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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Reibungskupplung nach dem Oberbergriff des Patentanspruchs 1 und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.
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Kraftfahrzeuge werden zunehmend mit automatisierten Reibungskupplungen ausgerüstet, durch deren Verwendung der Fahrer beim Anfahren und bei Schaltvorgängen von der Durchführung des koordinierten Ein- und Ausrückens der Kupplung befreit ist und sich auf andere Aufgaben konzentrieren kann. Neben einer Erhöhung des Fahrkomforts kann durch die Verwendung einer automatisierten Reibungskupplung, besonders in Verbindung mit einem automatisierten Schaltgetriebe, auch eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen erzielt werden.
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Automatisierte Reibungskupplungen der vorbezeichneten Art sind vorwiegend als Trockenkupplungen mit mindestens einer Mitnehmerscheibe und mit einer Federanpressung durch mindestens eine Anpressfeder ausgebildet, da diese Bauart besonders ausgereift und robust ist und eine geringe axiale Baulänge aufweist. Aufgrund des im stellkraftlosen Ruhezustand geschlossenen Betriebszustands ermöglicht diese Kupplungsbauart zudem ein sicheres Abstellen eines Kraftfahrzeugs durch das Einlegen einer Gangstufe zusätzlich zu der Betätigung einer Feststellbremse.
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Die Reibungskupplung wird jeweils vorwiegend zur Überbrückung von Drehzahldifferenzen zwischen dem Antriebsmotor und der Eingangswelle des Getriebes beim Anfahren und nach Gangschaltungen in dem Fahrgetriebe sowie zur lastfreien Durchführung der Gangschaltungen geöffnet und nachfolgend geregelt geschlossen, wobei das jeweilige Kupplungsmoment, also das durch die Reibungskupplung momentan übertragbare Drehmoment, über den Kupplungssteller eingestellt wird. Der Kupplungssteller kann beispielsweise als ein pneumatisch oder hydraulisch betätigter Stellzylinder sein, der außerhalb der Reibungskupplung angeordnet ist, und dessen Stellkolben bzw. Spindelwelle über einen Ausrückhebel mit einem axialbeweglich auf einer gehäusefesten Führungshülse gelagerten Ausrücklager in Verbindung steht, das z. B. mit den Federzungen einer als Membranfeder ausgebildeten Anpressfeder in Kontakt stehen kann.
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Alternativ dazu ist jedoch auch eine Ausbildung des Kupplungsstellers als ein so genannter Zentralausrücker möglich, bei dem ein ringförmiger Stellkolben eines koaxial zu der Eingangswelle des Fahrgetriebes gehäusefest angeordneten ringzylindrischen Stellzylinders unmittelbar mit dem Ausrücklager verbunden ist.
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Die Einstellung eines bestimmten Kupplungsmomentes, beispielsweise eines relativ großen Anfahrmomentes oder eines relativ kleinen Kriechmomentes, erfolgt zumeist weggesteuert nach einer Drehmomentkennlinie, welche das Kupplungsmoment der Reibungskupplung als Funktion des Stellweges bzw. des Ausrückweges des Kupplungsstellers oder eines Übertragungselementes, wie eines Ausrückhebels oder eines Ausrücklagers, wiedergibt. Hierzu wird der entsprechende Stellweg mittels eines Wegsensors erfasst und die Stellkraft des Kupplungsstellers solange verändert, also aus dem geschlossenen Zustand heraus erhöht und aus dem geöffneten Zustand heraus verringert, bis der gewünschte Soll-Wert des Stellweges erreicht ist. Wird hierbei eine Abweichung des Ist-Wertes des Stellweges von dem Soll-Wert festgestellt, so wird die Stellkraft entsprechend der Abweichung erhöht oder verringert, bis die Abweichung im Rahmen einer vorgegebenen Toleranz aufgehoben ist.
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Aus der
DE 10 2007 015 679 A1 ist es bekannt, dass die Drehmomentkennlinie als Funktion des Stellweges in einem Steuergerät abgelegt ist, von dem der Kupplungssteller angesteuert wird. Ausgehend von dem vollständig eingerückten Zustand der Reibungskupplung weist die Drehmomentkennlinie in Ausrückrichtung gesehen zunächst einen Leerweg auf, bis zu dem die Kupplung ausgerückt werden kann, ohne dass die Eingangs- und Ausgangselemente der Reibungskupplung von der Anpresskraft der Anpressfeder entlastet werden und demzufolge das übertragbare Drehmoment der Kupplung auf ihrem konstruktiv vorgegebenen Maximalwert verbleibt. Dieser Leerweg, der z.B. durch die Überbrückung eines Lager- und/oder Verzahnungsspiels zwischen Übertragungselementen der Ausrückvorrichtung, eines Axialspiels zwischen dem Ausrücklager und den Federzungen der Anpressfeder und eines Axialspiels der Triebwelle des Antriebsmotors gebildet sein kann, ist erforderlich, um die Reibungskupplung unter allen Betriebsbedingungen, insbesondere auch bei einer kurzfristigen betriebsbedingten Erwärmung der Kupplungsbauteile und bei einem längerfristigen Verschleiß der Reibbeläge der Kupplung, vollständig einrücken und eingerückt halten zu können.
