DE102014207954A1 - Method for operating a wet-running clutch assembly and wet-running clutch assembly - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer nasslaufenden Kupplungsanordnung, insbesondere einer Doppelkupplung, für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Kupplung, wobei die Kupplung zumindest zeitweise durch ein Druckmedium mit einem Betätigungsdruck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsdruck zwischen wenigstens drei Betätigungsvorgängen oberhalb eines vorgegebenen Mindestdrucks gehalten wird. Daneben betrifft die Erfindung eine Kupplungsanordnung.The invention relates to a method for operating a wet-running clutch assembly, in particular a double clutch, for a motor vehicle, with at least one clutch, wherein the clutch is at least temporarily acted upon by a pressure medium with an actuating pressure, characterized in that the actuating pressure between at least three actuating operations above a predetermined minimum pressure is maintained. In addition, the invention relates to a coupling arrangement.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer nasslaufenden Kupplung, insbesondere einer Doppelkupplung, für ein Kraftfahrzeug, wobei die Kupplung zumindest zeitweise durch ein Druckmedium mit einem Betätigungsdruck beaufschlagt wird. The invention relates to a method for operating a wet-running clutch, in particular a double clutch, for a motor vehicle, wherein the clutch is at least temporarily acted upon by a pressure medium with an actuating pressure.
Nasslaufende Doppelkupplungen sind allgemein bekannt. Diese besitzen zwei koaxial angeordnete Lamellenpakete, die im Wechsel mittels eines Druckmediums mit Druck beaufschlagt werden, um jeweils eine der beiden Kupplungen zu schließen. Ohne Beaufschlagung mit Druck sind die Kupplungen offen, es handelt sich um sogenannte „normally-open“-Kupplungen. Derartige Doppelkupplungen gehen beispielsweise aus der
Doppelkupplungen werden eingesetzt, um Kraftfahrzeuge ohne Zugkraftunterbrechung antreiben zu können. Hierfür werden die Kupplungen für einen kurzen Zeitraum gleichzeitig zur Drehmomentübertragung verwendet, wobei wenigstens eine der beiden Kupplungen schlupfend betrieben wird. Die Phase, in der beide Kupplungen Drehmoment übertragen, heißt auch Überschneidungsschaltung. Double clutches are used to drive motor vehicles without interruption of traction. For this purpose, the clutches are used simultaneously for torque transmission for a short period of time, wherein at least one of the two clutches is operated slipping. The phase in which both clutches transmit torque is also called crossover.
Zum Gangwechsel wird der Druck in der Basiskupplung, das heißt der eingekuppelten Kupplung, verringert und der Druck in der Zielkupplung, das heißt der ausgekuppelten aber einzukuppelnden Kupplung, erhöht. Da die Zielkupplung zur Reduzierung des Schleppmomentes entleert ist, ist es zur Verringerung der Befüllzeit aus der
Ein derartiger Gangwechsel dauert insgesamt ca. 500 Millisekunden. Gerade im Rennsportbereich besteht Bedarf, diesen Zeitraum weiter zu verkürzen. Such a gear change takes a total of about 500 milliseconds. Especially in the racing sector there is a need to shorten this period further.
