DE102009059081A1 - Verfahren zum hydraulischen Betätigen einer Kupplung - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Betätigung einer hydraulischen Kupplung, vorzugsweise einer Doppelkupplung, offenbart, das durch ein impulsgesteuertes Befüllen eines oder mehrerer Druckräume eines auf die Kupplung wirkenden Kupplungsbetätigungssystems, insbesondere eines Kupplungskolbens, der Kupplung mit einem Hydraulikmedium, wobei der tatsächliche Druck des Hydraulikmediums während des impulsartigen Befüllens einem erreichbaren Kupplungsmoment entspricht, und bei dem Befüllen impulsartig Druck für Kupplungsmomente aufgegeben wird, die größer sind als die tatsächlich übertragbaren Kupplungsmomente, wobei die tatsächlichen Druckverhältnisse während des Befüllvorganges im Hydrauliksystem ermittelt werden. Um das Befüllen der Kupplung schnell und zuverlässig durchzuführen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zeitliche Länge eines Impulses durch das Erreichen eines in seiner Höhe vorbestimmten Druckwertes innerhalb des Hydrauliksystems bestimmt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betätigung einer hydraulischen Kupplung, vorzugsweise einer Doppelkupplung, durch ein impulsgesteuertes Befüllen eines oder mehrerer Druckräume eines auf die Kupplung wirkenden Kupplungsbetätigungssystems, insbesondere eines Kupplungskolbens, der Kupplung mit einem Hydraulikmedium, wobei der tatsächliche Druck des Hydraulikmediums während des impulsartigen Befüllens einem erreichbaren Kupplungsmoment entspricht und bei dem Befüllen impulsartig Druck für Kupplungsmomente aufgegeben wird, die größer sind als die tatsächlich übertragbaren Kupplungsmomente, wobei die tatsächlichen Druckverhältnisse während des Befüllvorgangs im Hydrauliksystem ermittelt werden.
  • Aus der DE 102 44 393 A1 ist eine Hydraulikvorrichtung mit einem Druckregelventil bekannt. Für diese Hydraulikvorrichtung wird die Befüllung des hydraulischen Systems durch einen Vorgang beschrieben, der nötig ist, um die Zuleitung zur Aktuatorik – hier einen Druckkolben in Verbindung mit einer Kupplung – mit einer hydraulischen Flüssigkeit zu füllen und die Aktuatorik mit Hilfe der hydraulischen Flüssigkeit unter Aufbau eines Drucks aus ihrem mechanischen Anschlag zu heben und in einen regelbaren Arbeitspunkt zu verschieben.
  • Aus der DE 10 2006 042 393 A1 ist ein Betätigungsverfahren zur Betätigung einer hydraulischen Kupplung mittels eines einer Aktuatoranordnung zugeführten Druckmediums beschrieben. Das Betätigungsverfahren umfasst eine impulsartige Vorbefüllung eines Nehmerzylinders der Kupplung. Diese impulsartige Vorbefüllung des Zylinders ist einem kontinuierlichen Befüllen des Nehmerzylinders zur Ausübung einer Sollbetätigungskraft vorangestellt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem schnell und sicher gewährleistet ist, dass an einer hydraulisch zu betätigenden Kupplung zu einer bestimmten Zeit ein bestimmter Druckwert anliegt.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zeitliche Länge eines Druckimpulses durch das Erreichen eines in seiner Höhe vorbestimmten Druckwertes innerhalb des Hydrauliksystems bestimmt wird.
