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WO2017054816A1 - Steuergeräte-anordnung zur steuerung einer fluidanordnung - Google Patents

Steuergeräte-anordnung zur steuerung einer fluidanordnung Download PDF

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Publication number
WO2017054816A1
WO2017054816A1 PCT/DE2016/200443 DE2016200443W WO2017054816A1 WO 2017054816 A1 WO2017054816 A1 WO 2017054816A1 DE 2016200443 W DE2016200443 W DE 2016200443W WO 2017054816 A1 WO2017054816 A1 WO 2017054816A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
control
control device
control unit
valve
device arrangement
Prior art date
Application number
PCT/DE2016/200443
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik Herkommer
Andre SCHAUER
Markus Baehr
Marco Grethel
Dr. Jürgen EICH
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority to US15/763,810 priority Critical patent/US10738880B2/en
Priority to DE112016004404.6T priority patent/DE112016004404A5/de
Priority to CN201680055132.1A priority patent/CN108027043B/zh
Publication of WO2017054816A1 publication Critical patent/WO2017054816A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0021—Generation or control of line pressure
    • F16H61/0025—Supply of control fluid; Pumps therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0003—Arrangement or mounting of elements of the control apparatus, e.g. valve assemblies or snapfittings of valves; Arrangements of the control unit on or in the transmission gearbox
    • F16H61/0006—Electronic control units for transmission control, e.g. connectors, casings or circuit boards
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/68—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings
    • F16H61/684—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings without interruption of drive
    • F16H61/688—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings without interruption of drive with two inputs, e.g. selection of one of two torque-flow paths by clutches

Definitions

  • Control device arrangement for controlling a fluid arrangement
  • the invention relates to a control device arrangement for controlling a at least one transmission actuator, at least one valve and at least one pump having fluid arrangement for clutch and transmission actuation.
  • a corresponding fluid arrangement for clutch and transmission actuation is known, for example, from WO 2015/090317 A1.
  • This fluid arrangement comprises transmission-side geared actuators designed as hydraulic slave cylinders and valves connected thereto. Each of the gear actuators is controlled via one of the valves.
  • the fluid arrangement comprises at least one hydraulic clutch actuator.
  • a central region of the fluid arrangement comprises a fluid pump which is connected via a first line to the transmission-side valves and via a second line to the hydraulic clutch actuator.
  • the fluid pump can serve as a volume flow source both for the transmission side and for the clutch side.
  • the actuators, the valves and the pump are designed to be controllable, wherein the control is usually via control units. Control units for controlling each of these components are known.
  • the connection of the control of the valves is of particular interest.
  • the control device arrangement for controlling the at least one transmission actuator, at least one valve and at least one pump having fluid arrangement for clutch and transmission actuation according to the invention (i) a central control advises or (ii) a group of control devices, of which at least one control device for controlling the at least one transmission actuator and at least one control device for controlling the at least one pump is set up.
  • the central control device or one of the control devices from the group of control devices for controlling the at least one valve is set up or (b) several of the control devices from the group of control devices for the common control of the at least one valve are connected via an OR Logic interconnected.
  • Gearbox actuators include gearbox actuators, in particular hydraulic gearbox actuators.
  • a fluid arrangement for clutch and transmission actuation to be controlled via the control device arrangement is known.
  • This fluid arrangement requires a coordinated control of the components transmission actuator (s), valve (s) and pump (s) for clutch and transmission operation.
  • the fluid arrangement is preferably a hydraulic arrangement.
  • centralized control over a single central controller is advantageous, in other embodiments, including local controllers over a controller hierarchy is beneficial. Decentralized control is also advantageous for some applications.
  • At least one of the control devices from the group of control devices for controlling the at least one transmission actuator and at least one of the control devices from the group of control devices for controlling the at least one pump is set up.
  • one of the control devices from the group of control devices is designed as a higher-level control device and at least one other of the control devices than a higher-level control device hierarchically subordinate control unit.
  • control device arrangement is set up such that one of the subordinate control devices as needed, in particular at a defect of the higher-level control device, the full function or at least parts of the function of the parent controller takes over.
  • control device arrangement comprises a plurality of subordinate control devices, wherein at least one of the subordinate control devices for the at least one transmission actuator and at least one other of the subordinate control devices for the at least one pump is provided.
  • a plurality of subordinate control devices for pumps are provided.
  • control device arrangement has at least one interface for connection to a motor vehicle bus system.
  • the interface or at least one of the interfaces for connection to a motor vehicle bus system is formed on the central control unit or on the higher-level control unit.
  • the higher-level control unit is set up for the direct activation of the at least one valve and / or for the indirect actuation of the at least one valve via a subordinate control unit.
