DE102007008981B4

DE102007008981B4 - Verfahren zur Bestimmung des Weges eines Kolbens eines Nehmerzylinders

Info

Publication number: DE102007008981B4
Application number: DE102007008981.5A
Authority: DE
Inventors: Frank Bast
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2007-02-23
Publication date: 2017-05-04
Anticipated expiration: 2027-02-24
Also published as: DE102007008981A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung des Weges eines Nehmerzylinderkolbens (11) eines Nehmerzylinders (3), der in einem hydraulischen System (1), das den Nehmerzylinder (3), einen Geberzylinder (2) sowie eine diese verbindende Hydraulikleitung (4) umfasst, angeordnet ist, wobei das hydraulische System (1) Teil einer Betätigungsvorrichtung (5) einer Kupplungsausrückvorrichtung ist, wobei der Weg des Nehmerzylinderkolbens (11) bei Druckbeaufschlagung des Geberzylinders (2) mit einem Modell der Betätigungsvorrichtung (5) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell der Betätigungsvorrichtung (5) ein Modell des hydraulischen Systems (1) umfasst, wobei das Modell aus Teilmodellen besteht, wobei ein Teilmodell ein Fluidvolumenmodell, ein Teilmodell ein Temperaturausdehnungsmodell des Aufnahmevolumens und ein Teilmodell ein Elastizitätsmodell des Aufnahmevolumens ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Steuergerät und Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens.
Bei automatisierten Schaltgetrieben, auch als XSG-Systeme bezeichnet, erfolgt die Betätigung der Kupplung oder der Kupplungen bei einem Doppelkupplungsgetriebe z. B. über ein hydraulisches System mit an sich bekannten Geber- und Nehmerzylindern, wobei der Geberzylinder von einem elektromechanischen Aktor betätigt wird, wie dies beispielsweise in der DE 103 16 436 A1 dargstellt ist. Zur Steuerung des elektromechanischen Aktors ist es notwendig, die Weg/Wegkennlinie zwischen Eingang und Ausgang des hydraulischen Systems umfassend den Geberzylinder als Eingang und den Nehmerzylinder als Ausgang zu erfassen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das die Kupplungsausrückkinematik modelliert. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Hierbei wird durch ein Verfahren zur Bestimmung des Weges eines Nehmerzylinderkolbens eines Nehmerzylinders, der in einem hydraulischen System, das den Nehmerzylinder, einen Geberzylinder sowie eine diese verbindende Hydraulikleitung umfasst, angeordnet ist, wobei das hydraulische System Teil einer Betätigungsvorrichtung, insbesondere einer Kupplungsausrückvorrichtung ist, der Weg des Nehmerzylinderkolbens bei Druckbeaufschlagung des Geberzylinders mit einem Modell der Betätigungsvorrichtung ermittelt. Die Betätigungsvorrichtung dient der Verschiebung und Kraftbeaufschlagung einer Vorrichtung, bei einer Kupplungsausrückvorrichtung ist dies die Betätigung der Kupplung. Das Modell der Betätigungsvorrichtung umfasst vorzugsweise ein Modell des hydraulischen Systems. Es werden also mechanische und/oder hydraulische Komponenten der Betätigungsvorrichtung modelliert. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass aus dem Modell der Betätigungsvorrichtung eine Wegänderung des Nehmerzylinderkolbens relativ zu einem Referenzweg ermittelt wird und der Weg des Nehmerzylinderkolbens als Summe des Referenzweges und der Wegänderung bestimmt wird. Das Modell besteht vorzugsweise aus Teilmodellen, die jeweils räumlich, thermisch, mechanisch oder funktionell abgetrennte Teilsysteme der Betätigungsvorrichtung umfassen. Ein Teilmodell ist vorzugsweise ein Fluidvolumenmodell des hydraulischen Systems. Das Fluidvolumenmodell umfasst bevorzugt eine Modellierung eines Volumens eines Hydraulikfluids des hydraulischen Systems.