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An diesen Leerweg anschließend weist die Drehmomentkennlinie einen Regelbereich auf, innerhalb dem das übertragbare Drehmoment der Kupplung üblicherweise degressiv von dem Maximalwert auf den Wert Null abnimmt. Danach schließt sich ein Sättigungsbereich an, in dem die Kupplung weiter ausgerückt werden kann, wodurch die Eingangs- und Ausgangselemente der Reibungskupplung voneinander entfernt werden und somit das übertragbare Drehmoment der Kupplung bei Null verbleibt. Dieser Sättigungsbereich ist erforderlich, um unter allen Betriebsbedingungen das vollständige Ausrücken der Kupplung zu ermöglichen.
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Die Drehmomentkennlinie einer automatisierten Reibungskupplung ist somit im Wesentlichen bestimmt durch den als Zu-Punkt oder Neutralpunkt bezeichneten Wert des Kupplungswegs, bei dem der Leerweg endet und der Regelbereich beginnt, durch einen als Anlegepunkt oder Greifpunkt bezeichneten Wert des Kupplungswegs, bei dem der Regelbereich endet und der Sättigungsbereich beginnt, sowie durch den Kennlinienverlauf innerhalb des Regelbereiches, der weitgehend durch die Bauweise der Reibungskupplung bestimmt ist.
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Aufgrund von Fertigungstoleranzen von Bauteilen, Setzungserscheinungen der Anpressfeder, Verschleiß der Reibbeläge und durch Wärmeeintrag und/oder drehzahlabhängige Fliehkräfte verursachte Dehnungen und Verformungen von Bauteilen ergeben sich kurzfristige und langfristige Verschiebungen des Zu-Punktes und des Anlegepunktes.
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Um zum Anfahren eines Kraftfahrzeugs einen fahrerseitigen Anfahrwunsch möglichst schnell umzusetzen, ist es wünschenswert, eine als Anfahrkupplung dienende Reibungskupplung bereits vor dem Vorliegen des eigentlichen fahrerseitigen Anfahrwunsches ausgehend von einem geöffneten Zustand bis zum Anlegepunkt der Reibungskupplung zu schließen, wobei im Sinne der hier vorliegenden Erfindung der Anlegepunkt als ein Punkt der Drehmomentkennlinie der Reibungskupplung verstanden werden soll, in welchem die Reibungskupplung soweit geschlossen ist, dass dieselbe gerade kein Moment oder ein zum Anfahren des Kraftfahrzeugs nicht ausreichendes Moment überträgt.
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Da jedoch zum Beispiel infolge von Fertigungstoleranzen und infolge eines Verschleißes die Drehmomentkennlinie einer automatisierten Reibungskupplung inklusive des Anlegepunkts einer Veränderung unterliegt, ist es steuerungsseitig nicht möglich, den Anlegepunkt der Drehmomentkennlinie stets exakt vorzugeben, sodass grundsätzlich die Gefahr besteht, dass es bei einem Vorpositionieren der Reibungskupplung ausgehend von einem geöffneten Zustand in Richtung auf den Anlegepunkt der Reibungskupplung zu einem ungewollten Anfahren des Kraftfahrzeugs kommt. Dies muss aus Sicherheitsgründen jedoch verhindert werden, sodass Bedarf an einem Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Reibungskupplung besteht, mit welchem auch bei nicht genauer steuerungsseitiger Kenntnis des Anlegepunkts ein ungewolltes Anfahren des Kraftfahrzeugs infolge der Vorpositionierung der Reibungskupplung in Richtung auf den Anlegepunkt sicher und zuverlässig verhindert werden kann.
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Ein Verfahren zum Steuern einer Hauptkupplung in einem zumindest teilweise automatischen, mechanischen Kraftübertragungssystem wird durch die
US 4 899 858 A offenbart.
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Die
DE 40 11 850 A1 offenbart ein Verfahren zum Steuern einer zwischen einer Antriebsmaschine und einem Getriebe wirksamen automatisierten Reibungskupplung.
