DE102010032667A1

DE102010032667A1 - Verfahren zur Steuerung der Reibungskupplungen eines Antriebsstranges mit einem Doppelkupplungsgetriebe

Info

Publication number: DE102010032667A1
Application number: DE102010032667A
Authority: DE
Inventors: Mario Jung
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2011-02-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebseinheit und jeweils einem Teilantriebsstrang eines Doppelkupplungsgetriebes zugeordneten, zwischen Doppelkupplungsgetriebe und der Antriebseinheit wirksam angeordneten, mittels jeweils eines Kupplungsaktors automatisiert betätigten Reibungskupplungen, wobei die Kupplungsaktoren jeweils mittels einer Zuordnung eines von einer Steuereinheit vorgegebenen, über die Reibungskupplung übertragbaren Moments zu einem diesem entsprechenden Kupplungsaktorweg gesteuert werden und die Zuordnung mittels einer Kupplungskennlinie erfolgt, die zumindest von einem Tastpunkt, an dem die Reibungskupplung beginnt Moment zu übertragen, und einem eine Steigung der Kupplungskennlinie repräsentierenden Reibwert charakterisiert und laufend durch Adaption von Tastpunkt und Reibwert an sich ändernde Betriebsbedingungen des Antriebsstrangs angepasst wird. Um die Adaption der Tastpunkte beider Reibungskupplung unabhängig von dem Teilantriebstrang der anderen Reibungskupplung durchführen zu können, wird vorgeschlagen, eine Adaption des Tastpunkts bei einer Stellung eines Wählhebels zur Steuerung des Doppelkupplungsgetriebes in einer Position Rückwärtsfahrt, Vorwärtsfahrt oder manuelle Steuerung, bei einem in dem Teilantriebstrang zugehörigen, verifiziert eingelegten Gang, dessen Reibungskupplung eine Tastpunktadaption erfahren soll, bei stillstehendem Kraftfahrzeug und bei betätigter Betriebsbremse durchzuführen, indem die dem betroffenen Teilantriebsstrang zugeordnete Reibungskupplung auf ein vorgegebenes übertragbares Tastmoment vom Kupplungsaktor zugestellt und ein zur Aufrechterhaltung einer Leerlaufdrehzahl der Antriebseinheit erforderliches Moment als Größe zur Erreichung des Tastpunkts erfasst und ausgewertet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebseinheit und jeweils einem Teilantriebsstrang eines Doppelkupplungsgetriebes zugeordneten, zwischen Doppelkupplungsgetriebe und der Antriebseinheit wirksam angeordneten, mittels jeweils eines Kupplungsaktors automatisiert betätigten Reibungskupplungen zur Adaption eines zur Ermittlung einer Kupplungskennlinie für die Zuordnung des über die Reibungskupplung übertragbaren Moments zu dem Aktorweg des Kupplungsaktors verwendeten Tastpunkts.
Aus der DE 10 2008 023 360 A1 ist eine aufwendige Form einer Tastpunktermittlung der Tastpunkte der Reibungskupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes mit zwei Teilantriebssträngen bekannt. Hierbei wird während einer Überschneidungsschaltung der aktuell eingelegte Gang eines Teilantriebsstrangs ausgelegt und die sich ergebende Differenzdrehzahl zwischen der Getriebeeingangswelle dieses Teilantriebsstrangs und der Antriebseinheit erfasst, während die Reibungskupplung weiter geöffnet wird. Aus der Information der Differenzdrehzahl über den Aktorweg des die Reibungskupplung ausrückenden Kupplungsaktors wird das Trennen der diesem Teilantriebsstrang zugeordneten Reibungskupplung und damit der Tastpunkt erkannt. Dabei wird der Tastpunkt von der geschlossenen Reibungskupplung her kommend ermittelt.
Weiterhin ist aus der DE 10 2006 045 858 A1 ein Verfahren zur Ermittlung von Parametern einer Kupplungskennlinie, die den Zusammenhang zwischen dem über eine Reibungskupplung übertragbaren Moment und dem Aktorweg des Kupplungsaktors darstellt, beispielsweise den Tastpunkt der Reibungskupplung während der Fahrt eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsstrang mit der auf diese Weise beobachteten Reibungskupplung bekannt. Hierbei werden unter Bildung eines Fahrzeugmodells mittels einer entsprechenden Erfassung von Fahrzeuggrößen die Parameter zur Darstellung der Kupplungskennlinie modellhaft abgeleitet.
