DE10055089A1

DE10055089A1 - Verfahren und Einrichtung zum Betrieb einer Kupplung

Info

Publication number: DE10055089A1
Application number: DE10055089A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Senger; Peter Baeuerle; Bram Veenhuizen; Engbert Spijker; Gert-Jan Van Spijk
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-09-15
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2002-03-28

Abstract

Verfahren und Einrichtung zum Betrieb einer Kupplung zwischen einem Verbrennungsmotor und zumindest einem Antriebsrad eines Fahrzeugs, wobei durch Zusammenpressen der Kupplung mit einer Anpreßkraft oder einem Anpreßdruck (p) ein Moment zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad übertragen wird, und wobei die Anpreßkraft oder der Anpreßdruck (p) in Abhängigkeit eines durch den Verbrennungsmotor erzeugten Motormomentes und in Abhängigkeit der Ungenauigkeit der Information über das durch den Verbrennungsmotor erzeugte Motormoment eingestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Betrieb einer Kupplung zwischen einem Verbrennungsmotor und zumindest einem Antriebsrad eines Fahrzeugs, wobei durch Zu sammenpressen der Kupplung mit einer Anpreßkraft oder einem Anpreßdruck ein Moment zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad übertragen wird.

Wird eine Kupplung schlupfend betrieben, so können bei be kanntem Reibkoeffizient des Kupplungsbelags Rückschlüsse auf das übertragene Kupplungsmoment gezogen werden. Diese Momen teninformation soll zur Bestimmung des Getriebeeingangsmo ments herangezogen werden. Eine genaue Erfassung des Getrie beeingangsmoments ist insbesondere bei stufenlosen Automatik getrieben (CVT) von Bedeutung, damit der Sicherheitsdruck bei der Bandspannungsregelung von Umschlingungsgetrieben redu ziert und der Getriebewirkungsgrad erhöht werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Betrieb einer Kupplung zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Betrieb einer Kupplung zwischen einem Verbrennungsmotor und zumindest einem Antriebsrad eines Fahrzeugs gemäß An spruch 1 bzw. gemäß Anspruch 17 gelöst, wobei zum Betrieb ei ner Kupplung zwischen einem Verbrennungsmotor und zumindest einem Antriebsrad eines Fahrzeugs durch Zusammenpressen der Kupplung mit einer Anpreßkraft oder einem Anpreßdruck ein Mo ment zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad über tragen wird, wobei die Anpreßkraft oder der Anpreßdruck in Abhängigkeit eines durch den Verbrennungsmotor erzeugten Mo tormomentes und in Abhängigkeit der (bekannten) Ungenauigkeit der Information über das durch den Verbrennungsmotor erzeugte Motormoment oder der Drehzahl des Verbrennungsmotors einge stellt wird, insbesondere wobei bestimmten Drehzahlbereichen eine bestimmte Ungenauigkeit der Information über das durch den Verbrennungsmotor erzeugte Motormoment zugeordnet wird. Unter Ungenauigkeit ist dabei z. B. die Standardabweichung oder ein Vielfaches der Standardabweichung zu verstehen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Anpreß kraft oder der Anpreßdruck in Abhängigkeit eines Kupplungs schlupfes in der Kupplung bei Übertragung des Momentes zwi schert dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad ermittelt.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Anpreßkraft oder der Anpreßdruck in Abhängigkeit des über die Kupplung übertragenen Momentes eingestellt.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das über die Kupplung übertragene Moment in Abhängigkeit des Kupplungsschlupfes in der Kupplung bei Übertragung des Momen tes zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad ermit telt.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Anpreßkraft oder der Anpreßdruck in Abhängigkeit des Reibkoeffizienten der Kupplung eingestellt.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Reibkoeffizient der Kupplung in Abhängigkeit des Kupp lungsschlupfes in der Kupplung bei Übertragung des Momentes zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad ermittelt.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Zusammenhang zwischen dem über die Kupplung übertragenen Moment und dem Kupplungsschlupf oder der Zusammenhang zwi schen dem Reibkoeffizienten der Kupplung in Abhängigkeit des Kupplungsschlupfes adaptiert, wenn die (bekannte) Ungenauig keit der Information über das Motormoment kleiner oder gleich einem ersten Toleranzwert ist.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung er folgt die Adaption in Abhängigkeit der Anpreßkraft oder des Anpreßdrucks.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung er folgt die Adaption in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem Kupplungsschlupf und einem Sollwert für den Kupplungsschlupf.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Anpreßkraft oder der Anpreßdruck in Abhängigkeit der Dif ferenz zwischen dem Kupplungsschlupf und einem Sollwert für den Kupplungsschlupf mittels eines Reglers geregelt.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung er folgt die Adaption in Abhängigkeit des Motormomentes.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Reibkoeffizient : der Kupplung gemäß