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Aus der
DE 10 2008 000 770 A1 ist ein Verfahren zum Schließen einer Kupplung mit mindestens einer vorbekannten Tastpunktposition bekannt, wobei das Schließen der Kupplung gemäß einem Geschwindigkeitsprofil erfolgt, dessen Verlauf von mindestens einer der vorbekannten Tastpunktpositionen abhängt.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Reibungskupplung, nämlich zum Schließen der Reibungskupplung in Richtung auf den Anlegepunkt, und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Reibungskupplung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird für das Schließen der Reibungskupplung abhängig vom steuerungsseitig hinterlegten Anlegepunkt der Reibungskupplung ein Soll-Wert für die Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselementes bestimmt, wobei nachfolgend beim Schließen der Reibungskupplung ein Abstand bzw. eine Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert bestimmt wird, wobei hierbei abhängig von dem beim Schließen der Reibungskupplung bestimmten Abstand bzw. der Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert eine Schließgeschwindigkeit der Reibungskupplung angepasst wird, und wobei dann, wenn festgestellt wird, dass der Abstand bzw. die Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert kleiner als ein erster Grenzwert ist, abhängig von mindestens einem weiteren Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs entscheiden wird, ob der Ist-Wert weiter in Richtung auf den Soll-Wert verändert wird, oder ob der Ist-Wert unverändert gehalten wird, ober ob der Ist-Wert derart verändert wird, dass sich der Abstand zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert vergrößert, und/oder ob eine Betriebsbremse betätigt wird.
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Die hier vorliegende Erfindung erlaubt ein definiertes Schließen einer automatisierten Reibungskupplung in Richtung auf den Anlegepunkt zum Vorpositionieren der Reibungskupplung vor dem Vorliegen eines eigentlichen Anfahrwunsches, ohne dass die Gefahr besteht, dass es zu einem ungewollten Anfahren des Kraftfahrzeugs kommt. Abhängig von einem steuerungsseitig hinterlegten Anlegepunkt wird ein Soll-Wert für die Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselements bestimmt, wobei beim Schließen der Reibungskupplung der Abstand bzw. die Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert für die Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselements bestimmt wird. Abhängig von diesem Abstand bzw. der Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert der Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselements wird die Schließgeschwindigkeit der Reibungskupplung angepasst. Dann, wenn der Abstand bzw. die Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert der Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselements kleiner als der erste Grenzwert ist, wird abhängig von weiteren Betriebsparametern des Kraftfahrzeugs entschieden, ob und in welche Richtung der Ist-Wert der Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselements verändert wird und/oder ob die Betriebsbremse betätigt wird. Auch dann, wenn der steuerungsseitig hinterlegte Anlegepunkt der Reibungskupplung nicht dem tatsächlichen Anlegepunkt derselben entspricht, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Reibungskupplung definiert in Richtung auf den Anlegepunkt geschlossen und demnach vorpositioniert werden, und zwar ohne die Gefahr eines ungewollten Anfahrens des Kraftfahrzeugs.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird beim Schließen der Reibungskupplung der Abstand bzw. die Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert zunächst mit konstanter Schließgeschwindigkeit verringert, wobei dann, wenn festgestellt wird, dass der Abstand kleiner als ein zweiter Grenzwert ist, nachfolgend beim weiteren Schließen der Reibungskupplung die Schließgeschwindigkeit derselben angepasst wird.
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Der zweite Grenzwert ist dabei größer als der erste Grenzwert. Der zweite Grenzwert wird demnach beim Schließen der Kupplung ausgehend von einem vollständig geöffneten Zustand vor dem ersten Grenzwert erreicht bzw. unterschritten.
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Der obigen Weiterbildung der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass dann, wenn der Abstand bzw. die Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert für die Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselements beim Schließen der Reibungskupplung ausgehend von einem geöffneten Zustand derselben noch relativ groß ist, also größer als der zweite Grenzwert ist, die Reibungskupplung sicher und zuverlässig zunächst mit konstanter Schließgeschwindigkeit geschlossen werden kann. Erst dann, wenn der Abstand bzw. die Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert für die Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselements kleiner als der zweite Grenzwert ist, wird nachfolgend die Schließgeschwindigkeit der Reibungskupplung abhängig vom Abstand zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert angepasst. Wenn dann nachfolgend dieser Abstand bzw. die Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert für die Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselements auch noch kleiner als der erste Grenzwert ist, wird abhängig von mindestens einem weiteren Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs entschieden, ob und in welche Richtung der Ist-Wert weiter verändert und/oder ob die Betriebsbremse betätigt wird.