  • Der Kern der Erfindung besteht darin, dass ein beschleunigtes Befüllen der Kupplung durch Druckimpulse erfolgt, die einer stark übersteuerten Momentenanforderung entsprechen und dann unter Zurhilfenahme eines Drucksensors ein oder mehrstufig zurückgenommen werden. Das bedeutet, der Druckwert des Impulses entspricht einem übertragbaren Kupplungsmoment, das deutlich höher ist als das gewünschte Kupplungsmoment, sollte der Druckimpuls vollständig am Kupplungskolben anliegen. Die Drucksensorik übernimmt bei dieser Ausführung die Funktion einer Drucküberwachung, indem sie sicherstellt, dass bei Erreichen eines vorbestimmten Druckwertes der Druckimpuls beendet wird. Durch dieses Verfahren wird sichergestellt, dass das Hydrauliksystem sicher arbeitsbereit befüllt wird. Das bedeutet, dass im Hydrauliksystem eine ausreichende Menge Hydraulikmedium vorhanden ist, ohne dass die Befüllung der Kupplung ausreichend ist, ein Moment an der Kupplung zu übertragen und so einen Ankriechwiderstand eines Fahrzeuges zu überwinden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Länge eines Druckimpulses durch das Erreichen eines von seinem Betrag her vorbestimmten Druckgradienten im Hydrauliksystem bestimmt. Dieser Druckgradient beschreibt die Geschwindigkeit, mit der der Druck im Hydrauliksystem ansteigt. Durch diese Kopplung an den zeitlichen Verlauf des Druckanstiegs ist die Länge des Impulses unabhängig von der dem Hydrauliksystem zugeführten Menge des Hydraulikmediums, sondern berücksichtigt nur den tatsächlichen Druckanstieg im Bereich des Sensors, mit dessen Hilfe der Druckgradient bestimmbar ist.
  • Erfindungsgemäß ist es weiter vorgesehen den Druckraum bzw. Arbeitsraum einer Kupplung mit einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Impulsen zu befüllen. Diese Reihe von Impulsen ist in der Art beschrieben, dass in allen Befüllphasen ein Druck vorgegeben wird, der einem Befüllmoment entspricht, das höher ist als das Anlegemoment, das nach Ende des Befüllens tatsächlich zu erreichen ist. Dieser Vorgang wird als überkritische Befüllung bezeichnet. Die zeitliche erste Impulsphase erfolgt mit einem erhöhten Momentwert, alle weiteren Impulsphasen erfolgen mit streng monotonen fallenden Momentenwerten, d. h. die auf den ersten Impuls folgenden Impulsphasen beaufschlagen die Kupplung mit kleineren Druckwerten.
  • Vorteilhafterweise ist es weiter vorgesehen, dass jedem einzelnen Impuls einer Impulsfolge ein bestimmter Druckwert im Hydrauliksystem zugewiesen wird. Dieser Druckwert kann beispielsweise einem für eine Kupplungsfunktion notwendigen Anlegedruck entsprechen oder auf Basis unterschiedlichster Betriebsparameter der zu steuernden Kupplung festgelegt werden. Zu nennen sind hier beispielsweise die Stellung des Fahrpedals, der eingelegte Gang, eine eventuelle Fahrzeugneigung. Diese Auszählung ist sicherlich nicht abschließend, und dem Fachmann dürften durchaus weitere Parameter bekannt sein.
  • Um die zeitliche Abfolge der aufeinanderfolgenden Impulse zu definieren, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der auf einen Impuls nachfolgende Impuls erst angesteuert wird, wenn der ermittelte Druckwert im Hydrauliksystem unter den dem vorangegangenen Impuls zugewiesenen Druckwert gefallen ist. Durch diese Funktion wird sichergestellt, dass im Hydrauliksystem auftretende Druckschwankungen sicher erkannt werden und eine plötzlich auftretende Fehlbefüllung mit einer gegebenenfalls unerwünschten Momentenübertragung zuverlässig vermieden wird. Dabei ist vorgesehen, dass der entstehende Staudruck im Hydrauliksystem frühzeitig über einen entsprechenden Drucksensor detektiert wird, um ein Durchschlagen des Druckimpulses bis auf den Kupplungskolben zuverlässig zu vermeiden. Als weitere Maßnahme kann zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen eine Verzögerungszeit vorgesehen sein, mit der die Übersteuerung durch auftretende Druckspitzen ebenfalls vermieden wird.
  • Um das betriebssichere Befüllen der Kupplung und damit ein sicheres Schließen unter allen Betriebsbedingungen zu gewährleisten, ist für die Impulslänge eine Mindestzeit vorgegeben, mit der das System mindestens mit Druck beaufschlagt wird. Diese Mindestlänge beruht auf den Informationen über eine mögliche Befüllzeit, die sich aus den geometrischen Randbedingungen des Hydrauliksystems ergeben.
