kupplung 10, 20 wird dabei geschlossen,wenn der Druck in der jeweiligen ersten Steuerleitung 14a, 24a einen definierten Einrückdruckfür die Kupplung 10, 21 überschreitet und der zweite Druckraum druckentlastet wird. Mit Be¬zugszeichen 4 ist ein Druckbegrenzungsventil bezeichnet.

[0020] In den Fig. 1 und 2 ist die erste Kupplung 10 - bei aktiviertem ersten Aktuator 11 - ge¬schlossen, die zweite Kupplung 21 ist - bei deaktiviertem zweiten Aktuator 21 - geöffnet, der erste Druckraum 12a wird über die erste Steuerleitung mit einem Kupplungsdruck pK > demEinrückdruck pE beaufschlagt. Normalenweise wäre bei herkömmlichen Hydrauliksysteme daserste Schaltventil in der Stellung R oder S2 geschaltet, wodurch die Steuerleitungen 24a 24bvom übrigen Hydrauliksystem 1 getrennt oder der erste Druckraum 22a über die Ölrücklauflei¬tung 7 mit dem Ölsumpf 2 verbunden und somit drucklos geschalten wäre. Allerdings würde einTemperaturaustausch zwischen warmen aktivierten und kalten deaktivierten Getriebeteilendamit unterbunden werden.

[0021] Das hier beschriebene Verfahren sieht vor, dass das Schaltventil 23 der zweiten Kupp¬lung 21 gepulst betätigt und zwischen zumindest zwei Schaltstellungen, insbesondere zwischender ersten Betriebsschaltstellung S1 und der zweiten Betriebsschaltstellung S2 rasch wech¬selnd (oszillierend) geschaltet wird. Somit wird der erste Druckraum abwechseln mit der Druck¬leitung 6 und mit der Rückflussleitung 7 und - vice versa - der zweite Druckraum abwechselndmit der Rückflussleitung 7 und mit der Druckleitung 6 strömungsverbunden, wodurch verhindertwird, dass im ersten Druckraum 22a des zweiten Aktuators 21 sich ein Druck pK aufbaut, derüber dem Einrückdruck pe der zweiten Kupplung 21 liegt.

[0022] Ein Temperaturausgleich kann gemäß dem hier vorgeschlagenen Verfahren somitdadurch erfolgen, dass das zweite Steuerventil 23 pulsierend betätigt wird, also zwischen denbeiden Stellungen S1, S2 oszillierend hin- und hergeschalten wird, wodurch die Druckräume22a, 22b des zweiten Aktuators 21 abwechselnd mit Druck beaufschlagt und druckentlastetwerden. Die auf die zweite Kupplung 20 durch den zweiten Aktuator 21 wirkende Kupplungs¬kraft bleibt dabei unterhalb des Einrückpunktes (Kisspoint).

[0023] In Fig. 3 ist der Verlauf des Druckes pK in der ersten Steuerleitung 24a eines deaktivier¬ten Aktuators 21 über der Zeit t während einer gepulsten Schaltung des Aktivators 21 aufgetra¬gen, wobei mit pKs der Sollwert für den Kupplungsdruck pK bezeichnet ist. Deutlich ist erkenn¬bar, dass der Kupplungsdruck pK deutlich unterhalb des Einrückdruckes pE verbleibt.

[0024] Zu Beginn des Betriebes mit dem Getriebe weist der Ölsumpf 2 die gleiche Temperaturauf wie bzw. sogar eine niedrigere Temperatur auf als das Öl im Getriebe. Die erste Tempera¬turanhebung passiert im Getriebe bei Einlegen eines Ganges durch die aktivierten Kupplungs¬elemente des Getriebes. Die nicht verwendeten Kupplungselemente werden beim Anfahrvor¬gang dagegen nicht erwärmt. Dadurch, dass das bereits im Anfahrvorgang durch die entspre¬chenden Komponenten fließende Öl in den Ölsumpf 2 zurückgeleitet wird, wird der Ölsumpf 2wärmer als das Hydrauliköl in den noch nicht verwendeten Kupplungselementen. Diese nochnicht verwendeten Kupplungselemente werden während der pulsierenden Betätigung derSchaltventile 23 mit dem durch den Anfahrvorgang erwärmten Öl aus dem Ölsumpf 2 gespült,wodurch eine Temperaturgleichverteilung im ganzen Getriebe stattfinden kann.

[0025] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann also - ohne Verwendung von zusätzlichenKomponenten - auf einfache und rasche Weise eine gleichmäßige Erwärmung des Getriebeserreicht werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Betreiben eines Automatikgetriebes oder eines Doppelkupplungsgetriebes,insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei das Getriebe zumindest zwei schaltbare Kupp¬lungen (10, 20) aufweist, welche über jeweils zumindest einen hydraulischen Aktuator (11,21) betätigt werden, wobei jeder Aktuator (11,21) zwischen zumindest einer der geschlos¬senen Kupplung (10, 20) zugeordneten aktivierten Stellung und einer der geöffneten Kupp¬lung (10, 20) zugeordneten deaktivierten Stellung über ein hydraulisches Steuerventil (13,23) steuerbar ist, wobei zumindest eine in einen ersten Druckraum (12a, 22a) des Aktua¬tors (11, 21) mündende erste Steuerleitung (14a, 24a) durch das Steuerventil (13, 23)wahlweise mit einer Druckleitung (6) oder einer Rückflussleitung (7) eines Hydrauliksys¬tems (1) verbindbar ist, wobei die Kupplung (10, 20) durch den Aktuator (11,21) geschlos¬sen wird, sobald der Druck (pK) in der ersten Steuerleitung (14a, 24a) einen definierten Ein¬rückdruck (pE) überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Be¬triebsbereich des Getriebes zumindest ein Steuerventil (23) eines deaktivierten Aktuators(21) so gepulst geschalten wird, dass der Druck (pK) in der ersten Steuerleitung (24a) desentsprechenden Aktuators (21) unterhalb des Einrückdruckes (pE) der Kupplung (20) ver¬bleibt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer Parkposi¬tion des Getriebes die Steuerventile (13, 23) aller Aktuatoren (11, 21) so gepulst betätigtwerden, dass die Drücke (pK) in den ersten Steuerleitungen (14a, 24a) der entsprechendenAktuatoren (11, 21) unterhalb der Einrückdrücke (pE) der jeweiligen Kupplungen (10, 20)verbleiben.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest einemeingelegten Vorwärts- oder Rückwärtsgang des Getriebes alle Steuerventile (23) mit Aus¬nahme des Steuerventils (13) des Aktuators (11) für den eingelegten Gang so gepulst be¬tätigt werden, dass die Drücke (pK) in den ersten Steuerleitungen (24a) der entsprechen¬den 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 gepuls¬ter Betätigung des Schaltventils (13, 23) der erste Druckraum (12a, 22a) abwechselnd mitder Druckleitung (6) und der Rückflussleitung (7) des Hydrauliksystems (1) strömungsver¬bunden wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei gepuls¬ter Betätigung des Schaltventils (13, 23) der erste Druckraum (12a, 22a) und ein entgegenwirkender zweiter Druckraum (12b, 22b) zumindest eines deaktivierten Aktuators (11, 21)abwechselnd und gegengleich mit einer Druckleitung (14a, 24a) und einer Rückflussleitung(14b, 24b) des Hydrauliksystems (1) strömungsverbunden werden. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen