DE102020104153A1

DE102020104153A1 - Verfahren zum Nachführen eines Arbeitspunktes einer Kupplung sowie Kraftwagen mit einer Kupplung

Info

Publication number: DE102020104153A1
Application number: DE102020104153.5A
Authority: DE
Inventors: Bernd Jacob
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2021-08-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachführen eines Arbeitspunktes einer Kupplung (12), über welche eine erste Welle von einer zweiten durch einen Motor (14) angetriebenen Welle (16) antreibbar ist, während eines Betriebs des die zweite Welle (16) antreibenden Motors (14), mit den Schritten:
• Erfassen wenigstens eines Messwerts, welcher den Arbeitspunkt charakterisiert, durch eine Sensoreinrichtung (18) (S1);
• Abgleich des wenigstens einen erfassten Messwerts mit wenigstens einem hinterlegten Abgleichwert durch eine Steuerungseinrichtung (20) (S2);
• Ermitteln eines Nachführweges eines den Arbeitspunkt der Kupplung (12) vorgebenden Kupplungsbauteils (22) anhand des Abgleichs durch die Steuerungseinrichtung (20) (S3); und
• Stellen des Kupplungsbauteils (22) entlang des Nachführweges zum Nachführen des Arbeitspunktes während des Betriebs des Motors (14) durch einen Aktor (24) (S4).
Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftwagen (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachführen eines Arbeitspunktes gemäß dem Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung einen eine Kupplung aufweisenden Kraftwagen gemäß dem Patentanspruch 10.
Eine Kupplung, insbesondere eines als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens, weist Verschleißteile auf, welche beim Betrieb der Kupplung verschleißen. So kann beispielsweise eine Kupplungsscheibe der Kupplung einen Reibbelag aufweisen, welcher durch Benutzen der Kupplung verschlissen wird. Durch den Verschleiß ändert sich ein Greifpunkt der Kupplung, welcher auch als Touchpoint und/oder Kisspoint bezeichnet wird. Der Verschleiß kann zu einer inakzeptablen Stellgenauigkeitsabweichung des Greifpunktes der Kupplung führen. Für eine Verschleißkompensation, insbesondere bei einer positionsgeregelten Kupplung, sind im Stand der Technik Routinen zur Bestimmung des Kupplungsschleifpunktes, also des Greifpunktes, bekannt. Diese Routinen werden vor Beginn oder nach Beendigung des Betriebs des Kraftwagens, also vor oder nach einer Fahrt des Kraftwagens, durchgeführt, woraufhin ein Kupplungsbauteil entsprechend gestellt wird, sodass die Kupplung für eine zukünftige Fahrt des Kraftwagens kalibriert ist.
So zeigt die DE 10 2015 109 727 A1 ein Verfahren zum Lernen eines Greifpunktes einer positionsgeregelten Kupplung in einem Fahrzeug, das eine Kraftmaschine und ein Getriebe aufweist.
Ferner zeigt die US 6,086,514 ein Verfahren zum Bestimmen eines Kisspoints einer Fahrzeugkupplung mit einer Antriebsplatte, die ein Fahrzeug von einem Motor über ein Mehrstufengetriebe antreibt.
Ein Nachteil des Stands der Technik ist beispielsweise, dass ein Momentverlauf, welcher für einen Kupplungsprozess benötigt wird, nicht während einer Fahrt des Fahrzeugs bestimmbar beziehungsweise abrufbar ist. Ferner ist beim Stand der Technik nachteilig, dass während des Betriebs, also während der Fahrt, auftretender Verschleiß nicht während des Betriebs kompensiert wird, da dies erst mit der nächsten Kalibrierung bei einem Stillstand des Kraftwagens geschieht. Das heißt der Arbeitspunkt des Systems verschiebt sich im laufenden Betrieb des Kraftwagens ohne eine Kompensation. Bei anhaltendem Betrieb und entsprechendem Verschleiß führt dies zu einer Stellgenau igkeitsabweich ung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie einen Kraftwagen bereitzustellen, durch welche ein Nachführen eines Arbeitspunktes beziehungsweise Greifpunktes einer Kupplung während eines Betriebs eines Motors erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Nachführen eines Arbeitspunktes einer Kupplung, über welche eine erste Welle von einer zweiten durch einen Motor angetriebenen Welle, antreibbar ist, während eines Betriebs des die zweite Welle antreibenden Motors. Der Arbeitspunkt, kann insbesondere ein Greifpunkt beziehungsweise Kisspoint der Kupplung sein. Der Arbeitspunkt kann über eine Kennlinie beschrieben beziehungsweise festgelegt werden. Die Kennlinie selbst ist insbesondere durch wenigstens zwei Punkte festlegbar. Der erste der beiden Punkte ist der Punkt, an welchem die erste Welle mit der zweiten Welle derart in Verbindung tritt, dass die Übertragung eines Moments, insbesondere eines Drehmoments, von der zweiten auf die erste Welle startet. Der zweite der beiden Punkte ist der Punkt, an welchem auf die erste Welle ein vorgegebenes Moment übertragen wird. Der Arbeitspunkt ist insbesondere beispielsweise durch eine Position eines Kupplungsbauteils vorgegeben und einstellbar. Der Motor ist insbesondere als Antriebsmotor eines Kraftwagens ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte:

In einem ersten Schritt des Verfahrens erfolgt durch eine Sensoreinrichtung ein Erfassen wenigstens eines Messwerts, welcher den Arbeitspunkt charakterisiert. In einem zweiten Schritt des Verfahrens erfolgt ein Abgleich des wenigstens einen erfassten Messwerts mit wenigstens einem hinterlegten Abgleichwert durch eine Steuerungseinrichtung. In einem dritten Schritt des Verfahrens erfolgt durch die Steuerungseinrichtung ein Ermitteln eines Nachführwegs eines den Arbeitspunkt der Kupplung vorgebenden Kupplungsbauteils anhand des Abgleichs. Schließlich erfolgt in einem vierten Schritt des Verfahrens durch einen Aktor ein Stellen beziehungsweise Verlagern des Kupplungsbauteils entlang des Nachführwegs zum Nachführen des Arbeitspunktes während eines Betriebs des Motors. Bei dem Betrieb des Motors befindet sich dieser in einem eingeschalteten Zustand.

Bei der Kupplung kann es sich um eine elektromechanische Kupplung handeln, wie beispielsweise eine als Lamellenkupplung ausgeführte, geregelte Hinterachsgetriebesperre des Kraftwagens. Prinzipiell ist das Verfahren für eine beliebige Art von Kupplung anwendbar, wobei es sich insbesondere um eine positionsgeregelte Kupplung handelt. Bei letzterer wird eine Aktorposition des Aktors beispielsweise über Kupplungspositionsbefehle geregelt, wobei beispielsweise jede Position des Aktors anhand einer kalibrierten Kurve (Kennlinie), welche beispielsweise als der wenigstens eine Abgleichwert hinterlegt ist, geregelt wird.
Der Greifpunkt beziehungsweise Arbeitspunkt bezieht sich beispielsweise auf eine Verfahrposition einer Kupplungsbetätigungseinrichtung, wie einem Kupplungspedal, welches ein definiert übertragenes Drehmoment der Kupplung vorgeben kann.
Das Erfassen des wenigstens einen Messwerts in dem ersten Schritt erfolgt mittels der Sensoreinrichtung, welche beispielsweise einen Positionssensors aufweist. Der Positionssensor ist beispielsweise dazu ausgebildet eine Position des Kupplungsbauteils zu erfassen. Der erfasste Messwert kann den Arbeitspunkt charakterisieren, wodurch beispielsweise ein Verschleiß und somit eine durch den Verschleiß verursachte Arbeitspunktveränderung erkennbar ist. Der Messwert kann dabei von dem Arbeitspunkt selbst abhängen. Dabei ist der wenigstens eine erfasste Messwert insbesondere ein Istwert, welcher den aktuellen und insbesondere abgeschätzten Verschleiß der Kupplung erfassen kann und somit beschreibt beziehungsweise charakterisiert.
Bei dem Abgleich des wenigstens einen erfassten Messwerts mit dem wenigstens einen hinterlegten Abgleichwert wird der Messwert mit dem insbesondere empirisch ermittelnden Abgleichwerts verglichen. Dabei findet der Vergleich beziehungsweise Abgleich, welcher den zweiten Schritt des Verfahrens darstellt, in der Steuerungseinrichtung statt, welche insbesondre als ein Steuergerät der Kupplung ausgebildet sein kann.