  • Weiterhin wird auch die Maximallänge des Impulses definiert um sicherzustellen, dass das Hydrauliksystem nicht über eine maximale Zeitdauer hinaus mit einem einzelnen Druckimpuls beaufschlagt wird. Durch diese Funktion wird das Überbefüllen der Kupplung in jedem Betriebspunkt vermieden.
  • Zum Abschluss des erfindungsgemäßen Befüllverfahrens der Kupplung ist vorgesehen, dass unabhängig von der Anzahl der vorangegangenen Impulse des Befüllvorganges dieser mit einer Abschlussphase beendet wird.
  • Vorzugsweise wird der Druck des Hydraulikmediums in der Abschlussphase dem zur Momentenübertragung erforderlichen Druck am Anlegepunkt der Kupplung entsprechend eingestellt.
  • Erfindungsgemäß ist für dieses Verfahren optional der Einsatz eines Drucksensors vorgesehen, mit dem die Druckverhältnisse im Hydrauliksystem real ermittelt werden können. Dieses ist sinnvoll, um auf der einen Seite eine ausreichende Menge Hydraulikmedium in der zu befüllenden Kupplung zur Verfügung zu stellen und auf der anderen Seite diese nicht überzubefüllen. Durch den vom Drucksensor ermittelten Wert kann ein Befüllimpuls – falls erforderlich – verkürzt oder sogar abgebrochen werden, um ein Überbefüllen der Kupplung zu vermeiden.
  • Da die Druckverhältnisse innerhalb des Hydrauliksystems auch von äußeren Einflussfaktoren, wie beispielsweise dem Umgebungsdruck, abhängig, sind, ist es erfindungsgemäß weiter vorgesehen, den Drucksensor vor dem Befüllvorgang auf einen relativen Nullwert zu kalibrieren. So kann zur Steuerung des Befüllvorgangs auf einen im System auftretenden Differenzdruck zurückgegriffen werden, der unabhängig von den Umweltbedingungen ist. Dieser Nullabgleich ermöglicht für den eigentlichen Befüllvorgang also eine Differenzdruckbetrachtung. Dieses ist vorteilhaft, da immer die gleichen Druckwerte berücksichtigt werden können, ohne die äußeren Randbedingungen beachten zu müssen, was die Anzahl der zu beachtenden Parameter reduziert und somit den Rechenaufwand innerhalb der Steuerung vermindert. Außerdem können so die Seriensteuerungen der Drucksensoren ausgeglichen werden, ohne jeden Sensor exakt vermessen zu müssen. Dieses ist für den Einsatz in einer Großserienfertigung vorteilhaft, da erhebliche Kalibrierkosten vermieden werden können. Außerdem steigt die Widerstandsfähigkeit des Systems gegenüber auftretenden Toleranzen, was sich positiv auf die Qualität auswirkt.
  • Neben dem Nullabgleich des Sensors kann auch eine Nachkalibrierung des Sensorsignals sinnvoll sein. Dazu wird am Ende eines Befüllvorgangs das vorhandene Drucksignal auf seine Stabilitäten überprüft, d. h. das Drucksignal wird auf Schwankungen hin beobachtet und dabei mit Sollvorgaben aus dem Steuergerät verglichen. Aus dem Abgleich zwischen einer Solldruckvorgabe und dem gemessenen Druck kann ein Korrekturfaktor bestimmt werden. Dieser Korrekturfaktor dient dazu, den gemessenen Druckwert auf einen normierten Druck umzurechnen. Dieser normierte Druck wird dann in einem Steuergerät gespeichert und bei weiteren Befüllvorgängen als Basiswert für die Druckvorgabe verwendet.