Das Volumen des Hydraulikfluids wird vorzugsweise aus einem Referenzvolumen bei einer Referenztemperatur und einer Volumenänderung durch eine Abweichung der Temperatur von der Referenztemperatur ermittelt. Die Abweichung der Temperatur von der Referenztemperatur sowie die Volumenänderung durch die Abweichung der Temperatur von der Referenztemperatur wird bevorzugt bereichsweise ermittelt. Die Bereiche umfassen z. B. Teile des Betätigungssystems, die in unterschiedlichen Bereichen angeordnet sind. Bei einer Kupplungsausrückvorrichtung kann hier z. B. nach Bereichen, die innerhalb der Kupplungsglocke, z. B. der Nehmerzylinder sowie Teile dessen hydraulischen Zuleitung, und Bereichen, die außerhalb der Kupplungsglocke, z. B. Geberzylinder mit Teilen der Hydraulikleitung, unterschieden werden.
Ein Teilmodell ist vorzugsweise ein Temperaturausdehnungsmodell des Aufnahmevolumens des hydraulischen Systems. Das Aufnahmevolumen wird vorzugsweise aus der Summe eines Referenzaufnahmevolumens bei einer Referenztemperatur und einer Änderung des Aufnahmevolumens bei einer Abweichung von der Referenztemperatur ermittelt. Die Abweichung der Temperatur von der Referenztemperatur sowie die Änderung des Aufnahmevolumens durch die Abweichung der Temperatur von der Referenztemperatur wird bevorzugt bereichsweise ermittelt.
Ein Teilmodell ein Elastizitätsmodell des Aufnahmevolumens des hydraulischen Systems bei unterschiedlichen Drücken ist. Das Aufnahmevolumen wird bevorzugt aus der Summe eines Referenzvolumens bei einem Referenzdruck und einer Volumenänderung bei einer Abweichung von dem Referenzdruck ermittelt.
Es wird ausserdem ein Steuergerät mit Mitteln zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt, vorgeschlagen.
Die Modellierung der Kupplungsausrückkinematik, insbesondere für XSG-Systeme ermöglicht eine Kompensation fehlender Abgleichsmöglichkeiten für die Kupplungsausrückkinematik im Fahrbetrieb und hilft, für den Fahrkomfort störende Abgleiche zu vermeiden. Ein Modell des Ausrücksystems kann überdies bei hinreichender Genauigkeit die Adaptionsstrategie einer Regelung des Kupplungsausrücksystems vereinfachen. Die sich im Betrieb verändernden Parameter werden für Ausrückmechanismus und Kupplung separat erfasst. So bleiben z. B. auch bei Änderungen am Ausrückmechanismus die kupplungsabhängigen Strategien wie Tast- und Reibwertadaption unangetastet.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Systems mit einem elektromechanischen Aktor und einer konzentrisch zur Getriebeeingangswelle angeordneten Kupplungsausrückvorrichtung;
2 ein Blockschaltbild eines Modells eines hydraulischen Systems;
3 eine Skizze zur Aufteilung des hydraulischen Systems in Basismodule.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine mögliche Ausgestaltung einer Kupplungsausrückvorrichtung 5 für eine Kupplung 6. Diese umfasst ein hydraulisches System 1 mit einem Geberzylinder 2 und einem Nehmerzylinder 3, die durch eine Hydraulikleitung 4 hydraulisch miteinander verbunden sind. Die Kupplungsausrückvorrichtung 5 betätigt die Kupplung 6 hydraulisch durch Beaufschlagung des Geberzylinders 2 mittels eines Betätigungsgliedes 7, das vorzugsweise ein elektromechanischer Aktor ist. Hierdurch wird mittels einer mechanischen Übertragung 8 auf einen Geberzylinderkolben 9 des Geberzylinders 2 Druck im Geberzylinder 2 aufgebaut, der wiederum über die Hydraulikleitung 4 Druck im Nehmerzylinder 3 aufbaut. Der Nehmerzylinder 3 umfasst einen Nehmerzylinderkolben 11 zur Betätigung der Kupplungsausrückvorrichtung 5. Der Nehmerzylinder 3 kann, wie in einer Ausrückmechanik 10 in diesem Beispiel gezeigt, konzentrisch um die Getriebeeingangswelle (Zentralausrücker, CSC) angeordnet sein und sich axial an einem nicht dargestellten Getriebegehäuse abstützen und die nötige Ausrückkraft über ein Ausrücklager an der Kupplung 6, beziehungsweise an deren Ausrückelementen, wie einer Tellerfeder, aufbringen. Weitere Ausführungsbeispiele können einen Nehmerzylinder 3, der über eine Ausrückmechanik einen Ausrücker betätigt und außerhalb der Kupplungsglocke angeordnet ist, vorsehen, wobei dieser die Ausrückmechanik 6 axial beaufschlagt. Zum Aufbringen der Ausrückkraft ist der Nehmerzylinder 3 jeweils gehäusefest am Getriebegehäuse, das hier nicht näher dargestellt ist, oder an einem anderen gehäusefesten Bauteil angebracht. Die Kupplung 6 überträgt das Drehmoment der Brennkraftmaschine auf ein nicht näher dargestelltes Getriebe und anschließend auf die Antriebsräder eines Kraftfahrzeuges.
