DE102008053542B4 - Verfahren zur Adaption des Sollschlupfes bei einer Reibungskupplung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Adaption des Soll-Schlupfes bei einer Reibungskupplung, umfassend die Schritte:- Bereitstellen einer Reibungskupplung (4) mit-- einem antriebsseitigen ersten Kupplungselement (8),-- einem abtriebsseitigen zweiten Kupplungselement (9), und-- einer Steuereinheit (11) zum Einstellen eines Ist-Schlupfes (Δn) zwischen den Kupplungselementen (8, 9) entsprechend einem Soll-Schlupf (ΔnS),- Erkennen eines stationären Betriebszustandes der Reibungskupplung (4), wobei der stationäre Betriebszustand erkannt wird, wenn für eine Mindestzeitdauer- ein antriebsseitiger Drehmomentgradient (ΔM1) einen Drehmomentgradient-Schwellwert betragsmäßig unterschreitet, und- ein antriebsseitiger Drehzahlgradient (Δn1) einen ersten Drehzahlgradient-Schwellwert betragsmäßig unterschreitet,- Bestimmen eines Ist-Schlupf (Δn) zwischen den Kupplungselementen (8, 9),- Durchführen eines Schlupf-Vergleichs durch Vergleichen des Ist-Schlupfes (Δn) mit mindestens einem Schlupf-Schwellwert (S),- Verändern einer Bewertungskennzahl (G) in Abhängigkeit des Schlupf-Vergleichs, und- Verändern des Soll-Schlupfes (ΔnS) in Abhängigkeit der Bewertungskennzahl (G).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Adaption des Soll-Schlupfes bei einer Reibungskupplung.
  • Zur Komfortverbesserung werden in Kraftfahrzeugen schlupfgeregelte Reibungskupplungen eingesetzt. Die schlupfgeregelten Reibungskupplungen sollen die Übertragung von Schwingungen des Antriebsmotors auf den abtriebsseitigen Teil des Antriebsstrangs reduzieren, wodurch sich ein verbesserter Fahr- und Geräuschkomfort ergibt. Ein zu niedriger Schlupf führt zu einem unerwünschten Komfortverhalten des Kraftfahrzeuges, wohingegen ein zu hoher Schlupf zu einem hohen Kupplungsverschleiß führt. Dementsprechend sollte der Schlupf so groß sein, dass die gewünschten Komfortverbesserungen eintreten, jedoch nicht größer sein, sodass ein unerwünscht hoher Kupplungsverschleiß vermieden wird.
  • Reibungskupplungen weisen ein stark nichtlineares Verhalten auf. Insbesondere wird die Regelbarkeit von Reibungskupplungen stark vom Reibwert beeinflusst, der nichtlinear vom Schlupf abhängig ist. Der Verlauf des Reibwertes weist bei kritischen Reibungskupplungen in Teilbereichen des Schlupfes einen nicht ausreichend positiven oder sogar negativen Gradienten auf, sodass die Reibungskupplung schlecht oder nicht mehr regelbar ist. Werden Reibungskupplungen in einem derartigen Bereich des Schlupfes betrieben, so führt dies häufig zu einer unerwünschten deutlichen Erhöhung des Schlupfes und zu einem dementsprechend hohen Kupplungsverschleiß. Der erhöhte Schlupf wird zwar nachfolgend wieder ausgeregelt, jedoch ist dies für Fahrzeuginsassen im Fahrverhalten spürbar.
  • Aus der DE 102 37 793 A1 ist eine schlupfgeregelte Reibungskupplung bekannt, bei der der Soll-Schlupf und die Parameter des Reglers adaptiert werden. Der Soll-Schlupf wird in Abhängigkeit der Drehzahl und des Drehmomentes berechnet, wobei der Soll-Schlupf in bestimmten Betriebssituationen, wie beispielsweise einem Gangwechsel, erhöht und anschließend wieder schrittweise reduziert wird. Durch die Erhöhung des Soll-Schlupfes sollen Haftphasen der Reibungskupplung vermieden werden, wobei durch das anschließende Reduzieren des Soll-Schlupfes der Regler wieder stabilisiert wird. Auftretende Instabilitäten des Reglers werden beispielsweise durch Schwellwertüberschreitungen des Ist-Schlupfes erkannt, wobei dann die Reglerparameter verändert und/oder der Soll-Schlupf reduziert wird. Nachteilig bei einer derartigen schlupfgeregelten Reibungskupplung ist, dass die Bestimmung des Soll-Schlupfes sowie der Reglerparameter aufwendig ist.
  • In der DE 39 37 976 A1 ist ein Verfahren zur Regelung einer Kupplung beschrieben, wobei die Kupplung innerhalb eines Antriebsstranges zwischen einer An- und einer Abtriebswelle angeordnet ist. Im Antriebsstrang ist eine Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Drehgeschwindigkeitsdifferenz vorgesehen.
