DE102011014571A1

DE102011014571A1 - Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Kupplung

Info

Publication number: DE102011014571A1
Application number: DE102011014571A
Authority: DE
Inventors: Michael Schindler; Dr. Eich Jürgen; Jürgen Gerhart
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2011-10-13
Also published as: DE112011101224A5; JP2013527389A; DE112011101224B4; US20130025999A1; WO2011124196A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Kupplung eines Kraftfahrzeugs, die über einen hydrostatischen Aktor eines hydraulischen Kupplungsbetätigungssystems betätigt wird, das einen Nehmerzylinder und einen Geberzylinder umfasst, die Hydraulikmedium enthalten, wobei in einem Fahrbetrieb ein Volumenausgleich des Hydraulikmediums durchgeführt wird, um einer Verstimmung des Kupplungsbetätigungssystems entgegenzuwirken. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Volumenausgleich im Betrieb der Kupplung in Abhängigkeit von aktuellen Kupplungskenngrößen bedarfsabhängig dann durchgeführt wird, wenn der Fahrkomfort nicht oder nicht unangemessen beeinträchtigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Kupplung eines Kraftfahrzeugs, die über einen hydrostatischen Aktor eines hydraulischen Kupplungsbetätigungssystems betätigt wird, das einen Nehmerzylinder und einen Geberzylinder umfasst, die Hydraulikmedium enthalten, wobei in einem Fahrbetrieb ein Volumenausgleich des Hydraulikmediums durchgeführt wird, um einer Verstimmung des Kupplungsbetätigungssystem entgegenzuwirken.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 057 656 A1 ist ein Kupplungssystem mit einem Nehmerzylinder und einem Geberzylinder bekannt, der eine Verbindungsöffnung aufweist, die den Geberzylinder mit einem Nachlaufbehälter für Druckmedium verbindet, wobei von der Drehzahl einer Reibungskupplung abhängige Signalwerte ermittelt und an dem Aktor ausgegeben werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend zu verbessern, dass der Fahrkomfort erhöht wird. Der Aufgabe wird eine automatisierte Kupplung eines Kraftfahrzeugs zugrunde gelegt, die über einen hydrostatischen Aktor eines hydraulischen Kupplungsbetätigungssystems betätigt wird. Dieses Kupplungsbetätigungssystem umfasst einen Nehmerzylinder und einen Geberzylinder, die Hydraulikmedium enthalten, wobei in einem Fahrbetrieb ein Volumenausgleich des Hydraulikmediums durchgeführt wird, um einer Verstimmung des Kupplungsbetätigungssystem entgegenzuwirken.
Die Aufgabe ist dadurch gelöst, dass der Volumenausgleich im Betrieb der Kupplung in Abhängigkeit von aktuellen Kupplungskenngrößen bedarfsabhängig dann durchgeführt wird, wenn der Fahrkomfort nicht oder nicht unangemessen beeinträchtigt wird. Dadurch kann die Zeitspanne zwischen periodisch durchgeführten Volumenausgleichsvorgängen verlängert werden. Es ist auch möglich, den Volumenausgleich nicht mehr periodisch, sondern nur bedarfsabhängig durchzuführen. Durch die Auswertung der aktuellen Kupplungskenngrößen oder Kupplungskenndaten kann die Anforderung von Volumenausgleichsvorgängen an den tatsächlichen Bedarf angepasst werden. Ein Intervall für den Volumenausgleich der hydrostatischen Strecke des Kupplungsaktors wird dynamisch bestimmt. Dadurch lassen sich Konflikte zwischen Ausgleichsvorgängen und Fahrkomfort deutlich reduzieren.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenausgleich im Betrieb der Kupplung in Abhängigkeit von Tastpunktverschiebungen durchgeführt wird. Ein Tastpunkt beschreibt eine definierte Aktorposition, bei der die dem Aktor zugeordnete Kupplung ein bestimmtes Drehmoment, von zum Beispiel drei Newton Meter, überträgt. Bei einer Tastpunktveränderung wird eine Kennlinie der Kupplung parallel verschoben. Der Tastpunkt kann zum Beispiel über eine Auswertung von Getriebeeingangsdrehzahlen bei einer geeigneten Kupplungsbetätigung ermittelt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein im Fahrbetrieb adaptierter Tastpunkt der Kupplung ausgewertet wird. Eine gut funktionierende Tastpunktadaption im Fahrbetrieb vorausgesetzt, dient der Volumenausgleich primär dem Erhalt der Funktionsfähigkeit des Kupplungsbetätigungssystems. Dabei muss sichergestellt werden, dass die Kupplung einerseits