korrigiert, wobei
T_M ≅ i das von dem Verbrennungsmotor in die Kupplung eingelei tete Eingangsmoment unter Berücksichtigung der Überset zung i eines Getriebes zwischen dem Verbrennungsmotor und der Kupplung und
T_R ein von dem Regler ausgegebenes Differenzmoment ist.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Information über das durch den Verbrennungsmotor erzeugte Motormoment korrigiert, wenn die (bekannte) Ungenauigkeit der Information über das Motormoment größer als ein zweiter Tole ranzwert ist.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Information über das durch den Verbrennungsmotor erzeugte Motormoment in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem Kupp lungsschlupf und dem Sollwert für den Kupplungsschlupf korri giert.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Information über das durch den Verbrennungsmotor erzeugte Motormoment gemäß

korrigiert, wobei
T_M das Motormoment,
T_MK das korrigierte Motormoment,
T_R das von dem Regler ausgegebene Differenzmoment und
i das Übersetzungsverhältnis eines zwischen dem Verbren nungsmotor und der Kupplung angeordneten Getriebes ist.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Toleranzwert gleich dem zweiten Toleranzwert.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kupplung einen Kupplungsbelag auf weist und der Kupplungsbelag derart gewählt wird, daß er eine bestimmte Reibwertcharakteristik aufweist. Dadurch wird die Regelbarkeit der Kupplung verbessert. Hierbei ist insbesonde re vorgesehen, daß der Kupplungsreibwert im Bereich kleiner Kupplungsschlupfwerte stärker mit steigendem Kupplungsschlupf ansteigt als im Bereich größerer Kupplungsschlupfwerte.

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus nachfol gender Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein Antriebsaggregat für ein Kraftfahrzeug

Fig. 2 eine Kupplungssteuerung

Fig. 3 einen Schlupfregler

Fig. 4 einen Ablaufplan

Fig. 5 eine Reibkoeffizient-Schlupf-Kennline

Fig. 6 einen Ablaufplan

Fig. 7 eine Erläuterung des Ablaufplans gemäß Fig. 4

Fig. 8 eine Erläuterung des Ablaufplans gemäß Fig. 6

Fig. 9 ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Kupp lungssteuerung

Fig. 10 ein alternatives Ausführungsbeispiel für einen Schlupfregler

Fig. 11 Schlupf aufgetragen über die Zeit

Fig. 12 Schlupf aufgetragen über die Zeit

Fig. 13 eine Kupplung

Fig. 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Kupplungs steuerung

Fig. 15 einen Ablaufplan für einen Motormoment-Sollwertgeber

Fig. 16 einen weiteren Ablaufplan für einen Motormoment- Sollwertgeber

Fig. 1 zeigt ein Antriebsaggregat für ein Kraftfahrzeug. Da bei bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Verbrennungsmotor, der über eine Welle 4 mit einem Automatikgetriebe 2 verbunden ist. Das Automatikgetriebe 2 ist im besonders vorteilhafter Weise als stufenloses Umschlingungsgetriebe ausgebildet. Das Automatikgetriebe 2 ist über eine Kupplungs-Eingangswelle 5, eine Kupplung 3, eine Kupplungs-Ausgangswelle 6, ein Diffe rential 7 mit Antriebsrädern 8, 9 zum Antrieb des Kraftfahr zeugs verbunden. Durch Zusammenpressen der Kupplung 3 mit ei nem Anpreßdruck p ist das über die Kupplung 3 übertragende Moment einstellbar. Zur Einstellung des über die Kupplung 3 übertragenden Moments ist eine Kupplungsteuerung 12 vorgese hen, die durch Vorgabe eines Soll-Anpreßdrucks p* den Anpreß druck in der Kupplung 3 einstellt. Der Anpreßdruck ist syn onym für eine Anpreßkraft mit der die Kupplung 3 zusammenge preßt wird.

Eingangsgrößen in die Kupplungssteuerung 12 sind u. a. die Drehzahl n_E der Kupplungs-Eingangswelle 5, die mittels eines Drehzahlsensors 10 gemessen wird, die Drehzahl n_A der Kupp lungs-Ausgangswelle 6, die mit einem Drehzahlsensor 11 gemes sen wird, die Übersetzung i des Automatikgetriebes 2, ein Sollwert Δn* für den Kupplungsschlupf der Kupplung 3 (Soll- Kupplungsschlupf), das Moment T_M des Verbrennungsmotors 1 so wie Information ΔT_M über die Ungenauigkeit der Information über das Moment T_M des Verbrennungsmotors 1. Alternativ wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 übertragen und aus der Drehzahl des Verbrennungsmotors ein Wert für ΔT_M über die Un genauigkeit der Information über das Moment T_M des Verbren nungsmotors 1 bestimmt. Ferner kann vorgesehen sein, die Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 aus der Drehzahl n_E der Kupplungs-Eingangswelle 5 (oder ggf. der Drehzahl n_A der Kupplungs-Ausgangswelle 6) zu bestimmen oder den Wert für ΔT_M über die Ungenauigkeit der Information über das Moment T_M des Verbrennungsmotors 1 direkt aus der Drehzahl n_E der Kupp lungs-Eingangswelle 5 (oder ggf. der Drehzahl n_A der Kupp lungs-Ausgangswelle 6) zu bestimmen.