  • Die DE 10 2006 009 608 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung beziehungsweise Regelung einer drehmomentführenden Kupplung eines Getriebes. Dabei ist vorgesehen, dass die drehmomentführende Kupplung anhand der Erkennung von Situationen, die unter anderem von Fahrzeuginsassen als unangenehm empfunden werden, geregelt wird. Das Regeln umfasst dabei unter anderem ein Überführen der Kupplung zwischen einem offen Zustand in einen geschlossen Zustand.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur einfachen und bedarfsgerechten Adaption des Soll-Schlupfes bei einer Reibungskupplung zu schaffen, sodass eine einfache und sichere Steuerung oder Regelung der Reibungskupplung gewährleistet ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass der Soll-Schlupf sicher und bedarfsgerecht an das aktuelle Verhalten der Reibungskupplung angepasst werden kann, wenn in einem im Wesentlichen stationären Betriebszustand die Qualität der Steuerbarkeit bzw. Regelbarkeit der Reibungskupplung mittels einer Bewertungskennzahl bewertet wird, indem der Ist-Schlupf mit mindestens einem Schlupf-Schwellwert verglichen und anschließend in Abhängigkeit der Bewertungskennzahl der Soll-Schlupf adaptiert wird. Somit ist gewährleistet, dass die Reibungskupplung in einem Bereich des Schlupfes betrieben wird, in dem der Gradient des Reibwerts ausreichend positiv ist, sodass die Reibungskupplung einfach und sicher steuerbar oder regelbar ist. Der Soll-Schlupf wird somit bedarfsgerecht an den schlupfabhängigen Verlauf des Reibwertes angepasst.
  • Darüber hinaus können durch das erfindungsgemäße Verfahren extrem kritische Reibungskupplungen, die nicht mehr sicher steuerbar oder regelbar sind, erkannt werden, da der Soll-Schlupf bei derartigen Reibungskupplungen sehr kleine Schlupfwerte, insbesondere unterhalb eines Mindest-Soll-Schlupfes, annimmt. Die Steuerung oder Regelung des Schlupfes wird dann deaktiviert und die Reibungskupplung in einen Überanpressungsbetrieb gefahren, bei dem der Ist-Schlupf im Wesentlichen gleich Null ist. Wird die Reibungskupplung mit Überanpressung betrieben, so kann zu ausgewählten Zeitpunkten und/oder Betriebspunkten, beispielsweise nach jeder Betätigung der Zündung, das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden, um durch die Adaption des Soll-Schlupfes erneut überprüfen zu lassen, ob sich der Verlauf des Reibwertes wieder gebessert hat. Wird erneut erkannt, dass die Reibungskupplung schlecht oder nicht steuerbar bzw. regelbar ist, so wird wieder in den Überanpressungsbetrieb gewechselt.
  • Das Verfahren ermöglicht in einfacher Weise das Erkennen des stationären Betriebszustandes. Der Drehmomentgradient-Schwellwert beträgt beispielsweise 50 Nm/s und der erste Drehzahlgradient-Schwellwert beispielsweise 500 U/min/s.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 2 gewährleistet eine hohe Zuverlässigkeit beim Erkennen des stationären Betriebszustandes. Durch die Überwachung des abtriebsseitigen Drehzahlgradienten können abtriebsseitige Einflüsse auf die Drehzahl berücksichtigt werden. Weiterhin kann durch die Überwachung des antriebsseitigen Drehzahlsollgradienten und/oder von Schaltvorgängen frühzeitig erkannt werden, dass der stationäre Betriebszustand demnächst verlassen wird. Der zweite Drehzahlgradient-Schwellwert beträgt beispielsweise 100 U/min/s und der dritte Drehzahlgradient-Schwellwert beispielsweise 500 U/min/s.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 3 vereinfacht das Durchführen des Schlupf-Vergleichs.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 4 ermöglicht in einfacher Weise das Erkennen einer Steuerung bzw. Regelung, bei der eine hohe Güte vorliegt. Durch das Schlupf-Band kann festgelegt werden, welche Abweichungen vom Soll-Schlupf zulässig sind, damit eine ideale Steuerung bzw. Regelung erkannt wird. Die Bewertungskennzahl wird in diesem Fall beispielsweise um den Kennzahlwert 1/s verringert.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 5 ermöglicht in einer Weise eine Erhöhung des Soll-Schlupfes, wenn eine ideale Steuerung bzw. Regelung erkannt wurde. Erreicht die Bewertungskennzahl dadurch, dass diese um den ersten Kennzahlwert pro Zeiteinheit während des Erkennens einer idealen Steuerung bzw. Regelung verändert wird, den ersten Kennzahl-Schwellwert, so wird der Soll-Schlupf um einen definierten ersten Schlupfwert, beispielsweise von 1 U/min erhöht, um zu prüfen, ob auch bei dem erhöhten Soll-Schlupf noch eine ideale Steuerung bzw. Regelung erkannt wird. Der erste Kennzahl-Schwellwert beträgt beispielsweise -200, wenn die Bewertungskennzahl um 1/s während der idealen Steuerung bzw. Regelung verringert wird.