  • control device arrangement has its own bus system, via which the control units communicate with each other.
  • control device arrangement has a decentralized arrangement of the control devices of the group of control devices.
  • the invention further relates to the use of the aforementioned control device arrangement for controlling at least one transmission actuator, at least a valve and at least one pump having fluid arrangement for clutch and transmission actuation.
  • FIG. 1 shows a fluid arrangement to be controlled for clutch and transmission actuation and corresponding control devices of a control unit
  • FIG. 2 is a schematic representation of the control device arrangement for controlling the fluid arrangement shown in FIG. 1 according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows the schematic representation of a control device arrangement according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows the schematic representation of a control device arrangement according to a fourth embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows the schematic representation of a control device arrangement according to a fifth embodiment of the invention
  • FIG. 7 is a schematic representation of a control device arrangement according to a sixth embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is a schematic representation of a control device arrangement according to a seventh embodiment of the invention.
  • FIG. 9 shows the schematic representation of a control device arrangement according to an eighth embodiment of the invention.
  • FIG. 10 shows a schematic representation of a control device arrangement according to a ninth embodiment of the invention.
  • 1 1 is a schematic representation of a control device arrangement according to a tenth embodiment of the invention
  • 12 is a schematic representation of a control device arrangement according to an eleventh embodiment of the invention
  • 13 is a schematic representation of a control device arrangement according to a twelfth embodiment of the invention
  • FIG. 15 is a schematic diagram of a control device arrangement according to a fourteenth embodiment of the present invention
  • FIG. 16 is a schematic diagram of a control device arrangement according to a fifteenth embodiment of the present invention
  • 17 is a schematic representation of a control device arrangement according to a sixteenth embodiment of the invention.
  • Fig. 18 is a schematic representation of a control device arrangement according to a seventeenth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a fluid arrangement 10 to be controlled for clutch and transmission actuation in a circuit diagram-like representation.
  • the fluid arrangement 10 comprises a first pump 12 and a second pump 14.
  • the pumps 12, 14 are fluid pumps, which are also referred to as reversing pump actuators and which, as indicated by arrow symbols, can be operated in opposite directions of flow ,
  • the pumps 12, 14 allow in a particularly advantageous manner, the operation of a dual clutch 16 and a transmission actuator 18th
  • the dual clutch 16 comprises a first partial clutch 20 and a second partial clutch 22.
  • the first partial clutch 20 of the dual clutch 16 can be actuated by the first (reversion) pump 12.
  • the second partial clutch 22 of the dual clutch 16 can be actuated by the second (reversing) pump 14.
  • the transmission actuator 18 is formed as a transmission actuator device comprising a first gear actuator 24 and a second gear actuator 26. Alternatively, the transmission actuator 18 may also include a transmission operator with shift rails.
  • the first gear actuator 24 serves to represent a selection function of the transmission 30 and is therefore also referred to as a selection actuator.
  • the second gear actuator 26 is preferably used to represent a switching function of the transmission 30 and therefore also referred to as switching actuator.
  • the switching actuator 26 is designed here as a Schwenkaktor.
  • a shift shaft 28 extends from the transmission actuator 18 in the (multi-speed) transmission 30.
  • the two pumps 12, 14 is associated with an AND valve 32, 34 respectively.
  • the respective AND valve 32, 34 is also referred to as a two-pressure valve and has two ports with which the AND valve 32, 34 is connected to the respective ports of the associated pump 12, 14.
  • the respective AND valve 32, 34 comprises a (fluid) reservoir connection.
  • the transmission actuator 18 is coupled via an OR valve 36 with the two pumps 12, 14. This results inter alia in the advantage that the pump 12, 14, which is currently not busy with the actuation of their associated clutch 20, 22, one of the gear actuators 24, 26 can supply a flow rate and a delivery pressure.
  • a valve assembly 38 with two controllable valves 40, 42 designed as proportional directional control valves is connected between the OR valve 36 and the gear actuator 18, a valve assembly 38 with two controllable valves 40, 42 designed as proportional directional control valves is connected.
  • the two valves 40, 42 are designed for example as 4/3-way valves and are actuated electromagnetically.
  • the two proportional directional control valves 40, 42 are biased in their illustrated switch positions.
  • FIG. 1 shows an exemplary arrangement and signal-technical connection of a group of control units 44, 46, 48, 50.
  • a first of the control units is designed as a higher-level control unit (master control unit-ECU) 44.
  • This higher-level control unit 44 is technically connected to each other control unit (HCU, LCU) 46, 48, 50 of the group of control units.
  • the signaling connections are shown in the figures as dashed lines.
  • the other controllers 46, 48, 50 are associated with the following components of the fluid assembly 10:
  • the control unit 46 is a control unit (HCU) for the transmission actuator 18, ie for the transmission actuators 24, 26.