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Vorzugsweise wird dann, wenn festgestellt wird, dass der Abstand zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert für die Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselements kleiner als der erste Grenzwert ist, abhängig von einer Getriebeeingangsdrehzahl und/oder abhängig von einer Getriebeausgangsdrehzahl und/oder abhängig von einem Antriebsaggregatmoment und/oder abhängig von einer Fahrzeuggeschwindigkeit entschieden, ob der Ist-Wert weiter in Richtung auf den Soll-Wert verändert wird, oder ob der Ist-Wert unverändert gehalten wird, ober ob der Ist-Wert derart verändert wird, dass sich der Abstand zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert vergrößert, und/oder ob die Betriebsbremse betätigt wird. Aufgrund dieser Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs kann besonders vorteilhaft entschieden werden, ob dann, wenn der Abstand zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert für die Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselements kleiner als der erste Grenzwert ist, der Ist-Wert weiter verändert und/oder ob die Betriebsbremse betätigt werden soll.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird dann, wenn der Ist-Wert derart verändert wird, dass sich der Abstand zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert vergrößert, der Ist-Wert ausgehend vom aktuellen Ist-Wert um einen steuerungsseitig hinterlegten Offsetwert verändert oder der Ist-Wert ausgehend vom aktuellen Ist-Wert auf einen steuerungsseitig hinterlegten Wert verändert wird, jeweils derart, dass die Reibkupplung sicher kein Moment überträgt. Anschließend wird vorzugsweise der Soll-Wert für die Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselementes um einen steuerungsseitig hinterlegten Offsetwert reduziert und das Schließen der Reibungskupplung wiederholt. Hiermit kann einfach und zuverlässig sichergestellt werden, dass die Reibungskupplung kein Moment überträgt, um so ein ungewolltes Anfahren des Kraftfahrzeugs zu vermeiden.
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Gemäß der Erfindung wird der Soll-Wert für die Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselementes aus dem steuerungsseitig hinterlegten Anlegepunkt der Reibungskupplung abhängig von einer Fahrzeugmasse und/oder abhängig von einem Anfahrgang und/oder abhängig von einer Fahrbahnneigung bestimmt. Dies ist von Vorteil, um den Soll-Wert für die Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselements abhängig vom steuerungsseitig hinterlegen Anlegepunkt der Reibungskupplung sowie in Abhängigkeit eines Fahrwiderstands des Kraftfahrzeugs zu ermitteln.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Zeit nach dem Starten des Schließens der Reibungskupplung überwacht, wobei dann, wenn innerhalb einer steuerungsseitig hinterlegten Zeitspanne nach dem Starten des Schließens der Reibungskupplung kein Anfahrwunsch vorliegt, die Reibkupplung zumindest so weit geöffnet wird, dass dieselbe sicher kein Moment überträgt. Hiermit kann die Sicherheit des Verfahrens gegenüber einem ungewollten Anfahren weiter gesteigert werden.
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Das erfindungsgemäße Steuergerät ist in Anspruch 10 definiert.
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Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine exemplarische Kupplungsanordnung mit einer automatisierten Reibungskupplung, bei welcher das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar ist;
- 2 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 ist beispielhaft eine Kupplungsanordnung 1 zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens abgebildet.
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Dort ist eine als Einscheiben-Trockenkupplung ausgebildete Reibungskupplung 2 im Kraftfluss zwischen einem als Verbrennungskolbenmotor ausgebildeten Antriebsaggregat 3 und einem Getriebe 4 angeordnet.
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Der eingangsseitige Teil der Reibungskupplung 2 wird von einem an der Kurbelwelle 5 des Antriebsaggregats 3 befestigten Schwungrad 6 und einer über einen Kupplungskorb 7 mit diesem verbundenen Druckplatte 8 gebildet. Der ausgangsseitige Teil der Reibungskupplung 2 wird durch eine axial zwischen dem Schwungrad 6 und der Druckplatte 8 angeordnete Mitnehmerscheibe 9 gebildet, die drehfest und axial verschiebbar auf der Eingangswelle 10 des Fahrgetriebes 4 gelagert ist.
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Durch eine zwischen dem Kupplungskorb 7 und der Druckplatte 8 angeordnete, als Membranfeder ausgebildete Anpressfeder 11 ist die Reibungskupplung 2 im stellkraftfreien Ruhezustand geschlossen und über ein auf einer gehäusefesten Führungshülse 12 axialbeweglich gelagertes und spielbehaftet an radial inneren Federzungen der Anpressfeder 11 anliegendes Ausrücklager 13 aus- und einrückbar.
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Die Betätigung des Ausrücklagers 13 und damit die Einstellung eines gewünschten Kupplungsmomentes der Reibungskupplung 2 erfolgt über einen druckmittelbetätigten, insbesondere pneumatisch betätigten, Kupplungssteller 14, der vorliegend als ein einfach wirksamer Stellzylinder mit einem axialbeweglich gelagerten und durch einen in einem Druckraum 15 wirksamen Stelldruck gegen die Rückstellkraft einer Rückstellfeder verschiebbaren Stellkolben 16 ausgebildet ist.