Zur Lösung des Problems wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. To solve the problem, a method with the features of
Als Kern der Erfindung wird angesehen, dass der Betätigungsdruck zwischen wenigstens drei Betätigungsvorgängen oberhalb eines vorgegebenen Mindestdrucks gehalten wird. Betätigungsvorgänge sind dabei ein Einrücken oder ein Ausrücken der Kupplung. Das Einrücken erfolgt dadurch, dass der Betätigungsdruck oberhalb des Kontaktpunktes liegt und das Ausrücken, wenn der Betätigungsdruck unterhalb des Druckes beim Kontaktpunkt liegt. Der Kontaktpunkt, auch Touchpoint genannt, ist dabei derjenige Punkt, bei dem die Kupplung ein vorgegebenes Drehmoment überträgt. Das heißt, dass bei einem Druck unterhalb des Kontaktpunktes ein geringes Drehmoment übertragen wird, bspw. in Form eines Schleppmomentes. Oberhalb des Druckes beim Kontaktpunkt wird Drehmoment aus einem Reibmoment übertragen. As the core of the invention is considered that the actuation pressure between at least three actuation processes is maintained above a predetermined minimum pressure. Actuating processes are an engagement or disengagement of the clutch. The engagement occurs in that the actuation pressure is above the contact point and the disengagement when the actuation pressure is below the pressure at the contact point. The contact point, also called touchpoint, is the point at which the clutch transmits a predetermined torque. This means that at a pressure below the contact point, a low torque is transmitted, for example. In the form of a drag torque. Above the pressure at the contact point, torque is transmitted from a friction torque.
Mit anderen Worten wird der Betätigungsdruck der Kupplung bzw. bei einer Doppelkupplung beider Kupplungen auf einem bestimmten Mindestwert festgehalten, der einen vordefinierten Wert nicht unterschreitet. Dadurch wird die Menge des Druckmediums, das ein- und ausgelassen werden muss, verringert, so dass das Ein- und Auskuppeln um ca. 20% beschleunigt werden kann. In Abhängigkeit der Anzahl der Schaltvorgänge können so pro Schaltvorgang bis zu 100 Millisekunden eingespart werden. In other words, the actuation pressure of the clutch or, in the case of a double clutch of both clutches, is maintained at a specific minimum value that does not fall below a predefined value. This reduces the amount of pressure medium that must be added and removed so that engagement and disengagement can be accelerated by about 20%. Depending on the number of switching operations can be saved per switching operation up to 100 milliseconds.
Der Betätigungsdruck muss nicht während der gesamten Betriebsdauer der Kupplung oberhalb des vorgegebenen Mindestdrucks gehalten werden. Beispielsweise ist das Vorhalten des Mindestdrucks über längere Zeit ohne Gangwechsel oder mit nur seltenen Gangwechseln, beispielsweise bei einer Fahrt auf einer Autobahn, unvorteilhaft. Dementsprechend kann der Mindestdruck auch lediglich in bestimmten Situationen verwendet werden. Diese Situationen können beispielsweise anhand von Betriebsparametern, wie der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, festgemacht werden. The actuation pressure does not have to be maintained above the predetermined minimum pressure during the entire service life of the clutch. For example, the provision of the minimum pressure for a long time without gear change or with only rare gear changes, for example when driving on a highway, unfavorable. Accordingly, the minimum pressure can also be used only in certain situations. These situations can be fixed, for example, based on operating parameters, such as the speed of the motor vehicle.
Mit besonderem Vorteil kann als Mindestdruck ein Druck unterhalb des Druckes beim Kontaktpunkt festgelegt werden. Der Kontaktpunkt ist wie beschrieben derjenige Punkt beim Einrücken einer Kupplung, bei dem ein vorgegebenes Drehmoment übertragen wird. With particular advantage can be set as the minimum pressure, a pressure below the pressure at the contact point. The contact point is as described the point when engaging a clutch in which a predetermined torque is transmitted.
Vorzugsweise kann der Betätigungsdruck im ausgerückten Zustand der Kupplung oberhalb des Mindestdrucks oder beim Mindestdruck gehalten werden. Das heißt nichts anderes, als dass die Kupplung, oder im Falle einer Doppelkupplung beide Kupplungen, zumindest in einer wie oben beschrieben vorgegebenen Situation, nie unter den Mindestdruck fallen, insbesondere auch nicht im ausgerückten Zustand. Dadurch wird, wie oben beschrieben, ein schnellerer Gangwechsel erreicht. Preferably, the actuation pressure in the disengaged state of the clutch can be kept above the minimum pressure or at the minimum pressure. This means nothing else than that the clutch, or in the case of a dual clutch both clutches, at least in a predetermined situation as described above, never fall below the minimum pressure, especially not in the disengaged state. As a result, as described above, a faster gear change is achieved.