2 zeigt ein Blockschaltbild eines Modells eines hydraulischen Systems 1 zur Bestimmung des Ausrückweges X_A abhängig vom Aktorweg X_E. Mit X_E ist in 1 der Weg bezeichnet, den der Geberzylinderkolben 9 zurücklegt, mit X_A ist der Ausrückweg und damit der Weg, den der Nehmerzylinder 11 zurücklegt, bezeichnet. Eine Übersetzung zwischen Ausrückweg X_A und Weg X_E des Geberzylinderkolbens 9 hängt von den effektiven Querschnittsflächen der beiden beteiligten Kolben ab. Bei vorgegebenen Bedingungen wie einer Referenztemperatur des hydraulischen Systems (z. B. der Hydraulikleitung, des Geber- und Nehmerzylinders) T_RefH, einer Referenztemperatur T_RefF des Hydraulikfluids sowie einem Referenzdruck p_Ref in dem hydraulischen System legt der Nehmerzylinderkolben 11 bei Betätigung des Geberzylinderkolbens 9 um einen bestimmten Weg einen Referenzweg X_AN zurück. Weichen die Druck- und Temperaturbedingungen von den Referenzwerten ab, so wird der Ausrückweg X_A von dem Referenzwert X_AN abweichen. Das nachfolgend genannte in der 2 dargestellte Modell des hydraulischen Systems dient der Bestimmung der Abweichung ΔX_A bei von den Referenzbedingungen abweichenden Temperatur- und Druckbedingungen gegenüber dem Referenzweg X_A bei Referenzbedingungen. Der Referenzweg X_ARef kann also für eine bestimmte Temperatur des hydraulischen Systems 1, die auch, wie in 3 gezeigt, bereichsweise festgelegt werden kann, sowie einen bestimmten Druck in dem hydraulischen System 1 angegeben werden, X_ARef = X_A(T_RefH, T_RefF, p_Ref), wobei T_RefH und T_RefF die Referenztemperaturen und p_Ref der Referenzdruck ist. Weichen diese Bedingungen von den Referenzbedingungen ab, so wird eine Änderung des Ausrückweges auftreten, ΔX_A = X_ARef – X_A(T_iH, T_iF, P_i), wobei i hier als Index für verschiedene Temperaturen bzw. Drücke steht und die Indizes H für die Temperatur von Geberzylinder, Nehmerzylinder und Hydraulikleitung des hydraulischen Systems und der Index F für die Temperatur des Fluids steht. Das Modell der Kupplungsausrückvorrichtung 5 bzw. des hydraulischen Systems 1 berücksichtigt die Kompressibilität des Fluids des hydraulischen Ausrücksystems, die Elastizität mechanischer Komponenten wie z. B. der Ausrückmechanik 10 sowie thermische Längen- und Volumenänderungen bei unterschiedlichen Temperaturen von Fluid und den weiteren Komponenten der Kupplungsausrückvorrichtung 5. Diese Parameter bzw. Effekte haben Einfluss auf das Übertragungsverhalten der Kupplungsausrückvorrichtung und werden bislang durch eine Kupplungsadaption kompensiert. Das in 2 dargestellte Modell verwendet als Eingangssignale die Ausrückposition X_{A_ist}, die Temperaturinformation des Motors T_MOT, wobei hier die Kühlwassertemperatur oder soweit ein Temperatursensor vorhanden ist die Temperatur innerhalb der Kupplungsglocke gemessen wird und die Temperatur der Umgebung, z. B. der Ansaugluft des Motors, T_KUP. Das Ausgangssignal ist eine Positionsdifferenz ΔX_A, die auch als Verstimmung der Ausrückerposition bezeichnet wird. Um den unterschiedlich stark in Erscheinung tretenden