  • the control unit 48 is a control unit (LCU) for the first pump 12 and the control unit 50 is a control unit (LCU) for the second pump 14.
  • LCU control unit
  • the proposed in the following figures 2-18 embodiments of a control device assembly 52 are both for the shown in Fig. 1 and designed as a hydraulic arrangement fluid assembly 10, as well as for other hydraulic
  • FIG. 2 shows the control device architecture of the control device arrangement 10, as also implemented in FIG. 1.
  • the central intelligence sits in the higher-level control unit (the ECU) 44, which takes over the control of the subordinate control units (HCU and LCUs) 46, 48, 50.
  • the valves are controlled by the HCU (HGA control unit) 46.
  • sensors displacement sensor, angle sensor
  • sensors angle sensor, pressure sensor
  • motors 58 in the pumps 12, 14.
  • the higher-level control unit (master control unit ECU) 44 has an interface 60 for connection to a motor vehicle bus system 62.
  • FIG. 3 shows an alternative control unit arrangement 10, in which the valve control is taken over by the higher-level control unit (the ECU) 44.
  • FIG. 4 shows the control device arrangement 10 with 3 actuator components, the two pumps 12, 14 and a third component 64, for example for K0. This is then assigned its own subordinate control unit (LCU) 66.
  • LCU subordinate control unit
  • 5 shows a completely central variant of the control unit arrangement 10, in which all intelligence is concentrated exclusively in a central control unit (a TCU) 68. Local ECUs do not exist here.
  • the central control unit 68 can also read / drive other components 70, for example, read CSC displacement sensors.
  • Fig. 6 shows a variant with central intelligence in the ECU 44 and a communication between the individual control units 44, 46, 48, 50 via a separate BUS of the control device assembly 52. This private BUS important sensor signals can be exchanged (for example, positions or Angle from the gearbox to the actuators).
  • FuSi functions can be integrated, in addition here CSC displacement sensors 70 are integrated, which are each connected to the LCU 48, 50 of the functionally associated pump 12, 14.
  • the sensors of the HGA (transmission) 18 include here: displacement sensor 52, angle sensor 52, pressure sensor 52.
  • the control device arrangement 52 of FIG. 7 differs from the previous control device arrangements 52 in that the valve arrangement 38 is assigned its own control device 72 (and optionally sensor system).
  • FIG. 8 shows the possibility of managing the two pumps (EPAs) 12, 14 with a common control unit 48. This has the advantage that fewer controllers are needed.
  • 9 shows an analogous arrangement 52 for fluid arrangements with three pumps 12, 14, 64, for example for a separating clutch K0.
  • FIG. 10 shows a control device arrangement 52 in which one of the two LCUs is the master control device 44, which assumes the communication with the vehicle bus 62 via the interface 60.
  • Fig. 1 1 is in principle equal to the previous figure. However, here both actuator LCUs 48, 50 are provided with an interface 60 so that the normally subordinate LCU 50, 48 can take over control of the system in the event of a failure of the other LCU 48, 50.
  • Fig. 12 shows a similar arrangement. However, here each LCU 48, 50 is not associated with a valve 40, 42, but each LCU 48, 50 may actuate each valve 40, 42. This is done by means of an OR logic 76. The valve output stages can sit before or after the OR logic.
  • a common control unit (LCU) of both pumps 12, 14 is the higher-order control unit (master control unit) 44.
  • the transmission control unit is the master control unit 44.
  • FIG. 15 In this control unit arrangement 52, the common LCU is master control unit 44 including valve control of the valves 42, 44 intended.
  • FIG. 16 In this control device arrangement 52, the transmission control unit is the master control unit 44 and contains the valve control. Between the pumps LCUs 48, 50 there is a direct communication, which can be used as watchdog.
  • FIG. 17 likewise shows a control device arrangement 52 in which the valve arrangement 38 receives its own control device 72 and its own sensor system.
  • FIG. 18 shows a completely decentralized control device arrangement 52, in which all the control devices 46, 48, 50, 72 are connected in an equivalent manner to the vehicle interface or vehicle bus 62.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
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  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuergeräte-Anordnung (52) zur Steuerung einer mindestens ein Getriebestellglied (18), mindestens ein Ventil (40, 42) und mindestens eine Pumpe (12, 14) aufweisenden Fluidanordnung (10) zur Kupplungs- und Getriebebetätigung, mit einem zentralen Steuergerät (68) oder einer Gruppe von Steuergeräten (44, 46, 48, 50, 66, 72), von denen mindestens ein Steuergerät (44, 46) zur Ansteuerung des mindestens einen Getriebestellglieds (18) und mindestens ein Steuergerät (44, 48, 50) zur Ansteuerung der mindestens einen Pumpe (12, 14) eingerichtet ist, wobei das zentrale Steuergerät (62) oder eines der Steuergeräte (44, 46, 48, 50, 72) aus der Gruppe von Steuergeräten (44, 46, 48, 50, 66, 72) zur Ansteuerung des mindestens einen Ventils (40, 42) eingerichtet ist oder mehrere der Steuergeräte (48, 50) aus der Gruppe von Steuergeräten (44, 46, 48, 50, 66, 72) zur gemeinsamen Ansteuerung des mindestens einen Ventils (40, 42) über eine ODER-Logik (76) verschaltet sind.

