DE102015214326A1

DE102015214326A1 - Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Kupplung

Info

Publication number: DE102015214326A1
Application number: DE102015214326.0A
Authority: DE
Inventors: Erhard Hodrus
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2017-02-02

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer automatisierten, mittels eines hydrostatischen Kupplungsaktors (1) betätigten Kupplung (12) in einem Kraftfahrzeug, wobei eine zumindest teilweise Kompensation einer Nichtübereinstimmung von realer, physikalischer Kupplungskennlinie und einer Kupplungskennlinie, auf deren Grundlage ein Kupplungssteuergerät (3) die Steuerung des Kupplungsaktors (1) ausführt, erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass nur in einem vorgegebenen Intervall um den Tastpunkt (Tp) der Kupplung die Kompensation bei der Steuerung des Kupplungsaktors (1) berücksichtigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Einsatzbereich und Verwendungszweck der Erfindung: Kann bei allen Kupplungen verwendet werden, bei denen herkömmliche Handschalterkupplungen mit einem hydrostatischen Kupplungsaktor betätigt werden sollen. Klassischerweise bei einer Hybridtrennkupplung, weil dort nicht unbedingt im gesamten Momentenbereich eine hohe Momentenqualität gefordert ist.
Es soll eine Strategie zur Verwendung von Kompensationen bei einer unbetätigt geschlossenen Kupplung, betätigt mit einem hydrostatischen Kupplungsaktorystem ausgearbeitet werden, insbesondere soll eine Strategie zur Verwendung von Kompensationen bei einer Hybridtrennkupplung dargestellt werden.
Es soll ein einzelner hydrostatischer Kupplungsaktor HCA (schematisch in 1 dargestellt) als Kupplungsaktor in Kombination mit einer unbetätigt geschlossenen Kupplung, wie sie standardmäßig im Handschalter eingesetzt wird, verwendet werden. Die Kupplung wird dabei über eine hydrostatische Strecke betätigt. Der Kolben im Geberzylinder wird elektromotorisch verstellt, über die Flüssigkeit im System wird dadurch der Kolben im Nehmerzylinder betätigt. Der Kolben des Nehmerzylinders wirkt dabei auf die Hebelfederspitzen, die dann bei Betätigung die Kupplungsplatte von der Kupplungsscheibe abhebt und damit die Übertragung von Moment über die Kupplung unterbricht. Unbetätigt schließt die vorgespannte Hebelfeder die Kupplung.
Die Modellbildung des Kupplungssystems sieht mehrere Kompensationen vor:

– Kompensation des Erststartfehlers, wie dies beispielsweise in der DE 102 25 262 A1 beschrieben ist: Hierbei verschiebt sich die Kennlinie nach Zündung an bis zum ersten Schnüffelvorgang deutlich.
– Kompensation von Drehzahleinflüssen: Diese versucht Änderungen der Kupplung durch Zentrifugalkräfte laufend entgegenzuwirken.
– Kompensation von Drehzahleinflüssen beim Schnüffelvorgang: Wird der Schnüffelvorgang bei unterschiedlichen Drehzahlen durchgeführt, so wirkt sich dies auf die in der hydraulischen Strecke befindliche Flüssigkeit aus. Es treten konstante Verschiebungen der Kennlinie von einem Schnüffelvorgang bis zum nächsten auf.
– Kompensation der Kupplungshysterese: Reibungen verursachen bei unter schiedlichen Bewegungsrichtungen an der gleichen Position unterschiedliche Momente.
– Kompensation der Ausdehnung der Flüssigkeit der hydraulischen Strecke zwischen zwei Schnüffelvorgängen.

