WO2002093033A1 - Verfahren zum steuern und/oder regeln des momentenabbaus in einerautomatisierien kupplung und/oder in einem automatisierten getriebe eines fahrzeuges während eines schaltvorganges - Google Patents

Verfahren zum steuern und/oder regeln des momentenabbaus in einerautomatisierien kupplung und/oder in einem automatisierten getriebe eines fahrzeuges während eines schaltvorganges Download PDF

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clutch
reduction
initial
clutch torque
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Wolfgang Niessen
Reinhard Berger
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Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling and / or regulating an automated clutch and / or an automated transmission of a vehicle, in particular a motor vehicle, in which a torque reduction is carried out during an uncoupling phase.
  • An automated clutch or an automated transmission automates the disengaging process, so that a driver of the vehicle no longer has to actuate the clutch.
  • the duration of the decoupling phase is relatively long, particularly in the case of train upshifts.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a method of the type mentioned at the beginning, in which the jerk is kept as low as possible for a given degradation time of the clutch torque and the excitation and transmission of vibrations of the drive train to the wheels are avoided. This object is achieved by the features of claim 1.
  • the torque reduction in the method according to the invention is carried out as evenly as possible, so that in particular vibrations of the drive train are avoided.
  • the transmissible clutch torque it is possible to meet this requirement.
  • To suppress back vibrations such. B. the drive train it is therefore useful, in particular the rotating mass of the engine, for. B. right at the beginning of the torque reduction phase, uncoupling from the drive train. This can be achieved in particular by quickly reducing the clutch torque.
  • the clutch torque is reduced according to a suitable function during the disengaging phase.
  • the transition from sticking to slipping in the clutch can thus be suppressed in an advantageous manner right from the start.
  • the clutch torque is preferably predetermined first by a parabolic function and then by a linear function.
  • other suitable functions can also be provided for the timing of the clutch torque in order to further optimize the method according to the invention. It is particularly advantageous if the aforementioned measures when dismantling the
  • Coupling torque can be combined. This means that at the beginning of the
  • the jerky vibrations can continuously and differentially change into a linear course, as is provided by an advantageous development of the invention. This combination advantageously improves driving comfort in the vehicle.
  • the temporal course of the clutch torque is predetermined by an initial clutch torque and by the gradient of the initial clutch torque.
  • T c 0 initial clutch torque
  • a ratio of transferable clutch torque and dynamic engine torque
  • T efi initial engine torque
  • J e moment of inertia of the motor
  • ⁇ e 0 angular acceleration of the motor at the start of the decoupling process.
  • ratio ⁇ should preferably be in the range from approximately 1.0 to 1.025. Of course, other values can also be used.
  • T cfi slope of the initial clutch torque
  • ß ratio of the start and end degradation rate of the transmitted clutch torque
  • c max maximum slope of the clutch torque.
  • the ratio ⁇ should preferably be in the range from 0.3 to 0.6. Of course, other values can also be used here.
  • the aforementioned relationships or equations can be used to minimize vibrations during disengagement.
  • J e denotes the moment of inertia of the motor and ⁇ efi the angular acceleration of the motor at the start of the decoupling phase
  • ⁇ is the ratio of transferable clutch torque and dynamic engine torque at the beginning of the decoupling phase
  • ß is the ratio of the start and end decay rate of the transferable clutch torque.
  • the aforementioned conditions for and ß lead to jerk-minimized disengagement in the method according to the invention.
  • the jerk can be defined as the time derivative of the vehicle acceleration, so that the loss of comfort is less, the lower the amount of the time derivative of the vehicle acceleration.
  • the aforementioned equations can also be suitably varied or changed in the method according to the invention.
  • t is the time from the start of the decoupling phase and T C ⁇ 0 the transmittable torque to which the clutch is set at the start of the decoupling phase .
  • T c, o a XT efi - J e - ⁇ efi )
  • the besch e 0 indicates the angular acceleration of the motor at the start of disengagement.
  • values from 0.8 to 1.1 were preferably given, which can be varied in steps of 0.05.
  • ß values from 0 to 1 are given, which can be varied in steps of 0.2.
  • the initial engine torque T e , o was preferably set at 100 Nm. Variations are also possible with this value.