Effekten in den verschiedenen Teilkomponenten der Kupplungsausrückvorrichtung 5 gerecht zu werden, wird das Ausrücksystem wie in 3 dargestellt in Basismodule Z1, Z2, L1, L2 sowie L3 aufgeteilt. Dabei bezeichnet Z1 den Geberzylinder 2, Z2 den Nehmerzylinder 3 und L1, L2, L3 jeweils Teilstränge der Hydraulikleitung 4. Die Aufteilung der Hydraulikleitung 4 erfolgt anhand der wechselnden mechanischen Beschaffenheit der Hydraulikleitung, z. B. Querschnitt, Wandstärke, Materialart sowie anhand von Temperaturzonen wie z. B. Kupplungsglocke und Motorraum, die die Hydraulikleitung 4 durchquert.
Das Modell setzt sich aus Teilmodellen Fluidvolumenmodell FVM, Elastizitätsmodell EM und Temperaturausdehnungsmodell TM zusammen. Jedes der Basismodule Z1, Z2, L1, L2 und L3 wird im jeweiligen Teilmodell separat behandelt. Die Teilmodelle liefern jeweils einen Wert der Volumenänderung Δv des hydraulischen Systems, beispielsweise liefert das Temperaturausdehnungsmodell TM eine Volumendifferenz ΔV_TM, das Fluidvolumenmodell FVM liefert eine Volumendifferenz ΔV_FVM und das Elastizitätsmodell EM liefert eine Volumendifferenz ΔV_EM. Statt Volumendifferenzen des hydraulischen Systems können hier auch direkt Wegänderungen Δx der jeweiligen Teilmodelle ermittelt werden. Die Volumendifferenzen ΔV_TM, ΔV_FVM und ΔV_EM werden in einer Auswerteeinheit E des Modells zusammengefasst und in eine Wegänderung ΔX_A umgerechnet. Die Ergebnisse der Teilmodelle werden also miteinander verrechnet und aus der resultierenden Volumendifferenz ΔV auf die Verstimmung ΔX_A der Ausrückerposition geschlossen.
Nachfolgend werden die einzelnen Teilmodelle näher beschrieben. Das Fluidvolumenmodell FVM fußt auf der Annahme, dass das Volumen des Fluids sich bei ansteigender Temperatur des Fluids erhöht und sich die Fluidsäule dadurch verlängert. In der Abhängigkeit der Ausrückerposition variiert der auf das Fluid einwirkende Druck P und deshalb auch das Volumen des Fluids. Das Volumenmodell verwendet als Eingangsgrößen die Motor- oder Kupplungs(glocken)temperatur, die Umgebungstemperatur und die Ausrückerposition. Ausgangsgröße ist die Volumenänderung des Fluids gegenüber einem Referenzvolumen V_RefFluid bei einem Referenzdruck p_Ref und einer Referenztemperatur T_Ref. Der Systemdruck kann über die Ausrückerposition ermittelt werden (durch die Ausrückkraftkennlinie). Die Kompressibilität des Fluids kann in der Regel vernachlässigt werden, damit entfällt auch die Druckbestimmung. Die Volumenänderung ΔV ergibt sich aus folgendem Zusammenhang: ΔV = Volumenausdehnungskoeffizient·(T_Fluid – T_RefFluid), wobei T_Fluid die aktuelle Temperatur des Fluids ist und T_RefFluid die Referenztemperatur des Fluids. Zur Vereinfachung kann angenommen werden, dass das Fluid ständig in Bewegung ist und sich homogen durchmischt und dessen Temperatur daher in dem gesamten hydraulischen System überall gleich ist. Für die Temperaturbestimmung des Fluids ist entscheidend, welche Fluidmenge sich in der jeweiligen Temperaturzone befindet. Die Temperaturzonen werden aufgeteilt in eine Zone 12 im Bereich