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Der Stellkolben 16 steht mit seiner Kolbenstange über einen endseitig gehäusefest und schwenkbar gelagerten Ausrückhebel 17 spielbehaftet derart mit dem Ausrücklager 13 in Verbindung, dass ein ansteigender Stelldruck zu einem Ausrücken der Reibungskupplung 2 und somit zu einer Verringerung des Kupplungsmomentes führt.
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Die Ansteuerung des Kupplungsstellers 14 erfolgt über ein Steuerungsventil 18, das vorliegend als ein 3/2-Wege-Proportionalmagnetventil mit zwei Eingängen und einem Ausgang ausgebildet ist, wobei der erste Eingang mit einer Druckleitung 19, der zweite Eingang mit einer Drucklosleitung 20 und der Ausgang über eine Verbindungsleitung 21 mit dem Druckraum 15 des Kupplungsstellers 14 verbunden ist.
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Zur Ansteuerung des Steuerungsventils 18 steht dieses über eine elektrische Steuerleitung 22 mit einem Steuergerät 23 in Verbindung. Eine Änderung des Kupplungsmomentes erfolgt somit bauartbedingt durch eine kontinuierliche Änderung des Stelldruckes des Kupplungsstellers 14.
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Zur Erfassung des Stellweges des Stellkolbens 16 bzw. des Ausrückhebels 17 ist an der Kolbenstange des Stellkolbens 16 ein Wegsensor 24 angeordnet, der über eine Sensorleitung 25 mit dem Steuergerät 23 in Verbindung steht. Zur Erfassung des Stelldruckes des Kupplungsstellers 14 ist an die Verbindungsleitung 21 ein Drucksensor 26 angeschlossen, der über eine Sensorleitung 27 mit dem Steuergerät 23 in Verbindung steht. Somit ist prinzipiell sowohl eine wegabhängige Steuerung bzw. Regelung als auch eine druckabhängige Steuerung bzw. Regelung der Reibungskupplung 2 möglich. Vorliegend ist jedoch eine wegabhängige Steuerung bzw. Regelung der Reibungskupplung 2 vorgesehen.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben zum Beispiel der in 1 gezeigten Reibungskupplung 2, nämlich zum Schließen derselben in Richtung auf einen Anlegepunkt einer Drehmomentkennlinie der Reibungskupplung 2, wobei der Anlegepunkt der Drehmomentkennlinie der Reibungskupplung 2 derjenige Punkt der Drehmomentkennlinie ist, in welchem die Reibungskupplung 2 teilweise geschlossen ist, nämlich soweit, dass die Reibungskupplung 2 gerade kein Moment oder ein zum Anfahren des Kraftfahrzeugs nicht ausreichendes Moment überträgt.
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Zum Schließen wird die Reibungskupplung 2, nämlich der Kupplungssteller 14 derselben, über das Steuergerät 23 im Sinne einer wegabhängigen Steuerung bzw. Regelung der Reibungskupplung 2 angesteuert.
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Im Steuergerät 23 ist die Drehmomentkennlinie der Reibungskupplung 2 hinterlegt, die als Referenzpunkt den Anlegepunkt der Reibungskupplung umfasst. Wie bereits ausgeführt, soll als Anlegepunkt derjenige Referenzpunkt der Drehmomentkennlinie verstanden werden, in welchem die Reibungskupplung 2 so weit geschlossen ist, dass dieselbe gerade kein oder ein zum Anfahren des Kraftfahrzeugs nicht ausreichendes Moment überträgt.
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Um nun die Reibungskupplung 2 in Richtung auf den Anlegepunkt ohne die Gefahr eines ungewollten Anfahrens des Kraftfahrzeugs definiert zu schließen, wird erfindungsgemäß für das Schließen der Reibungskupplung 2 zunächst abhängig vom steuerungsseitig hinterlegten Anlegepunkt der Reibungskupplung 2 ein Soll-Wert X-SOLL für die Position des Kupplungsstellers 14 oder des zugeordneten Übertragungselements bestimmt.
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Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Soll-Wert X-SOLL für die Position des Kupplungsstellers 14 oder des zugeordneten Übertragungselements aus dem steuerungsseitig hinterlegten Anlegepunkt der Reibungskupplung 2 abhängig von einer Fahrzeugmasse und/oder abhängig von einem Anfahrgang und/oder abhängig von einer Fahrbahnneigung des Kraftfahrzeugs bestimmt wird, um so den Soll-Wert X-SOLL abhängig vom Fahrwiderstand beim Anfahrvorgang zu bestimmen.
