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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Anlegepunktes einer Trennkupplung, wobei durch den Anlegepunkt eine Position der Trennkupplung repräsentiert wird, an der eine Drehmomentübertragung durch die Trennkupplung beginnt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät für eine Trennkupplung, ein Computerprogrammprodukt und ein dieses aufweisenden Datenträger.
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In Kraftfahrzeugantriebssträngen kommen als Anfahrelemente häufig Trennkupplungen zur Anwendung, die dann zumeist als trocken- oder nasslaufende Reibungskupplungen vorliegen. Zudem wird eine Trennkupplung bei Kombination mit einem nachgeschalteten, automatisierten oder auch automatischen Kraftfahrzeuggetriebe auch häufig ebenfalls automatisiert ausgeführt, d.h. ein Öffnen und Schließen der Trennkupplung wird über eine zugehörige Steuerung automatisch geregelt. Für eine Regelung der Trennkupplung ist es dabei unter anderem erforderlich, den Beginn der Momentenübertragung über die Kupplung möglichst genau zu kennen, da hiermit einerseits die Position, ab welcher die Kupplung momentenfrei ist, festgelegt und andererseits der Momentenaufbau über die Kupplung definiert wird. Insbesondere, wenn sehr kleine Drehmomente eingestellt werden sollen, ist eine genaue Kenntnis des Beginns der Momentenübertragung erforderlich, wobei dieser Punkt auch als Anlegepunkt der Trennkupplung bezeichnet wird. Da es über der Lebensdauer einer Trennkupplung verschleißbedingt auch zu einer Verschiebung des Anlegepunkts kommt, wird eine Bestimmung des Anlegepunkts auch häufig im laufenden Betrieb vorgenommen, um die Regeln der Trennkupplung entsprechend gestalten und ggf. auch adaptieren zu können.
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Aus der
DE 101 63 438 A1 geht ein Verfahren zur Ermittlung eines Anlegepunkts einer Trennkupplung hervor, wobei durch den Anlegepunkt eine Position der Trennkupplung repräsentiert wird, an der eine Drehmomentübertragung durch die Trennkupplung beginnt. Eingangs der
DE 101 63 438 A1 wird dabei ein Verfahren als bekannt beschrieben, bei welchem die Trennkupplung von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand überführt wird, wobei ein nachgeschaltetes Getriebe in Neutral geschaltet ist. Seitens des Getriebes ist dann zudem ein Drehzahlsensor vorgesehen, welcher eine Getriebeeingangsdrehzahl erfasst. Wird über den Drehzahlsensor eine Änderung der Getriebeeingangsdrehzahl festgestellt, also ein Moment mit der Kupplung übertragen, so befindet sich die Kupplung hinter dem Anlegepunkt.
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Die
DE 10 2007 027 702 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung, insbesondere einer Reibkupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, über die ein Verbrennungsmotor mit einem Getriebe verbindbar ist, bei dem mit Hilfe wenigstens eines Einlernprozesses Kupplungswegpunkte ermittelt werden.
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Die
DE 10 2010 024 941 A1 offenbart ein Verfahren zur Ermittlung von Kupplungstastpunkten bei Doppelkupplungsgetrieben im Fahrbetrieb.
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Aus der
EP 1 741 950 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung eines Greifpunktes einer Kupplung bekannt.
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Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ermittlung eines Anlegepunkts einer Trennkupplung im laufenden Betrieb zu ermöglichen, wobei dies bei möglichst kurzen Ausführungszeiten und möglichst präzise realisierbar sein soll.
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Diese Aufgabe wird aus verfahrenstechnischer Sicht ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Aus vorrichtungstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung der Aufgabe gemäß der technischen Lehre des nebengeordneten Anspruchs 8. Ein Computerprogrammprodukt, sowie ein dieses aufweisender Datenträger sind zudem Gegenstände der Ansprüche 9 und 10.
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Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren ein Anlegepunkt einer Trennkupplung ermittelt, durch welchen eine Position der Trennkupplung repräsentiert wird, an der eine Drehmomentübertragung durch die Trennkupplung beginnt. Im Rahmen der Erfindung soll also mit dem Anlegepunkt die Lage einer Position der Trennkupplung ermittelt werden, bei welcher aufgrund des dort erstmals stattfindenden Kontakts von Kupplungshälften der Trennkupplung eine Übertragung eines Drehmoments zwischen einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite der Trennkupplung beginnt.
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Im Sinne der Erfindung ist mit einer „Position“ der Trennkupplung dabei ein jeweiliger Kupplungsweg, d.h. ein Abstand zwischen Kupplungshälften der Trennkupplung gemeint. Bei der Trennkupplung handelt es sich insbesondere um eine Reibungskupplung, welche bevorzugt als trockenlaufende oder auch als nasslaufende Reibungskupplung vorliegen kann. Ferner kann die Trennkupplung als Einscheibenkupplung oder auch als Mehrscheibenkupplung realisiert sein, wie beispielsweise als Lamellenkupplung.
