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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR ACTUATING A FRICTIONALLY ENGAGING SHIFT ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/033796
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for actuating a frictionally engaging shift element, wherein the actuation is effected by charging a hydraulic actuating device of the shift element, and in the process a present charging time (Δt) of the hydraulic actuating device is detected. In order now realize a simple and at the same time reliable possibility for ascertaining a present state of wear of the frictionally engaging shift element, the charging time (Δt) is subsequently used to ascertain a parameter of the actuating device, which parameter is dependent on the present state of wear of the shift element. The present state of wear of the frictionally engaging shift element is then inferred on the basis of the parameter.

Inventors:
BAYER EWGENI (DE)
BRIELMAIER PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/069706
Publication Date:
February 17, 2022
Filing Date:
July 15, 2021
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16D25/00; F16D48/02; F16H61/06
Foreign References:
EP0569726A11993-11-18
DE102005042933A12007-03-22
EP2019234A22009-01-28
DE102005042933A12007-03-22
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Betätigung eines kraftschlüssigen Schaltelements (7), wobei die Betätigung durch Befüllung einer hydraulischen Betätigungseinrichtung (13) des Schaltelements (7) hervorgerufen und dabei eine aktuelle Befüllzeit (At) der hydraulischen Betätigungseinrichtung (13) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllzeit (At) in der Folge dazu verwendet wird, einen von einem aktuellen Verschleißzustand des Schaltelements (7) abhängigen Parameter der Betätigungseinrichtung (13) zu ermitteln, und dass anhand des Parameters auf den aktuellen Verschleißzustand des kraftschlüssigen Schaltelements (7) geschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Befüllzeit (At) selbst als von dem Verschleißzustand abhängiger Parameter herangezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als von dem Verschleißzustand abhängiger Parameter ein aktueller Kolbenweg (AS) verwendet wird, welcher durch einen Kolben (15) der hydraulischen Betätigungseinrichtung (13) für die Betätigung des Schaltelements (7) zurückgelegt wird, wobei der aktuelle Kolbenweg (AS) aus der aktuellen Befüllzeit (At) über eine Befüllfunktion der hydraulischen Betätigungseinrichtung (13) errechnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllfunktion durch Befüllparameter der hydraulischen Betätigungseinrichtung (13) umfassend einen Steuerstrom, einen Befülldruck, einen Volumenstrom und/oder ein Kolbenvolumen gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ermittlung des Parameters überprüft wird, ob der Parameter einen Grenzwert (AScrenz) übersteigt, welcher einer Verschleißgrenze des Schaltelements (7) zugeordnet ist, wobei im zu bejahenden Fall ein Signal ausgegeben wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter in Verhältnis zu einem eine Verschleißgrenze des Schaltelements repräsentierenden Grenzwert (AScrenz) gesetzt und hieraus eine Prognose über eine bis zum Erreichen der Verschleißgrenze erreichbare Lebensdauer des Schaltelements (7) gebildet wird.

7. Steuergerät (14), insbesondere Getriebesteuergerät, welches dazu eingerichtet ist, eine Betätigung eines kraftschlüssigen Schaltelements (7) durch Einleitung einer Befüllung einer hydraulischen Betätigungseinrichtung (13) des Schaltelements (7) hervorzurufen und dabei eine aktuelle Befüllzeit (At) der hydraulischen Betätigungseinrichtung (13) zu erfassen, wobei das Steuergerät (14) ferner dazu ausgebildet ist, die erfasste Befüllzeit (At) in der Folge dazu zu verwenden, einen von einem aktuellen Verschleißzustand des Schaltelements (7) abhängigen Parameter der Betätigungseinrichtung (13) zu ermitteln und anhand des Parameters auf den aktuellen Verschleißzustand des kraftschlüssigen Schaltelements (7) zu schließen.

8. Steuergerät (14) nach Anspruch 7, welches ferner zur Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6 eingerichtet ist.

9. Computerprogrammprodukt für ein Steuergerät (14) nach Anspruch 7 oder 8, durch welches ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 durchführbar ist, wobei eine Routine zur Ermittlung des aktuellen Verschleißzustandes des kraftschlüssigen Schaltelements (7) durch entsprechende in einer Software hinterlegte Steuerungsbefehle umgesetzt ist.