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In 2, in welcher die Position X des Kupplungsstellers 14 oder des zugeordneten Übertragungselements über der Zeit t gezeigt ist, ist der abhängig vom steuerungsseitig hinterlegten Anlegepunkt der Reibungskupplung 2 für eine definierte Fahrzeugmasse und/oder für einen definierten Anfahrgang und/oder für eine definierte Fahrbahnneigung bestimmte Soll-Wert X-SOLL für die Position des Kupplungsstellers 14 oder des zugeordneten Übertragungselements durch eine gestrichelte, horizontal verlaufende Linie eingetragen.
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Nach der Bestimmung des Soll-Werts X-SOLL wird nachfolgend mit dem Schließen der Reibungskupplung 2 begonnen, nämlich in 2 zum Zeitpunkt t0, wobei in 2 zum Zeitpunkt t0 die Reibungskupplung 2 vollständig geöffnet ist.
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Beim Schließen der Reibungskupplung 2 wird fortlaufend ein Abstand bzw. eine Differenz ΔX = X-SOLL - X-IST zwischen dem vorab bestimmten Soll-Wert X-SOLL für die Position des Kupplungsstellers 14 oder des zugeordneten Übertragungselements und dem mit Hilfe des Sensors 24 bestimmten Ist-Werts X-IST für die Position des Kupplungsstellers 14 oder des zugeordneten Übertragungselements bestimmt.
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Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Schließen der Reibungskupplung der Abstand zwischen dem Soll-Wert X-SOLL und dem Ist-Wert X-IST zunächst mit konstanter Schließgeschwindigkeit der Reibungskupplung 2 verringert. Dies erfolgt in 2 zwischen den Zeitpunkten t0 und t1. Dann, wenn festgestellt wird, dass der Abstand bzw. die Differenz ΔX zwischen dem Soll-Wert X-SOLL und dem Ist-Wert X-IST der Position des Kupplungsstellers 14 bzw. des zugeordneten Übertragungselements kleiner als ein Grenzwert ist bzw. wird, wird nachfolgend beim weiteren Schließen der Reibungskupplung 2 die Schließgeschwindigkeit derselben abhängig vom Abstand bzw. der Differenz ΔX zwischen dem Soll-Wert X-SOLL und dem Ist-Wert X-IST angepasst. Dies erfolgt in 2 beginnend mit dem Zeitpunkt t1. Hierbei ist vorgesehen, dass die Schließgeschwindigkeit mit zunehmend geringer werdendem Abstand ΔX zwischen dem Soll-Wert X-SOLL und dem Ist-Wert X-IST zunehmend reduzierend wird.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dann, wenn beim Schließen der Reibungskupplung 2 unter Anpassung der Schließgeschwindigkeit derselben abhängig vom Abstand ΔX zwischen dem Soll-Wert X-SOLL und dem Ist-Wert X-IST festgestellt wird, dass dieser Abstand ΔX einen weiteren Grenzwert erreicht bzw. unterschreitet, so wird nachfolgend, abhängig von mindestens einem weiteren Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs entschieden, ob und in welche Richtung der Ist-Wert X-IST weiter verändert wird. In 2 sei exemplarisch davon ausgegangen, dass dieser weitere Grenzwert zum Zeitpunkt t2 unterschritten wird.
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In 2 erfolgt demnach beginnend zum Zeitpunkt t0 das Schließen der Reibungskupplung 2. Zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 wird die Reibungskupplung 2 zunächst mit konstanter Schließgeschwindigkeit geschlossen, bis der Abstand ΔX zwischen dem Soll-Wert X-SOLL und dem Ist-Wert X-IST einen Grenzwert erreicht bzw. unterschreitet, der als zweiter Grenzwert bezeichnet wird. Nachfolgend wird dann beginnend mit dem Zeitpunkt t1 die Schließgeschwindigkeit der Reibungskupplung 2, abhängig vom Abstand ΔX zwischen dem Soll-Wert X-SOLL und dem Ist-Wert X-IST angepasst, wobei hierbei überwacht wird, ob dieser Abstand ΔX einen weiteren Grenzwert, der als erster Grenzwert bezeichnet wird und kleiner als der zweite Grenzwert ist, erreicht bzw. unterschreitet. Dies ist zum Zeitpunkt t2 der Fall. Nachfolgend wird dann beginnend mit dem Zeitpunkt t2 auf Basis mindestens eines weiteren Betriebsparameters des Kraftfahrzeugs entschieden, ob und in welche Richtung der Ist-Wert X-IST weiter verändert wird. Hierbei kann vorgesehen sein, den Ist-Wert weiter in Richtung auf den Soll-Wert zu verändern, oder den Ist-Wert unverändert zu halten, oder den Ist-Wert derart zu verändern, dass sich der Abstand ΔX zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert nachfolgend vergrößert.