Der Abgleichwert ist beispielsweise ein Wert einer hinterlegten Kennlinie, welche beispielsweise einen Zusammenhang zwischen der Position des Kupplungsbauteils und dem dabei auftretenden Verschleiß herstellt. Die Kennlinie kann beispielsweise auch einen Zusammenhang zwischen Drehmoment und einer Temperatur und/oder zwischen einer Drehzahl und dem Drehmoment abbilden. Insbesondere bildet der Abgleichwert beziehungsweise die Kennlinie einen Größe ab, welcher besonders vorteilhaft während des Betriebs beziehungsweise der Fahrt erfassbar ist und gleichzeitig Rückschlüsse auf den Zustand und somit den auftretenden Verschleiß der Kupplung erlaubt. So kann der wenigstens eine Abgleichwert beispielsweise einen Rückschluss erlauben, durch welchen Energieeintrag in die Kupplung welcher Verschleiß zu erwarten ist. Dabei wird der Energieeintrag beispielsweise in Joule angegeben und durch den Abgleichwert ist beispielswiese ein Abrieb beziehungsweise eine Abnutzung des Kupplungsbauteils oder eines weiteren Kupplungsbauteils, wie eines Reibbelags, in Millimeter bestimmt. Dabei kann der wenigstens eine Abgleichwert insbesondere empirisch ermittelt sein, beispielsweise durch Versuche mit einer baugleichen Kupplung.
In dem dritten Schritt erfolgt das Ermitteln des Nachführweges des Kupplungsbauteils für den Arbeitspunkt, welcher durch die Kennlinie bestimmt ist, beispielsweise mittels Berechnung durch ein Rechenmodell in der Steuerungseinrichtung. Dabei wird beispielsweise ermittelt, wie viel Belastung durch Energieeintrag in die Kupplung eingebracht wird und wie viel das Kupplungsbauteil entsprechend nachgeführt werden soll. Dabei wird der Nachführweg insbesondere für den aktuellen Zeitpunkt ermittelt. Das Kupplungsbauteil kann beispielsweise eine Kupplungsbetätigungseinrichtung, wie einen Kupplungskolben oder einen Linearaktor aufweisen beziehungsweise darstellen.
In dem vierten Schritt erfolgt das Stellen beziehungsweise Nachführen des Kupplungsbauteils, beispielsweise des Kupplungskolbens, mittels des Aktors, wodurch eine Stellgenauigkeitsabweichung der Kupplung vermieden beziehungsweise kompensiert werden kann, da durch das Nachführen der während der Fahrt auftretende Verschleiß kompensiert wird.
Durch das Verfahren wird eine kontinuierliche, evidenzbasierte Nachführung des Arbeitspunktes im laufenden Systembetrieb, also während des Betriebs des die zweiten Welle antreibenden Motors und somit insbesondere während einer Fahrt eines durch den Motor angetriebenen Kraftwagens ermöglicht. Dabei erfolgt die Nachführung des Arbeitspunktes über im Betrieb bekannte, anhand der Messwerte erfassbare beziehungsweise messbare Größen, welche beispielsweise ursächlich für die Arbeitspunktveränderung sind. Dies können beispielsweise Energieeintrag, Temperatur und/oder dergleichen sein. Der Messwert kann auch über Größen, welche vom Arbeitspunkt abhängig sind, wie beispielsweise Energiebedarf und/oder gestelltes Moment, bestimmt sein. Vorteilhafterweise wird der im Betrieb beziehungsweise während der Fahrt nachgeführte Arbeitspunkt bei einer nächsten, im Stillstand des Motors und somit des Kraftwagens folgenden Kalibrierung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, berücksichtigt.
Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass beispielsweise in einem anhaltenden Rennstreckenbetrieb eines Kraftwagens, welcher eine elektromechanische, geregelte Hinterachsgetriebesperre aufweist, eine implementierte, aus dem Stand der Technik bekannte Nachlaufkalibrierung nicht immer ausreicht, um eine inakzeptable Stellgenauigkeitsabweichung der Kupplung zu verhindern.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Motor als Antriebsmotor eines Kraftwagens ausgebildet und das Verfahren wird während einer Fahrt des Kraftwagens durchgeführt. Bei dem Kraftwagen handelt es sie insbesondere um einen Personenkraftwagen. Somit ergibt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren der Vorteil, dass bei einer besonders lange andauernden Fahrt des Kraftwagens eine Steuerung beziehungsweise Handling, insbesondere anhand des immer gleichen Feedbacks der Kupplung, für den Fahrer nicht verändert wird. Dadurch kann der Kraftwagen beispielsweise besonders vorteilhaft gefahren werden, da sich ein Fahrverhalten des Kraftwagens für einen Fahrer des Kraftwagens nicht verschleißabhängig ändert.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung charakterisiert der erfasste Messwert eine Ursache einer Arbeitspunktveränderung des Arbeitspunktes beziehungsweise Greifpunktes der Kupplung. Mit anderen Worten beinhaltet der erfasste Messwert eine Information, anhand welcher auf eine, insbesondere baldig, auftretende Änderung des Arbeitspunktes, insbesondere anhand eines Verschleißes, rückgeschlossen werden kann. Dadurch kann auf besonders vorteilhafte Weise der Nachführweg ermittelt beziehungsweise bestimmt werden, wodurch das Verfahren beispielsweise besonders effizient durchgeführt werden kann, da die Auswirkung des Verschleißes auf die Kupplung unmittelbar kompensiert werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden als der wenigstens eine Messwert ein Energieeintrag und/oder eine Temperatur und/oder eine Bauteilbelastung erfasst beziehungsweise gemessen. Mit anderen Worten wird der Energieeintrag, also die Energie, welche insbesondere in die Kupplung durch den Antriebsmotor eingebracht wird, gemessen. Zusätzlich oder alternativ wird eine Temperatur, beispielsweise des Kupplungsbauteils, gemessen. Zusätzlich oder alternativ wird eine Bauteilbelastung erfasst, beispielsweise anhand einer Verspannung beziehungsweise Verformung durch einen geeigneten Sensor der Sensoreinrichtung. Durch die genannten Arten der Messwerte, den Energieeintrag, die Temperatur und/oder die Bauteilbelastung, kann auf besonders vorteilhafte Weise ein Verschleiß der Kupplung und somit eine Veränderung des Arbeitspunktes bestimmt beziehungsweise erfasst werden, wodurch das Verfahren besonders vorteilhaft durchgeführt werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird als der wenigstens eine Messwert eine Leistung, also ein Energiebedarf, und/oder ein gestelltes Moment erfasst beziehungsweise gemessen. Mit anderen Worten wird als der Messwert ein Energiebedarf gemessen, beispielsweise derart, dass der tatsächliche Energiebedarf zum Antreiben des Fahrzeugs ermittelt wird, wodurch Rückschlüsse auf den Verschleiß möglich sind. Zusätzlich oder alternativ wird das gestellte Moment, insbesondere das Drehmoment, erfasst, welches beispielsweise in der Kupplung von der zweiten auf die erste Welle übertragen wird. Dadurch kann das Verfahren auf besonders vorteilhafte Weise durchgeführt werden, da ein Verschleiß der Kupplung beispielsweise besonders exakt erfasst werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der Abgleich des Messwerts mit dem Abgleichwert und/oder das Ermitteln des Nachführwegs durch eine elektronische Recheneinrichtung. Die elektronische Recheneinrichtung kann dafür insbesondere ein Rechenmodell vorhalten. Mit anderen Worten weist die Steuerungseinrichtung die elektronische Recheneinrichtung auf oder ist als die elektronische Recheneinrichtung ausgebildet. So ist die Steuerungseinrichtung beispielsweise ein mit der elektronischen Recheneinrichtung versehenes Steuergerät des Kraftwagens, welches insbesondere für eine Steuerung und/oder Regelung der Kupplung zuständig ist. Dadurch kann der Abgleich und/oder das Ermitteln und somit das Verfahren beispielsweise besonders exakt und/oder