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In einem Kraftfahrzeugantriebsstrang, bei welchem es sich um den Antriebsstrang eines Nutzfahrzeuges, wie beispielsweise eines LKWs, oder auch eines anderweitigen Kraftfahrzeuges, wie eines PKWs, handeln kann, ist die Trennkupplung zwischen einer jeweiligen Antriebsmaschine und einem nachgeschalteten Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehen. An einer Antriebsseite steht die Trennkupplung dann also mit der Abtriebsseite der Antriebsmaschine in Verbindung, wohingegen die Trennkupplung auf einer Abtriebsseite drehfest mit dem Getriebeeingang des nachfolgenden Kraftfahrzeuggetriebes verbunden ist.
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Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass der Anlegepunkt ausgehend von einem im Vorfeld bestimmten Mitnahmepunkt ermittelt wird, welcher eine Position der Trennkupplung repräsentiert, an welcher ein deutliches Drehmoment durch die Trennkupplung übertragen wird. Dabei wird ein Abstand des Mitnahmepunkts zum Anlegepunkt unter Einbeziehung eines Trennpunkts der Trennkupplung bestimmt, der ebenfalls im Vorfeld bestimmt wurde und durch welchen eine Position der Trennkupplung repräsentiert wird, bei welcher an der schlupfenden Trennkupplung ein Gleichgewicht zwischen einem antriebsseitigen und einem abtriebsseitigen Drehmoment herrscht. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird also eine Ermittlung des Anlegepunkts unter Zuhilfenahme zweier weiterer relevanter Punkte, nämlich des Mitnahmepunkts und des Trennpunkts der Trennkupplung vollzogen. Dabei wird der Anlegepunkt ausgehend vom Mitnahmepunkt ermittelt, indem der Abstand zwischen Mitnahmepunkt und Anlegepunkt bestimmt wird, so dass ausgehend vom Mitnahmepunkt auf den Anlegepunkt geschlossen werden kann. Für die Ermittlung des Abstandes zwischen Mitnahmepunkt und Anlegepunkt wird dabei der Trennpunkt miteinbezogen, welcher zwischen Anlegepunkt und Mitnahmepunkt liegt.
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Im Sinne der Erfindung ist mit dem „Mitnahmepunkt“ der Trennkupplung eine Position der Trennkupplung gemeint, an welcher, wie auch Anspruch 1 zu entnehmen ist, ein deutliches Drehmoment durch die Trennkupplung übertragen wird. Dabei ist unter einem deutlichen Drehmoment insbesondere ein Drehmoment in einer Größenordnung zu verstehen, welches ausreichend ist, die Abtriebsseite und damit den Getriebeeingang gegen ein dort wirksames getriebeseitiges Schleppmoment zu beschleunigen. Am Mitnahmepunkt ist also die Trennkupplung schon soweit geschlossen, dass ein für die Beschleunigung des Getriebeeingangs ausreichendes Drehmoment übertragen wird.
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Hingegen ist unter dem „Trennpunkt“ der Trennkupplung eine Position derselbigen zu verstehen, bei welcher an der noch schlupfenden Kupplung im Wesentlichen ein Momentengleichgewicht zwischen dem antriebsseitigen und dem abtriebsseitigen Drehmoment vorherrscht. Insofern handelt es sich hierbei um den Punkt, bei dem die schlupfende Kupplung gerade das Schleppmoment des Getriebeeingangs des nachfolgenden Kraftfahrzeuggetriebes mit dem antriebsseitigen Drehmoment kompensiert. Definitionsgemäß liegt der Trennpunkt dabei sehr dicht an dem zu ermittelnden Anlegepunkt, bei welchem eine Drehmomentübertragung aufgrund des hier erstmalig stattfindenden Kontakts zwischen Kupplungshälften der Kupplung gerade beginnt. Hingegen befindet sich der Mitnahmepunkt weiter in Richtung eines geschlossenen Zustands der Trennkupplung.
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Der Trennpunkt liegt also sehr dicht an dem zu bestimmenden Anlegepunkt, so dass ausgehend vom Trennpunkt unter Berücksichtigung eines geringen Abstandes auf den Anlegepunkt geschlossen werden könnte. Problematisch ist allerdings, dass dieser Abstand abhängig vom getriebeseitigen Schleppmoment gebildet werden muss, und damit abhängig von der Temperatur. Zudem müsste eine Bestimmung des Trennpunktes relativ langsam ausgeführt werden, um den Trennpunkt präzise bestimmen zu können. Dementsprechend ist eine Bestimmung des Trennpunktes anfällig für Störeinflüsse, beispielsweise einem Taumelschlag einer Mitnehmerscheibe der Trennkupplung, temporäre Welligkeit der Mitnehmerscheibe in Folge einer thermischen Belastung, usw. Diese Störeinflüsse können dabei einen signifikanten Einfluss haben, insbesondere bei einem betriebswarmen Kraftfahrzeuggetriebe, bei welchem das Schleppmoment dann relativ gering ausfällt.
