DE102019102682A1 - Verfahren zur Regelung einer nasslaufenden Kupplung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Michael Fister
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    • F16D2500/7082Mathematical model of the clutch

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung einer nasslaufenden Kupplung (10) eines Kraftfahrzeugs, im Rahmen dessen ein vorgegebenes, von der Kupplung (10) zu übertragendes Kupplungsmoment eingestellt wird, indem ein Betätigungselement der Kupplung (10) mit einem entsprechenden Kupplungsdruck angesteuert und die Kupplung (10) mit einem entsprechenden Schlupf betrieben wird, wobei der Schlupf als Regelgröße und der dem Betätigungselement vorzugebende Kupplungsdruck (F) als Stellgröße einer wenigstens eine Primärregelung (31) umfassenden Regelung (31) gemessen und rückgeführt bzw. eingestellt werden.Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Primärregelung (31) eine Sekundärregelung (32) unterlagert ist, die auf einer rechnerischen, modellbasierten Ermittlung der Weite (h) des zwischen zwei modellierten Kupplungsscheiben vorliegenden Reibspaltes beruht.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung einer nasslaufenden Kupplung eines Kraftfahrzeugs, im Rahmen dessen ein vorgegebenes, von der Kupplung zu übertragendes Kupplungsmoment eingestellt wird, indem ein Betätigungselement der Kupplung mit einem entsprechenden Kupplungsdruck angesteuert und die Kupplung mit einem entsprechenden Schlupf betrieben wird, wobei der Schlupf als Regelgröße und der dem Betätigungselement vorzugebende Kupplungsdruck als Stellgröße einer wenigstens eine Primärregelung umfassenden Regelung gemessen und rückgeführt bzw. eingestellt werden.
  • Stand der Technik
  • Derartige Kupplungsregelungen sind allgemein bekannt. Rein beispielhaft für unterschiedliche Ausprägungsformen seien die DE 10 2013 009 857 A1 , DE 10 2015 226 537 A1 , EP 1 058 019 A1 und die WO 03/086804 A1 angegeben.
  • Nasslaufende Kupplungen, insbesondere Lamellenkupplungen, kommen in automatisierten Schaltgetrieben im Kraftfahrzeug, unter anderem in Doppelkupplungsgetrieben, vielfach zum Einsatz. Die Kupplung wird in der Regel hydraulisch betätigt. Hierzu ist üblicherweise ein von einem Getriebesteuergerät elektronisch angesteuerter Kupplungsaktor (allgemein Betätigungselement), die sogenannte Getriebemechatronik, vorgesehen. Das Getriebesteuergerät ist ein Rechner, der die Kupplung zum Anfahren oder beim Gangwechsel über die Getriebemechatronik ansteuert. Hierzu gibt das Steuergerät der Mechatronik einen hier als Kupplungsdruck bezeichneten Vorgabewert vor, den diese dann in Abhängigkeit von ihrer konstruktiven Realisierung, typischerweise einer Hydraulik, in eine unmittelbar auf die Kupplung wirkende Kraft umsetzt. Die Bestimmung des Kupplungsdrucks geschieht auf Basis einer Kupplungsregelung, wie seit den 1990er Jahren bekannt ist. Zum theoretischen Hintergrund der Vorgänge innerhalb einer nasslaufenden Kupplung, insbesondere zu deren mathematischer Modellierung, sei auf Berger, E.J. et al.: „Analytical and Numerical Modeling of Engangement of Rough, Permeable, Grooved Wet Clutches“, J. Tribol 119(1), 143-148 (1997) doi:10.1115/1.2832450 verwiesen. Das dort offenbarte mathematische Kupplungsmodell soll nachfolgend als „Berger-Modell“ bezeichnet werden.
  • Standardmäßig wird der Schlupf, d.h. die Differenzdrehzahl innerhalb der Kupplung, also zwischen deren Ein- und Ausgangslamellen, über den Kupplungsdruck geregelt, d.h. der Schlupf ist die Regelgröße des Regelkreises, der gemessen und rückgeführt wird. Der Kupplungsdruck ist die Stellgröße des Regelkreises, die als Ergebnis der Regelung eingestellt wird. Der Kupplungsdruck bzw. die aufgrund dessen Vorgabe von der Getriebemechatronik aufgebrachte Anpresskraft erzeugt ein Drehmoment, welches die Ein- und Ausgangsseite der Kupplung zu synchronisieren sucht.