besonders schnell durchgeführt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Abgleichwert, beispielsweise repräsentiert anhand einer Kennlinie, in einem Speicher, insbesondere in einem nichtflüchtigen Speicherbereich, der elektronischen Recheneinrichtung hinterlegt. Mit anderen Worten weist die elektronische Recheneinrichtung einen Speicher auf, in welchem der wenigstens eine Abgleichwert hinterlegt werden kann und in welchen beispielsweise auch die erfassten Messwerte geschrieben werden können. Dadurch kann das Verfahren auf besonders vorteilhafte Weise durchgeführt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird bei dem Abgleich eine (weitere) Kennlinie generiert, welche insbesondere einen aktuellen und insbesondere zeitabhängigen Zustand der Kupplung vorteilhaft erfasst. Anhand der Kennlinie erfolgt das Ermitteln des Nachführwegs. So kann beispielsweise der wenigstens eine Abgleichwert ebenfalls als Kennlinie hinterlegt werden, wobei somit durch einen Kennlinienvergleich auf besonders vorteilhafte Weise der Nachführweg ermittelt werden kann. Dadurch kann das Verfahren besonders vorteilhaft durchgeführt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Nachführweg, beispielsweise in dem Speicher der elektronischen Recheneinrichtung, für ein Im-Standkalibrieren gespeichert. Mit anderen Worten wird der durch das Verfahren gestellte Nachführweg des wenigstens einen Kupplungsbauteils, welches den Greifpunkt beziehungsweise Arbeitspunkt der Kupplung bestimmt, erfasst und vorgehalten. Das Im-Standkalibrieren ist beispielsweise eine Nachlaufkalibrierung. So kann auf besonders vorteilhafte Weise bei der Nachlaufkalibrierung, welche im Stillstand des Motors beziehungsweise des Kraftwagens durchgeführt wird, der Nachführweg berücksichtigt werden, wodurch der Kraftwagen insbesondere besonders vorteilhaft betrieben werden kann.
Ein erfindungsgemäßer Kraftwagen umfasst eine einen Arbeitspunkt aufweisende Kupplung, über welche eine erste Welle von einer zweiten durch einen Motor angetriebenen Welle, antreibbar ist. Damit ein Verschleiß der Kupplung während einer Fahrt des Kraftwagens kompensiert werden kann, weist der Kraftwagen ferner eine Sensoreinrichtung, welche zum Erfassen wenigstens einen Messwert ausgebildet ist, welcher den Arbeitspunkt charakterisiert, auf. Des Weiteren weist der Kraftwagen eine Steuerungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist den wenigstens einen erfassten Messwerts mit wenigstens einem hinterlegten Abgleichwert abzugleichen und einen Nachführweg eines den Arbeitspunkt der Kupplung vorgebenden Kupplungsbauteils zu ermitteln, und einen Aktor, durch welchen der Arbeitspunkt entlang des Nachführweges zum Nachführen des Arbeitspunktes während einer Fahrt des Kraftwagens stellbar beziehungsweise nachführbar ist, auf.
Dabei sind Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftwagens anzusehen und umgekehrt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Nachführen eines Arbeitspunktes einer Kupplung, welche mittels einer Welle mit einem Motor in Wirkverbindung steht, während eines Betriebs des Motors; und
2 eine schematische Darstellung eines die Kupplung aufweisenden Kraftwagens.

Die 1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Nachführen eines Arbeitspunktes einer Kupplung 12, über welche eine erste Welle von einer zweiten durch einen Motor 14 angetriebenen Welle 16 antreibbar ist, während eines Betriebs des die zweite Welle 16 antreibenden Motors 14. Die Kupplung 12 ist somit ausgebildet ein Drehmoment zwischen den beiden Wellen, der ersten Welle und der Welle 16, zu übertragen. Der Arbeitspunkt ist insbesondere ein Greifpunkt beziehungsweise Kisspoint der Kupplung 12 und über eine Kennlinie festlegbar.
Dabei kann die zweite Welle 16 beispielsweise eine Abtriebswelle sein. Der Motor 14 kann beispielsweise ein Antriebsmotor eines Kraftwagens 10 (insbesondere gemäß 2), welcher insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet ist, sein. Im Betrieb der Kupplung 12 tritt ein Verschleiß an der Kupplung 12 auf, welcher zu einer Arbeitspunktverschiebung beziehungsweise Arbeitspunktänderung und somit zu einer Stellgenauigkeitsabweichung führen kann. Um diese Arbeitspunktverschiebung zu kompensieren sollte der Arbeitspunkt nachgeführt werden.