zuverlässig trennt und andererseits das geforderte Kupplungsmoment übertragen kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass kurz- und langfristige Adaptivwerte für den Tastpunkt verwendet werden. Ein Volumenausgleich ist zwar ein notwendiger und aktiv angesteuerter Vorgang, er führt aber grundsätzlich auch zu einer (Rück-)Verschiebung der Kupplungskennlinie. Durch die Verwendung von kurz- und langfristigen Adaptivwerten für den Tastpunkt kann eine Maßnahme zur Korrektur dieser (Rück-)Verschiebung vorgehalten werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenausgleich im Betrieb der Kupplung dann durchgeführt wird, wenn sich der adaptierte Tastpunkt im Fahrbetrieb deutlich verändert. Falls sich der Wert des adaptierten Tastpunkts im Fahrbetrieb nur sehr wenig ändert, kann davon ausgegangen werden, dass sich die hydraulische Übertragungsstrecke nicht verändert hat und daher auch kein Volumenausgleich notwendig ist. Die Anforderung und Durchführung des nächsten Volumenausgleichs kann dann problemlos verzögert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenausgleich im Betrieb der Kupplung in Abhängigkeit von Temperaturinformationen durchgeführt wird. Die Temperaturinformation wird verwendet, um eine erwartete Volumenänderung im Kupplungsbetätigungssystem zu bestimmen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturinformationen mit Hilfe von Temperatursensoren ermittelt werden. Mit Hilfe der Temperatursensoren kann zum Beispiel eine Kupplungsglockentemperatur, eine Kupplungsaktortemperatur, eine Motorkühlwassertemperatur, eine Motorraumtemperatur, und/oder eine Getriebeöltemperatur ermittelt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturinformationen aus Temperaturmodellen ermittelt werden. Dabei können sowohl Temperaturmodelle der Kupplung als auch Temperaturmodelle des Kupplungsbetätigungssystems verwendet werden, das auch als Kupplungsausrücksystem bezeichnet wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenausgleich im Betrieb der Kupplung durchgeführt wird, wenn sich die Temperatur um einen definierten Mindestbetrag verändert hat. Der definierte Mindestbetrag kann durch Versuche ermittelt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenausgleich im Betrieb der Kupplung durchgeführt wird, wenn die in einem Rechenmodell aufgrund von Temperatureinflüssen bestimmte Volumenänderung des Hydraulikmediums ein definiertes Mindestmaß überschreitet. Das definierte Mindestmaß kann durch Versuche ermittelt werden.
Bei der Kupplung handelt es sich vorzugsweise um eine Doppelkupplung beziehungsweise ein Doppelkupplungssystem mit zwei Teilkupplungen. Die Kupplung, insbesondere Doppelkupplung, wird vorzugsweise direkt, das heißt ohne Zwischenschaltung von Hebelmechanismen, durch den hydrostatischen Aktor betätigt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
Die Erfindung betrifft ein Kupplungsbetätigungssystem, wie es zum Beispiel in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 057 656 A1 beschrieben ist. Das Kupplungsbetätigungssystem umfasst eine Kupplung, insbesondere eine automatisierte Reibungskupplung, die vorzugsweise als Doppelkupplung ausgeführt ist. Die Kupplung wird über ein hydraulisches Kupplungsbetätigungssystem betätigt, das einen Geberzylinder und einen Nehmerzylinder umfasst, die durch eine auch als Druckleitung bezeichnete Hydraulikleitung miteinander verbunden sind. Der Geberzylinder weist eine Verbindungsöffnung auf, die den Geberzylinder mit einem Nachlaufbehälter für Hydraulikmedium verbindet, wenn ein Geberzylinderkolben in dem Geberzylinder eine bestimmte Stellung einnimmt. Der Geberzylinderkolben wird hydrostatisch mit einem Aktor betätigt, der von einem Steuergerät gesteuert wird.
Bei hydrostatisch betätigten Kupplungsaktoren muss sichergestellt sein, dass die hydraulische Strecke, die den Geberzylinder und den Nehmerzylinder umfasst, stets in ausreichendem Maß abgeglichen ist. Durch verschiedene Einflüsse, wie zum Beispiel Temperatureinflüsse, kann es zu Volumenänderungen des Hydraulikmediums kommen. Diese Volumenänderungen führen zu einer Verstimmung des Hydrauliksystems, das heißt eine resultierende Position an der Kupplung verschiebt sich in unerwünschter Weise.
