-
Verfahren zur Verbesserung eines Schnüffelvorganges eines Geberzylinders eines hydrostatischen Kupplungsaktors eines Kupplungssystems, vorzugsweise für ein Fahrzeug, bei welchem ein Volumenausgleich einer, in dem Kupplungssystem befindlichen Hydraulikflüssigkeit mit einem Nachlaufbehälter über eine Schnüffelbohrung des Geberzylinders des Kupplungsaktors erfolgt.
-
Bei einem hydrostatischen Kupplungsaktor wird mittels eines Aktors ein Geberzylinder verfahren, der über eine hydrostatische Verbindungsleitung mit einem Nehmerzylinder verbunden ist. Durch das Bewegen des Geberzylinders wird über die hydrostatische Verbindungsleitung eine Kraft an den Nehmerzylinder übertragen, über welche das Aus- bzw. Einrücken der Kupplung erfolgt.
-
Die hydrostatische Flüssigkeit eines Kupplungssystems ist durch äußere Einflüsse Volumenänderungen unterworfen, welche primär durch eine Änderung der Temperatur der Hydraulikflüssigkeit hervorgerufen wird. Dies führt dazu, dass bei gleicher Geberzylinderposition diese Volumenänderung zu einer Verschiebung des Nehmerzylinders führt. Um aber das angeforderte Kupplungsmoment zu übertragen, muss eine Position des Nehmerzylinders mit hinreichender Genauigkeit bekannt sein. Um auftretende Volumenänderungen in der hydrostatischen Verbindungsleitung auszugleichen, wird der Geberzylinder so bewegt, dass die Verbindungsleitung über eine, im Geberzylinder vorhandene Verbindungsöffnung mit einem Nachlaufbehälter verbunden wird. Hierdurch kann ein Volumenaustausch zwischen dem Nachlaufbehälter und der Verbindungsleitung erfolgen. Nach diesem Volumenaustausch besteht wieder ein bekannter Zusammenhang zwischen der Position des Geberzylinders und des Nehmerzylinders.
-
Das Öffnen der Verbindung zwischen Nachlaufbehälter und Verbindungsleitung, das Warten in dieser Position bis der Volumenausgleich erfolgt ist und das anschließende Schließen der Verbindung zwischen Nachlaufbehälter und Verbindungsleitung wird als Schnüffeln bezeichnet. Das Schnüffeln kann je nach Kupplungssystem bei ausgerückter oder eingerückter Kupplung erfolgen. Während des Schnüffelvorganges überfährt der Geberkolben des Geberzylinders ein Schnüffelprofil, welches die Position des Geberkolbens in Abhängigkeit einer Zeit darstellt.
-
Es ist bekannt durch Tests ein Positionsgeschwindigkeitsprofil für das Überfahren des Schnüffelprofils einzustellen. Wie aus 2, Kurve B hervorgeht, steht der hydrostatische Kupplungsaktor zu Beginn des Schnüffelvorganges mit dem Geberkolben auf der minimalen Betriebsposition c, an welcher die Verbindungsöffnung verschlossen ist. Die Schnüffelbohrung ist geöffnet, wenn die Position des Geberkolbens null erreicht hat. An den Zwischenpositionen b und a liegt die Schnüffelbohrung selbst. Beim Erreichen der Positionsschwellen a und b durch den Geberkolben wird die Geschwindigkeit des hydrostatischen Kupplungsaktors verändert. Bewegt sich der hydrostatische Kupplungsaktor mit dem Geberzylinder von der Position a nach b, wird die Verbindungsöffnung verschlossen, wofür eine bestimmte Zeit vorgesehen ist, welche gewährleistet, dass der Flüssigkeitsvolumenausgleich vollkommen stattfinden kann. Da die Position des Geberkolbens zeitdiskret erfasst wird, kann es vorkommen, dass bei dem Erfassen der Position a der Geberkolben sich schon weiter bewegt hat. Dies führt dazu, dass der Umschaltzeitpunkt variiert. Aus diesen Variationen ergibt sich dann der gestrichelte Verlauf der Kurve B. Bei diesem Verlauf wird aber nur noch knapp die Hälfte der Zeit benötigt, um die Verbindungsöffnung zu verschließen. Dies hat aber den Nachteil, dass der Volumenausgleich zwischen Nachlaufbehälter und Verbindungsleitung nicht optimal stattfinden kann, was negative Auswirkungen auf eine Tastpunktermittlung der Kupplung und somit auf den Fahrkomfort hat.