  • Typischerweise wird ein stationärer Mikroschlupf von unter 100 U/min eingeregelt. Für transiente Vorgänge, wie das Anfahren und den Gangwechsel, muss die Getriebemechatronik allerdings dynamisch ansteuerbar sein, d.h. das Gesamtsystem muss in der Lage sein, transiente Vorgaben der Schlupfregelung sehr schnell bereitzustellen und umzusetzen. Hier weisen bekannte Verfahren noch Defizite auf, die den Fahrkomfort beeinträchtigen können. Die Dynamik der Getriebemechatronik wird vorwiegend konstruktiv, insbesondere durch die Ventildynamik und die Ausführung der Hydraulikkanäle bestimmt. Da diese Größen weitgehend als gegeben gesehen werden müssen und kaum Raum für Verbesserungen bieten, kann die Gesamtdynamik im Wesentlichen nur durch eine Optimierung der Regelung an sich verbessert werden. Um die Schnelligkeit und Genauigkeit der Regelung zu verbessern, bedarf es aber normalerweise einer genaueren Kenntnis der aktuellen Lage der anzusteuernden Komponenten. Die translative Bewegung der Lamellen ist jedoch sehr klein und kann mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand nicht direkt gemessen werden.
  • Aufgabenstellung
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die bekannten Regelungsverfahren dennoch derart weiterzubilden, dass eine verbesserte Dynamik insbesondere bei transienten Kuppelvorgängen resultiert.
  • Darlegung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass der Primärregelung eine Sekundärregelung unterlagert ist, die auf einer rechnerischen, modellbasierten Ermittlung der Weite des zwischen zwei modellierten Kupplungsscheiben vorliegenden Reibspaltes beruht.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die hier angesprochene Reibspaltweite, d.h. der rechnerische Abstand zwischen den zwei Kupplungsscheiben eines mathematischen Kupplungsmodells, als welches die reale Kupplung modelliert wird, ein höchst sensitiver Indikator für den aktuellen Kupplungszustand ist. Allerdings ist diese Reibspaltweite als solche nicht messbar. Es ist dies kein in erster Linie messtechnisches Problem. Vielmehr ist der Reibspalt zwischen zwei Modell-Kupplungsscheiben, der nicht mit dem (wenigstens theoretisch messbaren) Abstand zwischen zwei realen Lamellen gleichzusetzen ist, eine rein theoretische Größe, nämlich ein Ausgangswert des Kupplungsmodells, welches mit tatsächlichen Parametern der realen Kupplung bedatet ist.
  • Die Erfindung sieht also vor, im Rahmen der unterlagerten Sekundärregelung ein mathematisches Kupplungsmodell, insbesondere ein Berger-Modell, mit dessen (messbaren) Eingangsgrößen zu füttern und die Reibspaltweite als erfindungswesentliche Modell-Ausgangsgröße zu berechnen und als Regelgröße der Sekundärregelung zu nutzen. Sie kann dann genutzt werden, um die von der Primärregelung erzeugte (vorläufige) Stellgröße „korrigierend“ zu modifizieren. Aufgrund der Sensitivität des Parameters Reibspaltweite lässt sich hierdurch eine erhebliche Steigerung der Gesamtdynamik des Systems erzielen. Dies setzt selbstverständlich eine hinreichende Schnelligkeit, insbesondere Echtzeitfähigkeit, der Modellberechnung voraus, die jedoch bei den üblichen Rechenkapazitäten moderner Steuergeräte völlig unproblematisch ist.