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 6 ermöglicht in einfacher Weise eine Überprüfung des erhöhten Soll-Schlupfes. Durch das Zurücksetzen der Bewertungskennzahl auf den Startwert, der beispielsweise Null ist, wird das erfindungsgemäße Verfahren neu initialisiert.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 7 ermöglicht ein zuverlässiges Erkennen von akzeptablen Überschwingern des Ist-Schlupfes. Die Bewertungskennzahl wird in diesem Fall um den zweiten Kennzahlwert in Richtung des Startwertes verändert, sodass akzeptable Überschwinger den aktuellen Soll-Schlupf nicht verändern. Die Güte der Steuerung bzw. Regelung ist in diesem Fall akzeptabel und der Soll-Schlupf muss nicht verändert werden. Der zweite Kennzahlwert beträgt beispielsweise ±10.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 8 ermöglicht in einfacher Weise das Stabilisieren des Soll-Schlupfes, sodass dieser unverändert bleibt. Der erste Kennzahl-Schwellwert beträgt beispielsweise -200, der zweite Kennzahl-Schwellwert +200 und der Startwert Null.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 9 ermöglicht das Erkennen von inakzeptablen Ausreißern des Ist-Schlupfes. In diesem Fall wird die Bewertungskennzahl um den dritten Kennzahlwert verändert, wobei die zweite Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist. Beispielsweise wird die Bewertungskennzahl um einen Kennzahlwert zwischen 10 und 100 erhöht.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 10 ermöglicht die Bewertungskennzahl in Abhängigkeit der Höhe des Ausreißers zu verändern. Beispielsweise kann der dritte Kennzahlwert 100 betragen, sodass die Bewertungskennzahl mit jedem inakzeptablen Überschwinger stark ansteigt. Der Anstieg der Bewertungskennzahl ist beispielsweise umso höher, je höher der Maximalwert des Überschwingers ist.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 11 ermöglicht in einfacher Weise eine Reduzierung des Soll-Schlupfes, wenn die Steuerung bzw. Regelung eine schlechte Güte und dementsprechend der Ist-Schlupf inakzeptable Überschwinger aufweist. Der Soll-Schlupf wird in diesem Fall beispielsweise um 1 U/min reduziert. Der zweite Kennzahl-Schwellwert kann beispielsweise +200 betragen.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 12 ermöglicht in einfacher Weise eine Überprüfung des erniedrigten Soll-Schlupfes. Durch das Zurücksetzen der Bewertungskennzahl auf den Startwert wird das erfindungsgemäße Verfahren neu initialisiert.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 13 führt zu einer zuverlässigen und stabilen Adaption des Soll-Schlupfes. Ist ein akzeptabler Überschwinger oder ein inakzeptabler Ausreißer des Ist-Schlupfes erkannt, werden der Drehmomentgradient-Schwellwert und/oder der Drehzahlgradient-Schwellwert bzw. die Drehzahlgradient-Schwellwerte erhöht, so dass die zu erfüllenden Bedingungen für das Erkennen des stationären Betriebszustandes gelockert werden. Da die erkannte Dynamik mit hoher Wahrscheinlichkeit aufgrund des Überschwingers oder des Ausreißers vorhanden ist, darf die Adaption des Soll-Schlupfes nicht unterbrochen werden.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 14 ermöglicht ein bedarfsgerechtes Festlegen des mindestens einen Schlupf-Schwellwertes. Der mindestens eine Schwellwert ist beispielsweise über einen definierten Faktor mit dem Soll-Schlupf verknüpft.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs mit einer schlupfgeregelten Reibungskupplung,
    • 2 ein Reibwert-Diagramm der Reibungskupplung in 1,
    • 3 einen Signalflussplan zur Adaption eines Soll-Schlupfes der Reibungskupplung in 1, und
    • 4 einen zeitlichen Verlauf des Ist-Schlupfes der Reibungskupplung in 1.
  • 1 zeigt einen Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebsmotor 2, der über eine Antriebswelle 3 mit einer Reibungskupplung 4 gekoppelt ist. Die Reibungskupplung 4 ist wiederum über eine Abtriebswelle 5 mit einem Getriebe 6 gekoppelt, das zur Drehmomentübertragung ausgangsseitig eine Ausgangswelle 7 aufweist. Die Ausgangswelle 7 dient in bekannter Weise zum Antreiben mindestens einer Achse des Kraftfahrzeuges. Der Antriebsmotor 2 ist beispielsweise als Verbrennungsmotor ausgebildet.
  • Die Reibungskupplung 4 weist ein antriebsseitiges erstes Kupplungselement 8 und ein abtriebsseitiges zweites Kupplungselement 9 auf, die zur Drehmomentübertragung mittels eines Aktors 10 in axialer Richtung relativ zueinander verlagerbar sind. Der Aktor 10 ist beispielsweise ein elektrischer Antriebsmotor.