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Eine Ermittlung des Mitnahmepunkts ist im Vergleich zur Ermittlung des Trennpunktes sehr schnell ausführbar und unanfällig gegenüber Störeinflüssen, so dass sich die Bestimmung des Mitnahmepunktes durch eine gute Reproduzierbarkeit auszeichnet. Allerdings liegt der Mitnahmepunkt unter einem größeren Abstand zum zu ermittelnden Anlegepunkt, so dass dieser Abstand stark abhängig von der individuellen Trennkupplung und dementsprechend schlecht im Vorfeld definierbar ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung des Anlegepunkts werden nun die Vorteile miteinander kombiniert, welche Ermittlungen basierend auf dem Mitnahmepunkt einerseits und basierend auf dem Trennpunkt andererseits mit sich bringen. Denn die Bestimmung des Anlegepunkts ausgehend von dem Mitnahmepunkt ermöglicht geringe Ausführungszeiten und eine hohe Reproduzierbarkeit, sowie Robustheit gegenüber Störeinflüssen. Die Einbeziehung des Trennpunkts bei der Ermittlung des Abstandes zwischen Mitnahmepunkt und Anlegepunkt bewirkt dann, dass die prinzipiell höhere Genauigkeit bei der Bestimmung des Trennpunktes ausgenutzt werden kann, so dass Exemplarstreuungen bei unterschiedlichen Trennkupplungen weitestgehend kompensierbar sind. Insgesamt lässt sich somit das Verfahren zur Ermittlung des Anlegepunkts bei geringen Ausführungszeiten und dennoch hoher Genauigkeit realisieren. Dementsprechend ist es auch möglich, dieses Verfahren im laufenden Betrieb zur Anwendung zu bringen, ohne dass es zu einer für einen Fahrzeugführer spürbaren Beeinträchtigung beim Fahren des Kraftfahrzeuges kommt.
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Bei dem Eingangs der
DE 101 63 438 A1 als bekannt beschriebenen Verfahren wird zur Bestimmung des Anlegepunkts der Trennkupplung ebenfalls auf eine andere Position der Kupplung zurückgegriffen, wobei hierbei nicht klar definiert ist, welche Position der Kupplung dies genau ist. Die
DE 101 63 438 A1 an sich hat dann ein Verfahren zum Gegenstand, bei welchem der Anlegepunkt basierend auf Stellgrößen des Kupplungssystems bestimmt wird.
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Im Sinne der Erfindung werden sowohl der Mitnahmepunkt, als auch der Trennpunkt ebenfalls in entsprechenden Routinen ermittelt und im Folgenden dann für die Bestimmung des Anlegepunkts herangezogen. Bei Erstinbetriebnahme des Kraftfahrzeugantriebsstranges oder auch beim Tauschen der Trennkupplung würde eine Bestimmung des Anlegepunkts aber auf entsprechenden Standardwerten von Mitnahmepunkt und Trennpunkt der Trennkupplung basieren. Erst im Zuge entsprechender Ermittlungen des Mitnahmepunkts und des Trennpunktes würde dann eine Anpassung der entsprechenden Werte vorgenommen werden.
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Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung werden der Mitnahmepunkt und der Trennpunkt in voneinander unabhängig ablaufenden Routinen bestimmt. Die Ermittlung des Mitnahmepunkts und die Bestimmung des Trennpunktes können also parallel zueinander und auch zeitlich versetzt zueinander vorgenommen werden. Hierdurch ist es möglich, die Bestimmung des jeweiligen Punktes auch nur dann durchzuführen, wenn die aktuellen Bedingungen für die Bestimmung gerade geeignet sind. So können insbesondere bei der Bestimmung des Trennpunktes Störeinflüsse vorliegen, welche die Bestimmung des Trennpunktes und damit auch insgesamt die Ermittlung des Anlegepunkts verfälschen würden. Durch unabhängige Teilroutinen kann die einzelne Teilroutine nun gezielt dann ausgeführt werden, wenn geeignete Bedingungen hierfür vorliegen. So kann dies auch beispielsweise dann der Fall sein, wenn der aktuelle Betrieb des Kraftfahrzeuges eine Ermittlung zulässt, weil durch den Fahrzeugführer sowieso gerade eine für die Ermittlung geeignete Fahrsituation herbeigeführt wird. Alternativ dazu ist im Sinne der Erfindung aber auch ein gemeinsamer Ablauf der beiden Teilroutinen denkbar.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, welche dabei alternativ oder auch ergänzend zu der vorgenannten Ausführungsform ist, wird auf den Anlegepunkt ausgehend vom Mitnahmepunkt über einen Rücksprung geschlossen, welcher den Abstand des Mitnahmepunkts zum Anlegepunkt repräsentiert und aus Teilrücksprüngen ermittelt wurde. Dabei wird ein erster Teilrücksprung durch den Abstand des Mitnahmepunkts zum Trennpunkt und ein zweiter Teilrücksprung durch einen Abstand des Trennpunkts zum Anlegepunkt gebildet. In Weiterbildung dieser Ausgestaltungsmöglichkeit wird der zweite Teilrücksprung dabei durch einen hinterlegten Wert gebildet, welcher in Abhängigkeit von einem abtriebsseitig zur Trennkupplung vorherrschenden Schleppmoment gewählt wird. Der erste Teilrücksprung wird also durch Ermittlung des Abstandes des Mitnahmepunkts zum Trennpunkt bestimmt, während der zweite Teilrücksprung als vordefinierter und in Abhängigkeit des aktuell vorherrschenden Schleppmoments gewählter Wert einbezogen wird. Letzteres ist dabei möglich, da der Trennpunkt sehr dicht am zu bestimmenden Anlegepunkt liegt.