  • Das Kupplungsmodell enthält - unabhängig davon, welches spezielle, dem Fachmann bereits bekannte oder auch erst noch zu entwickelnde Modell Anwendung findet - tribologische Kenngrößen und kann anhand etablierter Materialkennwerte, wie z.B. Rauigkeit, Permeabilität des Reibbelages und Viskosität des Kupplungsöls etc. bedatet werden. Der Kupplungsdruck wirkt im tribologischen Reibspalt. Durch die analytische Lösung der partiellen Reynolds-Differentialgleichung kann die Reibspaltweite bestimmt werden. Diese stellt sich in Abhängigkeit von Flüssigkeits- und Kontaktdruck ein. Die Druckverhältnisse führen, wie dies dem Fachmann bekannt ist, zu einem wirksamen Drehmoment.
  • Wie erwähnt, ist das der rechnerischen Ermittlung der Reibspaltweite vorzugsweise zugrunde liegende Modell ein Berger-Modell für nasslaufende Kupplungen. Dies kann vorteilhafterweise um eine Temperaturkomponente erweitert werden, um die erfindungsgemäße Kupplungsregelung im Einsatz unter realen Fahrbedingungen noch präziser zu gestalten.
  • Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet, wie oben bereits angedeutet, die Unterlagerung der Primärregelung mit einer Sekundärregelung vorzugsweise, dass ein von der Primärregelung ausgegebener Ruhewert des Kupplungsdrucks als Eingangsgröße der Sekundärregelung dient, welche ihn um eine Modifikationsgröße, welche auf Basis der modellbasiert ermittelten Reibspaltweite berechnet wird, zu demjenigen tatsächlichen Kupplungsdruck modifiziert, mit dem das Betätigungselementes tatsächlich angesteuert wird. Die allgemeine Bedeutung und Wirkungsweise einer unterlagerten Regelung ist dem Fachmann aus der Theorie der Kaskadenregelung bekannt. Ohne unterlagerte Sekundärregelung würde der von der Primärregelung ermittelte, sog. Ruhewert des Kupplungsdrucks auch tatsächlich zur Ansteuerung der Kupplung verwendet. Im Rahmen der erfindungsgemäßen Unterlagerung wird diese vorläufige Stellgröße an die Sekundärregelung übergeben, die das hinterlegte Kupplungsmodell damit füttert, welches seinerseits eine aktuelle Reibspaltweite liefert. Diese Reibspaltweite wird dann zur Modifikation der von der Primärregelung erzeugten, vorläufigen Stellgröße, d.h. zur Erzeugung der tatsächlich zur Kupplungssteuerung genutzten Stellgröße, genutzt.
  • Zur konkreten Gestaltung dieser Modifikation sind unterschiedliche Ansätze denkbar, die im Rahmen der Erfindung alternativ oder in Kombination Einsatz finden können. Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kupplungsdruck-Ruhewert über ein hinterlegtes, erstes Kennfeld in einen Reibspaltweiten-Ruhewert umgerechnet wird und die Modifikationsgröße eine Reibspaltweiten-Differenz zwischen dem Reibspaltweiten-Ruhewert und der modellbasiert ermittelten Reibspaltweite umfasst. Auf Ebene der Sekundärreglung erfolgt also vorzugsweise eine kennfeldbasierte Transformation von einer Kupplungsdruck- zu einer Reibspaltweiten-Regelung.
  • Dabei ist es nicht erforderlich, dass die Reibspaltweiten-Differenz unmittelbar als Modifikationsgröße genutzt wird. So ist es bei einer Weiterbildung der Erfindung möglich, dass zur Berechnung der Modifikationsgröße die Reibspaltweiten-Differenz mit einem ersten Wichtungsfaktor gewichtet wird, der sich als Umrechnung der modellbasiert ermittelten Reibspaltweite über ein hinterlegtes, zweites Kennfeld ergibt. Die Reibspaltweite geht bei dieser Ausführungsform also zweifach in die Sekundärreglung ein: zum einen in Form der Reibspaltweiten-Differenz und zum anderen in Form ihrer Absolutgröße zur Wichtung dieser Differenz zwecks Ermittlung der Modifikationsgröße. Hieraus ergibt sich eine ganz besonders schnelle Dynamik der Gesamtregelung.
  • Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Modifikationsgröße eine modellbasiert ermittelte Reibspaltweiten-Axialänderung umfasst. Mit anderen Worten kann also auch vorgesehen sein, dass die Reibspaltweite in Form ihrer ersten zeitlichen Ableitung, d.h. als Reibspaltgeschwindigkeit, in die Sekundärreglung einfließt. Das kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass aus der modellbasiert ermittelten Reibspaltgeschwindigkeit eine Reibspaltgeschwindigkeitsdifferenz zu einem hinterlegten Ruhewert der Reibspaltgeschwindigkeit ermittelt wird. Dieser Ruhewert kann absolut, z.B. als Null, vorgeben oder aus einem hinterlegten, weiteren Kennfeld oder aus anderer Quelle ermittelt werden.
  • Analog zur oben erläuterten Option des mehrfachen Einfließens der Reibspaltweite in die Sekundärreglung kann auch im Kontext der Reibspaltgeschwindigkeit vorgesehen sein, dass zur Berechnung der Modifikationsgröße die modellbasiert ermittelte Reibspaltgeschwindigkeit oder die aus dieser berechnete Reibspaltgeschwindigkeitsdifferenz mit einem zweiten Wichtungsfaktor gewichtet wird, der sich als Umrechnung der modellbasiert ermittelten Reibspaltweite über ein hinterlegtes, drittes Kennfeld ergibt.
  • Natürlich erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren auch die die zusätzliche Unterlagerung der Primärregelung mit weiteren (Sekundär-) Reglungen. Bevorzugt ist der oben erläuterten Sekundärregelung eine der Primärregelung ebenfalls unterlagerte Rupfregelung vorgeschaltet. Auch der Einsatz zusätzlicher Regelungsmechanismen, die insgesamt zu einer sehr komplexen Kupplungsregelung führen können, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchaus möglich.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1: eine schematische Darstellung einer nasslaufenden Lamellenkupplung,
    • 2: eine erste Illustration zum Berger-Modell der Kupplung von 1,
    • 3: eine zweite Illustration zum Berger-Modell der Kupplung von 1 und
    • 4: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Regelungsstruktur.
  • Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche oder analoge Elemente hin.
  • 1 zeigt schematisch den üblichen Aufbau einer Lamellenkupplung 10. Die Lamellenkupplung 10 weist einen Außenlamellenträger 11 und einen Innenlamellenträger 12 auf, auf denen jeweils ein Satz Außenlamellen 111 bzw. Innenlamellen 121 axial verschieblich und zueinander verschachtelt angeordnet ist. Axial außerhalb der Außen- bzw. Innenlamellen 111, 121 sind Endlamellen 13 angeordnet, deren eine fest an einem Anschlag 14 anliegt und deren andere von einem Druckkolben 16 axial kraftbeaufschlagbar ist. Der Druckkolben 16 kann mittels einer Hydraulik, von der ein Ölzuführkanal 181 und ein Ventil 182 dargestellt sind, axial in Richtung einer Zusammenpressung der Lamellen 111, 121, 13 verschoben werden. In entgegengesetzter Richtung ist der Druckkolben 16 mit einer Tellerfeder 19 federvorgespannt.
  • Die 2 und 3 illustrieren das sog. Berger-Modell, mit welchem eine derartige Lamellenkupplung mathematisch modellierbar ist. Im Modell werden die Außen- bzw. Innenlamellen 111, 121 durch zwei axial einander gegenüberstehende und axial relativ zueinander verfahrbare Kupplungsscheiben 21, 22 modelliert. Der Eingangsscheibe 21 wird eine Eingangsdrehzahl ω1 zugeordnet. Der Ausgangsscheibe 22 wird eine Ausgangsdrehzahl ω2 zugeordnet. Dem System ist weiter ein Trägheitsmoment J zugeordnet. Die Eingangsscheibe 21 ist mit einem Reibbelag 211 belegt, der koaxial ringförmig ausgebildet und mit einer Mehrzahl von radialen Nuten 212 versehen ist, wie dies in 3 illustriert ist. Sowohl die Nutweite w als auch der Winkelabstand Θ zwischen den Nuten 212 können als tribologische Parameter in das Modell einfließen. Gleiches gilt für den Innenradius ri und den Außenradius ra des Belagsrings 211 sowie für dessen Dicke d. Für den Reibbelag 211 wird eine Kompressibilität c angenommen, die im Modell 20 als Feder zwischen den Kupplungsscheiben 21, 22 modelliert wird. Ein für die vorliegende Erfindung besonders wichtiger Parameter ist die in 2 eingezeichnete Reibspaltweite h. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung findet auch deren zeitliche Ableitung v, die in 2 nicht gesondert dargestellt ist, Anwendung. Unter Beaufschlagung mit dem Kupplungsdruck F liefert das Modell, welches im Wesentlichen aus mathematischen Formeln besteht, ein Ausgangs-Drehmoment M.