Der Kupplungsschlupf Δn ist definiert als

Δn = n_E - n_A

Das Moment T_M des Verbrennungsmotors 1 sowie die Information ΔT_M über die Ungenauigkeit der Information über das Moment T_M des Verbrennungsmotors 1 werden zum Beispiel von einer nicht dargestellten Motorsteuerung bereitgestellt.

Fig. 2 zeigt die Kupplungssteuerung 12. Sie weist einen Dif ferenzbildner 20, einen Schlupfregler 21 sowie einen Adaptie rer 22 auf. Der Schlupfregler 21 ist in Fig. 3 und der Adap tierer in Fig. 4 näher erläutert. Der Differenzbildner ermit telt den Kupplungsschlupf Δn, der Eingangsgröße in den Schlupfregler 21 ist. Weitere Eingangsgrößen des Schlupfreg lers 21 sind der Soll-Kupplungsschlupf Δn*, das Motormoment T_M, die Übersetzung i des Automatikgetriebes 2 und der Reib koeffizient µ. Der Reibkoeffizient µ wird mittels des Adap tierers 22 gebildet. Eingangsgrößen in den Adaptierer 22 sind der Soll-Kupplungsschlupf Δn*, die Übersetzung i des Automa tikgetriebes 2, das Moment T_M des Verbrennungsmotors 1, In formation ΔT_M über die Ungenauigkeit der Information über das Moment T_M des Verbrennungsmotors 1 sowie ein Differenzmoment T_R, das vom Schlupfregler 21 gebildet wird. Neben dem Reib koeffizient µ ist ein korrigiertes Motormoment T_MK eine wei tere Bezugsgröße des Adaptierers 22. Der Schlupfregler 21 bildet ferner den Soll-Anpreßdruck p*.

Fig. 3 zeigt den inneren Aufbau des Schlupfreglers 21. Der Schlupfregler 21 weist einen Filter 31 zur Filterung des Kupplungsschlupfes Δn auf. Mittels eines Summierers 36 wird die Differenz zwischen dem Soll-Kupplungsschlupf Δn* und dem mittels des Filters 31 gefilterten Kupplungsschlupfes Δn ge bildet. Diese Differenz wird mittels eines Negierers 32 ne giert und ist Eingangsgröße in einen Regler 33, der in vor teilhafter Ausgestaltung als PID-Regler ausgeführt ist. Aus gangsgröße des Reglers 33 ist das Differenzmoment T_R.

Mittels eines Filters 34 wird das Motormoment T_M gefiltert. Das so gefilterte Motormoment T_M wird mittels eines Multipli zierers 70 mit der Übersetzung i des Automatikgetriebes 2 multipliziert und mittels eines Summierers 37 mit dem Diffe renzmoment T_R addiert. Die Summe aus Differenzmoment T_R und gefilterten und mit der Übersetzung i des Automatikgetriebes 2 multiplizierte Motormoment ist das von der Kupplung 3 zu übertragende Kupplungsmoment T_K, das zusammen mit dem Reib koeffizienten µ Eingangswert in ein inverses Kupplungsmodel 35 ist. Im inversen Kupplungsmodel 35 ist in beispielhafter Ausgestaltung folgende Gleichung implementiert:

Dabei ist A die Kolbenfläche der Kupplung 3, r der effektive Reibradius der Kupplung 3, Z_R die Anzahl der Reibflächen der Kupplung 3 und F₀ die minimal notwendige Kraft zur Drehmo mentübertragung mittels der Kupplung 3.

Fig. 4 zeigt einen Ablaufplan, als Implementierung des Adap tierers 22. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 40 den Anfang des Ablaufs und Bezugszeichen 49 das Ende des Ablaufs. In einem Schritt 41 werden die Information T_M über das Motormoment, die Information ΔT_M über die Ungenauigkeit der Information über das Motormoment T_M, das Differenzmoment T_R, der Soll- Kupplungsschlupf Δn* und der Anpreßdruck p eingelesen.

In einem nächsten Schritt 42 wird ein Reibkoeffizient µ aus dem Soll-Kupplungsschlupf Δn* und dem Anpreßdruck p gebil det. Dies erfolgt in vorteilhafter Ausgestaltung mittels ei ner vom Anpreßdruck p abhängigen Reibkoeffizient-Schlupf- Kennlinie. Eine solche Kennlinie ist beispielhaft in Fig. 5 dargestellt und mit Bezugszeichen 50 bezeichnet.

Wie anhand der Fig. 5 zu sehen ist, wird der Kupplungsbelag so gewählt, daß der Reibwertverlauf eine bestimmte Charakte ristik aufweist. Für kleine Schlupfdrehzahlen steigt der Reibwert stark an. Dadurch wird die Regelbarkeit der Kupplung verbessert. Für größere Schlupfdrehzahlen ist der Reibwert verlauf sehr flach.

Dem Schritt 42 folgt die Abfrage 43, in der abgefragt wird, ob

ΔT_M ≦ T₁,

wobei T₁ ein (erster) Toleranzwert ist. Ist

ΔT_M ≦ T₁,

so folgt ein Schritt 44, in dem ein neuer Reibkoeffizient der Kupplung gemäß

sowie ein korrigiertes Motormoment T_MK gemäß

T_MK = T_M

gebildet wird.