Description

Steuergeräte-Anordnung zur Steuerung einer Fluidanordnung
Die Erfindung betrifft eine Steuergeräte-Anordnung zur Steuerung einer mindestens ein Getriebestellglied, mindestens ein Ventil und mindestens eine Pumpe aufweisenden Fluidanordnung zur Kupplungs- und Getriebebetätigung.
Eine entsprechende Fluidanordnung zur Kupplungs- und Getriebebetätigung ist beispielsweise aus der WO 2015/090317 A1 bekannt. Diese Fluidanordnung umfasst ge- triebeseitig als hydraulische Nehmerzylinder ausgebildete Getriebeaktoren und damit verschaltete Ventile. Jeder der Getriebeaktoren wird über eines der Ventile angesteuert. Kupplungsseitig umfasst die Fluidanordnung mindestens einen hydraulischen Kupplungsaktor. Ein zentraler Bereich der Fluidanordnung umfasst eine Fluidpumpe, die über eine erste Leitung an die getriebeseitigen Ventile und über eine zweite Lei- tung an den hydraulischen Kupplungsaktor angeschlossen ist. Mit anderen Worten kann die Fluidpumpe sowohl für die Getriebeseite als auch für die Kupplungsseite als Volumenstromquelle dienen. Die Aktoren, die Ventile und die Pumpe sind dabei ansteuerbar ausgestaltet, wobei die Ansteuerung in der Regel über Steuergeräte erfolgt. Steuergeräte zur Ansteuerung jeder einzelnen dieser Komponenten sind be- kannt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine effektive Steuergeräte-Anordnung zur Steuerung der ansteuerbaren Komponenten der Fluidanordnung anzugeben. Dabei ist die Anbindung der Steuerung der Ventile von besonderem Interesse.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Die Steuergeräte-Anordnung zur Steuerung der mindestens ein Getriebestellglied, mindestens ein Ventil und mindestens eine Pumpe aufweisenden Fluidanordnung zur Kupplungs- und Getriebebetätigung weist erfindungsgemäß (i) ein zentrales Steuerge- rät oder (ii) eine Gruppe von Steuergeräten auf, von denen mindestens ein Steuergerät zur Ansteuerung des mindestens einen Getriebestellglieds und mindestens ein Steuergerät zur Ansteuerung der mindestens einen Pumpe eingerichtet ist. Dabei ist (a) das zentrale Steuergerät oder eines der Steuergeräte aus der Gruppe von Steuer- geräten zur Ansteuerung des mindestens einen Ventils eingerichtet oder (b) mehrere der Steuergeräte aus der Gruppe von Steuergeräten zur gemeinsamen Ansteuerung des mindestens einen Ventils sind über eine ODER-Logik verschaltet. Unter Getriebestellgliedern sind unter anderem auch Getriebeaktoren, insbesondere hydraulische Getriebeaktoren, zu verstehen.
Eine über die Steuergeräte-Anordnung zu steuernde Fluidanordnung zur Kupplungsund Getriebebetätigung ist -wie bereits erwähnt- bekannt. Diese Fluidanordnung bedarf zur Kupplungs- und Getriebebetätigung einer koordinierten Ansteuerung der Komponenten Getriebestellglied(er), Ventil(e) und Pumpe(n). Die Fluidanordnung ist bevorzugt eine Hydraulikanordnung.