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterentwicklung einer Tastpunktadaption für die beiden Reibungskupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes insbesondere ausgehend von offenen Reibungskupplungen im Stillstand des Kraftfahrzeugs.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung der in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebseinheit und jeweils einem Teilantriebsstrang eines Doppelkupplungsgetriebes zugeordneten, zwischen Doppelkupplungsgetriebe und der Antriebseinheit wirksam angeordneten, mittels jeweils eines Kupplungsaktors automatisiert betätigten Reibungskupplungen gelöst, wobei die Kupplungsaktoren jeweils mittels einer Zuordnung eines von einer Steuereinheit vorgegebenen, über die Reibungskupplung übertragbaren Moments zu einem diesem entsprechenden Kupplungsaktorweg gesteuert werden und die Zuordnung mittels einer Kupplungskennlinie erfolgt, die zumindest von einem Tastpunkt, an dem die Reibungskupplung beginnt Moment zu übertragen, und einem eine Steigung der Kupplungskennlinie repräsentierenden Reibwert charakterisiert und laufend durch Adaption von Tastpunkt und Reibwert an sich ändernde Betriebsbedingungen des Antriebsstrangs angepasst wird. Nach dem erfinderischen Gedanken wird hierbei eine Adaption des Tastpunkts bei einer Stellung eines Wählhebels zur Steuerung des Doppelkupplungsgetriebes in einer Position Rückwärtsfahrt, Vorwärtsfahrt oder manuelle Steuerung, bei einem in dem Teilantriebstrang zugehörigen, verifiziert eingelegten Gang, dessen Reibungskupplung eine Tastpunktadaption erfahren soll, bei stillstehendem Kraftfahrzeug und bei betätigter Betriebsbremse durchgeführt, indem die dem betroffenen Teilantriebsstrang zugeordnete Reibungskupplung auf ein vorgegebenes übertragbares Tastmoment vom Kupplungsaktor zugestellt und ein zur Aufrechterhaltung einer Leerlaufdrehzahl der Antriebseinheit erforderliches Moment als Größe zur Erreichung des Tastpunkts erfasst und ausgewertet wird. Die Antriebseinheit kann hierbei eine Brennkraftmaschine sein. Die Reibungskupplungen können Trockenkupplungen sein, die zu einem einzigen Doppelkupplungsaggregat zusammengefasst sind.
Zur Durchführung der Adaption der Tastpunkte der beiden Reibungskupplungen werden in vorteilhafter Weise Strategien zur Reihenfolge der Adaption der Reibungskupplungen vorgeschlagen. So kann beispielsweise während einer Stillstandsphase des Kraftfahrzeugs bevorzugt der Tastpunkt der Reibungskupplung adaptiert werden, dessen letzte Adaption zeitlich weiter zurückliegt. Hierbei wird davon ausgegangen, dass sich die Tastpunkte beider Reibungskupplungen über die Zeit in gleichem Maße verändern. Es hat sich erwiesen, dass in manchen Ausführungsbeispielen davon nicht auszugehen ist. Es wird daher vorgeschlagen, für die Reibungskupplungen ein Vertrauensmaß betreffend das über diese zu übertragende Moment zu ermitteln und während einer Stillstandsphase des Kraftfahrzeugs die Reibungskupplung bevorzugt zu adaptieren, deren Vertrauensmaß als geringer eingeschätzt wird. Es hat sich dabei gezeigt, dass in das Vertrauensmaß konstruktive, von der Kupplungshardware abhängige Einflussgrößen in vorteilhafter Weise eingebunden werden können. Beispielsweise kann eine Reibungskupplung bezüglich ihrer Auslegung schwächer ausgelegt sein, ein geändertes Temperaturverhalten und dergleichen aufweisen oder der Kupplungsaktor weist ein geändertes Verhalten wie Temperaturverhalten auf. Alternativ oder zusätzlich können vom Betrieb der Reibungskupplungen abhängige Einflussgrößen berücksichtigt werden. Beispielsweise kann ein Teilantriebsstrang und damit dessen Reibungskupplung häufiger und/oder intensiver, beispielsweise schlupfintensiver genutzt werden, so dass der Verschleiß, das Temperaturverhalten und dergleichen nur ein geringeres Vertrauensmaß dieser Reibungskupplung gegenüber der anderen Reibungskupplung zulässt. Es versteht sich, dass in ein derartiges Vertrauensmaß auch die Dauer seit der letzten Adaption des Tastpunkts, von im Doppelkupplungsgetriebe erfassten Messgrößen, die einen Schluss auf die Zuverlässigkeit der entsprechenden Reibungskupplung zulassen, und/oder aus einem Beobachter abgeleitete Modelldaten einfließen können.