Dem Schritt 44 folgt ein Schritt 45 in dem die vom anpreß druckabhängigen Reibkoeffizient-Schlupf-Kennlinie 50 derart verändert wird, daß der neue Wert für den Reibkoeffizient µ und der Soll-Kupplungsschlupf Δn* ein Wertepaar auf der ver änderten Reibkoeffizient-Schlupf-Kennlinie 51 bilden. Schritt 45 wird durch Fig. 5 verdeutlicht. Dabei bezeichnet µ₁ den Wert für den Reibkoeffizienten µ für den gültigen Anpreßdruck vor Ausführung des Schritts 45 und µ₂ den Wert des Reib koeffizienten µ für den gültigen Anpreßdruck nach Ausführung des Schritts 45. Der Reibkoeffizient µ₁ wird mittels der Kennlinie 50 in Abhängigkeit des Soll-Kupplungsschlupfes Δn* gebildet (siehe Schritt 42). Im Schritt 45 wird in die Reib beiwert-Kupplungsschlupf-Kennlinie 50 so verändert, daß sich eine Reibbeiwert-Kupplungsschlupf-Kennlinie 51 ergibt, auf der der Wert µ₂ und der Soll-Kupplungsschlupf Δn* ein Werte paar sind.

Ist

ΔT_M ≦ T₁

nicht erfüllt, so folgt statt Schritt 44 ein Schritt 48, in dem ein korrigiertes Motormoment T_MK gleich der Summe aus durch den Verbrennungsmotor 1 erzeugte Motormoment T_M und dem durch die Übersetzung i des Automatikgetriebes 2 dividierten Differenzmoments T_R gesetzt wird:

T_M = T_M + T_R/i

Dem Schritt 46 bzw. dem Schritt 48 folgt eine Abfrage 47, in der abgefragt wird, ob der vorangegangene Ablauf wiederholt werden soll. Ist dies der Fall, so folgt Schritt 41. Ist dies nicht der Fall, so wird der Ablauf beendet.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des Ablaufplans aus Fig. 4. Dabei folgt der Abfrage 43 nicht der Schritt 48, sondern eine Abfra ge 60. Mit der Abfrage 60 wird abgefragt, ob

ΔT_M < T₂

erfüllt ist, wobei T₂ ein zweiter Toleranzwert ist. Ist diese Bedingung erfüllt, so folgt Schritt 48. Ist die Bedingung da gegen nicht erfüllt, erfolgt Schritt 46.

Fig. 7 und Fig. 8 verdeutlichen die Unterschiede zwischen den Ablaufplänen gemäß Fig. 4 und Fig. 6. Dabei ist auf der Ab szisse die Information ΔT_M über die Ungenauigkeit der Infor mation über das Motormoment T_M des Verbrennungsmotors 1 dar gestellt. Die Ordinate in Fig. 7 und Fig. 8 gibt an, welche Schritte ausgeführt werden. Dabei symbolisiert der Wert -1 die Ausführung der Schritte 44 und 45, der Wert 1 die Ausfüh rung des Schritts 48 und der Wert 0 weder die Ausführung der Schritte 44 und 45 noch des Schritts 48. Die Abfrage 43 in Fig. 4 entspricht einem binären Schalter. Die Kombination der Abfragen 43 und 60 in Fig. 6 entspricht einem Dreipunkt- Schalter. Anstelle dieser beiden einfachen Schaltertypen sind selbstverständlich auch kompliziertere Schaltvorgänge, wie etwa fließende Übergänge, die z. B. durch Fuzzy-Techniken aus geführt werden können, denkbar.

Fig. 9 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Kupplungssteuerung 79, die als Ersatz für die Kupplungssteue rung 12 in Fig. 1 verwendbar ist. Die Kupplungssteuerung 79 in Fig. 9 weist einen Schlupfregler 80 und eine Schutzein richtung 81 zum Schutz des Antriebsaggregats, insbesondere des Automatikgetriebes 2 vor Drehmomentstößen auf. Ausgangs größe der Schutzeinrichtung 81 ist ein Stoßmoment T_S. Das Stoßmoment T_S errechnet sich in vorteilhafter Ausgestaltung gemäß

Dabei ist
J_l das Trägheitsmoment einer l-ten Komponente des An triebsaggregats auf der Seite der Kupplung 3, auf der der Verbrennungsmotor 1 angeordnet ist,
Δn_max der maximal zulässige Kupplungsschlupf,
T_c ein konstantes Moment,
Δt die Zeitdauer, in der ein Momentenstoß zu einer Er höhung des Schlupfes führt.

Bei der Einleitung von sogenannten Drehmomentstößen, insbe sondere von Drehmomentstößen, die durch die Antriebsräder 8 und 9 in das Antriebsaggregat eingeleitet werden, kann das Automatikgetriebe 2 geschädigt werden. Besonderes kritisch ist dabei der Schutz z. B. eines Variators eines CVT (Conti nuously Variable Transmission). Bereits ein kurzzeitiges Durchrutschen eines solchen Umschlingungsgetriebes aufgrund eines Drehmomentstoßes kann zu bleibenden Schäden in Um schlingungsgetriebe führen. Derartige Drehmomentstöße treten z. B. bei einem Übergang von einem Fahrbahnbelag mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten zu einem Fahrbahnbelag mit einem hohen Reibungskoeffizienten auf. Beispiele sind z. B. der Übergang von einer eisbedeckten Fahrbahn zu einer trock nen Fahrbahn oder das Überfahren von Eisenbahnschienen.

