DE102017112391A1 - Verfahren zum Lösen von Reibbelägen einer Reibkupplung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung schlägt ein Verfahren zum Lösen von verklebten oder ungewollt haftenden Reibbelägen von Trennelementen (4, 5) einer Reibkupplung (1) in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vor, derart, dass ein Torsionsmoment (M1, M2 bzw. M1) innerhalb des jeweiligen Trennelements (4, 5) aufgebracht wird, das beitragsmäßig größer ist als das im jeweiligen Trennelement (4, 5) vorliegende Haftmoment aufgrund der verklebten oder ungewollt haftenden Reibbeläge.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lösen von verklebten oder ungewollt haftenden Reibbelägen von Trennelementen einer Reibkupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
  • Bei starker mechanischer/thermischer Überbeanspruchung bzw. Überhitzung von Reibbelägen einer Reibkupplung kann es zu deren Verkleben bzw. ungewolltem Haften kommen.
  • In der JP 2012-131435 A ist ein Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor, einem Verbrennungsmotor und mindestens einer Reibkupplung beschrieben. Hierbei wird über eine Steuereinheit ein Verkleben der Reibbeläge oder ein Funktionsverlust der Reibkupplung erkannt.
  • In der WO 2013/060526 A ist ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs beschrieben. Hierbei ist eine Elektromaschine über eine Reibkupplung mit einer Eingangswelle eines Getriebes koppelbar. Ein unerwünschtes Haften der Reibbeläge der Reibkupplung wird durch eine Korrektur der Drehzahl der Elektromaschine unterbunden.
  • Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein besonders einfaches und effektives Verfahren zum Lösen von verklebten oder ungewollt haftenden Reibbelägen eines Trennelements einer Reibkupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
  • Gemäß diesem Verfahren ist vorgesehen, dass ein Torsionsmoment innerhalb des jeweiligen Trennelements aufgebracht wird, das betragsmäßig größer ist als im jeweiligen Trennelement vorliegende Haftmoment aufgrund der verklebten oder ungewollt haftenden Reibbeläge. Hierdurch ist sichergestellt, dass verklebte oder ungewollt haftende Reibbeläge der Trennelemente einfach und sicher gelöst werden können.
  • Mittels zweier Momentenquellen, die jeweils vor und hinter der durch die Trennelemente gebildeten Trennelementanordnung liegen, das heißt primär- und sekundärseitig, kann das notwendige Torsionsmoment, somit Lösemoment, aufgebracht werden. Dabei reicht es auch aus, wenn eine der beiden Momentenquellen als reine Stütze fungiert, die ein aufgebrachtes Moment ausreichend abstützen kann.
  • Insbesondere ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass das Torsionsmoment über einen Verbrennungsmotor im befeuerten Betrieb und/oder durch eine betriebene Elektromaschine aufgebracht wird. Es kann somit das Torsionsmoment nur über den Verbrennungsmotor oder nur über die Elektromaschine, durchaus aber auch über den Verbrennungsmotor und die Elektromaschine aufgebracht werden. Wird das Torsionsmoment mittels der Elektromaschine aufgebracht, ggf. auch durch den Verbrennungsmotor, wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Elektromaschine generatorisch betrieben wird.
  • Ein bevorzugter Anwendungsfall des Verfahrens ergibt sich zum Beispiel bei Kraftfahrzeugen mit parallelem Hybridantriebsstrang. Durch befeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors und gleichzeitig generatorischem Betrieb der Elektromaschine kann ein definiertes Torsionsmoment erzeugt werden, das eine verklebte Trennkupplung freiknacken kann. Ein solcher Vorgang kann durchaus als Softwarefunktionalität, beispielsweise als Testerroutine, umgesetzt und angewendet werden.
  • Das Verfahren findet durchaus auch bei Kraftfahrzeugen mit nur einer Momentenquelle, oder nicht parallel angeordneten Momentenquellen Anwendung. Beispielsweise kann bei einem festgebremsten Fahrzeug, somit einem durch die Betriebsbremsen des Fahrzeugs festgebremsten Fahrzeug, ein in der Momentenquelle erzeugtes Moment abgestützt werden, um verklebte Kupplungen/Bremsen im Automatgetriebe zu lösen.
  • In einer Testerroutine, die bevorzugt Anwendung findet, wenn der Verbrennungsmotor in einer Ansteuerungsstellung der Reibkupplung, die der geöffneten Reibkupplung entspricht, befeuert betrieben wird, ist vorgesehen, dass gleichzeitig die Drehzahl der Elektromaschine überwacht wird. Werden synchrone Drehzahlen von Verbrennungsmotor und Elektromotor ermittelt, welches einem real geschlossenen Zustand der Reibkupplung entspricht, wird ein Gegenmoment bezüglich des Moments des Verbrennungsmotors mittels generatorischem Betreibens der Elektromaschine erzeugt, bei Regelung des Verbrennungsmotors zum Ausgleichen des Generatormoments. Bei Ermittlung einer Schlupfdrehzahl von Verbrennungsmotor und Elektromaschine, die ein Anzeichen dazu ist, dass sich die Reibbeläge der Reibkupplung gelöst haben, wird die Testerroutine beendet.