Bei einigen Ausführungsformen ist eine zentrale Steuerung über ein einziges zentrales Steuergerät von Vorteil, bei anderen Ausführungsformen ist ein Einbeziehen von lokalen Steuergeräten über eine Steuergeräte-Hierarchie von Vorteil. Auch eine de- zentrale Steuerung ist für einige Anwendungen vorteilhaft.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eines der Steuergeräte aus der Gruppe von Steuergeräten zur Ansteuerung des mindestens einen Getriebestellglieds und mindestens ein weiteres der Steuerge- räte aus der Gruppe von Steuergeräten zur Ansteuerung der mindestens einen Pumpe eingerichtet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eines der Steuergeräte aus der Gruppe von Steuergeräten als ein übergeordnetes Steuer- gerät und mindestens ein anderes der Steuergeräte als ein diesem übergeordneten Steuergerät hierarchisch untergeordnetes Steuergerät ausgebildet ist.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Steuergeräte-Anordnung derart eingerichtet ist, dass eines der untergeordneten Steuergeräte bei Bedarf, insbesondere bei einem Defekt des übergeordneten Steuergeräts, die vollständige Funktion oder zumindest Teile der Funktion des übergeordneten Steuergeräts übernimmt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuergeräte-Anordnung mehrere untergeordnete Steuergeräte aufweist, wobei mindestens eines der untergeordneten Steuergeräte für das mindestens eine Getriebestellglied und mindestens ein anderes der untergeordneten Steuergeräte für die mindestens eine Pumpe vorgesehen ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere untergeordnete Steuergeräte für Pumpen vorgesehen.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Steuergeräte-Anordnung mindestens eine Schnittstelle zum Anschluss an ein Kraftfahr- zeug-Bussystem auf.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Schnittstelle oder zumindest eine der Schnittstellen zum Anschluss an ein Kraftfahrzeug-Bussystem am zentralen Steuergerät oder am übergeordneten Steuergerät ausgebildet ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das übergeordnete Steuergerät zur unmittelbaren Ansteuerung des mindestens einen Ventils und/oder zur mittelbaren Ansteuerung des mindestens einen Ventils über ein untergeordnetes Steuergerät eingerichtet ist.
Mit Vorteil weist die Steuergeräteanordnung ein eigenes BUS-System auf, über das die Steuergeräte miteinander kommunizieren.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist schließlich vorgese- hen, dass die Steuergeräte-Anordnung eine dezentrale Anordnung der Steuergeräte der Gruppe von Steuergeräten aufweist.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der vorstehend genannten Steuergeräte-Anordnung zur Steuerung einer mindestens ein Getriebestellglied, mindestens ein Ventil und mindestens eine Pumpe aufweisenden Fluidanordnung zur Kupplungsund Getriebebetätigung.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
Fig. 1 eine zu steuernde Fluidanordnung zur Kupplungs- und Getriebebetäti- gung sowie entsprechende Steuergeräte einer Steuergeräte-
Anordnung,
Fig. 2 die schematische Darstellung der Steuergeräte-Anordnung zur Steuerung der in Fig. 1 gezeigten Fluidanordnung gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 3 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 4 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 5 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 6 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 7 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform, Fig. 8 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 9 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 10 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 1 1 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 12 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer elften erfindungsgemäßen Ausführungsform, Fig. 13 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer zwölften erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 14 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer dreizehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform, Fig. 15 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform, Fig. 16 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer fünfzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform, Fig. 17 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer sechzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform, und
Fig. 18 die schematische Darstellung einer Steuergeräte-Anordnung gemäß einer siebzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Die Fig. 1 zeigt eine zu steuernde Fluidanordnung 10 zur Kupplungs- und Getriebebe- tätigung in einer schaltbildartigen Darstellung.
Die Fluidanordnung 10 umfasst eine erste Pumpe 12 und eine zweite Pumpe 14. Bei den Pumpen 12, 14 handelt es sich um Fluidpumpen, die auch als Reversierpumpen- aktoren bezeichnet werden und die, wie durch Pfeilsymbole angedeutet ist, in entge- gengesetzten Förderrichtungen betreibbar sind. Die Pumpen 12, 14 ermöglichen auf besonders vorteilhafte Art und Weise die Betätigung einer Doppelkupplung 16 und eines Getriebestellglieds 18.
Die Doppelkupplung 16 umfasst eine erste Teilkupplung 20 und eine zweite Teilkupp- lung 22. Die erste Teilkupplung 20 der Doppelkupplung 16 ist durch die erste (Rever- sier-)Pumpe 12 betätigbar. Die zweite Teilkupplung 22 der Doppelkupplung 16 ist durch die zweite (Reversier-)Pumpe 14 betätigbar.
Das Getriebestellglied 18 ist als Getriebeaktoreinrichtung ausgebildet, der einen ersten Getriebeaktor 24 und einen zweiten Getriebeaktor 26 umfasst. Alternativ kann das Getriebestellglied 18 auch eine Getriebebetätigung mit Schaltschienen umfassen. Der erste Getriebeaktor 24 dient zur Darstellung einer Wählfunktion des Getriebes 30 und wird daher auch als Wählaktor bezeichnet. Der zweite Getriebeaktor 26 dient vorzugsweise zur Darstellung einer Schaltfunktion des Getriebes 30 und wird daher auch als Schaltaktor bezeichnet. Der Schaltaktor 26 ist hier als Schwenkaktor ausgeführt. Eine Schaltwelle 28 erstreckt sich von dem Getriebestellglied 18 in das (Mehrgang- )Getriebe 30. Den beiden Pumpen 12, 14 ist jeweils ein UND-Ventil 32, 34 zugeordnet.