der Kupplungsglocke mit einer Temperatur T_KUP sowie eine Zone 13 mit Umgebungstemperatur T_UMG. Die Kupplungsausrückvorrichtung kann dazu in beispielsweise zwei Teilsysteme 12 und 13 entsprechend 3 unterteilt werden. Das Teilsystem 13 bezeichnet den Bereich außerhalb der Kupplungsglocke, das Teilsystem 12 den Bereich Innerhalb der Kupplungsglocke. Im Teilsystem 12 herrscht die Motor- oder Kupplungs(glocken)temperatur T_Kup, im Teilsystem 13 die Umgebungstemperatur T_UMG. Die daraus resultierende Fluidtemperatur ergibt sich somit zu ΔT_Fluid = g_Kupk_kup(T_Kup – T_Fluid) + g_Umgk_Umg(T_Umg – T_Fluid)
Dabei ist k der Wärmeübergangskoeffizient des jeweiligen Teilsystems, somit k_Kup der Wärmeübergangskoeffizient im Bereich des Kupplungsgehäuses und k_Umg der Wärmeübergangskoeffizient in dem Bereich, in dem die Umgebungstemperatur T_Umg herrscht.
g_Umg und g_Kup ist die Gewichtung beider Anteile und stellt das Verhältnis aus Teilmengen im Teilsystem zur Gesamtmenge des Fluids dar, das über ein Berechnungsintervall g_Kup = ∫V_Kupdt/V_ges bestimmt werden kann. g_Kup bzw. g_Umg kann auch direkt aus dem Verhältnis aus der gemittelten Ausrückerposition x_Ist zum Gesamtausrückweg x_Ges bestimmt werden. VK ist der konstante Teil des Fluids im Teilsystem, der auch bei vollständiger Betätigung des Geberzylinders nicht das Teilsystem verlässt. Es gilt also g_Kup = x_lst/x_ges + V_k sowie g_Umg = 1 – g_Kup.
Die gesamte Volumenänderung ΔV_FVM aufgrund der im System auftretenden temperaturabhängigen Fluidausdehnung ergibt sich aus der Summe der Volumenänderung der Basismodule Z1, Z2, L1, L2 und L3.
Das Temperaturausdehnungsmodell TM basiert darauf, dass unterschiedliche Werkstoffe unterschiedliche Temperaturausdehnungen haben. Bei einer Temperaturerhöhung nimmt die Volumenkapazitat V_Auf des hydraulischen Systems zu. Dieser Effekt ist gegenläufig zu der Fluidausdehnung des Fluidvolumenmodells FVM und verändert die Volumenkapazität (Aufnahmevolumen) V_{Auf_TM} des hydraulischen Systems 1. Das Temperaturausdehnungsmodell verwendet als Eingangsgrößen die Motor- oder Kupplungs(glocken)temperatur T_Kup sowie die Fluidtemperatur T_Fluid, die bereits im Volumenmodell FVM verwendet wurde. Die Ausgangsgröße ist die Änderung des Aufnahmevolumens ΔV_TM durch eine Änderung des Aufnahmevolumens V_ET aufgrund der im System auftretenden Wärmedehnung gegenüber einem Referenzaufnahmevolumen V_{Ref_TM} bei einer Referenztemperatur T_{ref_TM}. Zur Vereinfachung der Berechnungen werden auch hier alle Basismodule zylinderförmig angenommen, so dass hier eine Abbildung in ein zylinderförmiges Referenzsystem erfolgt. Es wird dabei angenommen, dass sich aufgrund der Temperatureinwirkung lediglich der Zylinderradius verändert, dessen Länge also konstant bleibt. Die Volumenänderung eines Basismoduls errechnet sich daher zu ΔV_TM = V_ET – V_{Ref_TM} = πl(r_ET – r₀)² wobei r_ET der effektive Radius bei von der Referenztemperatur T_{ref_TM} abweichender Temperatur,

r₀: der Radius bei der Referenztemperatur T_{ref_TM} und
l: die (als konstant angenommene) Länge ist.