  • Um sicherzustellen, dass die vom Sensor gemessenen Druckwerte auch dem real vorherrschenden Druck im Hydrauliksystem entsprechen, ist es sinnvoll, diesen Wert zu plausibilisieren. Dazu wird das Drucksensorsignal während eines Befüllvorgangs auf seine Kontinuität hin überwacht um eventuelle Sensorsschäden festzustellen. Falls der Druckverlauf nicht dem erwarteten kontinuierlichen Verlauf folgt, kann so auf einen möglicherweise defekten Sensor geschlossen werden. Außerdem wird betrachtet, ob sich das Drucksignal zwischen einem vorgegebenen minimalen und maximalen Wert bewegt. Auch dadurch kann das Drucksignal auf seine Plausibilität und Stabilität überprüft werden, und es wird so möglich, einen defekten Drucksensor zu erkennen. Wird ein defekter Sensor erkannt, wird auf eine im Steuergerät hinterlegte Steuerrouting für diesen Fall zurückgegriffen.
  • Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Die 1a und 1b zeigen einen prinzipiellen Kennlinienverlauf, der die Zusammenhänge zwischen Kupplungsdruck, Kupplungsmoment und Kupplungsweg darstellt. Die Kennlinien 1 in 1a zeigen den prinzipiellen Zusammenhang zwischen dem Druck im Kupplungskolben und dem Weg des Kolbens/der Kupplung. Zur Darstellung ist auf der X-Achse der Druck im Hydrauliksystem und auf der Y-Achse der zurückgelegte Kupplungsweg aufgetragen.
  • In gleicher Art der Darstellung zeigt die 1b den Zusammenhang zwischen dem Druck im Kupplungskolben und dem übertragbaren Kupplungsmoment, welches auf der Y-Achse aufgetragen wird.
  • Die eingetragene Kennlinie 1 weist am Anlegepunkt 2 der Kupplung, zu dem ein vorbestimmter Anlegedruck gehört, eine Unstetigkeit auf. Diese Punkt entspricht dem Ort, an dem sich die Kupplungslamellen erstmals berühren, aber noch kein Kupplungsmoment übertragen wird. Er wird als Anlegepunkt 2 bezeichnet.
  • Mit der Befüllung der Kupplung wird in der Regel der Anlegedruck bzw. der Anlegepunkt der Kupplung angesteuert. Nach 1b wird dann gerade noch kein Moment an der Kupplung übertragen, jeder weitere Druckanstieg führt dann zu einer Momentenübertragung an der Kupplung. Der Druck im Hydrauliksystem hat in diesem Anlegezustand vornehmlich die Aufgabe, die Gegenkraft der Öffnungsfeder innerhalb der Kupplung auszugleichen. Kräfte, die aus der Drehbewegung des Kupplungssystems entstehen, können dieses Gleichgewicht verschieben. Zwischen einem mechanischen Ruhe-Anschlag des Kolbens und dem Anlegepunkt muß der Kolben einen relativ langen Weg zurücklegen. Der Arbeitsweg ab Erreichen des Anlegedrucks, d. h. der Weg, bei dem Moment in den spezifizierten Grenzen übertragen wird, ist dagegen sehr klein. D. h. im unterbefüllten System herrschen kleine Kräfte vor, es sind vom Kolben jedoch große Wege zurückzulegen. Im Rückschluss bedeutet dies, dass bei der Befüllung viel Öl fließen muss, um die Zuleitungen und den Kolbenraum zu füllen. Im Arbeitsbereich überträgt das befüllte System jedoch große Momente/Normalkräfte, und dabei legt der Kolben aber nur kleine Wege zurück, und es fließt nur wenig Hydraulikflüssigkeit innerhalb des Hydrauliksystems.
  • Innerhalb des Befüllvorgangs ist das Erreichen des Anlegepunktes der kritische Punkt, da z. B. bei stillstehendem Fahrzeug während der Befüllung sicherzustellen ist, dass das System aus Sicherheitsgründen nicht überbefüllt wird, damit kein ungewollter Vortrieb des Fahrzeugs entsteht und dass das System zudem nicht überbefüllt ist, da dies zu Komforteinbußen (Rucken) im Anfahrvorgang beim letztendlichen Schließen der Kupplung führen würde.