Das jeweilige UND-Ventil 32, 34 wird auch als Zweidruckventil bezeichnet und hat zwei Anschlüsse, mit denen das UND-Ventil 32, 34 an die jeweiligen Anschlüsse der zugeordneten Pumpe 12, 14 angeschlossen ist. Als dritten Anschluss umfasst das jeweilige UND-Ventil 32, 34 einen (Fluid-)Reservoiranschluss.
Durch das UND-Ventil 32, 34 oder Zweidruckventil wird auf einfache Art und Weise ermöglicht, dass mit den (Reversier-)Pumpen 12, 14 drehrichtungsunabhängig unterschiedliche Getriebefunktionen dargestellt werden können. Das Getriebestellglied 18 ist über ein ODER-Ventil 36 mit den beiden Pumpen 12, 14 gekoppelt. Dadurch ergibt sich unter anderem der Vorteil, dass die Pumpe 12, 14, die gerade nicht mit der Betätigung ihrer zugeordneten Kupplung 20, 22 beschäftigt ist, einen der Getriebeaktoren 24, 26 mit einem Förderstrom und einem Förderdruck versorgen kann.
Zwischen das ODER-Ventil 36 und das Getriebestellglied 18 ist eine Ventilanordnung 38 mit zwei als Proportional-Wegeventile ausgebildete ansteuerbare Ventile 40, 42 geschaltet. Die beiden Ventile 40, 42 sind beispielsweise als 4/3-Wegeventile ausgeführt und werden elektromagnetisch betätigt. Durch eine symbolisch dargestellte Federeinrichtung sind die beiden Proportional-Wegeventile 40, 42 in ihre dargestellten Schaltstellungen vorgespannt.
Neben der zu steuernde Fluidanordnung 10 ist in Fig. 1 eine beispielhafte Anordnung und signaltechnische Verbindung einer Gruppe von Steuergeräten 44, 46, 48, 50 gezeigt. Ein erstes der Steuergeräte ist als ein übergeordnetes Steuergerät (Master- Steuergerät - ECU) 44 ausgebildet. Dieses übergeordnete Steuergerät 44 ist signal- technisch mit jedem anderen Steuergerät (HCU, LCU) 46, 48, 50 der Gruppe von Steuergeräten verbunden. Die signaltechnischen Verbindungen sind in den Figuren als gestrichelte Linien dargestellt. Die anderen Steuergeräte 46, 48, 50 sind den folgenden Komponenten der Fluidanordnung 10 zugeordnet: Das Steuergerät 46 ist ein Steuergerät (HCU) für das Getriebestellglied 18, also für die Getriebeaktoren 24, 26. Das Steuergerät 48 ist ein Steuergerät (LCU) für die erste Pumpe 12 und das Steuergerät 50 ist ein Steuergerät (LCU) für die zweite Pumpe 14. Die in den folgenden Figuren 2 - 18 vorgeschlagenen Ausführungsformen einer Steuergeräte-Anordnung 52 sind sowohl für die in Fig. 1 gezeigte und als Hydraulikanordnung ausgebildete Fluidanordnung 10, als auch für andere hydraulische
Verschaltungen der Pumpen 12, 14, des Getriebes 30 und der Kupplungen 20 ,22 verwendbar.
Fig. 2 zeigt die Steuergeräte-Architektur der Steuergeräte-Anordnung 10, wie sie auch in Fig. 1 implementiert ist. Die zentrale Intelligenz sitzt in dem übergeordneten Steuergerät (der ECU) 44, welches die Ansteuerung der untergeordneten Steuergeräte (HCU und LCUs) 46, 48, 50 übernimmt. Die Ventile werden von der HCU (HGA Steu- ergerät) 46 aus angesteuert.
In die Ansteuerung mittels der Steuergeräte-Anordnung 52 sind folgende Komponenten integriert: Sensoren (Wegsensor, Winkelsensor) 54 bei dem Getriebestellglied 18 und Sensoren (Winkelsensor, Drucksensor) 56 sowie Motoren 58 bei den Pumpen 12, 14. Das übergeordnete Steuergerät (Master-Steuergerät ECU) 44 weist eine Schnittstellen 60 zum Anschluss an ein Kraftfahrzeug-Bussystem 62 auf.
Fig. 3 zeigt eine alternative Steuergeräte-Anordnung 10, bei der die Ventilsteuerung von dem übergeordneten Steuergerät (der ECU) 44 übernommen wird.