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Im in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel liegt zum Zeitpunkt t2 der Fall vor, dass der Abstand ΔX zwischen dem Soll-Wert X-SOLL und dem Ist-Wert X-IST kleiner als der erste Grenzwert ist, und dass weiterhin ein weiterer Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs, der beginnend mit dem Zeitpunkt t2 überwacht wird, um mehr als einen Grenzwert von einem entsprechenden Soll-Wert in einer ersten Richtung abweicht, sodass nachfolgend der Ist-Wert X-IST weiter in Richtung auf den Soll-Wert X-SOLL verändert wird. Dies erfolgt wiederum unter Anpassung der Schließgeschwindigkeit abhängig vom Abstand ΔX.
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Dann, wenn der Abstand ΔX kleiner als der erste Grenzwert ist, und weiterhin der überwachte weitere Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs um weniger als den entsprechenden Grenzwert von einem entsprechenden Soll-Wert in der ersten Richtung oder um weniger als einen Grenzwert von einem entsprechenden Soll-Wert in der entgegengesetzte zweite Richtung abweicht, wird der Ist-Wert X-IST vorzugsweise unverändert gehalten, sodass demnach dann die Reibungskupplung 2 nicht weiter geschlossen wird.
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Dann hingegen, wenn der überwachte weitere Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs um mehr als den entsprechenden Grenzwert vom entsprechenden Soll-Wert in der zweiten Richtung abweicht, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Ist-Wert derart verändert wird, dass der Abstand ΔX zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert vergrößert wird. Dies ist in 2 zum Zeitpunkt t3 der Fall.
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So zeigt 2, dass beginnend zum Zeitpunkt t3 der Abstand ΔX zwischen dem Soll-Wert X-SOLL und dem Ist-Wert X-IST für die Position des Kupplungsstellers 14 oder des zugeordneten Übertragungselementes nachfolgend vergrößert wird, zum Beispiel aufgrund der Feststellung, dass der weitere Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs, der beginnend mit dem Zeitpunkt t2 überwacht wird, um mehr als einen entsprechenden Grenzwert in der zweiten Richtung von einem entsprechenden Soll-Wert abweicht.
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Eine Abweichung des jeweiligen weiteren Betriebsparameters des Kraftfahrzeugs in der zweiten Richtung bedeutet, dass auf Grund dieser Abweichung ein Anfahren des Kraftfahrzeugs grundsätzlich möglich ist, wohingegen eine Abweichung des jeweiligen weiteren Betriebsparameters des Kraftfahrzeugs in der ersten Richtung bedeutet, dass auf Grund dieser Abweichung ein Anfahren des Kraftfahrzeugs nicht möglich ist.
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Dann, wenn der weitere Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs, der dann überwacht wird, wenn der Abstand zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert für die Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselementes kleiner als ein erster Grenzwert ist, um mehr als den jeweiligen Grenzwert in der ersten Richtung abweicht, ist ein ungewolltes Anfahren des Kraftfahrzeugs demnach so unwahrscheinlich, dass der Abstand ΔX weiter reduziert werden kann. Dann hingegen, wenn dieser Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs um mehr als den jeweiligen Grenzwert in der zweiten Richtung abweicht, ist ein ungewolltes Anfahren des Kraftfahrzeugs demnach so wahrscheinlich, dass der Abstand ΔX wieder vergrößert werden muss.
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Als weiterer Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs, der beginnend zum Zeitpunkt t2, überwacht wird, kann zum Beispiel die Getriebeeingangsdrehzahl und/oder die Getriebeausgangsdrehzahl und/oder das Antriebsaggregatmoment und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit überwacht werden.
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Dann, wenn der Ist-Wert X-IST derart verändert wird, dass sich der Abstand ΔX zwischen dem Soll-Wert X-SOLL und dem Ist-Wert X-IST vergrößert, kann der Ist-Wert entweder ausgehend vom aktuellen Ist-Wert um einen steuerungsseitig hinterlegten Offsetwert oder ausgehend vom aktuellen Ist-Wert auf einen steuerungsseitig hinterlegten Wert verändert werden, und zwar jeweils derart, dass die Reibungskupplung 2 sicher kein Moment überträgt. In 2 ist diejenige Variante gezeigt, in welcher beginnend mit dem Zeitpunkt t3 der Ist-Wert X-IST ausgehend vom aktuellen Ist-Wert um einen steuerungsseitig hinterlegten Offset-Wert O verändert wird. 2 zeigt dabei zwei unterschiedliche Offsetwerte O1 und O2, wobei die Größe des Offsetwerts O abhängig davon bestimmt werden kann, wie groß die Abweichung zwischen dem überwachten Betriebsparameter und dem entsprechenden Grenzwert ist. Je größer diese Abweichung ist, desto größer ist auch der Offsetwert.