  • Ziel des erfindungsgemäßen Befüllvorgangs ist es deshalb sicherzustellen, dass das System immer ausreichend befüllt ist. Es darf nach Abschluss der Befüllung nur eine geringfügige, vernachlässigbare Unterbefüllung verbleiben bevor in einen Arbeitszustand der betroffenen Kupplung weitergeschaltet wird, um zu vermeiden, dass Momentensprünge bei höheren Drehzahldifferenzen innerhalb der Kupplung auf den Motor oder die Räder des Fahrzeugs durchschlagen, was sich für den Kunden als unkomfortabel darstellt.
  • Nach einer Variante kann mit der Befüllung auch ein Arbeitspunkt angefahren werden, bei dem z. B. in Schaltungen bereits Moment an der Kupplung übertragen wird, diese Anwendung ist aber weniger kritisch. Das Kupplungsmoment muss (z. B. in Schaltungen) aber sicher kleiner sein als das Moment, das zur Aufrechterhaltung der aktuell vorhandenen Fahrzeugbewegung eingesetzt wird. Dennoch muss auch dann der Anlegepunkt durchfahren werden, was aufgrund der aus 1a und 1b herleitbaren Unstetigkeiten im Druckgradienten und Weggradienten auch zu einem unstetigen Momentenverlauf führen kann. Das Verfahren zum Befüllen auf Momente > 0 Nm ist somit im Verfahren der Befüllung auf Kupplungsmoment = 0 Nm implizit enthalten.
  • Zusammenfassend beschreibt die Befüllung demnach den Vorgang, der nötig ist, das auch teilweise entleerte System soweit mit Hydrauliköl zu füllen und eventuell vorhandene kompressible Luft zu verdrängen, sodass am Ende der Befüllung nur noch das Ölvolumen fließen muss, das zur Verschiebung des Druckkolbens und dem Ausgleich der fortwährenden Leckagen nötig ist. In einem unterbefüllten System ist zu keinem Zeitpunkt bekannt, wieviel Öl in den Hohlräumen des Hydrauliksystem ist und wieviel Öl aktuell über die Leckagen entweicht. Ziel der Befüllung ist, das System wieder auf einen Arbeitspunkt zu schieben, sodass ein zu übertragendes Kupplungs-Sollmoment im Rahmen der im Steuergerät hinterlegten Kennfelder und unter Berücksichtigung der Regelstrecke zu einem erwarteten Istdruck im System und damit einem Kupplungs-Istmoment führt bzw. diese eingeregelt werden können.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun im Detail anhand der 2 und 3 beschrieben. Vorab wird auf die rechte Kurve 3 in 2 eingegangen, die als Vergleich zum erfindungsgemäßen Befüllverfahren eine sogenannte sichere, aber langsame Befüllung zeigt. Bei einer solchen sicheren Befüllung handelt es sich um das physikalische Grundprinzip eines Ausgleichsvorgangs derart, dass ein Ventil auf seinen Zielpunkt eingestellt und für den Ausgleichsvorgang des Mediums mehr als ausreichend lange abgewartet wird. Bei dieser sicheren Befüllung gibt das Steuergerät dem Druckregelventil die Stellung vor, die bei einem befüllten System genau den geforderten Anlegedruck einregelt. Da zu Beginn einer Befüllung ein niedriger (oder kein) Druck auf der Sekundärseite des Ventils aufgebaut ist, öffnet das Ventil relativ weit und lässt Öl in das System strömen. Systembedingt sind die Kanäle, in denen das Öl fließt, deutlich länger als ihr Querschnitt, bzw. der Querschnitt ist so dimensioniert, dass wenig Öl im Betriebsfall benötigt wird, eine Arbeitsdruck-Änderung am Ventil aber auch verzögerungsfrei am Kupplungskolben anliegt. Bei der Befüllung muss jedoch verhältnismäßig viel Öl in den Kanälen des Systems fließen, sodass es prinzipbedingt zu Staudrücken kommt. Das Ventil regelt dann auf den Staudruck ein und lässt weniger Öl passieren als verfügbar ist. Einen vergleichbaren Effekt haben Lufteinschlüsse, die nur nach und nach entweichen können. und so zunächst komprimiert werden.