Fig. 4 zeigt die Steuergeräte-Anordnung 10 mit 3 Aktor-Komponenten, den beiden Pumpen 12, 14 und einer dritten Komponente 64, beispielsweise für K0. Dieser ist dann ein eigenes untergeordnetes Steuergerät (LCU) 66 zugeordnet. Fig. 5 zeigt eine komplett zentrale Variante der Steuergeräte-Anordnung 10, bei der sämtliche Intelligenz ausschließlich in einem zentralen Steuergerät (einer TCU) 68 konzentriert ist. Lokale Steuergeräte gibt es hier nicht. Das zentrale Steuergerät 68 kann auch weitere Komponenten 70 auslesen/ansteuern, beispielsweise CSC Wegsensoren auslesen. Fig. 6 zeigt eine Variante mit zentraler Intelligenz in der ECU 44 und einer Kommunikation zwischen den einzelnen Steuergeräten 44, 46, 48, 50 über einen eigenen BUS der Steuergeräteanordnung 52. Über diesen privaten BUS können wichtige Sensor- Signale ausgetauscht werden (Beispielsweise Positionen oder Winkel aus dem Getriebe an die Aktoren). Ebenso können FuSi Funktionen (FuSi: Funktionale Sicherheit) integriert werden, zusätzlich sind hier CSC Wegsensoren 70 integriert, die jeweils an die LCU 48, 50 der funktional auch zugeordneten Pumpe 12, 14 angeschlossen sind. Die Sensoren des HGA(Getriebe) 18 umfassen hier: Wegsensor 52, Winkelsensor 52, Drucksensor 52.
Die Steuergeräte-Anordnung 52 der Fig. 7 unterscheidet sich von der vorherigen Steuergeräte Anordnungen 52 dadurch, dass der Ventilanordnung 38 ein eigenes Steuergerät 72 (und optional Sensorik) zugeordnet ist.
Fig. 8 zeigt die Möglichkeit die beiden Pumpen (EPAs) 12, 14 mit einem gemeinsamen Steuergerät 48 zu verwalten. Das hat den Vorteil, dass weniger Steuergeräte benötigt werden. Fig. 9 zeigt eine analoge Anordnung 52 für Fluidanordnungen mit drei Pumpen 12, 14, 64, beispielsweise für eine Trennkupplung K0.
Fig. 10 zeigt eine Steuergeräte-Anordnung 52 bei der eine der beiden LCUs das Mastersteuergerät 44 ist, welches über die Schnittstelle 60 die Kommunikation mit dem Fahrzeugbus 62 übernimmt.
Fig. 1 1 ist prinzipiell gleich zu der vorherigen Figur. Jedoch sind hier beide Aktor- LCUs 48, 50 mit einer Schnittstelle 60 versehen, so dass die normalerweise untergeordnete LCU 50, 48 im Falle eines Fehlers der anderen LCU 48, 50 die Steuerung des Systems übernehmen kann.
Fig. 12 zeigt eine ähnliche Anordnung. Jedoch ist hier nicht jeder LCU 48, 50 ein Ventil 40, 42 zugeordnet, sondern jede LCU 48, 50 kann jedes Ventil 40, 42 betätigen. Das geschieht mittels einer ODER Logik 76. Die Ventil-Endstufen können dabei vor- oder nach der ODER Logik sitzen.
Bei der Steuergeräte-Anordnung der Fig. 13 ist eine gemeinsames Steuergerät (LCU) beider Pumpen 12, 14 das übergeordnete Steuergerät (Master-Steuergerät) 44.
Bei der in Fig. 14 gezeigten Steuergeräte-Anordnung 52 ist das Getriebe-Steuergerät das Master-Steuergerät 44. Fig. 15: Bei dieser Steuergeräte-Anordnung 52 ist das gemeinsame LCU als Master- Steuergerät 44 inklusive Ventil-Ansteuerung der Ventile 42, 44 vorgesehen.
Fig. 16: Bei dieser Steuergeräte-Anordnung 52 ist das Getriebe Steuergerät das Master-Steuergerät 44 und beinhaltet die Ventilsteuerung. Zwischen den Pumpen LCUs 48, 50 gibt es eine direkte Kommunikation, die als Watchdog genutzt werden kann.
Die Fig. 17 zeigt ebenfalls eine Steuergeräte-Anordnung 52, bei der die Ventilanordnung 38 ein eigenes Steuergerät 72 und eigene Sensorik bekommt.
Die Fig. 18 zeigt schließlich eine komplett dezentrale Steuergeräte-Anordnung 52, bei der alle Steuergeräte 46, 48, 50, 72 gleichwertig mit der Fahrzeug-Schnittstelle, bzw. dem Fahrzeug-BUS 62 verbunden sind.