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Im Anschluss an die Reduzierung des Ist-Werts X-IST unter Vergrößerung des Abstands ΔX zum Soll-Wert X-SOLL wird vorzugsweise nachfolgend das Schließen der Reibungskupplung 2 auf die oben beschriebene Art und Weise wiederholt, also unter Anpassung der Schließgeschwindigkeit der Reibungskupplung 2 abhängig vom Abstand ΔX zwischen dem Soll-Wert X-SOLL und dem Ist-Wert X-IST sowie unter Überwachung mindestens eines weiteren Betriebsparameters des Kraftfahrzeugs bei Erreichen bzw. Unterschreiten des ersten Grenzwerts für den Abstand ΔX, um hiervon abhängig zu entscheiden, ob und in welche Richtung der Ist-Wert X-IST nachfolgend verändert wird.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Zeitspanne zu überwachen, die nach dem Starten des Schließens der Reibungskupplung 2 vergangen ist. Sollte diese Zeitspanne größer als ein steuerungsseitig hinterlegter Grenzwert sein und kein fahrerseitiger Anfahrwunsch vorliegen, so ist dann vorgesehen, die Reibungskupplung 2 wieder zu öffnen, nämlich zumindest soweit, dass dieselbe sicher kein Moment überträgt. Nach Ablauf einer Totzeit kann dann nachfolgend die Reibungskupplung 2 wieder auf die oben beschriebene Art und Weise in Richtung auf den Anlegepunkt geschlossen werden, um bei Vorliegen eines Anfahrwunschs denselben verzögerungsfrei umsetzen zu können.
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Falls beim Schließen der Reibungskupplung 2 unter Anpassung der Schließgeschwindigkeit derselben abhängig vom Abstand ΔX zwischen dem Soll-Wert X-SOLL und dem Ist-Wert X-IST für die Position des Kupplungsstellers oder des zugeordneten Übertragungselements und bei Überwachung mindestens eines weiteren Betriebsparameters des Kraftfahrzeugs erkannt wird, dass ein Anfahren des Kraftfahrzeugs zu erwarten ist, so kann ggf. alternativ zum Vergrößern des Abstands ΔX zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert automatisch eine Fahrzeugbetriebsbremse betätigt werden, um dem ungewollten Anfahren des Kraftfahrzeugs entgegenzuwirken. Dabei ist dann vorzugsweise vorgesehen, die Betriebsbremse-Betätigung nur für eine definierte Zeitdauer zuzulassen und nachfolgend wieder die Reibungskupplung automatisiert durch Vergrößerung des Abstands ΔX zwischen dem Soll-Wert X-SOLL und dem Ist-Wert X-IST weiter zu öffnen.
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Das obige Verfahren zum Schließen der Reibungskupplung in Richtung auf den Anlegepunkt kann auch dazu genutzt werden, um den steuerungsseitig hinterlegten Anlegepunkt zu adaptieren.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät 23 zur Durchführung des Verfahrens. Bei dem Steuergerät 23 handelt es sich vorzugsweise um die Getriebesteuerungsrichtung. Das Steuergerät 23 umfasst Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei diesen Mitteln handelt es sich um hardwareseitige und softwareseitige Mittel. Bei den hardwareseitigen Mitteln handelt es sich um Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Baugruppen Daten auszutauschen. Weiterhin handelt es sich bei den hardwareseitigen Mitteln um einen Prozessor und um einen Speicher, wobei ein Speicher der Speicherung von Daten und ein Prozessor der Verarbeitung von Daten dienen. Bei den softwareseitigen Mitteln handelt es sich um Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsanordnung
- 2
- Reibungskupplung
- 3
- Antriebsaggregat
- 4
- Getriebe
- 5
- Kurbelwelle
- 6
- Schwungrad
- 7
- Kupplungskorb
- 8
- Druckplatte
- 9
- Mitnehmerscheibe
- 10
- Eingangswelle
- 11
- Anpressfeder
- 12
- Führungshülse
- 13
- Ausrücklager
- 14
- Kupplungssteller
- 15
- Druckraum
- 16
- Stellkolben
- 17
- Ausrückhebel
- 18
- Steuerungsventil
- 19
- Druckleitung
- 20
- Drucklosleitung
- 21
- Verbindungsleitung
- 22
- Steuerleitung
- 23
- Steuergerät
- 24
- Wegsensor
- 25
- Sensorleitung
- 26
- Drucksensor
- 27
- Sensorleitung