10. Datenträger mit einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 9.

Description:
Verfahren zur Betätigung eines kraftschlüssiqen Schaltelements

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betätigung eines kraftschlüssigen Schaltelements, wobei die Betätigung durch Befüllung einer hydraulischen Betätigungseinrichtung des Schaltelements hervorgerufen und dabei eine für die Betätigung notwendige, aktuelle Befüllzeit der hydraulischen Betätigungseinrichtung erfasst wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät, ein Computerprogrammprodukt sowie einen Datenträger.

Bei Getrieben kommen üblicherweise Schaltelemente zur Anwendung, um bei Betätigung des einzelnen Schaltelements hieran unmittelbar angebundene Komponenten des jeweiligen Getriebes drehfest miteinander zu verbinden und dadurch eine entsprechende Kraftflussführung im Getriebe darzustellen. Gängig ist dabei eine Ausführung der Schaltelemente als kraftschlüssige Schaltelemente, die bei Betätigung eine Drehmomentübertragung durch Reibschluss zwischen Kupplungshälften des jeweiligen Schaltelements realisieren. Insbesondere bei Automatikgetrieben wird das einzelne Schaltelement dabei häufig auch automatisch betätigt, wobei dem Schaltelement dazu eine Betätigungseinrichtung zugeordnet ist, die zumeist als hydraulische Einrichtung ausgeführt ist. Mit zunehmender Anzahl an Schaltungen eines kraftschlüssigen Schaltelements nimmt allerdings dessen Verschleiß zu, was sich auf die Betätigungscharakteristik der zugehörigen Betätigungseinrichtung auswirkt und ab Erreichen eines bestimmten Verschleißes auch einen Ausfall des Schaltelements zur Folge haben kann.

Aus der DE 10 2005 042 933 A1 geht ein Verfahren zur Betätigung eines kraftschlüssigen Schaltelements hervor, wobei im Rahmen dieses Verfahrens eine Betätigungscharakteristik des Schaltelements durch Veränderung einer Dauer einer Befüllung einer hydraulischen Betätigungseinrichtung des Schaltelements variiert wird. Zu diesem Zweck wird ein Druck verändert, mit welchem die hydraulische Betätigungseinrichtung versorgt wird, wobei im Zuge der Befüllung der hydraulischen Betätigungseinrichtung zudem die Möglichkeit besteht, eine aktuelle Befüllzeit aus der Kenntnis der aktuellen Position eines Kolbens der Betätigungseinrichtung zu ermitteln. Des Weiteren wird bei der DE 10 2005 042 933 A1 vorgeschlagen, eine Anpassung des Drucks dabei auch dazu zu nutzen, um Toleranzen und einen Verschleiß der Komponenten des Schaltelements auszugleichen.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und zugleich zuverlässige Möglichkeit einer Ermittlung eines aktuellen Verschleißzustandes eines kraftschlüssigen Schaltelements zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird aus verfahrenstechnischer Sicht ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Steuergerät, mittels welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist, ist ferner Gegenstand der Ansprüche 7 und 8. Zudem betrifft Anspruch 9 ein Computerprogrammprodukt sowie Anspruch 10 einen Datenträger mit einem Computerprogrammprodukt.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Betätigung eines kraftschlüssigen Schaltelements die Betätigung durch Befüllung einer hydraulischen Betätigungseinrichtung des Schaltelements hervorgerufen und dabei eine aktuelle Befüllzeit der hydraulischen Betätigungseinrichtung erfasst. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird also dadurch eine Betätigung eines kraftschlüssigen Schaltelements, d.h. eine Überführung des kraftschlüssigen Schaltelements von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand, hervorgerufen, indem eine dem Schaltelement zugeordnete, hydraulische Betätigungseinrichtung mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird. Dabei wird eine für die Befüllung der hydraulischen Betätigungseinrichtung notwendige Zeit bestimmt.

Bei Betätigung stellt das kraftschlüssige Schaltelement eine Drehmomentübertragung zwischen Kupplungshälften des Schaltelements durch Reibschluss her, um eine Drehmomentübertragung zwischen im verbauten Zustand des Schaltelements unmittelbar an den Kupplungshälften angebundenen Komponenten zu verwirklichen. Je nach konkreter Anordnung des kraftschlüssigen Schaltelements kann dieses dabei als Kupplung oder auch als Bremse vorliegen. Besonders bevorzugt ist das kraftschlüssige Schaltelement in einem Getriebe verbaut, wobei es hierbei zur Schaltung eines Ganges des Getriebes und der Gestaltung eines entsprechenden Kraftflusses im Getriebe oder auch als Wandlerüberbrückungskupplung eines hydrodynamische Drehmomentwandlers vorgesehen sein kann.