Bezuqszeichenliste Fluidanordnung
Pumpe
Pumpe
Doppelkupplung
Gethebestellglied
Teilkupplung, zweite
Teilkupplung, erste
Getriebeaktor, erster
Getriebeaktor, zweiter
Schaltwelle
Getriebe
UND-Ventil
UND-Ventil
ODER-Ventil
Ventilanordnung
Ventil
Ventil
Steuergerät, übergeordnet
Steuergerät, untergeordnet
Steuergerät, untergeordnet
Steuergerät, untergeordnet
Steuergeräte-Anordnung
Sensor
Sensor
Motor
Schnittstelle
Bus
Komponente, weitere
Steuergerät, untergeordnet
Steuergerät, zentral
Sensor, anderer Steuergerät, untergeordnet
Sensor
ODER-Logik

Claims

Patentansprüche
Steuergeräte-Anordnung (52) zur Steuerung einer mindestens ein Getriebestellglied (18), mindestens ein Ventil (40, 42) und mindestens eine Pumpe (12, 14) aufweisenden Fluidanordnung (10) zur Kupplungs- und Getriebebetätigung, mit
- einem zentralen Steuergerät (68) oder
- einer Gruppe von Steuergeräten (44, 46, 48, 50, 66, 72), von denen mindestens ein Steuergerät (44, 46) zur Ansteuerung des mindestens einen Getriebestellglieds (18) und mindestens ein Steuergerät (44, 48, 50) zur Ansteuerung der mindestens einen Pumpe (12, 14) eingerichtet ist,
wobei
- das zentrale Steuergerät (68) oder eines der Steuergeräte (44, 46, 48, 50, 72) aus der Gruppe von Steuergeräten (44, 46, 48, 50, 66, 72) zur Ansteuerung des mindestens einen Ventils (40, 42) eingerichtet ist oder
- mehrere der Steuergeräte (48, 50) aus der Gruppe von Steuergeräten (44, 46, 48, 50, 66, 72) zur gemeinsamen Ansteuerung des mindestens einen Ventils (40, 42) über eine ODER-Logik (76) verschaltet sind.
Steuergeräte-Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Steuergeräte (44, 46) aus der Gruppe von Steuergeräten (44, 46, 48, 50, 66, 72) zur Ansteuerung des mindestens einen Getriebestellglieds (18) und mindestens ein weiteres der Steuergeräte (44, 48, 50) aus der Gruppe von Steuergeräten (44, 46, 48, 50, 66, 72) zur Ansteuerung der mindestens einen Pumpe (12, 14) eingerichtet ist.
Steuergeräte-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Steuergeräte aus der Gruppe von Steuergeräten (44, 46, 48, 50, 66, 72) als ein übergeordnetes Steuergerät (44) und mindestens ein anderes der Steuergeräte als ein diesem übergeordneten Steuergerät (44) hierarchisch untergeordnetes Steuergerät (46, 48, 50, 66, 72) ausgebildet ist.
4. Steuergeräte-Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Steuergeräte-Anordnung (10) derart eingerichtet ist, dass eines der untergeordneten Steuergeräte (46, 48, 50) bei Bedarf, insbesondere bei einem Defekt des übergeordneten Steuergeräts (44), die vollständige Funktion oder zumindest Teile der Funktion des übergeordneten Steuergeräts (44) übernimmt.
Steuergeräte-Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch mehrere untergeordnete Steuergeräte (46, 48, 50, 66, 72), wobei mindestens eines der untergeordneten Steuergeräte für das mindestens eine Getriebestellglied (46) und mindestens ein anderes der untergeordneten Steuergeräte (48, 50) für die mindestens eine Pumpe (12, 14) vorgesehen ist.
Steuergeräte-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere untergeordnete Steuergeräte (48, 50) für Pumpen (12, 14) vorgesehen sind.
Steuergeräte-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens eine Schnittstelle (60) zum Anschluss an ein Kraftfahrzeug- Bussystem (62).
Steuergeräte-Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (58) oder zumindest eine der Schnittstellen (60) zum Anschluss an ein Kraftfahrzeug-Bussystem (62) am zentralen Steuergerät (68) oder am übergeordneten Steuergerät (44) ausgebildet ist.
Steuergeräte-Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das übergeordnete Steuergerät (44) zur unmittelbaren Ansteue- rung des mindestens einen Ventils (40, 42) und/oder zur mittelbaren Ansteuerung des mindestens einen Ventils (40, 42) über ein untergeordnetes Steuergerät (46, 48, 50) eingerichtet ist.
10. Steuergeräte-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine dezentrale Anordnung der Steuergeräte (46, 48, 50, 66, 72) der Gruppe von Steuergeräten (46, 48, 50, 66, 72).
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