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Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass der Trennpunkt bestimmt wird, indem die Trennkupplung ausgehend von einem geschlossenen Zustand in die Nähe einer vermuteten Position des Trennpunkts geöffnet und anschließend die vermutete Position langsam überfahren wird. Dabei wird im Zuge des Überfahrens eine abtriebsseitige Drehzahl der Trennkupplung in Relation zu einer antriebsseitigen Drehzahl beobachtet und ein Absinken der abtriebsseitigen Drehzahl unter die antriebsseitige Drehzahl erfasst. Ab Erfassung des Absinkens wird die Trennkupplung unter Beobachtung der abtriebsseitigen Drehzahl wieder geschlossen, wobei eine Position als Trennpunkt erfasst wird, über welcher die abtriebsseitige Drehzahl dann konstant bleibt oder wieder zu steigen beginnt. Hierdurch ist eine geeignete Bestimmung des Trennpunktes möglich. Besonders bevorzugt wird die Trennkupplung im Anschluss an diese Ermittlung vollständig geöffnet und die Abtriebsseite anschließend auf null abgebremst, indem beispielsweise eine Getriebebremse betätigt wird oder ein Gang ansynchronisiert wird. Im Anschluss daran wird das Abbremsen der Abtriebsseite, also der Getriebeeingangsseite, beendet und die abtriebsseitige Drehzahl beobachtet. Wird dann ein Ansteigen der abtriebsseitigen Drehzahl erkannt, bedeutet dies, dass die Kupplung nicht momentenfrei ist, was eine fehlerhafte Ermittlung des Trennpunkts bedeuten würde.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit, welche dabei alternativ oder auch ergänzend zu einzelnen oder mehreren der vorgenannten Ausführungsformen ist, wird der Mitnahmepunkt ermittelt, indem die Trennkupplung ausgehend von einem geöffneten Zustand geschlossen wird, bis an einer Abtriebsseite der Trennkupplung als Kriterium eine vordefinierte Beschleunigung oder eine vordefinierte abtriebsseitige Drehzahl erreicht wird. Im Anschluss daran wird eine dem Kriterium zugehörige Position der Trennkupplung als Mitnahmepunkt erfasst. Hierdurch kann der Mitnahmepunkt auf zuverlässige Art und Weise ermittelt werden, wobei ggf. auch anderweitige Schritte zur Bestimmung möglich sind. Weiter bevorzugt wird die Position des Mitnahmepunkts dann konstant gehalten und die Beschleunigung der abtriebsseitigen Drehzahl beobachtet. Im Folgenden kann dann aus einem Massenträgheitsmoment der Abtriebsseite, d.h. des Getriebeeingangs, der Beschleunigung und dem Schleppmoment ein Drehmoment am Mitnahmepunkt bestimmt werden. Dieses Moment kann dann als genau bestimmter Punkt in der Momentenkennlinie der Kupplung verwendet werden. Zudem ist es denkbar, dieses aktuell bestimmte Drehmoment mit einem Referenzmoment abzugleichen, so dass bei einer zu großen Abweichung der Schluss getroffen werden kann, dass bei der Erfassung des Mitnahmepunktes unbekannte Störeinflüsse wirksam waren und somit die Erfassung an sich nicht zutreffend ist.
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Es ist vorgesehen, dass bei einer Bestimmung des Mitnahmepunkts und/oder des Trennpunkts das Vorliegen mindestens einer Randbedingung überprüft wird. Im Sinne der Erfindung werden dabei bevorzugt mehrere Randbedingungen überprüft, wobei es sich hierbei bevorzugt um Überprüfungen handelt, ob eine antriebsseitige Drehzahl, d.h. Motordrehzahl, in einem definierten Bereich liegt, eine Öltemperatur des nachgeschalteten Kraftfahrzeuggetriebes in einem bestimmten Bereich liegt bzw. die Schleppmomente des Getriebes in einem bestimmten Bereich liegen, eine aktuelle Belastung der Trennkupplung in einem bestimmten Bereich liegt, eine Steigung einer Fahrbahn innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, die Trennkupplung im laufenden Betrieb eine Belastungsgrenze nicht überschritten hat, die Trennkupplung aktuell nicht geschirmt ist bzw. eine Schirmung wieder abgebaut wurde. Im Rahmen der Erfindung können hier jedoch auch anderweitige Randbedingungen alternativ oder zusätzlich hinzukommen.
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Hinsichtlich der Kupplungsbelastung sind verschiedene Definitionen möglich, z.B. über den Energiegehalt, die mittlere Temperatur der Trennkupplung, die Belagstemperatur, usw., wobei die Belagstemperatur am geeignetsten ist, sofern ein geeignetes Temperaturmodell bzw. ein Messwert vorliegt.