  • the clutch should preferably be at the slip limit at the beginning of the torque reduction and the initial gradient of the torque reduction should be approximately between 30 to 60% of the final gradient.
  • these specified values result in an optimal torque reduction in which the vibrations of the drive train are minimized. This is because an early decoupling of engine and drive train is made possible in the method according to the invention.
  • the optimal interaction of temporally non-linear and linear torque reduction practically eliminates vibration excitation right from the start and achieves a largely uniform torque reduction.
  • the method according to the invention significantly reduces the number of application parameters, which makes coordination in the vehicle easier.
  • a simulation model is used to optimize the method according to the invention.
  • the turning masses of the engine, the clutch disc, the gearbox and the vehicle, as well as the elasticity and damping of the drive shafts and the clutch are taken into account in particular.
  • other suitable operating variables or parameters can also be used in the simulation model.
  • the driving resistance torque can be smaller than the engine torque in the simulation model, so that an acceleration situation can be simulated.
  • the initial conditions can be selected so that the drive train of the vehicle does not vibrate and the clutch sticks.
  • Different reduction curves can be implemented for the engine and clutch torque, so that different strategies for reducing engine torque can be investigated with the simulation model.
  • the vehicle acceleration can be differentiated in the simulation model, which provides information about the jerk present in the vehicle.
  • the negative maximum value of the jerk is a decisive criterion when evaluating the different strategies.
  • J Mot moment of inertia of the motor
  • ⁇ Mot angular acceleration of the motor
  • the KME factor is decremented to a value less than 1 during the torque reduction until a defined minimum is reached.
  • the KME factor can also be reduced and limited in some other way.
  • the gradient of the clutch torque in the linear range is determined as a shift comfort parameter depending on the driving situation. Because the gradient of the clutch torque in the linear range is directly proportional to the jerk maximum.
  • the initial jump in the torque reduction together with the initial gradient in the parabolic reduction of the clutch torque determines the size of the first peak in the jerk course.
  • a situation-independent KME factor and / or a torque offset proportional to the gradient in the linear range is used.
  • other suitable parameters can also be used in the method according to the invention.
  • the initial gradient of the clutch torque has a constant percentage of the gradient in the linear range, at least depending on the gear.
  • the duration of the parabolic torque reduction it can be taken into account according to another development of the invention that the excited natural vibrations in the drive train should have decayed at the end of the parabolic reduction, so that the subsequent linear torque reduction does not cause any further jerk increase. Since the natural frequency and the degree of damping in the drive train are constant depending on the gear, the duration of the parabolic torque reduction can preferably be a gear-dependent constant.
  • the variation of the torque, the speed as well as the damping and adaptation parameters of the clutch characteristic curve can also be used to optimize the coordination of these parameters in order to obtain information about the robustness of the strategy. This can then be used to derive results for the control implementation.
  • the method according to the present invention can be used in any type of torque transmission system.
  • Use in an electronic clutch management system (EKM) and in an automatic manual transmission (ASG) is particularly advantageous.
  • FIG. 1 shows a temporal course of the torque reduction according to the present invention
  • Figure 2 shows a time course of the jerk during a disengagement phase for two different -ß pairs
  • FIG. 3 shows a contour plot of the maximum jerk in a -ß plane for a first parameter variation
  • FIG. 4 shows a contour plot of the maximum jerk in the ⁇ - ⁇ plane for a second parameter variation
  • FIG. 5 shows a contour plot of the maximum jerk in the ⁇ - ⁇ plane for a third parameter variation
  • FIG. 6 shows a contour plot of the maximum jerk in the ⁇ - ⁇ plane for a fourth parameter variation
  • FIG. 7 shows a contour plot of the maximum jerk in the ⁇ - ⁇ plane for a fifth parameter variation
  • FIG. 8 shows a contour plot of the maximum jerk in the ⁇ - ⁇ plane for a sixth parameter variation
  • FIG. 9 shows a contour plot of the maximum jerk in the ⁇ - ⁇ plane for a seventh parameter variation
  • FIG. 10 shows a contour plot of the maximum jerk in the ⁇ - ⁇ plane for an eighth parameter variation
  • FIG. 11 shows a schematic illustration of a simulation model of a drive train of a vehicle
  • FIG. 12 shows three diagrams in which different vehicle sizes are shown during a linear torque reduction in 250 ms
  • FIG. 13 three diagrams, in which different vehicle sizes are shown with a linear torque reduction in 500 ms
  • FIG. 14 three diagrams in which different vehicle sizes are shown with a parabolic torque reduction in 500 ms
  • Figure 15 three diagrams in which different vehicle sizes with a linear torque reduction in 500 ms with
  • FIG. 16 three diagrams with different vehicle sizes when reducing the torque according to the invention
  • FIG. 17 shows a graphically represented measurement result with vehicle data during a switching operation.