Bei dem kraftschlüssigen Schaltelement handelt es sich im einfachsten Fall um eine Reibkupplung mit einer ersten Kupplungsseite und einer zweiten Kupplungsseite, die an Reibbelägen miteinander in Kontakt gebracht werden können, um den Reibschluss zwischen den Kupplungsseiten herzustellen. Besonders bevorzugt liegt das kraftschlüssige Schaltelement aber als Lamellenschaltelement vor, bei welchem der Reibschluss über ein Lamellenpaket hergestellt werden kann. Auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise umfasst das Lamellenschaltelement dabei insbesondere einen Innenlamellenträger mit Innenlamellen und einen Außenlamellenträger mit Außenlamellen, wobei die Innenlamellen und die Außenlamellen dabei axial alternierend angeordnet und jeweils in dem Innenlamellenträger bzw. dem Außenlamellenträger drehfest und axial verschiebbar aufgenommen sind. Zur Betätigung des Lamellenschaltelements werden die Innenlamellen und die Außenlamellen gegen eine Endlamelle aufeinandergedrückt, um den Reibschluss zwischen den Lamellen und damit eine Drehmomentübertragung zwischen Innenlamellenträger und Außenlamellenträger auszubilden.

Die hydraulische Betätigungseinrichtung umfasst bevorzugt einen Kolben, welcher verschiebbar geführt ist, wobei der Kolben bei Druckversorgung der hydraulischen Betätigungseinrichtung im Zuge einer damit einhergehenden Druckbeaufschlagung eines Betätigungsraumes aus einer Grundstellung in eine Betätigungsstellung bewegt wird und dabei das kraftschlüssige Schaltelement von seinem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand überführt. Besonders bevorzugt wirkt der Kolben im Zuge seiner Verschiebung dabei direkt auf das Lamellenpaket des als Lamellenschaltelement ausgeführten Schaltelements ein, indem der Kolben im Zuge der Verschiebung in seine Betätigungsstellung die Lamellen gegen die Endlamelle aufeinandergedrückt. Unter der „Befüllzeit“ ist im Sinne der Erfindung die Zeit zu verstehen, mit welcher die hydraulische Betätigungseinrichtung mit Hydraulikflüssigkeit zu versorgen also zu be- füllen ist, um eine Drehmomentübertragung über das zugehörige Schaltelement zu realisieren. Besonders repräsentiert die Befüllzeit dabei die Zeitdifferenz zwischen dem Beginn der Druckversorgung der hydraulischen Betätigungseinrichtung und dem Beginn einer Drehmomentübertragung über das Schaltelement. Letztere wird insbesondere dadurch erkannt, dass die Drehzahl einer der Kupplungshälften des Schaltelements beginnt, sich der Drehzahl der jeweils anderen Kupplungshälfte anzunähern.

Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die Befüllzeit in der Folge dazu verwendet wird, einen von einem aktuellen Verschleißzustand des Schaltelements abhängigen Parameter der Betätigungseinrichtung zu ermitteln, und dass anhand des Parameters auf den aktuellen Verschleißzustand des kraftschlüssigen Schaltelements geschlossen wird. Mit anderen Worten wird also die ermittelte, aktuelle Befüllzeit dafür herangezogen, einen Parameter zu bestimmen, welcher sich mit dem Verschleiß des Schaltelements verändert. Dieser Parameter wird dann im Folgenden dazu verwendet, um festzu stellen, wie groß ein aktueller Verschleiß des Schaltelements ist.