  • Es dauert also eine gewisse Zeit bis die Hohlräume mit Öl gefüllt sind, die Lufteinschlüsse verdrängt werden und sich der Anlegedruck eingestellt hat. Systembedingt ist nicht auszuschließen, dass mikroskopische Lufteinschlüsse im Hydrauliköl enthalten sind, wenn es im Gesamtsystem, hier insbesondere ein Kraftfahrzeug-Getriebe mit Pumpe, Mechatronik, Ölfilter, Kühlung, Kupplung, Getriebe, zu Aufschäumungen des Öls, kommt. Mit Erreichen der vollständigen Befüllung befindet sich das Druckregelventil bereits in seinem angesteuerten Arbeitspunkt, und es sei angenommen, dass seine Regelgüte so ist, dass der Anlegepunkt ohne Überschwingen des Kupplungsmomentes angefahren wird.
  • Für die sichere Befüllung kann nachfolgend nochmals ausgeführt werden: wenn nach Beginn des Befüllvorganges so lange abgewartet wird, bis der Arbeitspunkt unter allen Betriebsbedingungen stabil eingeregelt ist, ist die Befüllung gesichert. Steht diese Zeit zur Verfügung, kann der Befüllvorgang rein zeitgesteuert erfolgen. Eine weitere Überwachung ist nicht nötig. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die beschriebene Befüllung demnach zwar sicher ist, aber lange dauert.
  • Erfindungsgemäß wird nun eine überkritische Befüllung vorgeschlagen, wie in 2 und ebenfalls in 3 dargestellt. 3 zeigt hierbei eine Ausführungsform einer 2-stufigen drucküberwachten Befüllung beispielsweise einer Stopp-Start-Befüllung. Die 2 zeigt das Prinzip einer mehrstufigen Befüllung, hier vorzugsweise eine 4-stufige Befüllung.
  • Bei der 2 ist auf der X-Achse die Zeit aufgetragen. Weiterhin werden zwei Y-Achsen verwendet. Auf der einen Y-Achse wird der Druck im Hydrauliksystem und auf der anderen Y-Achse das anzusteuernde Kupplungssollmoment aufgetragen. Diese Art der Darstellung ermöglicht eine graphische Zuordnung des tatsächlichen Druckverlaufs im Hydrauliksystem mit den zugehörigen Steuerimpulsen, basierend auf einem zugehörigen Kupplungssollmoment.
  • Um die Hydraulikflüssigkeit bzw. das Öl möglichst schnell in das System zu bekommen, wird das Ventil stark übersteuert, d. h. der angesteuerte Druck entspricht einem sehr hohen Sollmoment. Diese Übersteuerung steht so lange an, dass das Kupplungssystem über den angestrebten Gleichgewichtspunkt im Verfahrweg hinaus verschoben werden könnte, also ein im Fahrzeug spürbares Moment an der Kupplung übertragen werden könnte. Bei diesem Verfahren wird jedoch eine Kontrolle der Befüllung vorgeschlagen. Dabei wird vorausgesetzt, dass das Druckregelventil allein nicht in der Lage ist, ein auftretender Überschwingen des Drucks abzufangen bzw. ausreichend schnell einzuregeln.
  • Aus diesem Grunde wird für die Überwachung der Befüllung ein vorhandener Drucksensor genutzt, um die Momentenanforderung ein- oder mehrstufig auf Basis der gemessenen Druckwerte zurückzunehmen. Diese Rücknahmen führen zu dem in 2 dargestellten Kurvenverlauf der Kurve 4. Hier sind deutlich der Anstieg und der Abfall des Drucks in Abhängigkeit der Zeit zu erkennen. Der dargestellte Druckabfall resultiert zum einen aus der Reduzierung des vorgegebenen Kupplungssollmomentes für die Ansteuerung und zum anderen aus Ausgleichsvorgängen im Hydrauliksystem. Genutzt werden die Ausgleichsvorgänge im System, sodass ein am Sensor detektierter Überdruck nicht bis auf den Druckkolben durchschlägt, sondern beispielsweise über Befüllung von Hohlräumen und Leckagen rechtzeitig abgebaut wird. Aus diesem Grunde erreicht ein durch die Befüllung entstehender Staudruck, der am Drucksensor detektiert wird, die Kupplung nicht zeitgleich, sondern zeitverzögert und abgeschwächt.