  • Die Reibungskupplung 4 ist mittels einer Steuereinheit 11 schlupfgeregelt. Zum Bestimmen eines Ist-Schlupfes Δn ist die Steuereinheit 11 mit einer antriebsseitigen ersten Messeinheit 12 und mit einer abtriebsseitigen zweiten Messeinheit 13 verbunden. Die erste Messeinheit 12 dient zur Messung einer ersten Drehzahl n1 der Antriebswelle 3, wohingegen die zweite Messeinheit 13 zur Messung einer zweiten Drehzahl n2 der Abtriebswelle 5 dient. Der Ist-Schlupf Δn berechnet sich als Differenzdrehzahl, also Δn=n1-n2.
  • Das Getriebe 6 kann als Schalt- oder Automatikgetriebe, insbesondere als CVT-Automatikgetriebe, ausgebildet sein. Ferner kann die Reibungskupplung 4 mit dem Getriebe 6 integriert ausgebildet sein.
  • Die Reibungskupplung 4 ist schlupfgeregelt, wobei die Steuereinheit 11 einen Soll-Schlupf Δns vorgibt, der mittels des Aktors 10 an der Reibungskupplung 4 eingeregelt wird. Alternativ kann die Reibungskupplung 4 auch gesteuert betrieben werden.
  • 2 zeigt ein Reibwert-Diagramm der Reibungskupplung 4, in dem ein unkritischer Verlauf 14 und ein kritischer Verlauf 15 eines Reibwertes R der Reibungskupplung 4 dargestellt ist. Der unkritische Verlauf 14 weist über den gesamten Bereich des Ist-Schlupfes Δn einen ausreichend positiven Gradienten auf, wohingegen der kritische Verlauf 15 in Teilbereichen des Ist-Schlupfes Δn einen nicht ausreichend positiven oder sogar negativen Gradienten aufweist, sodass die Reibungskupplung 4 schlecht oder nicht mehr regelbar ist. Die Regelbarkeit ist stark vom Verlauf des Reibwertes R abhängig. Je weniger positiv der Gradient des Reibwertes R bei dem aktuellen Ist-Schlupf Δn ist, desto geringer ist die Regelbarkeit. Bei einem negativen Gradienten ist die Regelbarkeit nicht mehr gegeben.
  • Reibungskupplungen 4 mit einem kritischen Verlauf 15 sind typischerweise bis zu einem Ist-Schlupf Δn von 10 U/min noch zuverlässig regelbar und oberhalb 13 U/min nicht mehr regelbar. Bei äußerst kritischen Verläufen 15 kann es vorkommen, dass bereits oberhalb eines Ist-Schlupfes Δn von 5 U/min die Reibungskupplung 4 nicht mehr regelbar ist und/oder der Ist-Schlupf Δn im gesamten Bereich nicht mehr regelbar ist.
  • 3 zeigt einen Signalflussplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Adaption des Soll-Schlupfes Δns der Reibungskupplung 4. Dieses Verfahren ist in die Steuereinheit 11 implementiert.
  • Mittels eines ersten Abfrageelements 16 wird zunächst abgefragt, ob eine Aktivierung der Schlupfregelung und der Adaption des Soll-Schlupfes Δns erwünscht ist. Ist keine Aktivierung erwünscht, wird das Verfahren über das Abschlusselement 17 wieder verlassen. Ist eine Aktivierung erwünscht, wird mittels eines zweiten Abfrageelements 18 überprüft, ob eine Schlupfregelung und eine Adaption des Soll-Schlupfes Δns überhaupt möglich ist. Mittels des zweiten Abfrageelements 18 können somit Arbeitspunkte der Reibungskupplung 4 ausgeschlossen werden, in denen bekannter Weise keine Schlupfregelung möglich ist. In diesem Fall wird das Verfahren durch das Abschlusselement 17 wieder verlassen.
  • Ist eine Schlupfregelung und eine Adaption des Soll-Schlupfes Δns möglich, so wird mittels eines dritten Abfrageelements 19 abgefragt, ob ein im Wesentlichen stationärer Betriebszustand der Reibungskupplung 4 vorliegt. Ein im Wesentlichen stationärer Betriebszustand wird erkannt, wenn für eine Mindestzeitdauer die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
    1. a) Ein antriebsseitiger Drehmomentgradient ΔM1 unterschreitet betragsmäßig einen Drehmoment-Schwellwert. Der Drehmomentgradient-Schwellwert beträgt beispielsweise 50 Nm/s.
    2. b) Ein antriebsseitiger Drehzahlgradient Δn1 unterscheitet betragsmäßig einen ersten Drehzahlgradient-Schwellwert. Der erste Drehzahlgradient-Schwellwert beträgt beispielsweise 500 U/min/s.
    3. c) Ein abtriebsseitiger Drehzahlgradient Δn2 unterschreitet betragsmäßig einen zweiten Drehzahlgradient-Schwellwert. Der zweite Drehzahlgradient-Schwellwert beträgt beispielsweise 100 U/min/s.