Ein derartiges Vorgehen bei der Betätigung eines kraftschlüssigen Schaltelements hat dabei den Vorteil, dass durch Erfassung der Befüllzeit der hydraulischen Betätigungseinrichtung und der Verwendung der Befüllzeit für die Ermittlung eines von einem Verschleiß des Schaltelements abhängigen Parameter auf zuverlässige Art und Weise auch auf den aktuellen Verschleißzustand des Schaltelements geschlossen werden kann. Denn mit zunehmendem Verschleiß des Schaltelements nutzen sich Reibpartner des Schaltelements im Bereich der Oberflächen ab, an welchem der Reibschluss im Zuge der Überführung des Schaltelements in den geschlossenen Zustand ausgebildet wird. Durch diesen Verschleiß vergrößert sich ein Weg, welcher für die Überführung des Schaltelements aus dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand zu durchfahren ist, so dass auch die hydraulische Betätigungseinrichtung des Schaltelements einen größeren Stellweg darzustellen hat. Dies hat auch zur Folge, dass sich das Volumen vergrößert, welches seitens der hydraulischen Betätigungseinrichtung zu befüllen ist, wodurch sich auch die Befüllzeit entsprechend verlängert. Somit kann durch Verwendung der ermittelten Befüllzeit auch auf einen verschleißabhängigen Parameter und damit auch auf den Verschleißzustand selbst geschlossen werden. Dies ist dabei in Echtzeit und ohne die Verwendung separater Sensoren möglich, was den Aufwand zur Erfassung des Verschleißzustandes entsprechend reduziert.

Bei der DE 10 2005 042 933 A1 ist zwar davon die Rede, jederzeit die Befüllzeit erfassen zu können und eine Restfüllzeit aus einer Adaption zum Ausgleich eines Verschleißeinflusses zu verwenden. Es wird hier allerdings kein Weg aufgezeigt, dabei auf einen Verschleißzustand des Schaltelements zu schließen.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung wird die aktuelle Befüllzeit selbst als von dem Verschleißzustand abhängiger Parameter herangezogen. In diesem Fall wird also unmittelbar anhand der ermittelten, aktuellen Befüllzeit auf den Verschleißzustand des Schaltelements geschlossen, da sich die Befüllzeit selbst mit zunehmendem Verschleiß bei ansonsten gleichbleibenden Bedingungen verlängert und damit direkt vom Verschleiß abhängig ist. Dieses Vorgehen reduziert dementsprechend die Anzahl an Verfahrensschritten, da über die erfasste, aktuelle Befüllzeit direkt eine Ermittlung des Verschleißzustandes möglich wird.

Alternativ dazu wird als von dem Verschleißzustand abhängiger Parameter ein aktueller Kolbenweg verwendet, welcher durch einen Kolben der hydraulischen Betätigungseinrichtung für die Betätigung des Schaltelements zurückgelegt wird, wobei der aktuelle Kolbenweg aus der aktuellen Befüllzeit über eine Befüllfunktion der hydraulischen Betätigungseinrichtung errechnet wird. In diesem Fall wird also aus der erfassten, aktuellen Befüllzeit ein Kolbenweg eines Kolbens der Betätigungseinrichtung errechnet, welcher in der Folge dazu verwendet wird, um auf den aktuellen Verschleißzustand des Schaltelements zu schließen. In vorteilhafter Weise lässt sich anhand des Kolbenwegs messtechnisch auf einfache Art und Weise ermitteln, so dass hier ein Ausgangswert mit hoher Zuverlässigkeit bestimmt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass sich anhand des Kolbenwegs im Vorfeld messtechnisch auf einfache Art und Weise ermitteln lässt, welchem Kolbenweg welcher Verschleiß des Schaltelements zuzuordnen und ab welchem Kolbenweg das Schaltelement vollständig verschließen ist.

In Weiterbildung der vorgenannten Variante wird die Befüllfunktion durch Befüllpara- meter umfassend einen Steuerstrom, einen Befülldruck, einen Volumenstrom und/oder ein Kolbenvolumen gebildet. Denn aus den verschiedenen Befüllparametern kann der physikalische Zusammenhang zwischen der Befüllzeit eines Volumens bei einem bestimmten Druck beschrieben und damit rechnerisch auf den Kolbenweg des Kolbens der hydraulischen Betätigungseinrichtung geschlossen werden.