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Eine Steigung der Fahrbahn kann deswegen relevant sein, weil dies die Gesamteinbauneigung der Trennkupplung bestimmt und es ab einer bestimmten Gesamtneigung zu einem Wandern der Mitnehmerscheibe auf der Getriebeeingangswelle kommen kann. Dies kann ein Erfassen der Punkte verfälschen, da die Trennkupplung dann zu früh beginnt ein Moment zu übertragen bzw. nicht sauber trennt.
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Das Beobachten der Belastungsgrenze der Trennkupplung ist zudem interessant, da es nicht zu einer Schirmung der Kupplung gekommen sein darf, was eine entsprechende Welligkeit der Mitnehmerscheibe vorübergehend zur Folge hat, die wie eine zusätzliche, schwache Feder wirkt und den Beginn der Momentenübertragung hin zu einer weiter geöffneten Position verschiebt. Im Falle einer Schirmung müsste dann zudem überprüft werden, ob eine Schirmung wieder abgebaut wurde. Eine Schirmung der Trennkupplung kann an der Kupplungsbelastung festgemacht werden, z.B. an der Reibleistung und deren Dauer oder an der Temperaturdifferenz zwischen Belag und mittlerer Kupplungstemperatur.
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In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit wird bzw. werden bei Nichterfüllung der mindestens einen Randbedingung die Bestimmung des Mitnahmepunkts und/oder des Trennpunkts unterdrückt. Sind die Randbedingungen also nicht erfüllt, wird die jeweilige Teilroutine nicht ausgeführt, wobei die zu prüfenden Randbedingungen hinsichtlich zulässiger Grenzwerte für den Mitnahmepunkt und den Trennpunkt unterschiedlich gesetzt sein können, je nach Robustheit der jeweiligen Teilroutine gegenüber den äußeren Einflüssen.
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Bei Nichterfüllung der mindestens einen Randbedingung wird ein jeweiliges Ergebnis der Bestimmung des Mitnahmepunkts und/oder des Trennpunkts als temporäre Korrektur auf den Mitnahmepunkt bzw. den Trennpunkt verwendet. Insofern wird ein Messergebnis dann trotzdem berücksichtigt, allerdings als temporäre Korrektur, die mit ihrer verursachenden Einflussgröße oder über die Zeit wieder abgebaut wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Ergebnisse der Bestimmung von Anlegepunkt, Mitnahmepunkt und Trennpunkt in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt. Insofern stehen diese Informationen bei einem Neustart eines Steuergeräts der Trennkupplung wieder zur Verfügung, so dass eine sofortige initiale Erfassung des Anlegepunkts bzw. des Trennpunkts und des Mitnahmepunkts nicht erforderlich ist. Dies ist zudem von Vorteil, wenn die Randbedingungen bei einem Neustart eben nicht ideal für die Durchführung der Erfassung der einzelnen Punkte sind. Des Weiteren ist es im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens denkbar, die ermittelten Werte für Mitnahmepunkt und Trennpunkt als Absolutwerte zu setzen oder aber hier eine kontinuierliche Anpassung in die entsprechende Richtung vorzunehmen. Im letztgenannten Fall wirken sich Fehlerfassungen dann nicht gravierend aus, da für eine Verschiebung des jeweiligen Absolutwertes mehrere aufeinanderfolgende, die Verschiebung bestätigende Messungen notwendig sind.
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Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Steuergerät für eine Trennkupplung, durch welches die im Vorfeld beschriebenen verfahrensgegenständlichen Schritte realisiert werden. So umfasst dieses Steuergerät eine Einrichtung, insbesondere einen Prozessor des Steuergeräts, über welche der Anlegepunkt der Trennkupplung ermittelt werden kann. Die Ermittlung des Anlegepunkts findet dann eben ausgehend von dem Mitnahmepunkt statt, wobei für die Ermittlung des Anlegepunkts ein Abstand des Mitnahmepunkts zum Anlegepunkt unter Einbeziehung des Trennpunkts bestimmt wird.
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Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Computerprogrammprodukt eines vorgenannten Steuergeräts, durch welches Computerprogrammprodukt die Routine zur Ermittlung des Anlegepunkts durch entsprechende in einer Software hinterlegte Steuerungsbefehle umgesetzt ist und das einen Prozessor des Steuergeräts dazu anleitet, die erfindungsgemäßen, verfahrensgegenständlichen Schritte durchzuführen. Ferner betrifft die Erfindung einen ein vorgenanntes Computerprogrammprodukt aufweisenden Datenträger.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der nebengeordneten oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht eines Teils eines Kraftfahrzeugantriebsstranges mit einer Trennkupplung, bei welcher ein Anlegepunkt auf erfindungsgemäße Art und Weise bestimmt werden kann;
- 2 eine schematische Darstellung unterschiedlicher Positionen der Trennkupplung aus 1 und deren Abstände zueinander;
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Teils eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen des Anlegepunkts gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
- 4 ein weiteres Ablaufdiagramm eines Teils des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 5 ein weiteres Ablaufdiagramm eines Teils des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Aus 1 geht eine schematische Ansicht eines Teils eines Kraftfahrzeugantriebsstranges hervor, bei welchem es sich bevorzugt um den Antriebsstrang eines Nutzfahrzeuges, wie beispielsweise eines LKWs handelt. Prinzipiell könnte der Kraftfahrzeugantriebsstrang aus 1 aber auch Teil eines anderweitigen Kraftfahrzeuges, wie eines PKWs sein.