  • 4 zeigt schematisch die Struktur der Regelung 30, umfassend eine Primärregelung 31 und eine Sekundärregelung 32, einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Insgesamt handelt es sich um eine Schlupfregelung, d.h. die Differenzdrehzahl zwischen der Eingangs- und der Ausgangsseite der Kupplung 10, ihr Schlupf, wird als Regelgröße der Gesamtregelung 30 genutzt. Als Stellgröße wird der Kupplungsdruck F verwendet, also derjenige Vorgabewert, mit dem die Getriebemechatronik angesteuert wird, die ihrerseits wieder einen unmittelbar auf die reale Kupplung 10 wirkenden, hydraulischen Druck erzeugt. Diese Schlupfregelung, weil dem Fachmann geläufig, ist in 4 nicht im Detail dargestellt. Sie ist vielmehr in einem Funktionskasten, der die Primärregelung 31 symbolisieren soll, zusammengefasst. Die Primärregelung 31 liefert einen Ruhewert F0 des Kupplungsdrucks F, der als ein vorläufiger, zwecks Dynamikverbesserung noch zu modifizierender Vorgabewert für die Ansteuerung der Getriebemechatronik, d.h. als Stellgröße der Primärregelung 31 und als Eingangsgröße der Sekundärregelung 32, aufgefasst werden kann. Die Sekundärregelung 32 modifiziert den Kupplungsdruck-Ruhewert F0 um eine Modifikationsgröße δF zum tatsächlichen Kupplungsdruck F, d.h. zu demjenigen Vorgabewert, mit dem die Getriebemechatronik letztendlich tatsächlich angesteuert wird.
  • Hierbei wird die reale Kupplung 10 als mathematisches Modell 20, insbesondere als Berger-Modell modelliert. Wie oben erläutert, wird das Modell 20 mit tribologischen Kenngrößen bedatet und erhält als zeitvariable Eingangsgröße den aktuellen Kupplungsdruck F (der vor einer Modifikation durch die Sekundärregelung 32 dem Kupplungsdruck-Ruhewert F0 entspricht). Als Ausgangsgrößen liefert das Kupplungsmodell 20 die Reibspaltweite h sowie deren zeitliche Ableitung v, die hier auch die Axialänderung der Reibspaltweite h oder als Reibspaltgeschwindigkeit bezeichnet wird.
  • An einem ersten Regelknoten 321 wird die in dem Modell 20 berechnete Reibspaltweite h mit einem Reibspaltweiten-Ruhewert h0 verglichen. Der Ruhewert h0 stammt aus einer Umrechnung des Kupplungsdruck-Ruhewertes F0 mittels eines ersten Kennfeldes 41. Der Vergleich im Regelungsknoten 321 führt zu einer Reibspaltweitendifferenz δh. Die Reibspaltweitendifferenz δh bildet die Grundlage der Modifikationsgröße δF, um welche der Kupplungsdruck-Ruhewert F0 zum tatsächlichen Kupplungsdruck F modifiziert werden soll.
  • Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Reibspaltenweitendifferenz δh nicht unmittelbar als Modifikationsgröße δF benutzt. Vielmehr erfährt sie in einem zweiten Regelungsknoten 322 eine reibspaltweitenabhängie Wichtung. Hierzu wird die im Modell 20 berechnet Reibspaltweite h mittels eines zweiten Kennfeldes 42 in einen ersten Wichtungsfaktor kh umgerechnet, mit dem die im Regelungsknoten 321 berechnete, Reibspaltweitendifferenz δh gewichtet wird. Es resultiert die gewichtete Reibspaltweitendifferenz δhw.