Im Rahmen der Erfindung wäre es denkbar, dadurch auf den aktuellen Verschleißzustand des Schaltelements zu schließen, indem der von dem aktuellen Verschleißzustand des Schaltelements abhängige Parameter mit einem zugehörigen Ausganswert abgeglichen wird. Der Ausgangswert repräsentiert dabei einen verschleißfreien Zustand des Schaltelements, also der Zustand, welchen das Schaltelement vor dem ersten Einsatz hatte. Besonders bevorzugt ist dieser Ausgangswert dabei im Zuge der Erstinbetriebnahme des Schaltelements gemessen, ermittelt oder errechnet worden, beispielsweise im Zuge eines ersten Funktionstests des zugehörigen Getriebes. Dies verhindert, dass bereits Fertigungstoleranzen irrtümlicherweise als Verschleiß deklariert werden, indem von einem falschen Ausgangswert ausgegangen wird. Prinzipiell ist es im Rahmen der Erfindung aber auch denkbar, dass der Ausgangswert fest definiert worden ist.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung wird nach Ermittlung des Parameters überprüft, ob der Parameter einen Grenzwert übersteigt, welcher einer Verschleißgrenze des Schaltelements zugeordnet ist, wobei im zu bejahenden Fall ein Signal ausgegeben wird. Hierdurch kann ab einem gewissen Verschleiß des Schaltelements frühzeitig und vor einem Ausfall des Schaltelements auf diesen Zustand aufmerksam gemacht werden. Dabei kann der Grenzwert so gewählt werden, dass noch eine ausreichende Zeit bis zu einem notwendigen Austausch des Schaltelements gegeben ist. Als Signal kann dabei ein Fehlersignal bzw. Wartungssignal an den Getriebefehlerspeicher bzw. einen Servicedatenspeicher gegeben oder auch online an ein Ferndiagnosegerät übermittelt werden. Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass der Parameter in Verhältnis zu einem eine Verschleißgrenze des Schaltelements repräsentierenden Grenzwert gesetzt und hieraus eine Prognose über eine bis zum Erreichen der Verschleißgrenze erreichbare Lebensdauer des Schaltelements gebildet wird. Dies hat den Vorteil, dass somit die zu erwartende Lebensdauer des Schaltelements kontinuierlich überwacht und dementsprechend frühzeitig, beispielsweise im Rahmen einer Wartung, die Notwendigkeit eines baldigen Austauschs des Schaltelements aufgrund von Verschleiß erkannt werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Steuergerät, bei welchem es sich insbesondere um ein Getriebesteuergerät handelt. Dieses Steuergerät ist nun dazu eingerichtet, eine Betätigung eines kraftschlüssigen Schaltelements durch Einleitung einer Befüllung einer hydraulischen Betätigungseinrichtung des Schaltelements hervorzurufen und dabei eine für die Betätigung notwendige, aktuelle Befüllzeit der hydraulischen Betätigungseinrichtung zu erfassen, wobei das Steuergerät ferner dazu ausgebildet ist, die erfasste Befüllzeit in der Folge dazu zu verwenden, einen von einem aktuellen Verschleißzustand des Schaltelements abhängigen Parameter der Betätigungseinrichtung zu ermitteln und anhand des Parameters auf den aktuellen Verschleißzustand des kraftschlüssigen Schaltelements zu schließen. Besonders bevorzugt ist das Steuergerät im Weiteren zudem dazu eingerichtet, eine oder auch mehrere der vorstehend beschriebenen Varianten eines Verfahrens umzusetzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auch als Computerprogrammprodukt verkörpern, welches, wenn es auf einem Prozessor, beispielsweise einem Prozessor eines vorgenannten Steuergeräts läuft, den Prozessor softwaremäßig anleitet, die zugeordneten erfindungsgegenständlichen Verfahrensschritte durchzuführen. In diesem Zusammenhang gehört auch ein computerlesbares Medium zum Gegenstand der Erfindung, auf dem ein vorstehend beschriebenes Computerprogrammprodukt abrufbar gespeichert ist.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebengeordneten oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges;

Fig. 2 eine Detailansicht des Antriebsstranges aus Fig. 1 , im Bereich einer Wandlerüberbrückungskupplung;

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung eines Verschleißzustandes der Wandlerüberbrückungskupplung; und

Fig. 4 ein Diagramm mit unterschiedlichen Verläufen von Parametern im Zuge einer Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung.

Aus Fig. 1 geht eine schematische Ansicht eines Antriebsstranges 1 eines Kraftfahrzeuges hervor, bei welchem es sich um einen PKW oder auch um ein Nutzfahrzeug handeln kann. Der Antriebsstrang 1 umfasst eine Antriebsmaschine 2, die bevorzugt als Verbrennungskraftmaschine ausgeführt ist und abtriebsseitig über ein zwischenliegendes Anfahrelement 3 mit einem Kraftfahrzeuggetriebe 4 in Verbindung steht. Bevorzugt handelt es sich dabei bei dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 um ein Automatikgetriebe.