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Wie in 1 zu erkennen ist, umfasst der Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Antriebsmaschine 1, die insbesondere als Brennkraftmaschine vorliegt und über eine zwischenliegende Trennkupplung 2 mit einem nachgeschalteten Kraftfahrzeuggetriebe 3 gekoppelt ist. Auf das Kraftfahrzeuggetriebe 3 folgen dann weitere - vorliegend nicht weiter dargestellte - Komponenten des Kraftfahrzeugantriebsstranges. Die Trennkupplung 2 ist vorliegend als Einscheibenreibungskupplung ausgeführt, die über einen zugehörigen Stellaktuator 4 ausgerückt werden kann, um die Verbindung zwischen der Antriebsmaschine 1 und dem Kraftfahrzeuggetriebe 3 für Anfahrvorgänge des Kraftfahrzeuges oder auch Schaltvorgänge im Kraftfahrzeuggetriebe 3 zu trennen. Der Stellaktuator 4 wird dabei über ein Steuergerät 5 der Trennkupplung 2 geregelt, die Trennkupplung 2 liegt also als automatisierte Kupplung vor.
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Des Weiteren sind in 2 wichtige Positionen der Trennkupplung 2 aus 1 über deren Verfahrweg von einem geöffneten in einen geschlossenen Zustand aufgetragen. Die Positionen charakterisieren dabei diskrete Kupplungswege, also bestimmte Abstände zwischen Kupplungshälften der Trennkupplung 2. Bei Bewegung der Trennkupplung 2 aus ihrem geöffneten Zustand in Richtung des geschlossenen Zustands werden als signifikante Positionen dabei ein Anlegepunkt TP, ein Trennpunkt SP und ein Mitnahmepunkt PP überfahren. Dabei entspricht der Anlegepunkt TP einer Position der Kupplung, bei welcher eine Drehmomentübertragung über die Trennkupplung 2 beginnt, sich also die Kupplungshälften der Trennkupplung 2 erstmalig berühren und in der Folge eine Drehmomentübertragung ermöglichen.
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Hierzu liegt unter einem als Teilrücksprung R1 bezeichneten Abstand der Trennpunkt SP, welcher eine Position der Trennkupplung 2 repräsentiert, bei welcher an der noch schlupfenden Trennkupplung 2 ein Drehmomentgleichgewicht zwischen einem Drehmoment der Antriebsmaschine und einem getriebeeingangsseitigen Abtriebsmoment herrscht. Bei dem Trennpunkt SP kompensiert also das über die Trennkupplung 2 übertragene Drehmoment der Antriebsmaschine 1 gerade ein Schleppmoment des nachgeschalteten Kraftfahrzeuggetriebes 3.
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Benachbart zum Trennpunkt SP wiederum liegt der Mitnahmepunkt PP, wobei ein Abstand zwischen Trennpunkt SP und Mitnahmepunkt PP dabei vorliegend als Teilrücksprung R2 bezeichnet ist. Der Mitnahmepunkt PP entspricht dabei einer Position der Trennkupplung 2, an welcher über die Trennkupplung 2 ein deutliches Drehmoment übertragen wird, das ausreichend ist, den Getriebeeingang des Kraftfahrzeuggetriebes 3 gegen das getriebeseitige Schleppmoment zu beschleunigen. Der Mitnahmepunkt PP liegt unter einem als Rücksprung R bezeichneten Abstand zum Anlegepunkt TP, wobei sich der Rücksprung R dabei aus den Teilrücksprüngen R1 und R2 zusammensetzt.
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Im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens soll nun der Anlegepunkt TP der Trennkupplung 2 als Referenzpunkt ermittelt werden, um eine genaue Kenntnis darüber zu haben, ab welcher Position eine Drehmomentübertragung beginnt und damit auch ab welcher Position die Kupplung momentenfrei ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei in den 3, 4 und 5 jeweils in Teilen dargestellt, wobei die in den 4 und 5 dargestellten Ablaufdiagramme dabei Teilroutinen des Verfahrens abbilden, welche unabhängig voneinander ablaufen können.