Die Kompensationen werden zu einem gesamten Kompensationswert addiert und der Kennlinie als Verschiebung in der Position überlagert.
Die modellierte Kennlinie wird durch die Kompensation stark verbessert.
Wie in 2 dargestellt, wird bei der minimalen Momentenanforderung (angefordertes Kupplungsmoment < Min) dieser gesamte Kompensationswert zu Null ausgeblendet, um eine feste Position der Kupplung definieren zu können, welche dann der minimalen Momentenanforderung entspricht.
Die Kompensationen unterstützen im übrigen Momentenbereich um eine höhere Momentengenauigkeit zu erreichen. Dies hat zur Folge, dass nahe dem Tastpunkt besser beurteilt werden kann, ob die Kupplung noch geschlossen ist oder nicht. Ohne Kompensationen würde so zum Beispiel angenommen werden, dass die Kupplung offen ist, obwohl sie durch die nicht kompensierten Effekte schon Moment überträgt.
Die Kompensation reduziert jedoch in den meisten Fällen das von der Kupplung übertragene Moment. Ohne Kompensation wäre das von der Kupplung übertragene Moment höher. Bei Kupplungen die grenzwertig ausgelegt sind, kann es so zu unerwarteten Schlupfsituationen bei hoher Momentenanforderung kommen, da die Kompensation versucht das Kupplungsmoment auf das angeforderte Moment zu reduzieren, obwohl ohne Kompensation mehr Moment übertragen werden könnte.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Strategie zur Anwendung der Kompensationen vorzustellen, die die Momentengenauigkeit am Tastpunkt erhöht und ungewollten Schlupf durch Nutzung der momentenerhöhenden Effekte verhindert.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren zur Steuerung einer automatisierten, mittels eines hydrostatischen Kupplungsaktors betätigten Kupplung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei eine zumindest teilweise Kompensation einer Nichtübereinstimmung von realer, physikalischer Kupplungskennlinie und einer Kupplungskennlinie auf deren Grundlage ein Kupplungssteuergerät die Steuerung des Kupplungsaktors ausführt, erfolgt. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass nur in einem vorgegebenen Intervall um den Tastpunkt der Kupplung die Kompensation bei der Steuerung des Kupplungsaktors berücksichtigt wird.
Die Kompensationen sollen also auch bei höheren Momenten nicht berücksichtigt werden.
Der Vorteil liegt darin, dass auf diese Weise die Momentengenauigkeit am Tastpunkt erhöht und ungewollter Schlupf durch Nutzung der momentenerhöhenden Effekte insbesondere bei hoher Momentenanforderung verhindert werden kann.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung.
Es zeigen im Einzelnen:
1 eine Prinzipdarstellung eines Kupplungsbetätigungssystems in einem Fahrzeug (Stand der Technik).
2 erfindungsgemäßer Zusammenhang zwischen dem Faktor mit dem die Kompensation gewichtet wird und Kupplungsmomentenanforderung.
1. zeigt einen bekannten Aufbau eines hydrostatischen Kupplungsbetätigunssystems 1 zur Verwendung in einem Fahrzeug. Das hydrostatische Kupplungsbetätigungssystem 1 umfasst auf der Geberseite 2 ein Steuergerät 3, das einen hydrostatischen Kupplungsaktor 4 ansteuert. Der Kupplungsaktor 4 ist über ein Getriebe 5 mit einem Kolben 6 des Geberzylinders 7 kinematisch verbunden. Bei einer Lageveränderung des Kupplungsaktors 4 und damit des Kolbens 6 im Geberzylinder 7 entlang des Aktorweges nach rechts wird ein Volumen des Geberzylinders 7 verändert, wodurch ein Druck p in dem Geberzylinder 7 aufgebaut wird, der über ein Druckmittel 8 über eine Hydraulikleitung 9 zur Nehmerseite 10 des hydrostatischen Kupplungsbetätigungssystems 1 übertragen wird. Auf der Nehmerseite 10 verursacht der Druck p des Druckmittels 8 in einem Nehmerzylinder 11 eine Wegänderung, die auf eine Kupplung 12 übertragen wird, um diese zu betätigen. Die Kupplung 12 ist im unbetätigten Zustand geschlossen.