Um dieser Verschiebung entgegenzuwirken, wird eine definierte Position des Geberzylinders überfahren, damit die Verbindungsöffnung zu dem Ausgleichsbehälter geöffnet wird. Über die Verbindungsöffnung kann sich das Hydraulikmedium in den Nachlaufbehälter entspannen, der auch als Ausgleichsraum bezeichnet wird.
Bei einer zugedrückten Doppelkupplung wird der Volumenausgleich dadurch ausgeführt, dass die Kupplung vollständig geöffnet wird.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird eine Logik bereitgestellt, die aufgrund von Tastpunktverschiebungen und/oder unter Berücksichtigung von Temperatursignalen eine Verschiebung der Kupplungskennlinie erkennt und gegebenenfalls kompensiert. Dadurch kann die Häufigkeit für den Volumenausgleich reduziert und der Volumenausgleich insbesondere nur dann durchgeführt werden, wenn keine unerwünschten Auswirkungen auf den Fahrkomfort zu erwarten sind.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird der im Fahrbetrieb adaptierte Tastpunkt der Kupplung ausgewertet. Falls sich dessen Wert im Fahrbetrieb nur sehr wenig ändert, kann davon ausgegangen werden, dass sich die hydraulische Übertragungsstrecke nicht verändert hat und daher auch kein Volumenausgleich notwendig ist. Die Anforderung und Durchführung des nächsten Volumenausgleichs kann dann problemlos verzögert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden alternativ oder zusätzlich Temperaturinformationen herangezogen, um eine erwartete Volumenänderung im Kupplungsbetätigungssystem zu bestimmen. Ein Volumenausgleich wird zum Beispiel dann angefordert, wenn sich die Temperatur seit dem letzten Volumenausgleich um einen definierten Mindestbetrag verändert hat. Alternativ kann ein Volumenausgleich dann angefordert werden, wenn die in einem Rechenmodell aufgrund von Temperatureinflüssen bestimmte Volumenänderung ein definiertes Mindestmaß überschreitet.
Die Temperaturinformation kann entweder von Temperatursensoren stammen oder aus Temperaturmodellen der Kupplung und/oder deren Betätigungssystem ermittelt werden. Mit Hilfe der Temperatursensoren kann zum Beispiel eine Kupplungsglockentemperatur, eine Kupplungsaktortemperatur, eine Motorkühlwassertemperatur, eine Motorraumtemperatur und/oder eine Getriebeöltemperatur erfasst werden. Die genannten Lösungen können auch kombiniert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008057656 A1 [0002, 0016]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Kupplung eines Kraftfahrzeugs, die über einen hydrostatischen Aktor eines hydraulischen Kupplungsbetätigungssystems betätigt wird, das einen Nehmerzylinder und einen Geberzylinder umfasst, die Hydraulikmedium enthalten, wobei in einem Fahrbetrieb ein Volumenausgleich des Hydraulikmediums durchgeführt wird, um einer Verstimmung des Kupplungsbetätigungssystems entgegenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenausgleich im Betrieb der Kupplung in Abhängigkeit von aktuellen Kupplungskenngrößen bedarfsabhängig dann durchgeführt wird, wenn der Fahrkomfort nicht oder nicht unangemessen beeinträchtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenausgleich im Betrieb der Kupplung in Abhängigkeit von Tastpunktverschiebungen durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Fahrbetrieb adaptierter Tastpunkt der Kupplung ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass kurz- und langfristige Adaptivwerte für den Tastpunkt verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenausgleich im Betrieb der Kupplung dann durchgeführt wird, wenn sich der adaptierte Tastpunkt im Fahrbetrieb deutlich verändert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenausgleich im Betrieb der Kupplung in Abhängigkeit von Temperaturinformationen und/oder Druckinformationen durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturinformationen mit Hilfe von Temperatursensoren ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturinformationen aus Temperaturmodellen ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenausgleich im Betrieb der Kupplung durchgeführt wird, wenn sich die Temperatur um einen definierten Mindestbetrag verändert hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenausgleich im Betrieb der Kupplung durchgeführt wird, wenn die in einem Rechenmodell aufgrund von Temperatureinflüssen bestimmte Volumenänderung des Hydraulikmediums ein definiertes Mindestmaß überschreitet.