  • Die gewichtete Reibspaltweitendifferenz δhw wird alsdann im dritten Regelungsknoten 323 erneut modifiziert, um die im zentralen, vierten Regelungsknoten 324 der Sekundärregelung 32 benötigte Modifiaktionsgröße δF zu liefern.
  • Die im dritten Regelungsknoten 323 vorgenommene Modifikation der gewichteten Reibspaltweitendifferenz δhw erfolgt auf Basis der zeitlichen Axialänderung der Reibspaltweite h, d.h. deren zeitlicher Ableitung, also der Reibspaltgeschwindigkeit v, die ebenfalls eine Ausgangsgröße des Modells 20 ist. Wie bereits im Fall der zuvor beschriebenen Reibspaltweitendifferenz dient auch die Reibspaltgeschwindigkeit v nicht unmittelbar als Modifikationsgröße; vielmehr wird auch hier, nämlich im fünften Regelungsknoten 325 eine Differenz zu einem Ruhewert v0 berechnet. Der Ruhewert v0 kann als fester Wert, z.B. Null, vorgegeben oder aus einem weiteren Kennfeld oder aus anderer Quelle ermittelt werden. Die resultierende Reibspaltgeschwindigkeitsdifferenz δv dient als Basis der im dritten Regelungsknoten 323 vorzunehmenden Modifikation der gewichteten Reibspaltweitendifferenz δhw.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform fließt die Reibspaltgeschwindigkeit δv jedoch nicht unmittelbar in den dritten Regelungsknoten 323. Vielmehr erfolgt auch hier, nämlich im sechsen Regelungsknoten 326, eine reibspaltweitenabhängige Wichtung mittels eines dritten Kennfeldes 43. Dieses rechnet die vom Modell 20 ausgegebene Reibspaltweite h in einen zweiten Wichtungsfaktor kv um, mit dem die zuvor berechnete Reibspaltgeschwindigkeitsdifferenz δvw umgerechnet wird. Diese dient dann der Modifikation der gewichteten Reibspaltweitendifferenz δhw im dritten Regelungsknoten 323, sodass die Modifikationsgröße δF resultiert, mit welcher der Kupplungsdruck-Ruhewert F0 im zentralen, vierten Regelungsknoten 324 der Sekundärregelung 32 in den tatsächlichen Regelungsdruck F umgerechnet wird.
  • Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere können weitere Teilregelungen vor- oder nachgeschaltet oder zusätzlich unterlagert werden. Insbesondere hat sich eine zusätzliche Rupfregelung als der oben erläuterten Sekundärregelung 32 parallel geschaltete und der Primärregelung 31 ebenfalls unterlagerte Zusatzregelung als günstig erwiesen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Lamellenkupplung
    11
    Außenlamellenträger
    111
    Außenlamelle
    12
    Innenlamellenträger
    121
    Innenlamelle
    13
    Endlamelle
    14
    Anschlag
    16
    Druckkolben
    181
    Ölzufuhr
    182
    Ventil
    20
    Kupplungs-Modell
    21
    Eingangs-Kupplungsscheibe
    211
    Reibbelag
    212
    Nut in 211
    22
    Ausgangs-Kupplungsscheibe
    30
    (Gesamt-) Regelung
    31
    Primärregelung
    32
    Sekundärregelung
    321
    erster Regelungsknoten von 32
    322
    zweiter Regelungsknoten von 32
    323
    dritter Regelungsknoten von 32
    324
    vierter, zentraler Regelungsknoten von 32
    325
    fünfter Regelungsknoten von 32
    326
    sechster Regelungsknoten von 32
    41
    erstes Kennfeld
    42
    zweites Kennfeld
    43
    drittes Kennfeld
    ω1
    Eingangsdrehzahl
    ω2
    Ausgangsdrehzahl
    c
    Kompressibilität von 211
    d
    Dicke von 211
    ri
    Innenradius von 211
    ra
    Außenradius von 211
    w
    Nutweite von 212
    Θ
    Winkelabstand von 212
    J
    Trägheitsmoment
    M
    Drehmoment
    F
    Kupplungsdruck
    F0
    Ruhewert von F
    h
    Reibspaltweite
    h0
    Ruhewert von h
    v