Vorzugsweise kann das Verfahren bei einem Druckmedium mit Betriebstemperatur durchgeführt werden. Beim Starten eines Kraftfahrzeugs befindet sich das Druckmedium im Kaltzustand, weshalb die Viskosität gering ist. Dementsprechend hat die Kupplung oder die Kupplungen beim Starten des Kraftfahrzeugs ein hohes Schleppmoment. Für dieses Schleppmoment kann die Hydraulik einen Betätigungsdruck erzeugen, mit dem die Synchronisierung der Gangstufen das Schleppmoment überwinden kann. Erreicht das Druckmedium Betriebstemperatur, in etwa 100° im Vergleich zu ca. 10° bei Start, liegt die Viskosität des Druckmediums sehr viel höher, weshalb das Schleppmoment der Kupplung stark verringert ist. Dieses sozusagen freiwerdende Schleppmoment kann dann dazu verwendet werden, den Betätigungsdruck oberhalb eines vorgegebenen Mindestdrucks zu halten, wodurch das Schleppmoment der nasslaufenden Kupplung wieder erhöht wird. Die Hydraulik zur Erzeugung des Betätigungsdruckes ist aber sowieso dazu ausgelegt, einen Betätigungsdruck zu erzeugen, damit die Synchronisierung der Gangstufen dieses Schleppmoment überwinden kann, wobei die Synchronisierung der Gangstufen ebenso hierfür bereits ausgelegt ist. Preferably, the method may be performed on a printing medium at operating temperature. When starting a motor vehicle, the pressure medium is in the cold state, which is why the viscosity is low. Accordingly, the clutch or clutches when starting the motor vehicle has a high drag torque. For this drag torque, the hydraulics can generate an actuation pressure with which the synchronization of the gear stages can overcome the drag torque. Reached the print medium Operating temperature, in about 100 ° compared to about 10 ° at start, the viscosity of the pressure medium is much higher, which is why the drag torque of the clutch is greatly reduced. This so-called released drag torque can then be used to hold the operating pressure above a predetermined minimum pressure, whereby the drag torque of the wet-running clutch is increased again. However, the hydraulic system for generating the actuating pressure is anyway designed to generate an actuating pressure, so that the synchronization of the gear stages can overcome this drag torque, with the synchronization of the gear ratios also already being designed for this purpose.
Alternativ kann das Verfahren auch bei einem Druckmedium mit einer geringeren Temperatur als der Betriebstemperatur, insbesondere in kaltem Zustand bei Start, durchgeführt werden. In diesem Fall ist aber die Leistung der Pumpe zur Erzeugung des Betätigungsdrucks zu erhöhen, da das gesamte Schleppmoment in kaltem Zustand dann größer wird. Alternatively, the method can also be carried out in the case of a pressure medium having a lower temperature than the operating temperature, in particular in the cold state at the start. In this case, however, the power of the pump for generating the actuating pressure to increase, since the total drag torque in a cold state is then greater.
Vorteilhafterweise kann zum Einkuppeln der Betriebsdruck vom Mindestdruck auf einen Zieldruck erhöht werden. Advantageously, for engagement, the operating pressure can be increased from the minimum pressure to a target pressure.
Mit besonderem Vorteil kann als Mindestdruck ein Druck im Bereich des Druckes im Kontaktpunkt verwendet werden. Bei diesem Druck ist die Kupplung nicht eingerückt, vielmehr wird sie schlupfend betrieben und weist ein im Vergleich zu einer entleerten Kupplung höheres Schleppmoment auf. Dies wird zwar im Allgemeinen als nachteilig angesehen, allerdings sind zumindest in Zeiträumen, in denen häufig Gangwechsel stattfinden, die Nachteile in Form des höheren Schleppmomentes im ausgekuppelten Zustand vertretbar. With particular advantage, a pressure in the region of the pressure at the point of contact can be used as the minimum pressure. At this pressure, the clutch is not engaged, but it is operated slipping and has a higher compared to a deflated clutch drag torque. Although this is generally considered to be disadvantageous, however, the disadvantages in the form of the higher drag torque in the disengaged state are justifiable at least in periods in which frequent gear changes take place.