Ist die Schlupfdauer Δt von untergeordneter Bedeutung, so kann das Stoßmoment T_s gleich dem konstanten Moment T_c ge setzt werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, das Stoßmoment T_s an eine Getriebesteuerung zu übertragen, so daß z. B. der Anpreßdruck in einem Umschlingungsgetriebe entsprechend er höht werden kann. Der erforderliche Anpreßdruck im Umschlin gungsgetriebe ist in Abhängigkeit des Stoßmoments T_s anzuhe ben.

Fig. 10 zeigt den Schlupfregler 80 in detaillierterer Dar stellung. Gegenüber dem Schlupfregler 21 unterscheidet sich der Schlupfregler 80 durch einen Minimalwertbildner 82. Der Minimalwertbildner 82 vergleicht das Differenzmoment T_R und das Stoßmoment T_s und gibt das kleinere Moment als Ausgangs wert aus.

Fig. 11 zeigt einen entsprechenden Schlupf Δn aufgetragen über die Zeit t bei Verwendung einer Kupplungssteuerung 79 gemäß Fig. 9. Dabei bezeichnet der Zeitpunkt t₁ den Zeit punkt, an dem der maximal zulässige Schlupf Δn_max erreicht ist und t₂ den Zeitpunkt, an dem der durch den Drehmomenten stoß bedingte Schlupf abgeklungen ist. Die Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₁ ist die Schlupfzeit Δt. Fig. 11 zeigt dabei den Verlauf des Kupplungsschlupfes Δn, wenn der Soll-Kupplungschlupf Δn* gleich Null ist. Für den Fall, daß der Soll-Kupplungsschlupf Δn* ungleich Null ist, zeigt Fig. 12 den Verlauf des Kupplungsschlupfes Δn. In diesem Fall ist der Kupplungsschlupf Δn zum Zeitpunkt t₂ gleich dem Soll- Kupplungsschlupf Δn*.

Um die Kupplung 3 vor thermischer Überlastung zu schützen, wird die Schlupfzeit Δt vorteilhafterweise in Abhängigkeit der thermischen Beanspruchung in der Kupplung 3 eingestellt. Dazu wird die Temperatur der Kupplung 3 mittels eines thermo dynamischen Modells abschätzt. Überschreitet die geschätzte Temperatur der Kupplung 3 eine kritische Temperaturgrenze, so wird der Soll-Kupplungsschlupf Δn* auf Null reduziert. Zudem wird in vorteilhafter Ausgestaltung ein sogenannter Reserve- Anpreßdruck erhöht. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, daß der Wert F₀ erhöht wird. Alternativ dazu kann auch ein sogenann tes Reservemoment erhöht werden. Dies erfolgt z. B. dadurch, daß der Wert T_c erhöht wird.

Fig. 13 zeigt eine Kupplung 3 in beispielhafter Ausgestal tung. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 83 eine Schmierölzufüh rung für Hydrauliköl, Bezugszeichen 84 einen Außenmitnehmer, Bezugszeichen 85 einen Innenmitnehmer, Bezugszeichen 86 eine Außenlamelle, Bezugszeichen 87 eine Innenlamelle, Bezugszei chen 88 eine Rückholfeder, Bezugszeichen 93 einen Zylinder, Bezugszeichen 94 einen Kolben, Bezugszeichen 95 eine Druck platte und Bezugszeichen 96 eine Druckmittelzuführung. Am Au ßenmitnehmer 84, welcher mit der Kupplungs-Eingangswelle 5 verbunden ist, sind Außenlamellen 86, in vorteilhafter Ausge staltung Stahllamellen ohne Reibbelag, angeordnet. Der mit der Kupplungs-Ausgangswelle 6 verbundene Innenmitnehmer 85 nimmt die Innenlamellen 87 auf, die mit einem Reibbelag be schichtet sind. Bei Einleitung von Hydrauliköl mit einem de finierten Druckniveau über die Druckmittelzuführung 96 in den Zylinder 93 bewegt sich der Kolben 94 gegen die Kraft der Rückholfeder 88 in Richtung der Druckplatte 95 und drückt das Lamellenpaket, daß aus Innen- und Außenlamellen 87 und 86 be steht, zusammen. Zur Kühlung des Lamellenpakets wird über die Schmierölzuführung 83 Hydrauliköl zu den Innen- und Außenla mellen 87 und 86 geleitet.