    Reibspaltgeschwindigkeit
    v0
    Ruhewert von v
    δh
    Reibspaltweitendifferenz
    δhw
    gewichtete Reibspaltweitendifferenz
    δv
    Reibspaltgeschwindigkeitsdifferenz
    δvw
    gewichtete Reibspaltgeschwindigkeitsdifferenz
    kh
    erste Wichtungsfaktor
    kv
    zweiter Wichtungsfaktor
  • 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 102013009857 A1 [0002]
    • DE 102015226537 A1 [0002]
    • EP 1058019 A1 [0002]
    • WO 03/086804 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Verfahren zur Regelung einer nasslaufenden Kupplung (10) eines Kraftfahrzeugs, im Rahmen dessen ein vorgegebenes, von der Kupplung (10) zu übertragendes Kupplungsmoment eingestellt wird, indem ein Betätigungselement der Kupplung (10) mit einem entsprechenden Kupplungsdruck angesteuert und die Kupplung (10) mit einem entsprechenden Schlupf betrieben wird, wobei der Schlupf als Regelgröße und der dem Betätigungselement vorzugebende Kupplungsdruck (F) als Stellgröße einer wenigstens eine Primärregelung (31) umfassenden Regelung (31) gemessen und rückgeführt bzw. eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärregelung (31) eine Sekundärregelung (32) unterlagert ist, die auf einer rechnerischen, modellbasierten Ermittlung der Weite (h) des zwischen zwei modellierten Kupplungsscheiben vorliegenden Reibspaltes beruht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der rechnerischen Ermittlung der Reibspaltweite (h) zugrunde liegende Modell (20) ein Berger-Modell für nasslaufende Kupplungen ist.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Primärregelung (31) ausgegebener Ruhewert (F0) des Kupplungsdrucks (F) als Eingangsgröße der Sekundärregelung (32) dient, welche ihn um eine Modifikationsgröße (δF), welche auf Basis der modellbasiert ermittelten Reibspaltweite (h) berechnet wird, zu demjenigen tatsächlichen Kupplungsdruck (F) modifiziert, mit dem das Betätigungselement tatsächlich angesteuert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsdruck-Ruhewert (F0) über ein hinterlegtes, erstes Kennfeld (41) in einen Reibspaltweiten-Ruhewert (h0) umgerechnet wird und die Modifikationsgröße (δF) eine Reibspaltweiten-Differenz (δh) zwischen dem Reibspaltweiten-Ruhewert (h0) und der modellbasiert ermittelten Reibspaltweite (h) umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der Modifikationsgröße (δF) die Reibspaltweiten-Differenz (δh) mit einem ersten Wichtungsfaktor (kh) gewichtet wird, der sich als Umrechnung der modellbasiert ermittelten Reibspaltweite (h) über ein hinterlegtes, zweites Kennfeld (42) ergibt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikationsgröße (δF) eine modellbasiert ermittelte Reibspaltgeschwindigkeit (v) umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus der modellbasiert ermittelten Reibspaltgeschwindigkeit (v) eine Reibspaltgeschwindigkeitsdifferenz (δv) zu einem hinterlegten Ruhewert (v0) der Reibspaltgeschwindigkeit (v) ermittelt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der Modifikationsgröße (δF) die modellbasiert ermittelte Reibspaltgeschwindigkeit (v) oder die daraus berechnete Reibspaltgeschwindigkeitsdifferenz (δv) mit einem zweiten Wichtungsfaktor (kv) gewichtet wird, der sich als Umrechnung der modellbasiert ermittelten Reibspaltweite (h) über ein hinterlegtes, drittes Kennfeld ergibt.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärregelung (31) weiter eine der Sekundärregelung (32) parallel vorgeschaltete Rupfregelung unterlagert ist.
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