Ziel des Verfahrens ist, dass während einer Stillstandsphase des Kraftfahrzeugs die Adaption der Tastpunkte beider Reibungskupplungen vorgesehen wird. Hierzu ist eine vorgegebene Dauer des Stillstands, beispielsweise an einer Ampel, einem Bahnübergang und dergleichen bei nicht stillgelegter Antriebseinheit nötig. Hierzu kann beispielsweise eine Start-/Stopp-Einrichtung für die entsprechende Dauer ausgesetzt werden. Um während einer Stillstandsphase, die von dem die Reibungskupplungen steuernden Steuergerät bezüglich ihrer Dauer in der Regel nicht einschätzbar ist und beispielsweise vom Fahrer jederzeit abgebrochen werden kann, indem er mittels eines Lösens der Betriebsbremse und einer Betätigung des Lasthebels zur Steuerung der Antriebseinheit gemäß Fahrerwunsch das Kraftfahrzeug anfährt, werden zuvor genannte Prioritätskriterien eingesetzt, um die Reibungskupplung zuerst zu adaptieren, die eine Adaption am nötigsten hat.
Bleibt genügend Zeit während einer Stillstandsphase auch die zweite Reibungskupplung zu adaptieren, wird diese adaptiert, ansonsten erfolgt eine Adaption der nicht adaptierten Reibungskupplung während des nächsten Stillstands. Eine Adaption der Reibungskupplungen erfolgt dabei in vorteilhafter Weise in vorgegebenen Abständen, die durch entsprechende Dringlichkeitsparameter wie Dauer seit der letzten Adaption, kurzzeitige und/oder langzeitige Beanspruchung der Reibungskupplung und dergleichen festgelegt werden können.
Werden während einer Stillstandsphase beide Reibungskupplung adaptiert, wird in vorteilhafter Weise nach einer Adaptionsphase des Tastpunkts der zuerst adaptierten Reibungskupplung abgewartet, bis die Antriebseinheit einen stationären Zustand erreicht hat, bevor eine Adaption des Tastpunkts der anderen Reibungskupplung angestoßen wird. Hierdurch wird vermieden, dass eine Änderung der noch nicht eingeschwungenen Antriebseinheit nach der ersten Adaption eine Zuordnung des sich noch ändernden Momentensignals der Antriebseinheit als fehlerhaftes Erreichen des Tastpunkts der anderen Reibungskupplung interpretiert wird.