Fig. 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Kupp lungsteuerung 90. Die Kupplungssteuerung 90 kann die Kupp lungsteuerung 12 oder die Kupplungssteuerung 79 ersetzen. Ge genüber der Kupplungssteuerung 79 weist die Kupplungssteue rung 90 einen Motormoment-Sollwertgeber 91 auf. Die Steuerung 12 kann ebenfalls um einen solchen Motormoment-Sollwertgeber 91 ergänzt werden. Der Motormoment-Sollwertgeber 91 gibt da bei einen Sollwert T_M* für das Moment des Verbrennungsmotors 1 aus, das in beispielhafter Ausgestaltung einer Steuerung des Verbrennungsmotors 1 zugeführt wird. Neben einer Momen tenvorgabe kann das Soll-Motormoment T_M* auch durch eine Zündwinkelvorgabe oder einen Grenzwert für die Motordrehzahl vorgegeben werden. Es kann auch vorgesehen werden, daß der Motormoment-Sollwertgeber 91 anstelle der Kupplungssteuerung 12 eingesetzt wird. In diesem Fall wird eine Begrenzung von Drehmomentstößen in einem Antriebsaggregat dadurch erreicht, daß bei dem Antriebsaggregat eines Fahrzeugs, das einen Ver brennungsmotor, eine Kupplung und zumindest ein Antriebsrad aufweist, daß durch Zusammenpressen der Kupplung ein Moment zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad übertragen wird, und daß der Verbrennungsmotor in Abhängigkeit der Dreh zahl der Kupplung auf der Seite des Verbrennungsmotors und/oder der Drehzahl der Kupplung auf der Seite des An triebsrades gesteuert oder geregelt wird. Dabei erfolgt die Steuerung und Regelung des Verbrennungsmotors in vorteilhaf ter Ausgestaltung in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Verbrennungsmo tors und/oder der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupp lung auf der Seite des Antriebsrades. Eine Begrenzung von Drehmomentstößen in einem Antriebsaggregat wird vorteilhaf terweise dadurch erreicht, daß bei dem Antriebsaggregat eines Fahrzeugs, das einen Verbrennungsmotor, eine Kupplung und zu mindest ein Antriebsrad aufweist, daß durch Zusammenpressen der Kupplung ein Moment zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad übertragen wird, und daß der Verbrennungsmo tor in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Verbrennungsmotors und/oder der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Antriebsrades gesteuert oder geregelt wird.

Fig. 15 und 16 zeigen Ablaufpläne die in beispielhafter Aus gestaltung je einzeln oder zusammen auf dem Motormoment- Sollwertgeber 91 implementiert sind. Dabei bezeichnen Bezugs zeichen 100 bzw. 109 in Fig. 15 den Anfang bzw. das Ende des Ablaufs. Der Ablauf beginnt mit einem Schritt 101, in dem die Kupplungs-Eingangsdrehzahl n_E eingelesen wird. In einem wei teren Schritt 102 wird die Ableitung dn_E/dt der Kupplungs- Eingangsdrehzahl n_E gebildet. Dem Schritt 102 folgt die Ab frage 103, in der abgefragt wird, ob

wobei n_Elim1 ein vorgegebener Grenzwert ist. Ist diese Bedin gung erfüllt, so wird in einem Schritt 104 ein Wert n_E0 mit

n_E0 = n_E

gebildet. In einem weiteren Schritt 105 erfolgt die Begren zung des Motormoments T_M des Verbrennungsmotors 1. Dazu wird ein Entsprechender Sollwert T_M* ausgegeben, der eine Momen tenvorgabe, eine Zündwinkelvorgabe oder eine Begrenzung der maximalen Motordrehzahl des Verbrennungsmotors 1 umfassen kann (siehe oben). Im Schritt 105 wird ein neuer Wert n_E ein gelesen. Dem Schritt 105 folgt zudem die Abfrage 106, ob

n_E0 - n_E < n_Elim2,

wobei n_Elim2 ein vorgegebener Grenzwert ist. Ist die Abfrage nicht erfüllt, so folgt wiederum Schritt 105. Ist die Abfrage dagegen erfüllt, so folgt ein Schritt 107, indem die Begren zung des Motormoments aufgehoben wird. D. h. es erfolgt keine Momentenvorgabe, Zündwinkelvorgabe oder Begrenzung der maxi malen Motordrehzahl. Dem Schritt 107 folgt eine Abfrage 108 in der abgefragt wird, ob der Ablauf beendet werden soll. Soll der Ablauf nicht beendet werden, so folgt wiederum Schritt 101 andernfalls wird der Ablauf beendet.

Ist die Bedingung

der Abfrage 103 nicht erfüllt, so folgt Abfrage 108.