Für die Berechnung der Ausdehnung des effektiven Radius r_ET bei von der Referenztemperatur T_{ref_TM} abweichender Temperatur wird eine Werkstofftemperatur T_Werk ermittelt. Diese berechnet sich aus dem Mittelwert aus Fluidtemperatur T_Fluid und Umgebungstemperatur T_Umg. Die gesamte Volumenänderung ΔV_TM aufgrund der im System auftretenden temperaturabhängigen Materialdehnung ergibt sich somit aus der Summe der Volumenänderung der Basismodule Z1, Z2, L1, L2 und L3.
Das Elastizitätenmodell EM berücksichtigt, dass das je nach Ausrückposition unterschiedliche Druckniveau in dem hydraulischen System die beteiligten Komponenten dehnt, was die Volumenkapazität des Ausrücksystems verändert. Die Dehnung ist nicht nur druckabhängig, sondern kann je nach verwendetem Werkstoff (Stahlrohr oder flexible Gummileitung oder dergleichen) auch temperaturabhängig sein. Dazu kann die Kupplungsausrückvorrichtung in Bereiche z. B. wie in 3 gezeigt unterteilt werden. Das Elastizitätenmodell verwendet als Eingangsgrößen die Motor- oder Kupplungs(glocken)temperaturen T_Kup, die Umgebungstemperatur T_Umg und die Ausrückposition X_A. Die Ausgangsgröße ist die Änderung des Aufnahmevolumens ΔV_EM aufgrund der im System wirkenden Elastizitäten gegenüber einem Referenzaufnahmevolumen V_{Ref_EM}. Das Aufnahmevolumen bei einem von den Referenzdruck p_Ref abweichenden Druck wird hier als V_EP bezeichnet. Zur Vereinfachung der Berechnung werden alle Basismodule zylinderförmig wie im Temperaturausdehnungsmodell TM angenommen, so dass sich bei dem einwirkenden Druck lediglich der Zylinderradius verändert. Die Volumenänderung eines Basismoduls errechnet sich dann analog dem Temperaturausdehnungsmodell TM zu ΔV_EM = V_EP – V_{Ref_EM} = πl(r_EP – r₀)² wobei V_{Ref_EM} das Referenzaufnahmevolumen, r_EP der effektive Radius bei von dem Referenzdruck abweichenden Druck, dieser kann gegebenenfalls temperaturabhängig und auf eine Referenztemperatur T_{ref_EM} des Elastizitätenmodells EM bezogen sein,

r₀: der Radius ohne Druckbeaufschlagung und
l: die (konstante) Länge ist.

Die gesamte Volumenänderung aller in dem System wirkenden Elastizitäten ergibt sich aus der Summe der Volumenänderungen ΔV der Basismodule Z1, Z2, L1, L2, L3.
Zur Vereinfachung der Berechnung können das Elastizitätsmodell und das Temperaturausdehnungsmodell auch zusammengefasst werden. Hierfür wird für das jeweilige Basismodule ein gemeinsamer effektiver Zylinderradius bestimmt, der die beiden physikalischen Effekte berücksichtigt. Die Volumenänderung muss somit für jedes Basismodul nur ein Mal ermittelt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde von insgesamt fünf Basismodulen ausgegangen, wobei drei der Basismodule jeweils Teilstränge der Hydraulikleitungen 4 sind. Hier können auch mehr Leitungsteilstränge angenommen werden, ebenso ist es möglich, nur einen einzigen Teilstrang anzunehmen.