Vorteilhafterweise kann als Mindestdruck ein Druck festgelegt werden, der höher als ein Viertel des Druckes im Kontaktpunkt ist. Mit besonderem Vorteil kann als Mindestdruck ein Druck festgelegt werden, der höher als die Hälfte des Druckes im Kontaktpunkt ist. Der Mindestdruck kann auch noch näher am Kontaktpunkt liegen, beispielsweise in einem Bereich höher als 85% des Druckes im Kontaktpunkt. Die Kupplung ist also auch im ausgekuppelten Zustand beinahe eingekuppelt, weswegen wie beschrieben der Kontaktpunkt schneller erreicht und ein undefinierter Befüllungszustand während dem Ausschieben der Kupplung vermieden wird. Advantageously, a pressure which is higher than a quarter of the pressure at the point of contact can be defined as the minimum pressure. With particular advantage, a pressure which is higher than half the pressure at the point of contact can be defined as the minimum pressure. The minimum pressure may also be closer to the contact point, for example in a range higher than 85% of the pressure at the contact point. The clutch is therefore almost engaged even in the disengaged state, so as described the contact point is reached faster and an undefined filling state is avoided during the pushing out of the clutch.
Mit besonderem Vorteil kann der Mindestdruck in Abhängigkeit eines Fahrzeugparameters des Kraftfahrzeugs festgelegt werden. Wie beschrieben muss die Hydraulik dafür ausgelegt werden zum Einen die Kupplung zu öffnen und zu schließen als auch für eine Synchronisierung eines Getriebeteils zum Einlegen eines Ganges zu sorgen. Ein Fahrzeugparameter ist dabei das Schleppmoment der Kupplung in entleertem Zustand. Dieses kann beispielsweise aus der Betriebstemperatur des Druckmediums, beziehungsweise Hydraulikmediums ermittelt werden. Als Faustformel kann gesagt werden: Je höher die Betriebstemperatur des Druckmediums, desto höher der Mindestdruck. Dabei ist sowohl eine funktionelle Abhängigkeit im Sinne einer Kennlinie möglich, alternativ kann in Abhängigkeit des Fahrzeugparameters auch die Durchführung des Verfahrens gestartet oder gestoppt werden. Zum Beispiel ist es möglich, das Verfahren nur durchzuführen, wenn die Betriebstemperatur des Druckmediums einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. With particular advantage, the minimum pressure can be determined as a function of a vehicle parameter of the motor vehicle. As described, the hydraulics must be designed to open and close the clutch as well as to provide synchronization of a gear member for engaging a gear. A vehicle parameter is the drag torque of the clutch in deflated condition. This can be determined, for example, from the operating temperature of the pressure medium, or hydraulic medium. As a rule of thumb, the higher the operating temperature of the pressure medium, the higher the minimum pressure. In this case, both a functional dependence in the sense of a characteristic curve is possible, alternatively, depending on the vehicle parameter, the implementation of the method can also be started or stopped. For example, it is possible to perform the method only when the operating temperature of the pressure medium exceeds a predetermined threshold.