Bezugszeichen 110 bzw. 119 in Fig. 16 bezeichnen den Anfang bzw. das Ende des Ablaufs. Der Ablauf beginnt mit einem Schritt 111, in dem die Kupplungs-Ausgangsdrehzahl n_A eingele sen wird. In einem weiteren Schritt 112 wird die Ableitung dn_A/dt der Kupplungs-Ausgangsdrehzahl n_A gebildet. Dem Schritt 112 folgt die Abfrage 113, in der abgefragt wird, ob

wobei n_Alim1 ein vorgegebener Grenzwert ist. Ist diese Bedin gung erfüllt, so wird in einem Schritt 114 ein Wert n_A0 mit

n_A0 = n_A

gebildet. In einem weiteren Schritt 115 erfolgt die Begren zung des Motormoments T_M des Verbrennungsmotors 1. Dazu wird ein entsprechender Sollwert T_M* ausgegeben, der eine Momen tenvorgabe, eine Zündwinkelvorgabe oder eine Begrenzung der maximalen Motordrehzahl des Verbrennungsmotors 1 umfassen kann (siehe oben). Im Schritt 115 wird zudem ein neuer Wert n_A eingelesen. Dem Schritt 115 folgt die Abfrage 116, ob

n_A0 - n_A < n_Alim2,

wobei n_Alim2 ein vorgegebener Grenzwert ist. Ist die Abfrage nicht erfüllt, so folgt wiederum Schritt 115. Ist die Abfrage dagegen erfüllt, so folgt ein Schritt 117, indem die Begren zung des Motormoments aufgehoben wird. D. h. es erfolgt keine Momentenvorgabe, Zündwinkelvorgabe oder Begrenzung der maxi malen Motordrehzahl. Dem Schritt 117 folgt eine Abfrage 118, in der abgefragt wird, ob der Ablauf beendet werden soll. Soll der Ablauf nicht beendet werden, so folgt wiederum Schritt 111, andernfalls wird der Ablauf beendet.

Ist die Bedingung

der Abfrage 113 nicht erfüllt, so folgt Abfrage 118.

Bezugszeichenliste

1

Motor

2

Getriebe

3

Kupplung

4

Welle

5

Kupplungs-Eingangswelle

6

Kupplungs-Ausgangswelle

7

Differential

8

,

9

Antriebsräder

10

,

11

Drehzahlsensoren

12

,

79

,

90

Kupplungssteuerung

20

Differenzbildner

21

,

80

Schlupfregler

22

Adaptierer

31

,

14

Filter

32

Negierer

33

Regler

35

inverses Kupplungsmodell

36

,

37

Summierer

40

,

100

,

110

Anfang des Ablaufs

41

,

42

,

44

,

45

,

46

,

48

,

101

,

102

,

104

,

105

,

107

,

111

,

112

,

113

,

114

,

115

,

117

Schritt

43

,

47

,

60

,

103

,

106

,

108

,

113

,

116

,

118

Abfrage

49

,

109

,

119

Ende des Ablaufs

50

,

51

Reibkoeffizient-Schlupf-Kennlinie

70

Multiplizierer

81

Schutzeinrichtung

82

Minimalwertbildner

83

Schmierölzuführung

84

Außenmitnehmer

85

Innenmitnehmer

86

Außenlamelle

87

Innenlamelle

88

Rückholfeder

91

Motormoment-Sollwertgeber

93

Zylinder

94

Kolben

95

Druckplatte

96

Druckmittelzuführung
n_E

Drehzahl der Kupplungs-Eingangswelle
n_A

Drehzahl der Kupplungs-Ausgangswelle
T_M

Information über das Motormoment
)T_M

Ungenauigkeit der Information über das Motormoment
T_E

Kupplungs-Eingangsmoment
T_R

Differenzmoment (Reglerausgang)
T_k

Kupplungsmoment
T₁

erster Toleranzwert
T₂

zweiter Toleranzwert
)n Kupplungsschlupf
)n* Soll-Kupplungsschlupf
i Übersetzung des Getriebes
p Anpreßdruck
p* Soll-Anpreßdruck
:, :₁

, :₂

Reibkoeffizient
J_i

Trägheitsmoment des Antriebsaggregats auf der
Seite der Kupplung

1

, auf der der Verbrennungs motor angeordnet ist
Δn_max

maximal zulässiger Kupplungsschlupf
T_c

konstantes Moment
Δt Zeitdauer, in der ein Momentenstoß zu einer Er höhung des Schlupfes führt
A_R