    4. d) Ein antriebsseitiger Drehzahlsollgradient Δn1S unterschreitet betragsmäßig einen dritten Drehzahlgradient-Schwellwert. Der dritte Drehzahlgradien-Schwellwert beträgt beispielsweise 500 U/min/s.
    5. e) Kein Schaltvorgang ist aktiv.
  • Wird kein im Wesentlichen stationärer Betriebszustand erkannt, so wird das Verfahren über das Abschlusselement 17 verlassen. Wird ein im Wesentlichen stationärer Betriebszustand erkannt, so erfolgt ausgehend von einem Soll-Schlupf-Startwert die Adaption. Der Soll-Schlupf ΔnS wird in Abhängigkeit von einer Bewertungskennzahl G adaptiert. Die Bewertungskennzahl G ist ein Maß für die aktuelle Regelgüte der Schlupfregelung. Die Bewertungskennzahl G ist zunächst mit einem Startwert initialisiert. Der Startwert beträgt Null.
  • Bei der Adaption des Soll-Schlupfes ΔnS wird zunächst mittels eines vierten Abfrageelements 20 überprüft, ob eine ideale Regelung mit einer hohen Güte vorliegt. Hierzu wird ein Schlupf-Vergleich durchgeführt, bei dem der aktuell ermittelte Ist-Schlupf Δn mit mehreren Schlupf-Schwellwerten S verglichen wird. Eine ideale Regelung wird dann erkannt, wenn der Ist-Schlupf Δn innerhalb eines Schlupf-Bandes 21 liegt, das durch einen ersten unteren Schlupf-Schwellwert S1U und durch einen ersten oberen Schlupf-Schwellwert S1O gebildet wird, wobei das Schlupf-Band 21 um den aktuellen Soll-Schlupf ΔnS herum liegt.
  • 4 zeigt einen ersten Schlupf-Verlauf 22 in Abhängigkeit der Zeit t, der innerhalb des Schlupf-Bandes 21 liegt und somit eine ideale Regelung charakterisiert.
  • Das Durchführen des Schlupf-Vergleichs kann entweder direkt mit dem Ist-Schlupf Δn oder mit einer Schlupf-Regelabweichung Δn-ΔnS durchgeführt werden, wobei in diesem Fall die Schlupf-Schwellwerte S entsprechend anzupassen sind.
  • Solange der Ist-Schlupf Δn innerhalb des Schlupf-Bandes 21 liegt, wird die Bewertungskennzahl G mittels eines ersten Veränderungselements 23 um einen definierten ersten Kennzahlwert ΔG1 pro Zeiteinheit in einer ersten Richtung verändert. Beispielsweise wird die Bewertungskennzahl G um ein Dekrement von 1/s verringert. Anschließend wird mittels eines fünften Abfrageelements 24 abgefragt, ob die Bewertungskennzahl G einen ersten Kennzahl-Schwellwert G erreicht hat. Beispielsweise wird abgefragt, ob die Bewertungskennzahl G einen Kennzahl-Schwellwert G von -200 bereits erreicht bzw. überschritten hat. Ist dies der Fall, wird der Soll-Schlupf ΔnS mittels eines ersten Adaptionselements 25 um einen definierten ersten Schlupfwert von beispielsweise 1 U/min erhöht. Nach dieser Erhöhung wird mittels des ersten Adaptionselements 25 die Bewertungskennzahl G auf ihren Startwert zurück gesetzt. Anschließend wird das Verfahren über das Abschlusselement 17 verlassen und wieder neu gestartet, wobei der aktuelle Soll-Schlupf ΔnS sowie die Bewertungskennziffer G beim Neustart beibehalten werden.
  • Wird keine ideale Regelung erkannt, so wird mittels eines sechsten Abfrageelements 26 abgefragt, ob akzeptable Überschwinger vorliegen. Ein akzeptabler Überschwinger wird erkannt, wenn der aktuelle Ist-Schlupf Δn einen zweiten Schlupf-Schwellwert S2 überschreitet und einen dritten Schlupf-Schwellwert S3 nicht überschreitet.
  • 4 zeigt einen zweiten Schlupf-Verlauf 27, der einen akzeptablen Überschwinger charakterisiert. Wird ein akzeptabler Überschwinger erkannt, so wird die Bewertungskennzahl G mittels eines zweiten Veränderungselements 28 um einen definierten zweiten Kennzahlwert ΔG2 in Richtung des Startwertes verändert. Beispielsweise wird die Bewertungskennzahl G bei jedem erkannten Überschwinger um 10 in Richtung des Startwertes Null verändert. Nach dem Verändern der Bewertungskennzahl G wird das Verfahren über das Abschlusselement 17 verlassen und anschließend wieder neu gestartet, wobei der aktuelle Soll-Schlupf ΔnS sowie die Bewertungskennziffer G beim Neustart beibehalten werden.