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In dem in 3 dargestellten Ablaufdiagramm werden in einem Schritt S1 zur Bestimmung des Anlegepunkts TP zunächst Werte für den Trennpunkt SP und den Mitnahmepunkt PP eingelesen, welche in einem nichtflüchtigen Speicher des Steuergeräts 5 hinterlegt sind. In einem hierauf folgenden Schritt S2 wird aus diesen Werten des Trennpunktes SP und des Mitnahmepunkts PP der Teilrücksprung R2 ermittelt, welcher ja, wie in 2 dargestellt, den Abstand zwischen den beiden Punkten repräsentiert. Darauf folgend wird in einem Schritt S3 ein Wert für den Teilrücksprung R1 eingelesen, wobei Werte dieses Teilrücksprunges R1 in Abhängigkeit des getriebeseitigen Schleppmoments im nichtflüchtigen Speicher des Steuergeräts 5 hinterlegt sind. Aus R1 und R2 wird dann in einem Schritt S4 der Rücksprung R gebildet, welcher dann im Schritt S5 zur Ermittlung des Anlegepunkts TP ausgehend vom Mitnahmepunkt PP herangezogen wird, wobei der neu ermittelte Anlegepunkt dann im nichtflüchtigen Speicher hinterlegt wird. Abgesehen von einem Setzen als Absolutwert kann aber eine schrittweise Korrektur des im nichtflüchtigen Speichers hinterlegten Werts des Anlegepunkts TP vollzogen werden.
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Die Werte des Trennpunktes SP und des Mitnahmepunktes PP sind als Werte in dem nichtflüchtigen Speicher hinterlegt und liegen bei einer ersten Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugantriebsstranges oder auch nach einem Tauschen der Trennkupplung 2 als Standardwerte für den jeweiligen Kupplungstyp der Trennkupplung 2 vor. Im laufenden Betrieb werden die Werte für den Trennpunkt SP und auch für den Mitnahmepunkt PP jedoch zu geeigneten Zeitpunkten ermittelt und zur Aktualisierung im nichtflüchtigen Speicher hinterlegt. Eine Ermittlung des aktuellen Werts des Trennpunktes SP findet dabei im Rahmen des in 4 dargestellten Ablaufdiagrammes statt, während die Bestimmung des aktuellen Mitnahmepunkts PP analog des in 5 dargestellten Ablaufdiagramms vollzogen wird.
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Wie in 4 zu erkennen ist, beginnt die Teilroutine zur Bestimmung des Trennpunktes SP mit einem Schritt S6, in welchem überprüft wird, ob sich das Kraftfahrzeuggetriebe 3 in Neutral befindet und die Trennkupplung 2 geschlossen ist. Ist dies zu bejahen, wird zu einem Schritt S7 übergegangen, während im zu verneinenden Fall vor Schritt S6 zurückgesprungen wird.
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In Schritt S7 wird die Trennkupplung 2 dann schnell bis in die Nähe des aktuellen und damit vermuteten Werts des Trennpunkts SP geöffnet, wobei der aktuelle Wert SP dazu aus dem nichtflüchtigen Speicher des Steuergeräts 5 eingelesen wird. In Schritt S8 wird dann die Trennkupplung 2 im Folgenden langsamer geöffnet und in einem Schritt S9 eine Getriebeeingangsdrehzahl nGetr des Kraftfahrzeuggetriebes 3 und eine Motordrehzahl nMot der Antriebsmaschine 1 abgefragt und miteinander abgeglichen. Entsprechen sich die Getriebeeingangsdrehzahl nGetr und die Motordrehzahl nMot , so wird vor Schritt S8 zurückgesprungen und die Kupplung weiter langsam geöffnet. Trennt sich hingegen die Getriebeeingangsdrehzahl nGetr von der Motordrehzahl nMot , so wird zu einem folgenden Schritt S10 übergegangen.
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In Schritt S10 wird die Trennkupplung 2 dann wieder langsam geschlossen und in einem Schritt S11 wiederum die Getriebeeingangsdrehzahl nGetr beobachtet. Wird in Schritt S11 erkannt, dass die Getriebeeingangsdrehzahl nGetr konstant bleibt oder sogar ansteigt, so wird zu einem Schritt S12 übergegangen, während in dem Fall, dass die Getriebeeingangsdrehzahl nGetr sich reduziert, vor Schritt S10 zurückgesprungen wird. In Schritt S12 wird die aktuelle in Schritt S10 eingestellte Kupplungsposition dann zunächst als Trennpunkt SP* deklariert. Darauf folgend wird in einem Schritt S13 abgefragt, ob für die Bestimmung des Trennpunkts SP* relevante Randbedingungen eingehalten sind.
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Bei diesen Randbedingungen handelt es sich beispielsweise um eine Abfrage, ob die Motordrehzahl nMot in einem definierten Bereich liegt, eine Getriebeöltemperatur des Kraftfahrzeuggetriebes 3 in einem bestimmten Bereich liegt bzw. das getriebeseitige Schleppmoment in einem bestimmten Bereich liegt, die aktuelle Kupplungsbelastung der Trennkupplung 2 in einem bestimmten Bereich liegt, eine Steigung einer Fahrbahn, welche gerade mit dem Kraftfahrzeug befahren wird, innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, die Trennkupplung im laufenden Betrieb eine vordefinierte Belastungsgrenze nicht überschritten hat und/oder die Kupplung aktuell nicht geschirmt ist. Ist eine dieser Randbedingungen nicht erfüllt, so wird in Schritt S13 der Wert des Trennpunkts SP* verworfen und vor Schritt S6 zurückgesprungen, während bei Vorliegen der geforderten Randbedingungen zu einem Schritt S14 übergegangen wird.