Der Geberzylinder 7 ist mit einem Ausgleichsbehälter 13 verbunden, wobei eine Verbindungsöffnung 14 des Geberzylinders 7 durch den Kolben 6 des Geberzylinders 7 freigegeben wird, wenn sich der Kolben 6 in einer vorgegebenen Position befindet. In der Darstellung von 1 erreicht der Kolben 6 diese Position, indem er aus der dargestellten Position weiter nach links verfahren wird. In dieser Position ist das Druckmittel 8 üblicherweise unbetätigt und der Druck p im Geberzylinder 7 minimal. Durch das Freigeben kann ein Druck- und/oder Volumen- und/oder Temperaturausgleich des Druckmittels 8 ermöglicht werden. Dieser Vorgang wird auch als Schnüffeln bezeichnet und die Position des Kolbens 6, bei der die Verbindungsöffnung 14 freigegeben ist, wird als Schnüffelposition bezeichnet.
In 2 ist der bisherige Verlauf mit durchgezogener Linie dargestellt. Um eine feste Position für eine offene Kupplung am Minimalwert (Min) zu erhalten, wird der Kompensationsanteil auf Null reduziert.
Die Idee besteht nun darin, ab einem bestimmten Moment (Tp + a) auch für höhere Momente die Kompensationen auszublenden, der Zusammenhang ist in 2 mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Dadurch wird die Momentengenauigkeit reduziert, das wirklich übertragene Moment aber vorteilhafterweise erhöht. Ungewollte Schlupfsituationen können so vorteilhafterweise verhindert werden. Tp soll dem Tastpunktmoment entsprechen, wobei a ein positiver Momentenwert ist. Die konkrete Größe von a sollte dabei auf das durch die Kupplung maximal übertragbare Kupplungsmoment abgestimmt sein, ebenso wie die Steilheit der auf Null abfallenden Flanke bei (Tp + a). Beides sollte durch den Fachmann unter Berücksichtigung des technischen Einzelfalls der Kupplung festgelegt werden.
Nahe des Tastpunktes sollen die Kompensationen aber angewendet werden, um dort eine hohe Momentengenauigkeit zu erreichen. Eine offene Kupplung in der Software soll einer offenen Kupplung in Realität entsprechen.
Bei einer unbetätigt geschlossenen Kupplung, die mit einem hydrostatischen Kupplungsaktor angesteuert wird, kann mit der Verwendung von Kompensationen die Momentengenauigkeit erhöht werden. Es wird vorgeschlagen in bestimmten Momentenbereichen auf die hohe Momentengenauigkeit zu verzichten und stattdessen das dann höhere Moment zur Reduktion von ungewolltem Schlupf einzusetzen.
Bezugszeichenliste

1: hydrostatisches Kupplungsbetätigungssystem
2: Geberseite
3: Steuergerät
4: Hydrostatischer Kupplungsaktor
5: Getriebe
6: Kolben
7: Geberzylinder
8: Druckmittel
9: Hydraulikleitung
10: Nehmerseite
11: Nehmerzylinder
12: Kupplung
13: Ausgleichsbehälter
14: Verbindungsöffnung

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 10225262 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Steuerung einer automatisierten, mittels eines hydrostatischen Kupplungsaktors (1) betätigten Kupplung (12) in einem Kraftfahrzeug, wobei eine zumindest teilweise Kompensation einer Nichtübereinstimmung von realer, physikalischer Kupplungskennlinie und einer Kupplungskennlinie, auf deren Grundlage ein Kupplungssteuergerät (3) die Steuerung des Kupplungsaktors (1) ausführt, erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass nur in einem vorgegebenen Intervall um den Tastpunkt (Tp) der Kupplung die Kompensation bei der Steuerung des Kupplungsaktors (1) berücksichtigt wird.