Um eine gegenseitige Beeinflussung der Teilantriebstränge während einer Tastpunktermittlung wie Tastpunktadaption zu vermeiden, können in dem Teilantriebsstrang der nicht adaptierten Reibungskupplung während der Adaption alle Gänge ausgelegt werden. Es kann jedoch im Falle einer Stillstandsphase mit bevorstehender, schnell erwünschter Anfahrt unabhängig von der zu adaptierenden Reibungskupplung ein bevorzugter Anfahrgang im entsprechenden Teilantriebsstrang eingelegt bleiben. Im Weiteren kann ein Maß für die Intensität einer Betätigung der Betriebsbremse erfasst werden und bei nachlassender Intensität eine Adaption eines Tastpunkts einer Reibungskupplung abgebrochen werden. Als Maß für die Intensität der Betätigung der Betriebsbremse kann ein Bremsdruck oder ein Bremspedalwinkel erfasst oder von einem Datenbus des Kraftfahrzeugs wie CAN-Bus eingelesen und ausgewertet werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die ermittelten Tastpunkte zu bewerten und für jede Reibungskupplung zwei unterschiedliche Adaptionswerte zu unterscheiden, denen jeweils unterschiedliche Reaktionen des Tastpunkts an unterschiedliches Verhalten der Reibungskupplungen hinterlegt werden. Beispielsweise wird einem ersten Adaptionswert eine langfristige Änderung des Tastpunkts infolge Verschleißes und einem zweiten Adaptionswert eine kurzfristige oder kurzzeitige, betriebsabhängige Änderung des Tastpunkts zugeordnet. Dabei können die beiden Adaptionswerte durch Vergleich und Bewertung der nacheinander ermittelten Tastpunkte unterschieden werden. Treten beispielsweise kurzzeitig Änderungen des Tastpunkts auf, die gegebenenfalls durch eine Ermittlung oder Modellierung der Kupplungstemperatur gestützt werden, und die wieder annähernd zu einem bereits früher ermittelten Tastpunkt zurückkehren, werden diese als kurzzeitige Adaptionswerte eingestuft. Langfristige Adaptionswerte können durch über längere Beobachtungszeit gemittelte Werte für den Tastpunkt ermittelt werden und ergeben meistens einen sich kontinuierlich in eine Richtung durch Verschleiß der Reibbeläge ändernden Tastpunkt. Auf dieser Basis abgeleitete Tastpunkte werden als langfristige Adaptionswerte eingestuft.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, die im Stillstand des Kraftfahrzeuges jeweils für einen Teilantriebsstrang ermittelten adaptierten ersten Tastpunkte mit mittels eines Triebstrangbeobachters für denselben Teilantriebsstrang ermittelten zweiten Tastpunkten zu vergleichen und aufeinander abzustimmen. Dabei treten diese beiden Strategien zur Ermittlung der Tastpunkte der beiden Reibungskupplungen in unterschiedlichen Fahrsituationen des Kraftfahrzeugs auf. Während die Tastpunktadaption im Stillstand gehäuft im Stadtverkehr und Stopp-and-Go-Situationen auftritt, erfolgt eine Tastpunkadaption mittels eines Triebstrangbeobachters bevorzugt bei ununterbrochenen Fahrten, beispielsweise auf der Autobahn. Dabei können sowohl die jeweils aktuell ermittelten ersten als auch die zweiten Tastpunkte zur Ermittlung der Kupplungskennlinie verwendet werden.
Dabei kann aus den beiden aktuellen ersten und zweiten Tastpunkten ein Mittelwert gebildet werden, der zur Ermittlung der Kupplungskennlinie verwendet wird. Hierbei kann der früher ermittelte erste oder zweite Tastpunkt lediglich prozentual an der Bildung des aktuellen Tastpunkts eingehen. Um den Einfluss von Ausreißern oder für eine typische Fahrsituation typische Tastpunkte mit gegenüber der anderen Strategie abweichende Tastpunkte zu begrenzen, kann eine Begrenzung der Abweichung der ersten und zweiten Tastpunkte voneinander vorgesehen werden. Es kann beispielsweise vorgesehen werden, jeder Strategie nur eine vorgegebene Veränderung, beispielsweise ±0,5 mm, gegenüber dem aktuellen, der Kupplungskennlinie zugrunde gelegten Tastpunkt zuzubilligen. Wird beispielsweise bei vorgegebenem Tastpunkt mittels des Triebstrangbeobachters ein zweiter Tastpunkt ermittelt, kann dieser lediglich bis zu der vorgegebenen Veränderung adaptiert werden. Wird anschließend im Stillstand adaptiert, kann der zweite Tastpunkt von dem aktuell ermittelten ersten Tastpunkt ausschließlich um die vorgegebene Veränderung geändert werden. Dies führt dazu, dass bei häufiger Adaption des Tastpunkts durch eine Strategie die Änderung des Tastpunkts nur in engen Grenzen erfolgen kann und nur bei wechselnder Adaption unter Nutzung beider Strategien der Tastpunkt langfristig verändert werden kann. Eine durch beide Strategien gestützte Adaption adaptiert dabei in verbesserter Weise einen tatsächlichen Verschleiß der betroffenen Reibungskupplung und reagiert weniger empfindlich auf kurzfristige Änderungen des Tastpunktes.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102008023360 A1 [0002]