Reibfläche der Stahllamellen der Kupplung
Z_R

Anzahl der Reibflächen der Kupplung
t Zeit
T_MK

korrigiertes Motormoment
F₀

minimal notwendige Kraft zur Drehmomentübertra gung mittels der Kupplung
T_s

Stoßmoment
t₁

Zeitpunkt
t₂

Zeitpunkt
T_M

* Sollwert für das Moment des Verbrennungsmotors
d()/dt Ableitung
n_Elim1

vorgegebener Grenzwert
n_Elim2

vorgegebener Grenzwert
n_Alim1

vorgegebener Grenzwert
n_Alim2

vorgegebener Grenzwert
n_E0

Wert
n_A0

Wert

Claims

1. Verfahren zum Betrieb einer Kupplung (3) zwischen einem Verbrennungsmotor (1) und zumindest einem Antriebsrad (8, 9) eines Fahrzeugs, wobei durch Zusammenpressen der Kupplung (3) mit einer Anpreßkraft oder einem Anpreßdruck (p) ein Moment zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem Antriebsrad (8, 9) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft oder der Anpreßdruck (p) in Abhängigkeit eines durch den Verbrennungsmotor (1) erzeugten Motormomentes (T_M) und in Abhängigkeit der Ungenauigkeit (ΔT_M) der Informa tion über das durch den Verbrennungsmotor (1) erzeugte Motor moment (T_M) oder der Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) ein gestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft oder der Anpreßdruck (p) in Abhängigkeit eines Kupplungsschlupfes (Δn) in der Kupplung (3) bei Über tragung des Momentes zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem Antriebsrad (8, 9) ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft oder der Anpreßdruck (p) in Abhängigkeit des über die Kupplung (3) übertragenen Momentes eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das über die Kupplung (3) übertragene Moment in Abhängig keit des Kupplungsschlupfes (Δn) in der Kupplung (3) bei Übertragung des Momentes zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem Antriebsrad (8, 9) ermittelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft oder der Anpreßdruck (p) in Abhängigkeit des Reibkoeffizienten (:) der Kupplung (3) eingestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibkoeffizient (:) der Kupplung (3) in Abhängigkeit des Kupplungsschlupfes (Δn) in der Kupplung (3) bei Übertra gung des Momentes zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem Antriebsrad (8, 9) ermittelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusammenhang zwischen dem über die Kupplung (3) über tragenen Moment und dem Kupplungsschlupf (Δn) oder der Zu sammenhang zwischen dem Reibkoeffizienten (:) der Kupplung (3) in Abhängigkeit des Kupplungsschlupfes (Δn) adaptiert wird, wenn die Ungenauigkeit (ΔT_M) der Information über das Motormoment kleiner oder gleich einem ersten Toleranzwert (T₁) ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaption in Abhängigkeit der Anpreßkraft oder des An preßdrucks (p) erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaption in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem Kupplungsschlupf (Δn) und einem Sollwert (Δn*) für den Kupp lungsschlupf (Δn) erfolgt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft oder der Anpreßdruck (p) in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem Kupplungsschlupf (Δn) und einem Sollwert (Δn*) für den Kupplungsschlupf (Δn) mittels eines Reglers (21, 33, 80) geregelt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaption in Abhängigkeit des Motormomentes (T_M) er folgt.

12. Verfahren nach Anspruch 7, 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibkoeffizient (:) der Kupplung (3) gemäß
korrigiert wird, wobei
T_M ≅ i das von dem Verbrennungsmotor (1) in die Kupplung (3) eingeleitete Eingangsmoment unter Berücksichtigung der Übersetzung i eines Getriebes zwischen dem Verbren nungsmotor (1) und der Kupplung (3) und
T_R ein von dem Regler (33) ausgegebenes Differenzmoment ist.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Information über das durch den Verbrennungsmotor (1) erzeugte Motormoment (T_M) korrigiert wird, wenn die Ungenau igkeit (ΔT_M) der Information über das Motormoment (T_M) größer als ein zweiter Toleranzwert (T₂) ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Information über das durch den Verbrennungsmotor (1) erzeugte Motormoment (T_M) in Abhängigkeit der Differenz zwi schen dem Kupplungsschlupf (Δn) und dem Sollwert (Δn*) für den Kupplungsschlupf (Δn) korrigiert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Information über das durch den Verbrennungsmotor (1) erzeugte Motormoment gemäß
korrigiert wird, wobei
T_M das Motormoment,
T_MK das korrigierte Motormoment,
T_R das von dem Regler ausgegebene Differenzmoment und
i das Übersetzungsverhältnis eines zwischen dem Verbren nungsmotor (1) und der Kupplung (3) angeordneten Getrie bes (2)
ist.

16. Verfahren nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Toleranzwert (T₁) gleich dem zweiten Tole ranzwert (T₂) ist.

17. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (3) einen Kupplungsbelag aufweist und der Kupplungsbelag derart gewählt wird, daß er eine bestimmte Reibwertcharakteristik aufweist, wobei insbesondere vorgese hen ist, daß der Kupplungsreibwert im Bereich kleiner Kupp lungsschlupfwerte stärker mit steigendem Kupplungsschlupf an steigt als im Bereich größerer Kupplungsschlupfwerte.

18. Einrichtung zum Betrieb einer Kupplung (3), insbesondere für eine gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche betreibbare Kupplung (3), zwischen einem Verbren nungsmotor (1) und zumindest einem Antriebsrad (8, 9) eines Fahrzeugs, wobei durch Zusammenpressen der Kupplung (3) mit einer Anpreßkraft oder einem Anpreßdruck (p) ein Moment zwi schen dem Verbrennungsmotor (1) und dem Antriebsrad (8, 9) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplungssteuerung (12) zur Einstellung der Anpreß kraft oder des Anpreßdrucks (p) in Abhängigkeit eines durch den Verbrennungsmotor (1) erzeugten Motormomentes (T_M) und in Abhängigkeit der Ungenauigkeit (ΔT_M) der Information über das durch den Verbrennungsmotor (1) erzeugte Motormoment (T_M) vorgesehen ist.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung einen Kupplungsbelag aufweist und der Kupp lungsbelag derart gewählt wird, daß er eine bestimmte Reib wertcharakteristik aufweist, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß der Kupplungsreibwert im Bereich kleiner Kupplungs schlupfwerte stärker mit steigendem Kupplungsschlupf ansteigt als im Bereich größerer Kupplungsschlupfwerte.