  • Der Soll-Schlupf ΔnS bleibt beim Erkennen von akzeptablen Überschwingern unverändert, da die Bewertungskennzahl G durch das Verändern in Richtung des Startwertes innerhalb eines Kennzahl-Bandes bleibt. Das Kennzahl-Band wird durch den ersten Kennzahl-Schwellwert G1 und einen zweiten Kennzahl-Schwellwert G2 definiert und liegt um den Startwert herum.
  • Werden keine ideale Regelung und kein akzeptabler Überschwinger erkannt, wird mittels eines siebten Abfrageelements 29 überprüft, ob ein inakzeptabler Ausreißer des Ist-Schlupfes Δn vorliegt. Ein inakzeptabler Ausreißer wird erkannt, wenn der Ist-Schlupf Δn den dritten Schlupf-Schwellwert S3 überschreitet.
  • 4 zeigt einen dritten Schlupf-Verlauf 30, der einen inakzeptablen Ausreißer charakterisiert.
  • Wird ein inakzeptabler Ausreißer erkannt, so wird zunächst mittels eines Analyseelements 31 der Maximalwert des Ist-Schlupfes Δn nach dem Überschreiten des dritten Schlupf-Schwellwertes S3 bestimmt. Anschließend wird in einem dritten Veränderungselement 32 ein dritter Kennzahlwert ΔG3 bestimmt, dessen Höhe von dem ermittelten Maximalwert des Ist-Schlupfes Δn abhängig ist. Der dritte Kennzahlwert ΔG3 ist umso größer, je größer der Maximalwert ist. Anschließend wird die Bewertungskennzahl G um den dritten Kennzahlwert ΔG3 in einer zweiten Richtung, die entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist, verändert. Beispielsweise wird die Bewertungskennzahl bei äußerst hohen Maximalwerten um +100 erhöht.
  • Mittels eines achten Abfrageelements 33 wird anschließend abgefragt, ob die Bewertungskennzahl G den zweiten Kennzahl-Schwellwert G2 erreicht hat. Beispielsweise wird abgefragt, ob die Bewertungskennzahl G nach der Erhöhung einen Wert von +200 oder mehr hat. Ist dies nicht der Fall, wird das Verfahren über das Abschlusselement verlassen und wieder neu gestartet, wobei der aktuelle Soll-Schlupf Δns und die aktuelle Bewertungskennzahl G beim Neustart übernommen werden.
  • Wird der zweite Kennzahl-Schwellwert G2 erreicht, so wird der Soll-Schlupf ΔnS mittels eines zweiten Adaptionselementes 34 um einen definierten zweiten Schlupfwert von beispielsweise 1 U/min erniedrigt. Nach der Erniedrigung des Soll-Schlupfes ΔnS wird die Bewertungskennzahl G wieder auf ihren Startwert zurückgesetzt. Unterschreitet der Soll-Schlupf ΔnS nach der Erniedrigung einen Mindest-Soll-Schlupf von beispielsweise 5 U/min, so wird die Schlupfregelung sowie die Adaption des Soll-Schlupfes ΔnS mittels des zweiten Adaptionselements 34 deaktiviert und die Reibungskupplung 4 in einen Überanpressungsbetrieb gefahren. Das Verfahren wird anschließend über das Abschlusselement 17 verlassen und wieder neu gestartet, wobei der aktuelle Soll-Schlupf ΔnS sowie die Bewertungskennziffer G beim Neustart beibehalten werden.
  • Wird kein inakzeptabler Ausreißer erkannt, so wird das Verfahren über das Abschlusselement 17 verlassen und anschließend wieder neu gestartet.
  • Wird ein akzeptabler Überschwinger oder ein inakzeptabler Ausreißer erkannt, so können die Bedingungen für das Erkennen des stationären Betriebszustandes gelockert werden, um sicher zu stellen, dass die Adaption des Soll-Schlupfes ΔnS weiter läuft. Hierzu werden der Drehmomentgradient-Schwellwert und die Drehzahlgradient-Schwellwerte erhöht, wenn der zweite Schlupf-Schwellwert S2 und gegebenenfalls auch der dritte Schlupf-Schwellwert S3 überschritten werden.
  • Die Schlupf-Schwellwerte S1U , S1O , S2 und S3 sind über einen jeweiligen Faktor von dem aktuellen Soll-Schlupf ΔnS abhängig.