  • Alternativ kann die Testerroutine derart erfolgen, dass die Elektromaschine auf Drehzahl gebracht wird und überprüft wird, ob der Verbrennungsmotor mitdreht. Sind die Drehzahlen von Elektromaschine und Verbrennungsmotor synchron, obwohl die Reibkupplung geöffnet ist, ist davon auszugehen, dass die Reibkupplung verklebt ist. Es erfolgt dann die vorbeschriebene Löseroutine.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung der in der Zeichnung wiedergegebenen Alternativen zur Durchführung des Verfahrens sowie einer gezeigten Testerroutine, ohne hierauf beschränkt zu sein.
  • Es zeigt:
    • 1 in einer stark vereinfachten Darstellung, das Lösen der verklebten oder ungewollt haftenden Reibbeläge von Trennelementen einer Reibkupplung, durch Beaufschlagen mittels zweier Momentenquellen,
    • 2 in einer stark vereinfachten Darstellung, das Lösen der verklebten oder ungewollt haftenden Reibbeläge der Trennelemente, durch Beaufschlagen des Reibbelags des einen Trennelements mittels einer Momentenquelle bei Momentenabstützung des Reibbelags des anderen Trennelements,
    • 3 in stark vereinfachter Darstellung den Aufbau eines mit einer Reibkupplung versehenen Parallelhybrids,
    • 4 eine grafische Darstellung zur Verdeutlichung der Umsetzung einer Testerroutine bei dem Parallelhybrid.
  • Figurenbeschreibung
  • 1 zeigt eine Reibkupplung 1 mit einer ersten Welle 2 und einer zweiten Welle 3, wobei die Welle 2 eine Eingangswelle und die Welle 3 eine Ausgangswelle darstellt bzw. die Welle 3 eine Eingangswelle und die Welle 2 eine Ausgangswelle darstellt. Die Reibkupplung 1 weist zwei Trennelemente 4, 5 auf, wobei das Trennelement 4 drehfest mit der Welle 2 und das Trennelement 5 drehfest mit der Welle 3 verbunden ist. Auf den einander zugewandten Seiten der Trennelemente 4, 5 sind diese mit Reibbelägen versehen. Die Reibkupplung 1 bildet Bestandteil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.
  • Bei einer solchen Reibkupplung 1 können die Reibbeläge bei starker mechanischer und thermischer Überbeanspruchung miteinander verkleben oder ungewollt aneinander haften.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach der 1 werden die miteinander verklebten oder aneinander haftenden Reibbeläge derart voneinander gelöst, dass ein das Haftmoment übersteigende Torsionsmoment innerhalb des jeweiligen Trennelements 4, 5 aufgebracht wird, das betragsmäßig größer ist als das im jeweiligen Trennelement 4, 5 vorliegende Haftmoment aufgrund der verklebten oder ungewollt haftenden Reibbeläge. Hierbei ist konkret vorgesehen, dass das Torsionsmoment mittels zweier Momentenquellen 5, 6, zusätzlich veranschaulicht durch die Momente M1 und M2 , aufgebracht wird, die vor und hinter der durch die Trennelemente 4, 5 gebildeten Trennelementanordnung liegen. Gezeigt ist, dass die Momente M1 und M2 entgegengesetzt auf die Trennelementanordnung einwirken, sodass ein hohes Moment M1 + M2 an der Trennelementanordnung anliegt, wobei dieses Gesamtmoment größer ist als das Haftmoment zwischen den beiden Trennelementen 4, 5.
  • Bei der Variante gemäß 2 ist statt zweier Momentenquellen nur eine Momentenquelle 6 vorgesehen. Statt der anderen Momentenquelle 7 ist eine Momentenabstützung 8 vorhanden, die somit drehfest gelagert ist, womit das Trennelement 5, das über die Welle 3 an die Momentenabstützung 8 angebunden ist, feststeht. Es wirkt somit nur das über die Momentenquelle 6 eingeleitete Moment M1 , das größer ist als das Haftmoment der Reibkupplung 1, auf die Trennelementanordnung.
  • 3 zeigt für die Variante gemäß 1 den Aufbau eines Parallelhybrids in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Gezeigt ist ein Verbrennungsmotor 9, eine Elektromaschine 10, die zwischen dieser und dem Verbrennungsmotor 9 angeordnete Reibkupplung 1 mit den Trennelementen 4 und 5 sowie ein abtriebsseitig der Elektromaschine angeordnetes Getriebe 11. Die Welle 2 stellt die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors 9 dar. Diese Welle 2 ist drehfest mit dem Trennelement 4 verbunden. Das Trennelement 5 ist drehfest mit der Welle 3 verbunden, die mit der Elektromaschine 10 und dem Getriebe 11 verbunden ist.
  • 4 veranschaulicht für diesen zur 3 dargestellten Parallelhybrid die Umsetzung einer Testerroutine, um damit festzustellen, ob Reibbeläge der Reibkupplung 1 verklebt sind oder ungewollt haften. Ist dies der Fall, erfolgt das Lösen der verklebten Reibkörper.