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In Schritt S14 wird die Trennkupplung 2 wieder vollständig geöffnet und die Getriebeeingangsdrehzahl nGetr auf null abgebremst, beispielsweise mit Hilfe einer Getriebebremse oder durch Ansynchronisieren eines Ganges im Kraftfahrzeuggetriebe 3. Darauf folgend wird in einem Schritt S15 mit Erreichen einer Getriebeeingangsdrehzahl in Höhe von Null das Abbremsen beendet und im Folgenden die Getriebeeingangsdrehzahl nGetr beobachtet. Dies wird in Schritt S16 vollzogen, wobei zu diesem Zweck erneut die Getriebeeingangsdrehzahl nGetr eingelesen wird. Beginnt die Drehzahl nGetr zu steigen, so bedeutet dies, dass die Trennkupplung 2 nicht momentenfrei ist, was ein Verwerfen des Werts des Trennpunktes SP* zur Folge und ein Rücksprung vor Schritt S6 nach sich zieht.
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Steigt die Getriebeeingangsdrehzahl nGetr in Schritt S16 hingegen nicht, so wird der Wert des Trennpunkts SP in einem Schritt S17 im nichtflüchtigen Speicher dem Wert des Trennpunkts SP* gleichgesetzt, so dass der ermittelte Wert nunmehr im nichtflüchtigen Speicher hinterlegt ist. Im Rahmen der Erfindung wäre jedoch hier auch eine schrittweise Anpassung des Trennpunkts SP an den erfassten Wert des Trennpunkts SP* denkbar. Im Folgenden ist dann das Teilverfahren beendet.
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Hierzu unabhängig, d. h. parallel und ggf. auch zeitlich versetzt, läuft die in 5 dargestellte Teilroutine, bei welcher der Mitnahmepunkt PP bestimmt wird. Zu Beginn der Teilroutine wird in einem Schritt S18 abgefragt, ob die Trennkupplung 2 vollständig geöffnet und das Kraftfahrzeuggetriebe 3 in Neutral geschaltet ist. Ist dies zu bejahen, so wird zu einem Schritt S19 übergegangen, während ansonsten vor Schritt S18 zurückgesprungen wird. In Schritt S19 wird die Trennkupplung 2 dann geschlossen, wobei sich hierbei bevorzugt Rampen mit definierten Schließgeschwindigkeiten bedient wird. Darauf folgend wird in einem Schritt S20 abgefragt, ob sich eine bestimmte Beschleunigung des Getriebeeingangs einstellt bzw. die Getriebeeingangsdrehzahl nGetr einen bestimmten Wert erreicht. Zu diesem Zweck wird die Getriebeeingangsdrehzahl nGetr eingelesen. Ist dies zu verneinen, so wird vor Schritt S19 zurückgesprungen, während ansonsten zu einem Schritt S21 übergegangen wird, in welchem die aktuelle Kupplungsposition als Mitnahmepunkt PP* erfasst wird.
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Darauf folgend wird in einem Schritt S22 wiederum das Vorliegen der bereits zu 4 beschriebenen Randbedingungen überprüft, wobei hier ggf. andere Grenzwerte angesetzt werden, je nachdem, welchen Einfluss die Randbedingungen auf den Mitnahmepunkt PP haben. Ist eine der Randbedingungen nicht erfüllt, so wird vor Schritt S18 zurückgesprungen, während bei Vorliegen aller Randbedingungen in einem Schritt S23 der im nichtflüchtigen Speicher hinterlegte Wert des Mitnahmepunkts PP dem erfassten Wert des Mitnahmepunkts PP* gleichgesetzt wird. Allerdings ist auch hier eine schrittweise Korrektur von PP in Richtung PP* denkbar.
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In der Folge wird durch die in 4 und 5 dargestellten Teilroutinen kontinuierlich eine Angleichung der beiden relevanten Positionen Trennpunkt SP und Mitnahmepunkt PP an die tatsächlichen Verhältnisse der Trennkupplung 2 realisiert, so dass eine Adaption verwirklicht wird. In der Folge wird auch der Anlegepunkt TP im laufenden Betrieb immer wieder verifiziert und adaptiert.
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Ermittlung eines Anlegepunkts einer Trennkupplung bei hoher Genauigkeit und hohen Durchführungsgeschwindigkeiten im laufenden Betrieb realisierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsmaschine
- 2
- Trennkupplung
- 3
- Kraftfahrzeuggetriebe
- 4
- Stellaktuator
- 5
- Steuergerät
- TP
- Anlegepunkt
- SP
- Trennpunkt
- SP*
- Trennpunkt
- PP
- Mitnahmepunkt
- PP*
- Mitnahmepunkt
- R1
- Teilrücksprung
- R2
- Teilrücksprung
- R
- Rücksprung
- nGetr
- Getriebeeingangsdrehzahl
- nMot
- Motordrehzahl
- S1 bis S23
- Einzelschritte