Das Anfahrelement 3 ist vorliegend als hydrodynamischer Drehmomentwandler 5 ausgebildet, welcher einen dem Fachmann prinzipiell bekannte Aufbau aufweist. Über den hydrodynamischen Drehmomentwandler 5 erfolgt dabei im Rahmen eines Anfahrvorganges des Kraftfahrzeuges eine Koppelung der Antriebsmaschine 2 mit dem Kraftfahrzeuggetriebe 4. Da sich allerdings einen Wirkungsgrad des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 5 mit zunehmender Angleichung einer Abtriebsdrehzahl der Antriebsmaschine 2 und eine Eingangsdrehzahl des Kraftfahrzeuggetriebes 4 zunehmend verschlechtert, ist parallel zu dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 5 eine Wandlerüberbrückungskupplung 6 vorgesehen, über welche der hydrodynamische Drehmomentwandler 5 überbrückt werden kann und die in Fig. 2 als Detail im Schnitt dargestellt ist.

Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, ist die Wandlerüberbrückungskupplung 6 als kraftschlüssiges Schaltelement 7 und hierbei konkret als Lamellenschaltelement ausgeführt wird, welches einen Außenlamellenträger 8 und einen Innenlamellenträger 9 aufweist. In dem Außenlamellenträger 8 sind dabei mehrere Außenlamellen 10 drehfest und axial verschiebbar aufgenommen, die als Stahllamellen vorliegen. Die Außenlamellen 10 sind in axialer Richtung alternierend mit Innenlamellen 11 angeordnet, die jeweils in dem Innenlamellenträger 9 axial verschiebbar und drehfest vorgesehen sind. Dabei liegen die Innenlamellen 11 als Belagslamellen vor, die jeweils an axialen Stirnseiten mit Reibbelägen versehen sind.

Der Außenlamellenträger 8 trägt zudem eine Endlamelle 12, gegen welche die Außenlamellen 10 und die Innenlamellen 11 bei Betätigung des Schaltelements 7 aufeinandergedrückt werden, um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Außenlamellenträger 8 und dem Innenlamellenträger 9 und damit auch eine drehfeste Verbindung zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 unter Umgehung des hydrodynamische Drehmomentwandlers 5 zu realisieren. Eine Betätigung des Schaltelements 7 wird dabei über eine hydraulische Betätigungseinrichtung 13 vorgenommen, die in Fig. 1 angedeutet und in Fig. 2 teilweise dargestellt ist, wobei die hydraulische Betätigungseinrichtung 13 die Betätigung des Schaltelements 7 dabei entsprechend der Vorgabe eines Steuergeräts 14 ausführt, bei welchem es sich bevorzugt um ein Getriebesteuergerät des Kraftfahrzeuggetriebes 4 handelt.

Die hydraulische Betätigungseinrichtung 13 umfasst einen Kolben 15, welcher durch Druckbeaufschlagung eines Druckraumes 16 axial bewegt werden kann und dabei die Außenlamellen 10 und die Innenlamellen 11 gegen die Endlamelle 12 zur Betätigung des Schaltelements aufeinanderdrückt. Allerdings nutzen sich die Reibbelägen der Innenlamellen 11 mit zunehmender Anzahl an Betätigungen des Schaltelements 7 zunehmend ab, da bei jeder Betätigung zunächst Relativdrehzahlen zwischen den Außenlamellen 10 und den Innenlamellen 11 unter Schlupf abzubauen sind. Dieser Schlupf des Schaltelements 7 zu Beginn der Betätigung hat einen zunehmenden Verschleiß des Schaltelements 7 zur Folge, wobei ab einem bestimmten Verschleiß ein Ausfall des Schaltelements 7 droht.

Im vorliegenden Fall ist das Steuergerät 14 daher dazu in der Lage, in Echtzeit den aktuellen Verschleißzustand der Wandlerüberbrückungskupplung 6 zu überprüfen, wobei diese Überprüfung dabei gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt wird, welches im Folgenden unter Zuhilfenahme der weiteren Fig. 3 und 4 beschrieben werden soll. Dabei ist in Fig. 3 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens dargestellt.