Durch das gezeigte Verfahren ist es möglich, den Arbeitspunkt während eines Betriebs des Motors 14 nachzuführen und somit die verschleißbedingte Stellgenauigkeitsabweichung zu kompensieren. Ist die Kupplung 12 eine Komponente eines Antriebsstrangs des Kraftwagens 10, kann das Verfahren zum Nachführen des Arbeitspunktes besonders vorteilhaft durchgeführt werden, da es während einer Fahrt des Kraftwagens 10 durchgeführt werden kann. Dabei umfasst das Verfahren mehrere Schritte:

In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens erfolgt ein Erfassen wenigstens eines Messwerts, welcher den Arbeitspunkt charakterisiert. Der Arbeitspunkt kann durch eine Position eines Kupplungsbauteils 22 abgebildet werden. Dabei erfolgt das Erfassen des Messwerts mittels einer Sensoreinrichtung 18. Die Sensoreinrichtung 18 umfasst insbesondere wenigstens einen Positionssensor, durch welchen die Position des Kupplungsbauteils 22 erfassbar ist. Ferner kann die Sensoreinrichtung 18 einen Temperatursensor, ein Stromsensor, ein Drehmomentsensor und/oder weitere Sensoren umfassen.

In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens erfolgt ein Abgleich des wenigstens einen erfassten Messwerts mit wenigstens einem hinterlegten Abgleichwert durch eine Steuerungseinrichtung 20. Der Abgleichwert kann beispielsweise durch eine den Arbeitspunkt charakterisierende Kennlinie, welche insbesondere Drehmoment gegen die Messgröße des Messwerts aufzeigt, hinterlegt sein. Durch den Abgleich kann beispielsweise eine Abweichung eines Ist-Zustands der Kupplung 12 von einem Soll-Zustand der Kupplung 12 erfasst werden. So kann der Abgleich insbesondere einen Verschleiß der Kupplung 12 beziehungsweise zumindest eines Kupplungsbauteils, wie beispielsweise einem Reibbelag, charakterisieren. Insbesondere bildet der Abgleichwert beziehungsweise die Kennlinie einen Größe ab, welcher besonders vorteilhaft während der Fahrt beziehungsweise eines Betriebs erfassbar ist und zusätzlich Rückschlüsse auf den durch den wenigstens einen Messwert prognostizierbaren beziehungsweise ableitbaren Verschleiß der Kupplung 12 erlaubt. So kann der wenigstens eine Abgleichwert beispielsweise auch einen Rückschluss erlauben, bei welchem Energieeintrag in die Kupplung 12, welcher Verschleiß zu erwarten ist.
In einem dritten Schritt S3 des Verfahrens erfolgt ein Ermitteln eines Nachführwegs eines den Greifpunkt beziehungsweise Arbeitspunkt der Kupplung 12 bestimmenden Kupplungsbauteils 22 anhand des Abgleichs. Das Kupplungsbauteil 22 ist beispielsweise ein Linearaktor oder ein Kupplungskolben. Das Kupplungsbauteil 22 kann durch den Linearaktor selbst oder einen weiteren Aktor 24 zum Variieren beziehungsweise Nachführen des Greifpunkts gestellt werden.
Schließlich erfolgt in einem vierten Schritt S4 des Verfahrens ein Stellen beziehungsweise Verlagern des Kupplungsbauteils 22 entlang des ermittelten Nachführwegs, wodurch das Nachführen des Arbeitspunktes während des Betriebs des Motors 14 beziehungsweise während der Fahrt des Kraftwagens 10 erfolgen kann.
Durch das hier anhand des Ablaufdiagramms vorgestellte Verfahren mit den vier Schritten S1 bis S4 kann auf besonders vorteilhafte Weise eine Verschleißkompensation der insbesondere positionsgeregelten Kupplung 12, im Gegensatz zu einem konventionellen Kupplungskalibrieren nicht nur während des Standes des Kraftwagens 10 sondern direkt während einer Fahrt des Kraftwagens 10 durchgeführt werden. Dies ist insbesondre durch eine geschickte Auswahl der Messgröße des wenigstens einen erfassten Messwerts möglich. So kann beispielsweise insbesondere auf besonders langen Fahrten der Verschleiß während des Betriebs kompensiert werden, wodurch eine Stellgenauigkeit der Kupplung 12 konstant bleibt. Ferner ergibt sich der Vorteil, dass sich ein Fahrverhalten des Kraftwagens 10 für einen Fahrer des Kraftwagens 10 nicht verschleißabhängig ändert.