-
Aus der
DE 10 2011 103 774 A1 ist ein Verfahren zum Ansteuern einer automatischen Kupplung bekannt, die über einen hydrostatischen Aktor betätigt wird. Dabei wird ein Lastsignal des hydrostatischen Kupplungsaktors verwendet, um eine Schnüffelposition eines Kupplungsgebers zu ermitteln. Als Schnüffelposition soll im Weiteren eine Geberposition eines im hydrostatischen Kupplungsaktor enthaltenen Geberzylinders bezeichnet werden, an der die Verbindungsöffnung zu einem Ausgleichsbehälter durch den Geberkolben des Geberzylinders geschlossen wird. Durch das Erkennen der aktuellen Schnüffelposition am Ende eines Schnüffelvorganges wird die Ansteuerung der Kupplung verbessert. Als Lastsignal wird ein Drucksignal verwendet, welches mittels eines Drucksensors erfasst wird, der an einer Hydraulikleitung angebracht ist.
-
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung eines Schnüffelvorganges bei einem hydrostatischen Kupplungsaktor eines Kupplungssystems anzugeben, bei welchem immer ein vollständiger Volumenausgleich zwischen dem Nachlaufbehälter und der Verbindungsleitung stattfindet.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein, die Position eines Geberkolbens des Geberzylinders des Kupplungsaktors über der Zeit vorgebendes Schnüffelprofil durch den Kupplungsaktor abgefahren wird, wobei der Kupplungsaktor den Geberkolben so ansteuert, dass mehrere Sollpositionen durch den Geberzylinder angefahren werden, wobei beim Erreichen einer Umschaltposition durch eine der Sollpositionen eine Steigung eines Sollwertprofils des Kupplungsaktors geändert wird. Dies hat den Vorteil, dass durch diese Sollpositionssteuerung des Kupplungsaktors immer dieselbe Zeit benötigt wird, um das Schnüffelprofil abzufahren. Dies erlaubt einen reproduzierbaren Schnüffelvorgang, was dazu führt, dass aufgrund des optimalen Volumenausgleiches immer eine genaue Tastpunktermittlung zur Einstellung der Kupplungskennlinie erfolgen kann.
-
In einer Ausgestaltung wird das Schnüffelprofil über der vorgegebenen Zeit in mindestens zwei Abschnitte unterteilt, welche durch je einen Umschaltpunkt der Steigung des Sollwertprofiles des Kupplungsaktors begrenzt werden, wobei innerhalb eines Abschnittes mehrere Sollpositionen durch den Geberkolben angefahren werden. Innerhalb eines solchen Abschnittes werden die, durch den Kupplungsaktor angefahrenen Sollpositionen langsam an die Umschaltposition der Geschwindigkeit herangeführt, wodurch gewährleistet wird, dass die vorgegebene Zeit, welche zum vollständigen Volumenausgleich der Hydraulikflüssigkeit benötigt wird, auch ausgenutzt wird.
-
In einer Variante wird die Sollposition mit einem vorgegebenen Umschaltpunkt der Steigung des Sollwertprofils verglichen und bei Übereinstimmung der erreichten Sollposition mit dem Umschaltpunkt die Steigung des Sollwertprofiles des hydrostatischen Kupplungsaktors geändert. Dadurch wird sichergestellt, dass die Geschwindigkeitsänderung wirklich erst an den vorgegebenen Umschaltpunkten realisiert wird, wodurch das gesamte Zeitfenster des Schnüffelprofils ausgenutzt wird, um den Schnüffelvorgang auszuführen.
-
Vorteilhafterweise werden die Istpositionen des Geberkolbens diskret abgetastet.
-
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
-
Es zeigt:
-
1 eine Prinzipdarstellung eines Kupplungssystems mit einem hydrostatischen Kupplungsaktor in einem Kraftfahrzeug,
-
2 ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren.
-
In 1 ist eine Prinzipdarstellung eines Kupplungsbetätigungssystems 1 gezeigt, welches in einem Kraftfahrzeug verwendet wird, wo es beispielsweise in einem hydrostatischen Doppelkupplungsgetriebe zum Einsatz kommt. Das Kupplungsbetätigungssystem 1 umfasst ein Steuergerät 2, welches über eine Leistungsendstufe 3 einen Elektromotor 4 ansteuert. Dieser Elektromotor 4 ist über ein Getriebe 5 auf einem Geberkolben 6 eines Geberzylinders 7 geführt, wobei das Getriebe 5 die Drehbewegung des Elektromotors 4 in eine lineare Bewegung des Geberkolbens 6 umwandelt. Der Geberzylinder 7 ist über eine hydraulische Leistung 8 mit einem Nehmerzylinder 9 verbunden, wobei der Geberkolben 6 des Geberzylinders 7 ein hydraulisches Medium über die hydraulische Leitung 8 in den Nehmerzylinder 9 drückt, wo ein von dem Nehmerzylinder 9 umfasster weiterer Nehmerkolben 10 bewegt wird und die Kupplung 11 betätigt. In dem Geberzylinder 7 ist eine Verbindungsöffnung 12 ausgebildet, welche den Geberzylinder 7 mit einem Ausgleichsbehälter 13 für das hydraulische Medium verbindet. Der Geberzylinder 7, die hydraulische Leitung 8 und der Nehmerzylinder 9 stellen dabei Teile einer hydrostatischen Strecke dar.