- DE 102006045858 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Steuerung der in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebseinheit und jeweils einem Teilantriebsstrang eines Doppelkupplungsgetriebes zugeordneten, zwischen Doppelkupplungsgetriebe und der Antriebseinheit wirksam angeordneten, mittels jeweils eines Kupplungsaktors automatisiert betätigten Reibungskupplungen, wobei die Kupplungsaktoren jeweils mittels einer Zuordnung eines von einer Steuereinheit vorgegebenen, über die Reibungskupplung übertragbaren Moments zu einem diesem entsprechenden Kupplungsaktorweg gesteuert werden und die Zuordnung mittels einer Kupplungskennlinie erfolgt, die zumindest von einem Tastpunkt, an dem die Reibungskupplung beginnt Moment zu übertragen, und einem eine Steigung der Kupplungskennlinie repräsentierenden Reibwert charakterisiert und laufend durch Adaption von Tastpunkt und Reibwert an sich ändernde Betriebsbedingungen des Antriebsstrangs angepasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Adaption des Tastpunkts bei einer Stellung eines Wählhebels zur Steuerung des Doppelkupplungsgetriebes in einer Position Rückwärtsfahrt, Vorwärtsfahrt oder manuelle Steuerung, bei einem in dem Teilantriebstrang zugehörigen, verifiziert eingelegten Gang, dessen Reibungskupplung eine Tastpunktadaption erfahren soll, bei stillstehendem Kraftfahrzeug und bei betätigter Betriebsbremse durchgeführt wird, indem die dem betroffenen Teilantriebsstrang zugeordnete Reibungskupplung auf ein vorgegebenes übertragbares Tastmoment vom Kupplungsaktor zugestellt und ein zur Aufrechterhaltung einer Leerlaufdrehzahl der Antriebseinheit erforderliches Moment als Größe zur Erreichung des Tastpunkts erfasst und ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Stillstandsphase des Kraftfahrzeugs bevorzugt der Tastpunkt der Reibungskupplung adaptiert wird, dessen letzte Adaption zeitlich weiter zurückliegt und/oder, dass für die Reibungskupplungen ein Vertrauensmaß betreffend das über diese zu übertragende Moment ermittelt wird und während einer Stillstandsphase des Kraftfahrzeugs die Reibungskupplung bevorzugt adaptiert wird, deren Vertrauensmaß als geringer eingeschätzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Stillstandsphase des Kraftfahrzeugs die Adaption der Tastpunkte beider Reibungskupplungen vorgesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Adaptionsphase des Tastpunkts der zuerst adaptierten Reibungskupplung abgewartet wird, bis die Antriebseinheit einen stationären Zustand erreicht hat, bevor eine Adaption des Tastpunkts der anderen Reibungskupplung angestoßen wird, wobei in dem Teilantriebsstrang der nicht adaptierten Reibungskupplung während der Adaption alle Gänge ausgelegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Stillstandsphase mit bevorstehender, schnell erwünschter Anfahrt unabhängig von der zu adaptierenden Reibungskupplung ein bevorzugter Anfahrgang im entsprechenden Teilantriebsstrang eingelegt bleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maß für die Intensität einer Betätigung der Betriebsbremse erfasst und bei nachlassender Intensität eine Adaption eines Tastpunkts einer Reibungskupplung abgebrochen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Reibungskupplung zwei unterschiedliche Adaptionswerte ermittelt werden, denen jeweils Änderungen des aktuell ermittelten Wertes eines Tastpunkts zugeordnet werden, wobei einem ersten Adaptionswert eine langfristige Änderung des Tastpunkts infolge Verschleißes zugeordnet wird und wobei einem zweiten Adaptionswert eine kurzfristige, betriebsabhängige Änderung des Tastpunkts zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die im Stillstand des Kraftfahrzeuges jeweils für einen Teilantriebsstrang ermittelten adaptierten ersten Tastpunkte mit mittels eines Triebstrangbeobachters für denselben Teilantriebsstrang ermittelten zweiten Tastpunkten vergleichen und aufeinander abgestimmt werden, wobei die jeweils aktuell ermittelten ersten beziehungsweise zweiten Tastpunkte zur Ermittlung der Kupplungskennlinie verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus den beiden aktuellen ersten und zweiten Tastpunkten ein Mittelwert gebildet wird, der zur Ermittlung der Kupplungskennlinie verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abweichung der ersten und zweiten Tastpunkte voneinander begrenzt wird.