Vorteilhafterweise charakterisiert der im Schritt S1 erfasste Messwert eine Ursache der Arbeitspunktveränderung. Dabei kann der wenigstens eine Messwert insbesondere einen Energieeintrag und/oder eine Temperatur und/oder eine Bauteilbelastung darstellen. Dabei ist der Energieeintrag beispielsweise ein Energieeintrag, welcher von dem Antriebsmotor bereitgestellt wird. Die Temperatur kann eine Temperatur eines Kupplungsbauteils, wie beispielsweise einer Kupplungsscheibe, sein. Die Bauteilbelastung kann beispielsweise ein Verspannen des Kupplungsbauteils umfassen. Zusätzlich oder alternativ ist der wenigstens eine im Schritt S1 des Verfahrens erfasste Messwert abhängig von dem Ist-Zustand des Arbeitspunktes. Dabei kann es sich bei solch einem erfassten Messwert beispielsweise um eine aktuelle Leistung beziehungsweise einen Energiebedarf und/oder um ein gestelltes Moment handeln.
Vorteilhafterweise werden zumindest der Schritt S2 und der Schritt S3 des Verfahrens, also der Abgleich des erfassten Messwerts mit dem Abgleichwert und/oder das Ermitteln des Nachführwegs durch eine elektronische Recheneinrichtung durchgeführt. Vorteilhafterweise umfasst die elektronische Recheneinrichtung einen Speicher, insbesondere in Form eines nichtflüchtigen Speichers, in welchem der wenigstens eine Abgleichwert hinterlegt ist, sodass dieser besonders vorteilhaft zum Abgleich und/oder zum Ermitteln abgerufen werden kann.
Durch das Verwenden der elektronischen Recheneinrichtung, welche in der beispielsweise als Steuergerät ausgebildeten Steuerungseinrichtung 20 der Kupplung 12 integriert ist, ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren besonders schnell durchgeführt werden kann. Dabei kann auch der ermittelte Nachführweg, insbesondere für eine nach dem Betrieb im Stillstand des Kraftwagens 10 erfolgende Kalibrierung, beispielsweise durch ein Nachlaufkalibrierungsverfahren, gespeichert werden. Diese im Stillstand erfolgende Kalibrierung kann als Im-Standkalibrieren bezeichnet werden. Vorteilhafterweise ist der wenigstens eine Abgleichwert, insbesondere in Form mehrerer Abgleichwerte, durch eine Kennlinie hinterlegt. Ferner kann bei dem Abgleich eine weitere Kennlinie generiert werden, anhand welcher das Ermitteln beispielsweise durch die den wenigstens einen Abgleichwert charakterisierende Kennlinien anhand der generierten, die Ist-Werte charakterisierenden Kennlinien abgeglichen wird. Dadurch kann beispielsweise auch auf besonders vorteilhafte Weise ein möglicherweise zukünftig auftretender Verschleiß der Kupplung 12 prädiziert werden.
Bei der Kupplung 12 kann es sich beispielsweise um eine als Lamellenkupplung ausgeführte, geregelte Hinterachsgetriebesperre oder dergleichen handeln. Bei einem Hinterradsperrgetriebe beziehungsweise der Hinterachsgetriebesperre handelt es sich um eine positionsgeregelte Kupplung. Die Hinterachsgetriebesperre bewirkt beispielsweise eine Momentübertragung zwischen einer fahrerseitigen und einer beifahrerseitigen Abtriebswelle des Kraftwagens 10.
Das gezeigte Verfahren kann beispielsweise bei beliebigen Kupplungen 12 beispielsweise in einer Vielzahl von Industrieanwendungen verwendet werden, insbesondere eignet es sich für Kraftwagen 10 gemäß 2 während einer Fahrt.
Der in 2 gezeigte Kraftwagen 10 umfasst eine einen Arbeitspunkt aufweisende Kupplung 12, über welche eine erste Welle von einer zweiten durch einen Motor 14 angetriebenen Welle 16, antreibbar ist. Ferner umfasst der Kraftwagen 10 einer Sensoreinrichtung 18, welche dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Messwert, welcher den Arbeitspunkt charakterisiert, zu erfassen, sowie eine Steuerungseinrichtung 20. Diese ist dazu ausgebildet, den wenigstens einen erfassten Messwerts mit wenigstens einem hinterlegten Abgleichwert abzugleichen und einen Nachführweg eines den Arbeitspunkt der Kupplung 12 vorgebenden Kupplungsbauteils 22 zu ermitteln. Ein Aktor 24 des Kraftwagens 10 ist dazu ausgebildet das Kupplungsbauteil 22 entlang des Nachführweges zum Nachführen des Arbeitspunktes während einer Fahrt des Kraftwagens 10 zu stellen.