  • Nach der Erfindung wird ein bestimmter Impuls 1 so hoch und zeitlich lang eingestellt, dass es zu einem definierten schnellen Ansteigen des Drucks am Drucksensor kommt. Für die Drucküberwachung ist hierbei eine bestimmte Druckschwelle p_1,max vorgegeben. Wenn dieser bestimmte Grenzdruck bzw. diese Schwelle erreicht ist, wird der Ventildruck zurückgefahren. Hierdurch kommt es zu einem definierten Überschwingen des Drucks im ventilnahen Abschnitt des hydraulischen Systems, das dann am Drucksensor detektierbar ist, mit nachfolgendem Abfallen nach Erreichen eines Peaks. Aufgrund der aufgegebenen Impulsfolge kommt es zu einzelnen weiteren Überschwingungen, die aber in ihrem Maß abnehmen, da die Druckhöhe der folgenden Impulse reduziert ist und damit zu einem Einschwingen der Kurve. Damit ein Überschwinger, der im nächsten Impulsbereich liegt, nicht zu einem unkontrollierten Weiterschalten der Impulsfolge führt, wird vorzugsweise vorgeschlagen, dass die vorgegebene Druckschwelle p_x,max (hier bis p_4,max in 2) immer im aufsteigenden Kurvenbereich liegt. Hierfür wird ein bestimmter Verzögerungszeitraum (delay hier mit hold_X bezeichnet)) vorgeschlagen. Dieser Verzögerungszeitraum kann dadurch vorgegeben werden, dass die abfallende Flanke des Drucksignals und das Minimum, vorzugsweise aber das Unterschreiten der zu überwachenden Druckschwelle detektiert werden. Alternativ kann auch eine Minimalzeit (Mindesthaltezeit) definiert werden, die der jeweilige Impuls erfahrungsgemäß mindestens gehalten werden kann. Frühestens nach dem Verzögerungszeitraum bzw. der Mindesthaltezeit ist es sinnvoll, den Druck erneut zu prüfen, um ggf. vor dem zeitlichen Ende der Impulsphase in die nächste Impulsphase oder die Abschlussphase weiterzuschalten. Diese Überprüfung dient dazu, den gesamten Befüllvorgang zeitlich zu straffen, um eine schnelle Befüllung zu erreichen. Dazu werden die fest vorgegebenen Zeitfenster für die Impulsdauer durch Berücksichtigung der Drucküberprüfung verkürzt, um in eine weitere Impulsphase einzutreten. Das Ergebnis dieser Verkürzung kann der Figur insofern entnommen werden, dass das Ende der Kurve 4 zeitlich deutlich vor dem Ende der Kurve 3 gezeigt wird. Das Delta dieser beiden Kurven repräsentiert die verkürzte Dauer des Befüllvorgangs.
  • Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfinderischen Verfahren wird vorgeschlagen, dass neben einer vorgegebenen Druckschwelle p_x,max ein Grenzgradient p_grad vorgegeben wird. Entsprechend der Druckschwelle wird der Ventildruck zurückgefahren, wenn ein bestimmter Druckgradient überschritten wird. Es ist auch vorstellbar, dass nur der Grenzgradient als Schwellwert ohne Berücksichtigung eines Druckschwellwertes zur Steuerung des Befüllvorgangs ohne die Druckschwelle herangezogen wird. Die Vorgabe eines Grenzgradienten kann vorzugsweise in bereits oder noch teilbefüllten Systemen bzw. vorzugsweise in der ersten Impulsphase eine weitere Sicherheit vor einer Oberbefüllung gewährleisten.
  • Die Angabe eines absoluten Druckwertes p_x,max kann alternativ oder vorzugsweise auch als skalierbarer Anteil des Ziel- bzw. Anlegedrucks definiert werden, sodass serienbedingte Toleranzen der Druckmessung bzw. -auswertung an Einfluss auf die Qualität des Steuerungsprozesses verlieren.
  • Insgesamt ist damit die vorgeschlagene überkritische Befüllung ebenfalls sicher, aber wesentlich schneller als die sichere Befüllung.