-
In dem hydrostatischen Kupplungsaktor 14 ist es erforderlich, für einen Volumenausgleich des, in der hydraulischen Strecke eingeschlossenen Volumens des hydraulischen Mediums zu sorgen. Dies wird über die Herstellung einer Verbindung des Geberzylinders 7 mit dem Ausgleichsbehälter 13 erreicht. Dabei wird der Geberkolben 6 so weit bewegt, bis die Verbindungsöffnung 12 freigegeben wird. Dabei stellt sich in der hydraulischen Strecke der Umgebungsdruck ein und der Kupplungsaktor 14 wird kraftfrei. Der hydrostatische Kupplungsaktor 14 wird dabei durch die Steuereinheit 2 derart angesteuert, dass er die in 2 gezeigten Positionen a, b, bei welchen die Schnüffelbohrung 12 durch den Geberkolben 6 überfahren wird, in vorgegebenen Zeitabschnitten durchläuft (Kurve A). Die Position a kennzeichnet dabei die geöffneten Verbindungsöffnung 12, wenn diese geöffnet ist, während die Position b die Position des Kupplungsaktors 14 bei geschlossener Verbindungsöffnung 12 darstellt. Um einen reproduzierbaren Schnüffelvorgang durchzuführen, wird bei der Ansteuerung des hydrostatischen Kupplungsaktors 14 und somit des Geberkolbens 6 ein positionsgesteuertes Zeitprofil gefahren. Das Zeitprofil ist dabei in verschiedene Abschnitte eingeteilt, in welchen sich der Kupplungsaktor 14 mit jeweils einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. Aus der konstanten Geschwindigkeit und der Differenz der aufeinander folgenden Sollpositionen wird eine Zeit bestimmt, mit welcher sich der Geberkolben 6 des Geberzylinders 7 von einer Sollposition zur nächsten Sollposition bewegt. Das bedeutet, dass bei dem Überfahren der noch geöffneten Verbindungsöffnung 12 bestimmte Sollpositionen für den Geberkoben 6 innerhalb eines Abschnittes vorgegeben werden. Durch die Steigung des Sollwertprofils, welches positionsgeregelt abgefahren wird, wird implizit die Geschwindigkeit vorgegeben.
-
Im Abschnitt zwischen 0 bis a wird der Kupplungsaktor 14 durch das Sollwertprofil mit einer hohen Geschwindigkeit verfahren. Sobald die Sollposition den Umschaltpunkt a erreicht, wird der Geberkolben 6 mit einer langsameren Geschwindigkeit über die Verbindungsöffnung 12 geführt, was der Überwindung des Abstandes zwischen den Punkten a und b entspricht. Die geringere Geschwindigkeit wird durch die niedrigere Steigung des Sollwertprofils erreicht. Wird dann festgestellt, dass eine der Sollpositionen dem Umschaltpunkt b entspricht, wird der hydrostatische Kupplungsaktor 14 wieder mit einer größeren Geschwindigkeit verfahren, da nach Überstreichen des Umschaltpunktes b die Sicherheit besteht, dass die Verbindungsöffnung 12 verschlossen ist.
-
Die beschriebene, in 2 mit A bezeichnete Kurve erlaubt, dass bei der Wiederholung des Schnüffelvorganges mit der beschriebenen Ansteuerung die Zeiten, welche der Geberkolben 6 beim Überfahren der Verbindungsöffnung 12 von den Positionen a nach b benötigt, immer gleich lang sind. Damit wird garantiert, dass immer ein vollständiger Volumenausgleich der Hydraulikflüssigkeit in dem Kupplungssystem erfolgt. Durch diese verbesserte Reproduzierbarkeit des Schnüffelprofils wird letztendlich die Tastpunktbestimmung und somit der Fahrkomfort des Kraftfahrzeuges verbessert.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kupplungsbetätigungssystem
- 2
- Steuergerät
- 3
- Leistungsendstufe
- 4
- Elektromotor
- 5
- Getriebe
- 6
- Geberkolben
- 7
- Geberzylinder
- 8
- Hydraulische Leitung
- 9
- Nehmerzylinder
- 10
- Nehmerkolben
- 11
- Kupplung
- 12
- Verbindungsöffnung
- 13
- Ausgleichsbehälter
- 14
- Hydrostatischer Kupplungsaktor
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102011103774 A1 [0006]