  • Durch die erfindungsgemäße Adaption des Soll-Schlupfes ΔnS wird für jeden kritischen Verlauf 15 des Reibwertes R sichergestellt, dass der Soll-Schlupf ΔnS unterhalb eines maximal zulässigen Soll-Schlupfes ΔnSmax liegt, sodass die Reibungskupplung 4 in einem Bereich des Schlupfes Δn betrieben wird, in dem die Regelbarkeit sicher gewährleistet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren bewertet ständig die Regelbarkeit und passt den Soll-Schlupf ΔnS bedarfsgerecht an. Als Ergebnis der Adaption kann aufgrund der Höhe des reduzierten Soll-Schlupfes ΔnS erkannt werden, ob es sich um eine normale oder schlechte Reibungskupplung 4 handelt. Bei einer erkannten schlechten Reibungskupplung 4 können zusätzliche Maßnahmen aktiviert werden, um die Regelbarkeit der Reibungskupplung 4 zu verbessern. Mögliche Maßnahmen sind eine Anpassung der Reglerparameter oder eine verbesserte Vorsteuerung des antriebsseitigen Drehmoments M1 . Durch die bedarfsgerechte Anpassung des Soll-Schlupfes ΔnS wird dessen Applikation vereinfacht, wobei unkomfortable Schwingungen im Antriebsstrang 1 auch bei einem kritischen Verlauf 15 des Reibwertes R verhindert werden. Ist die Reibungskupplung 4 unabhängig vom Soll-Schlupf ΔnS nicht mehr regelbar oder unterschreitet der Soll-Schlupf ΔnS einen kritischen Mindest-Soll-Schlupf, so wird die Schlupfregelung und die Adaption des Soll-Schlupfes ΔnS deaktiviert und die Reibungskupplung 4 in den Überanpressungsbetrieb gefahren. Dies ist beispielsweise bei einem Soll-Schlupf ΔnS unterhalb von 5 U/min der Fall, da sich hier in der Praxis gezeigt hat, dass keine zuverlässige Regelung mehr möglich ist.
  • Durch das erste Abfrageelement 16 und das zweite Abfrageelement 18 kann die Schlupfregelung und die Adaption des Soll-Schlupfes ΔnS gezielt aktiviert und deaktiviert werden. Es kann beispielsweise ein Temperaturbereich der Reibungskupplung 4 definiert werden, in dem die Adaption des Soll-Schlupfes ΔnS stattfinden darf. Außerhalb dieses Temperaturbereiches darf die Bewertungsziffer G zwar verändert werden, aber nur in einem eingeschränkten Bereich von beispielsweise ± 140, wodurch eine Adaption des Soll-Schlupfes ΔnS verhindert wird. Befindet sich die Reibungskupplung 4 anschließend wieder in dem bevorzugten Temperaturbereich, so darf die Bewertungskennzahl G wieder uneingeschränkt verändert werden.
  • Darüber hinaus kann die Adaption des Soll-Schlupfes ΔnS auch außerhalb des bevorzugten Temperaturbereichs eingeschränkt aktiviert werden, beispielsweise nach jedem Betätigen der Zündung. Hierbei wird durch die Adaption des Soll-Schlupfes ΔnS überprüft, ob sich der kritische Verlauf 15 des Reibwertes R wieder gebessert hat. Wird allerdings erneut ein inakzeptabler Ausreißer erkannt, wird sofort wieder in den Überanpressungsbetrieb gewechselt und erst nach erneuter Betätigung der Zündung die Adaption des Soll-Schlupfes ΔnS in der beschriebenen Weise wieder aktiviert. Die Fahrzeuginsassen spüren somit nicht unnötig oft die inakzeptablen Ausreißer.
  • Weiterhin kann die deaktivierte Schlupfregelung in einem antriebsseitigen Drehmomentbereich, beispielsweise im Bereich von Null, gezielt aktiviert werden, da in diesem Bereich Getriebegeräusche verstärkt auftreten und ein schlechter Verlauf des Reibwertes R hinnehmbar ist, da nur ein geringes Drehmoment übertragen wird.
  • Darüber hinaus können beispielsweise weitere Temperaturbereiche existieren, wo die deaktivierte Schlupfregelung gezielt aktiviert werden kann. Dies ist vorteilhaft, wenn festgestellt wird, dass in diesem Bereich die Reibungskupplung 4 trotz eines schlechten Verlaufs 15 des Reibwertes R im normalen Betriebsbereich, hier regelbar ist. Das Verändern der Bewertungskennzahl G läuft in diesem Fall im Hintergrund weiter, wobei die Adaption des Soll-Schlupfes ΔnS verhindert wird. Wird erkannt, dass der Soll-Schlupf ΔnS reduziert werden müsste, wird die Schlupfregelung bis zum erneuten Betätigen der Zündung wieder deaktiviert.
  • Das Verfahren kann für positive und negative antriebsseitige Drehmomente M1 durchgeführt werden. Zur Vereinfachung des Verfahrens kann das Verfahren nur bei positiven Drehmomenten M1 durchgeführt werden, da hier nur positive Überschwinger und Ausreißer zu betrachten sind.
  • Weiterhin kann der Soll-Schlupf ΔnS auf einen gewünschten Maximalwert begrenzt werden. Wird dieser Maximalwert als Soll-Schlupf-Startwert für die Adaption gewählt, so kann auf die beschriebene Erhöhung des Soll-Schlupfes ΔnS verzichtet werden.