  • 3 zeigt hierbei eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befüllverfahrens, nämlich eine einer 2-stufigen drucküberwachten Befüllung als bevorzugtes Anwendungsbeispiel einer Stopp-Start-Befüllung. Die graphische Darstellung erfolgt analog zur 2. Gezeigt ist der Vergleich einer Druckverlaufskurve 4 für eine überkritische Befüllung unter Berücksichtigung der gemessenen Druckwerte im Hydrauliksystem und der daraus resultierenden möglichen Impulsverkürzung analog 2 im Vergleich mit einer Druckverlaufskurve 5, die sich unter Berücksichtigung fest definierter Impulslängen ergibt. Auch hier ist zu erkennen, dass der zu erreichende Enddruck bei der Kurve 4 schneller erreicht wird als bei Kurve 5, was aus der Anpassung der Impulslänge unter Berücksichtigung der Druckmesswerte resultiert.
  • Die vorliegende Erfindung kann zur sicheren und schnellen Betätigung einer Kupplung, insbesondere Doppelkupplung, eingesetzt werden. Insbesondere eignet sich das Verfahren für eine Anwendung bei einer Start-Stopp-Funktion, weil hierbei ein schnelles und sicheres Anfahren aus dem Stand, z. B. beim Anfahren nach einer Ampelrotschaltung, gewährleistet ist. Dies wird dadurch erreicht, dass das System schnell und sicher einen vorgegebenen Druckzielwert erreicht, der insbesondere dem Anlegedruck entspricht, bei dem gerade der Federdruck kompensiert wird. Hierdurch wird ebenfalls ein unbeabsichtigtes Ankriechen des Fahrzeugs verhindert.
  • Damit ist deutlich gezeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren eine schnelle und sichere Befüllung ermöglicht, und somit den Komfort für den Kunden deutlich steigert, dass die Reaktionszeiten des Fahrzeuges verkürzt werden und der Fahrer so eine erhöhte Spontaneität des Fahrzeuges erlebt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10244393 A1 [0002]
    • - DE 102006042393 A1 [0003]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Betätigung einer hydraulischen Kupplung, vorzugsweise einer Doppelkupplung, durch ein impulsgesteuertes Befüllen eines oder mehrerer Druckräume eines auf die Kupplung wirkenden Kupplungsbetätigungssystems, insbesondere eines Kupplungskolbens, der Kupplung mit einem Hydraulikmedium, wobei der tatsächliche Druck des Hydraulikmediums während des impulsartigen Befüllens einem erreichbaren Kupplungsmoment entspricht, und bei dem Befüllen impulsartig Druck für Kupplungsmomente aufgegeben wird, die größer sind als die tatsächlich übertragbaren Kupplungsmomente, wobei die tatsächlichen Druckverhältnisse während des Befüllvorganges im Hydrauliksystem ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Länge eines Impulses durch das Erreichen eines in seiner Höhe vorbestimmten Druckwertes innerhalb des Hydrauliksystems bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Länge eines Impulses durch das Erreichen eines von seinem Betrag her vorbestimmten Druckgradienten im Hydrauliksystem bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befüllen eines Druckraumes der Kupplung mit ein oder mehreren Impulsen erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Impuls ein eigener Druckwert im Hydrauliksystem zugewiesen ist.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abfolge von Impulsen ein folgender Impuls erst erfolgt, wenn der ermittelte Druck im Hydrauliksystem unter den zum beendeten Impuls gehörenden Druckwert gefallen ist.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen eine Verzögerungszeit vorgesehen ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Länge eines Impulses eine Minimalzeit vorgesehen ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Länge eines Impulses eine Maximalzeit vorgesehen ist.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befüllen des Druckraumes des Kupplungsbetätigungssystems durch eine Abschlussphase beendet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Hydraulikmediums in der Abschlussphase mindestens dem Druck am Anlegepunkt der Kupplungselemente entspricht.
  11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckverhältnisse im Hydrauliksystem über einen Drucksensor bestimmt werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor vor dem Befüllvorgang auf einen Nullwert kalibriert wird.
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