Dabei eignet sich der in 2 gezeigte Kraftwagen 10 insbesondere zum Durchführen des in 1 gezeigten Verfahrens.
Durch das vorgestellte Verfahren und den Kraftwagen 10 erfolgt das Nachführen des Arbeitspunktes über im Betrieb bekannte und/oder messbare Größen, anhand der Messwerte, die für die Arbeitspunktveränderung ursächlich sind und/oder die vom Arbeitspunkt abhängen. Der im Betrieb nachgeführte Arbeitspunkt, also der während der Fahrt nachgeführte Arbeitspunkt, wird vorteilhafterweise bei dem nächsten Im-Standkalibrieren verrechnet beziehungsweise berücksichtigt. So kann durch das Verfahren der Kraftwagen 10 beispielsweise insbesondere im anhaltenden Rennstreckenbetrieb besonders vorteilhaft betrieben werden.
Bezugszeichenliste

S1: erster Schritt
S2: zweiter Schritt
S3: dritter Schritt
S4: vierter Schritt
10: Kraftwagen
12: Kupplung
14: Motor
16: Welle
18: Sensoreinrichtung
20: Steuerungseinrichtung
22: Kupplungsbauteil
24: Aktor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015109727 A1 [0003]
US 6086514 [0004]

Claims

Verfahren zum Nachführen eines Arbeitspunktes einer Kupplung (12), über welche eine erste Welle von einer zweiten durch einen Motor (14) angetriebenen Welle (16) antreibbar ist, während eines Betriebs des die zweite Welle (16) antreibenden Motors (14), mit den Schritten: • Erfassen wenigstens eines Messwerts, welcher den Arbeitspunkt charakterisiert, durch eine Sensoreinrichtung (18) (S1); • Abgleich des wenigstens einen erfassten Messwerts mit wenigstens einem hinterlegten Abgleichwert durch eine Steuerungseinrichtung (20) (S2); • Ermitteln eines Nachführweges eines den Arbeitspunkt der Kupplung (12) vorgebenden Kupplungsbauteils (22) anhand des Abgleichs durch die Steuerungseinrichtung (20) (S3); und • Stellen des Kupplungsbauteils (22) entlang des Nachführweges zum Nachführen des Arbeitspunktes während des Betriebs des Motors (14) durch einen Aktor (24) (S4).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (14) als Antriebsmotor eines Kraftwagens (10) ausgebildet ist und das Verfahren während einer Fahrt des Kraftwagens (10) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erfasste Messwert eine Ursache einer Arbeitspunktveränderung charakterisiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als der wenigstens eine Messwert ein Energieeintrag und/oder eine Temperatur und/oder eine Bauteilbelastung erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als der wenigstens eine Messwert ein Leistung und/oder ein gestelltes Moment erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleich und/oder das Ermitteln durch eine elektronische Recheneinrichtung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Abgleichwert in einem Speicher der elektronischen Recheneinrichtung hinterlegt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Abgleich eine Kennlinie generiert wird, anhand welcher das Ermitteln erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachführweg für ein Im-Standkalibrieren gespeichert wird.
Kraftwagen (10) umfassend eine einen Arbeitspunkt aufweisende Kupplung (12), über welche eine erste Welle von einer zweiten durch einen Motor (14) angetriebenen Welle (16) antreibbar ist, mit: • einer Sensoreinrichtung (18), welche dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Messwert, welcher den Arbeitspunkt charakterisiert, zu erfassen; • einer Steuerungseinrichtung (20), welche dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen erfassten Messwert mit wenigstens einem hinterlegten Abgleichwert abzugleichen und einen Nachführweg eines den Arbeitspunkt der Kupplung (12) vorgebenden Kupplungsbauteils (22) zu ermitteln; und • einem Aktor (24), durch welchen das Kupplungsbauteil (22) entlang des Nachführweges zum Nachführen des Arbeitspunktes während einer Fahrt des Kraftwagens (10) stellbar ist.