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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Vorzugsweise
wird der Druck des Hydraulikmediums in der Abschlussphase dem zur
Momentenübertragung erforderlichen Druck am Anlegepunkt der
Kupplung entsprechend eingestellt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Insgesamt
ist damit die vorgeschlagene überkritische Befüllung
ebenfalls sicher, aber wesentlich schneller als die sichere Befüllung.
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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.
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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.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10244393
A1 [0002]
- - DE 102006042393 A1 [0003]