Das Referenzaufnahmevolumen V_{Ref_EM} bei einer Referenztemperatur T_{Ref_EM} ist dem Elastizitätsmodell zugeordnet, entsprechend ist V_{Ref_TM} bei einer Referenztemperatur T_{Ref_TM} dem Temperaturmodell zugeordnet. Beides sind physikalische Ersatzgrößen, die lediglich der Bestimmung einer dem jeweiligen Modell zugeordneten Volumenausdehnung ΔV bei von den Referenzbedingungen abweichenden Temperaturen bzw. Druck dienen. Die Referenztemperaturen können dabei beliebig gewählt werden, beispielsweise als durchschnittliche Umgebungstemperatur von z. B. 20°C (293 K). Das Elastizitätenmodell EM bildet die mechanische Elastizität der Kraftübertragungskomponenten wie z. B. Mechanische Übertragung 8 und Betätigungsglied 7 in ein Modell eines hydraulischen Systems ab, sodass alle mechanischen und hydraulischen Änderungen auf die Änderung von Volumina abgebildet werden.
Bezugszeichenliste

1: Hydraulisches System
2: Geberzylinder
3: Nehmerzylinder
4: Hydraulikleitung
5: Kupplungsausrückvorrichtung
6: Kupplung
7: Betätigungsglied
8: Mechanische Übertragung
9: Geberzylinderkolben
10: Ausrückmechanik
11: Nehmerzylinderkolben
12: Teilsystem
13: Teilsystem

Claims

Verfahren zur Bestimmung des Weges eines Nehmerzylinderkolbens (11) eines Nehmerzylinders (3), der in einem hydraulischen System (1), das den Nehmerzylinder (3), einen Geberzylinder (2) sowie eine diese verbindende Hydraulikleitung (4) umfasst, angeordnet ist, wobei das hydraulische System (1) Teil einer Betätigungsvorrichtung (5) einer Kupplungsausrückvorrichtung ist, wobei der Weg des Nehmerzylinderkolbens (11) bei Druckbeaufschlagung des Geberzylinders (2) mit einem Modell der Betätigungsvorrichtung (5) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell der Betätigungsvorrichtung (5) ein Modell des hydraulischen Systems (1) umfasst, wobei das Modell aus Teilmodellen besteht, wobei ein Teilmodell ein Fluidvolumenmodell, ein Teilmodell ein Temperaturausdehnungsmodell des Aufnahmevolumens und ein Teilmodell ein Elastizitätsmodell des Aufnahmevolumens ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Modell der Betätigungsvorrichtung (5) eine Wegänderung des Nehmerzylinderkolbens (11) relativ zu einem Referenzweg ermittelt wird und der Weg des Nehmerzylinderkolbens (11) als Summe des Referenzweges und der Wegänderung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilmodell ein Fluidvolumenmodell des hydraulischen Systems (1) ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidvolumenmodell eine Modellierung eines Volumens eines Hydraulikfluids des hydraulischen Systems (1) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Hydraulikfluids aus einem Referenzvolumen (VRefFluid) bei einer Referenztemperatur (TRef) und einer Volumenänderung ΔV_FVM durch eine Abweichung der Temperatur von der Referenztemperatur (TRef) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung der Temperatur von der Referenztemperatur sowie die Volumenänderung durch die Abweichung der Temperatur von der Referenztemperatur bereichsweise ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilmodell ein Temperaturausdehnungsmodell des Aufnahmevolumens (VRef_TM) des hydraulischen Systems (1) ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmevolumen aus der Summe eines Referenzaufnahmevolumens (VRef_TM) bei einer Referenztemperatur Tref_TM und einer Änderung des Aufnahmevolumens ΔV_TM bei einer Abweichung von der Referenztemperatur Tref_TM ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung der Temperatur von der Referenztemperatur Tref_TM sowie die Änderung des Aufnahmevolumens (VAuf_TM) durch die Abweichung der Temperatur von der Referenztemperatur Tref_TM bereichsweise ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilmodell ein Elastizitätsmodell des Aufnahmevolumens (VAuf_EM) des hydraulischen Systems bei unterschiedlichen Drücken (p) ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmevolumen aus der Summe eines Referenzvolumens (VRef_EM) bei einem Referenzdruck (pRef) und einer Volumenänderung ΔV_EM bei einer Abweichung von dem Referenzdruck (pRef) ermittelt wird.
Steuergerät mit Mitteln zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.