Das Verfahren beginnt mit einer Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung 6 über das Steuergerät 14 mittels der Betätigungseinrichtung 13. Im Zuge der Betätigung wird dabei in einem Schritt S1 eine Befüllzeit At ermittelt, die für das Befüllen des Druckraumes 16 der Betätigungseinrichtung 13 mit Hydraulikflüssigkeit bis zur einer ersten Drehmomentübertragung über die Wandlerüberbrückungskupplung 6 notwendig ist. Die Befüllzeit At wird dabei dadurch ermittelt, indem eine Differenz zwischen einem Zeitpunkt to und einen Zeitpunkt ti gebildet wird, wobei der Zeitpunkt to dabei den Beginn einer Druckbeaufschlagung des Druckraumes 16 markiert, während der Zeitpunkt ti der Beginn der Drehmomentübertragung ist. Dies kann dabei auch dem Diagramm aus Fig. 4 entnommen werden, in welchem die Verläufe eines Betätigungsdrucks 17, einer Antriebsdrehzahl 18 des Kraftfahrzeuggetriebes 4 sowie einer Abtriebsdrehzahl 19 des Kraftfahrzeuggetriebes 4 jeweils über der Zeit dargestellt sind. Wie hier zu erkennen ist, liegt der Zeitpunkt to dabei dort, wo ein Druckanstieg des Betätigungsdrucks 17 beginnt, also wo eine Betätigung der Wandlerüberbrückungskupplung 6 begonnen wird. Den Zeitpunkt ti markiert dabei vorliegend den Beginn einer Angleichung der Antriebsdrehzahl 18 an die Abtriebsdrehzahl 19. In einem auf Schritt S1 folgenden Schritt S2 wird aus der in Schritt S1 bestimmten Befüllzeit At ein Kolbenweg AS mithilfe einer Befüllfunktion der Betätigungseinrichtung 13 errechnet, wobei die Befüllfunktion den physikalischen Zusammenhang zwischen der Befüllzeit eines Volumens bei einem bestimmten Druck wiedergibt. Aufgrund der bekannten Parameter der Betätigungseinrichtung 13, wie beispielsweise des Steuerstroms, des Drucks, des Volumenstroms und des Volumens, kann anhand der in Schritt S1 bestimmten Befüllzeit At auf den Kolbenweg AS geschlossen werden, welchen der Kolben 15 in der Befüllzeit At zurückgelegt haben muss.

Daraufhin wird in einem Schritt S3 der Kolbenweg AS ins Verhältnis zu einem Grenzwert des Kolbenwegs AScrenz gesetzt, welchen der Kolben 15 mit Erreichen einer Verschleißgrenze des Schaltelements 7 aufweist. In Schritt S3 wird dabei abgefragt, ob das Verhältnis des aktuellen Kolbenwegs AS zu dem Grenzwert AScrenz größer o- der gleich Eins ist. Ist dies zu verneinen, so wird in einem Schritt S4 aufgrund des ermittelten Verhältnisses eine Prognose darüber gegeben und hinterlegt, welche eine bis zum Erreichen der Verschleißgrenze erreichbare Lebensdauer des Schaltelements 7 wiedergibt. Ist das Ergebnis in Schritt S3 positiv, so wird einem Schritt S5 direkt ein Signal generiert, welches als Fehlersignal bzw. Wartungssignal an einen Fehlerspeicher oder Service Datenspeicher des Fahrzeuggetriebes 4 übergeben wird. Hierdurch wird auf einen drohenden Ausfall der Wandlerüberbrückungskupplung 6 hingewiesen.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein Verschleißzustand eines kraftschlüssigen Schaltelements in Echtzeit ermittelt werden. Dabei kann das im Vorfeld im Hinblick auf Verwendung bei einer Wandlerüberbrückungskupplung Beschriebene analog auch bei einem sonstigen, kraftschlüssigen Schaltelement eines Kraftfahrzeuggetriebes Anwendung finden. Bezuqszeichen

1 Antriebsstrang

2 Antriebsmaschine

3 Anfahrelement

4 Kraftfahrzeuggetriebe

5 hydrodynamische Drehmomentwandlers

6 Wandlerüberbrückungskupplung

7 Schaltelement

8 Außenlamellenträger

9 Innenlamellenträger

10 Außenlamellen

11 Innenlamellen

12 Endlamelle

13 Betätigungseinrichtung

14 Steuergerät

15 Kolben

16 Druckraum

17 Verlauf Betätigungsdruck

18 Verlauf Antriebsdrehzahl

19 Verlauf Abtriebsdrehzahl to Zeitpunkt ti Zeitpunkt

At Befüllzeit t Zeit

AS Kolbenweg

AScrenz Grenzwert

S1 bis S5 Einzelschritte