  • Die Bewertungskennzahl G sowie der Soll-Schlupf ΔnS werden nach jedem Fahr- bzw. Betriebszyklus des Kraftfahrzeuges in einem nichtflüchtigen Speicher abgespeichert, beispielsweise im E2-Speicher, und stehen somit im nächsten Fahr- bzw. Betriebszyklus bei der Initialisierung als Startwerte zur Verfügung.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Adaption des Soll-Schlupfes bei einer Reibungskupplung, umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer Reibungskupplung (4) mit -- einem antriebsseitigen ersten Kupplungselement (8), -- einem abtriebsseitigen zweiten Kupplungselement (9), und -- einer Steuereinheit (11) zum Einstellen eines Ist-Schlupfes (Δn) zwischen den Kupplungselementen (8, 9) entsprechend einem Soll-Schlupf (ΔnS), - Erkennen eines stationären Betriebszustandes der Reibungskupplung (4), wobei der stationäre Betriebszustand erkannt wird, wenn für eine Mindestzeitdauer - ein antriebsseitiger Drehmomentgradient (ΔM1) einen Drehmomentgradient-Schwellwert betragsmäßig unterschreitet, und - ein antriebsseitiger Drehzahlgradient (Δn1) einen ersten Drehzahlgradient-Schwellwert betragsmäßig unterschreitet, - Bestimmen eines Ist-Schlupf (Δn) zwischen den Kupplungselementen (8, 9), - Durchführen eines Schlupf-Vergleichs durch Vergleichen des Ist-Schlupfes (Δn) mit mindestens einem Schlupf-Schwellwert (S), - Verändern einer Bewertungskennzahl (G) in Abhängigkeit des Schlupf-Vergleichs, und - Verändern des Soll-Schlupfes (ΔnS) in Abhängigkeit der Bewertungskennzahl (G).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein stationärer Betriebszustand erkannt wird, wenn zusätzlich für die Mindestzeitdauer - ein abtriebsseitiger Drehzahlgradient (Δn2) einen zweiten Drehzahlgradient-Schwellwert betragsmäßig unterschreitet, - ein antriebsseitiger Drehzahlsollgradient (Δn1S) einen dritten Drehzahlgradient-Schwellwert betragsmäßig unterschreitet, oder - kein Schaltvorgang für ein der Reibungskupplung (4) nachgeordnetes Getriebe (6) aktiv ist.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Ist-Schlupf (Δn) und dem Soll-Schlupf (ΔnS) eine Schlupf-Regelabweichung (Δn - ΔnS) berechnet wird, die mit dem mindestens einen Schlupf-Schwellwert (S) verglichen wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertungskennzahl (G) um einen definierten ersten Kennzahlwert (ΔG1) pro Zeiteinheit in einer ersten Richtung verändert wird, solange der Ist-Schlupf (Δn) innerhalb eines Schlupf-Bandes (21) liegt, das durch mindestens einen ersten Schlupf-Schwellwert (S1U, S1O) definiert ist und um den Soll-Schlupf (ΔnS) herum liegt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Schlupf (ΔnS) um einen definierten ersten Schlupfwert erhöht wird, wenn die Bewertungskennzahl (G) einen ersten Kennzahl-Schwellwert (G1) erreicht.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Erhöhung des Soll-Schlupfes (ΔnS) die Bewertungskennzahl (G) auf einen Startwert zurückgesetzt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertungskennzahl (G) um einen definierten zweiten Kennzahlwert (ΔG2) in Richtung eines Startwertes verändert wird, wenn ein zweiter Schlupf-Schwellwert (S2) überschritten und ein dritter Schlupf-Schwellwert (S3) unterschritten wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Schlupf (ΔnS) unverändert bleibt, solange die Bewertungskennzahl (G) innerhalb eines Kennzahl-Bandes liegt, das durch einen ersten Kennzahl-Schwellwert (G1) und einen zweiten Kennzahl-Schwellwert (G2) definiert ist und um einen Startwert herum liegt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertungskennzahl (G) um einen definierten dritten Kennzahlwert (ΔG3) in einer zweiten Richtung verändert wird, wenn ein dritter Schlupf-Schwellwert (S3) überschritten wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kennzahlwert (ΔG3) von dem Maximalwert des Ist-Schlupfes (Δn) nach dem Überschreiten des dritten Schlupf-Schwellwertes (S3) abhängig ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Schlupf (ΔnS) um einen definierten zweiten Schlupfwert erniedrigt wird, wenn die Bewertungskennzahl (G) einen zweiten Kennzahl-Schwellwert (G2) erreicht.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Erniedrigung des Soll-Schlupfes (ΔnS) die Bewertungskennzahl (G) auf einen Startwert zurückgesetzt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schwellwert aus der Gruppe Drehmomentgradient-Schwellwert und Drehzahlgradient-Schwellwert erhöht wird, wenn der mindestens eine Schlupf-Schwellwert (S) überschritten wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schlupf-Schwellwert (S) abhängig vom Soll-Schlupf (ΔnS) ist.
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