  • In einer ersten Stufe erfolgt zunächst die Diagnose, ob die Reibkörper der Reibkupplung 1 miteinander verklebt sind. Es wird der Verbrennungsmotor 6 in einer Ansteuerungsstellung der Reibkupplung 1, die der geöffneten Reibkupplung 1 entspricht, befeuert betrieben und parallel wird die Drehzahl der Elektromaschine 10 überwacht. Alternativ kann die Elektromaschine auf Drehzahl gebracht werden und überprüft werden, ob der Verbrennungsmotor 6 mitdreht.
  • Sind beide Drehzahlen, somit von Verbrennungsmotor 6 und Elektromaschine 10 synchron, obwohl die Ansteuerungsstellung der Reibkupplung 1 der geöffneten Reibkupplung entspricht, ist davon auszugehen, dass die Reibkupplung 1 verklebt ist. Daher wird eine zweite Stufe, die Löseroutine eingeleitet.
  • Bei der Löseroutine erfolgt das Lösen der verklebten Reibbeläge. Zunächst erfolgt eine Drehzahlanforderung und -regelung auf der Verbrennungsmotorseite. Es wird vorzugsweise rampenförmig ein Generatormoment an der Elektromaschine 10 aufgeprägt. Demzufolge gleicht ein Drehzahlregler des Verbrennungsmotors 6 das Generatormoment aus. Es wird somit das Torsionsmoment innerhalb der Trennelementanordnung wirksam. Es wird eine Schlupfdrehzahl überwacht. Sobald eine Differenzdrehzahl zwischen dem Verbrennungsmotor 9 und der Elektromaschine 10 erkennbar ist, ist dies ein Anzeichen, dass die Verklebung gelöst ist. Es wird die Routine beendet und das Lösemoment an den Tester übermittelt.
  • Diese Umsetzung der Testerroutine veranschaulicht die 4. I zeigt das Aufprägen des Generatormoments an der Elektromaschine. II zeigt die Drehzahlregelung an dem Verbrennungsmotor 6, der das Generatormoment nachregelt. III zeigt den Schlupf zwischen dem Verbrennungsmotor 9 und der Elektromaschine 10, mit der Konsequenz der Lösung der Verklebung. IV veranschaulicht das Beenden der Routine und das Herstellen des sicheren Fahrzeugzustands.
  • Die für das Verständnis dieses Diagramms wesentlichen Kurven stellen sich wie folgt dar:
    • •••••
    Drehzahl Elektromaschine
    -----
    Drehzahl Verbrennungsmotor
    -•-•-•
    Moment Elektromaschine
    -••-••-
    Moment Verbrennungsmotor
    --•--•
    Diagnosestatus
  • 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
    • JP 2012131435 A [0003]
    • WO 2013/060526 A [0004]

Claims (7)

  1. Verfahren zum Lösen von verklebten oder ungewollt haftenden Reibbelägen von Trennelementen (4, 5) einer Reibkupplung (1) in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, derart, dass ein Torsionsmoment (M1, M2 bzw. M1) innerhalb des jeweiligen Trennelements (4, 5) aufgebracht wird, das beitragsmäßig größer ist als das im jeweiligen Trennelement (4, 5) vorliegende Haftmoment aufgrund der verklebten oder ungewollt haftenden Reibbeläge.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Torsionsmoment (M1, M2) mittels zweier Momentenquellen (6, 7) aufgebracht wird, die vor und hinter der durch die Trennelemente (4, 5) gebildeten Trennelementanordnung liegen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Momentenquelle (8) als reine Stütze fungiert, für das über die andere Momentenquelle (6) aufgebrachte Moment (M1).
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Torsionsmoment über einen Verbrennungsmotor (6) im befeuerten Betrieb und/oder durch eine betriebene Elektromaschine (10), insbesondere eine generatorisch betriebene Elektromaschine (10) aufgebracht wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Torsionsmoment, bei einem Kraftfahrzeug mit parallelem Hybridstrang, durch befeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors (6) und gleichzeitig generatorisch betriebener Elektromaschine (10) aufgebracht wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei, in einer Testerroutine, der Verbrennungsmotor (6) in einer Ansteuerungsstellung der Reibkupplung (1), die der geöffneten Reibkupplung (1) entspricht, befeuert betrieben wird, hierbei gleichzeitig die Drehzahl der Elektromaschine (10) überwacht wird, sowie bei Ermittlung synchroner Drehzahlen von Verbrennungsmotor (9) und Elektromaschine (10), ein Gegenmoment bezüglich des Moments des Verbrennungsmotors (6) mittels generatorischem Betreibens der Elektromaschine (10) erzeugt wird, bei Regelung des Verbrennungsmotors (9) zum Ausgleichen des Generatormoments, sowie bei Ermittlung einer Schlupfdrehzahl von Verbrennungsmotor (9) und Elektromaschine (10) die Testerroutine beendet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei durch eine Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs festgebremstem Kraftfahrzeug das in der Momentenquelle (6) erzeugte Torsionsmoment abgestützt wird.
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