Vorteilhafterweise kann der Mindestdruck in Abhängigkeit eines Betriebsparameters des Kraftfahrzeuges festgelegt werden. Ein Betriebsparameter ist dabei ein durch den Fahrer vorgebbarer Parameter, beispielsweise den Betrieb des Kraftfahrzeugs in einem Sportmodus oder einem Komfortmodus. Mit besonderem Vorteil kann der Mindestdruck nicht nur wie beschrieben indirekt, sondern auch direkt als Betriebsparameter festgelegt werden, wobei die Angabe selbstverständlich nicht in Form des Mindestdrucks direkt erfolgen muss. Zum Beispiel kann auch die Schaltzeit der Doppelkupplung vorgegeben werden, aus der sich der Mindestdruck dann ableiten lässt. Je kürzer die Schaltzeit, desto höher der Mindestdruck. Advantageously, the minimum pressure can be determined as a function of an operating parameter of the motor vehicle. An operating parameter is a parameter which can be predetermined by the driver, for example the operation of the motor vehicle in a sports mode or a comfort mode. With particular advantage, the minimum pressure not only as described indirectly, but also be set directly as operating parameters, the specification must of course not be made directly in the form of minimum pressure. For example, the switching time of the double clutch can be specified, from which the minimum pressure can then be derived. The shorter the switching time, the higher the minimum pressure.
Daneben betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer nasslaufenden Kupplungsanordnung und einer Steuerungseinrichtung zum Steuern der Kupplung. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuerungseinrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. In addition, the invention also relates to a motor vehicle with a wet-running clutch assembly and a control device for controlling the clutch. This is characterized in that the control device is designed to carry out the described method.
Mit besonderem Vorteil kann die Kupplungsanordnung als Doppelkupplung ausgebildet sein. Die Doppelkupplung umfasst zwei Kupplungen, die üblicherweise als Lamellenkupplungen ausgebildet sind. Daneben kann die Kupplungsanordnung auch als einfache Lamellenkupplung ausgebildet sein. With particular advantage, the clutch assembly may be formed as a double clutch. The dual clutch comprises two clutches, which are usually designed as multi-plate clutches. In addition, the clutch assembly may also be formed as a simple multi-plate clutch.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Figuren und Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen: Further advantages, features and details emerge from the figures and exemplary embodiments described below. Showing:
Im Zeitdiagramm
Nach dem Zeitpunkt
Man erkennt, dass die Befüllung
Der dargestellte Gangwechselverlauf für eine Doppelkupplung nach Stand der Technik benötigt ca. 500 Millisekunden, wobei aufgrund der Überschneidungsschaltung keinerlei Zugkraftunterbrechung stattfindet. The illustrated gear change course for a dual clutch according to the prior art requires about 500 milliseconds, due to the overlap circuit no interruption of traction takes place.
Ganz allgemein und insbesondere für die Erläuterung der Unterschiede zum Stand der Technik sind an der Achse
In den
Zwischen den Zeitpunkten
Im Zeitpunkt
Die Motordrehzahl wird ab dem Zeitpunkt
Als Druckmedium wird üblicherweise Öl verwendet. Die Vorgabe eines Mindestdrucks
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Zeitverlaufsdiagramm Timing diagram
- 2 2
- Achse axis
- 3 3
- Achse axis
- 4 4
- Istdruck (erste Kupplung) Actual pressure (first clutch)
- 5 5
- Istdruck (zweite Kupplung) Actual pressure (second clutch)
- 6 6
- Befüllung (erste Kupplung) Filling (first coupling)
- 7 7
- Befüllung (zweite Kupplung) Filling (second coupling)
- 8 8th
- Zeitpunkt time
- 9 9
- Zeitpunkt time
- 10 10
- Zeitpunkt time
- 12 12
- Zeitpunkt time
- 14 14
- Zeitpunkt time
- 16 16
- Zeitpunkt time
- 18 18
- Zeitpunkt time
- 20 20
- Zeitpunkt time
- 22 22
- Zeitpunkt time
- 24 24
- Basiswert underlying
- 26 26
- Zielwert target value
- 28 28
- Wert value
- 30 30
- Wert value
- 32 32
- Mindestdruck minimum pressure
- 34 34
- Zeitpunkt time
- 36 36
- Zeitpunkt time
- 38 38
- Linie line
- 40 40
- Linie line
- 42 42
- Linie line
- 44 44
- Linie line
- 46 46
- Linie line
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102009055065 A1 [0004] DE 102009055065 A1 [0004]
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