  • the curves of the engine torque T e and the clutch torque T c are shown during the disengaging phase.
  • slip is permitted at the start of the disengagement phase. This is followed by a parabolic reduction in the clutch torque, which is followed by a linear reduction.
  • T e should drop below T c towards the end of the decoupling phase, as is indicated in FIG. 1.
  • FIG. 2 shows the jerk over time, different ⁇ pairs being used in the two diagrams. It can be seen from FIG. 2 that ⁇ and ⁇ have a noticeable influence on the jerk J of the vehicle.
  • the values for ⁇ are 0.9 and for ⁇ are 0. Clear vibrations can be seen at these values.
  • the value for ⁇ is 1 and the value for ⁇ is 0.6. With these values, the excitation of vibrations is practically eliminated.
  • the initial engine torque is 100 Nm
  • the driving resistance is 50 Nm
  • the damping coefficient of the drive train is 1 Nms / rad
  • the gradient is -350 Nm / s.
  • FIGS. 3 to 10 show contour plots of the amount of the maximum jerk IJ max l in the ⁇ - ⁇ plane for different parameter variations.
  • the white areas are areas in which the maximum jerk is not more than 20 rad / s 3 above the absolute minimum of the respective plot. It is assumed that a change in the jerk by 20 rad / s 3 is still perceived by the driver as minor.
  • the ⁇ values belonging to the absolute minima are 1, 0 or 1, 05, the ß values are 0.4; 0.6 or 0.8.
  • ⁇ should be between 1.0 and 1.025 and ⁇ between 0.3 and 0.6. This means that the clutch should be at the slip limit at the beginning of the torque reduction and the initial gradient of the torque reduction should be 30 to 60% of the final gradient.
  • the absolute minimum at 267 rad / s 3 is identified by a circle and the star indicates the position of the absolute maximum 930 rad / s 3 .
  • the maximum jerk on the white surface is at most 20 rad / s 3 above the absolute minimum.
  • the engine torque at the start of disengagement is 100 Nm
  • the driving resistance is 90 Nm
  • the torque reduction rate in the linear range is -200 Nm / s
  • the damping coefficient of the drive train is 0.5 Nms / rad.
  • the circle shows the position of the absolute minimum at 264 rad / s 3 and the star shows the position of the absolute maximum at 903 rad / s 3 .
  • the maximum jerk on the white surface is at most 20 rad / s 3 above the absolute minimum.
  • the engine torque at the start of disengagement is 100 Nm
  • the driving resistance is 10 Nm
  • the torque reduction rate in the linear range is -200 Nm / s
  • the damping coefficient of the drive train is 1.0 Nms / rad.
  • the circle again shows the position of the absolute minimum at 267 rad / s 3 and the star shows the position of the absolute maximum at 967 rad / s 3 .
  • the maximum jerk on the white surface is at most 20 rad / s 3 above the absolute minimum.
  • the engine torque at the start of disengagement is 100 Nm
  • the driving resistance is 50 Nm
  • the torque reduction rate in the linear range is –200 Nm / s
  • the damping coefficient of the drive train is 1.0 Nms / rad.
  • the absolute minimum indicated by the circle is 267 rad / s 3 and the absolute maximum indicated by the star is 1049 rad / s 3 .
  • the maximum jerk on the white surface is at most 20 rad / s 3 above the absolute minimum.
  • the engine torque at the start of disengagement is 100 Nm
  • the driving resistance is 90 Nm
  • the torque reduction rate in the linear range is -200 Nm per second
  • the damping coefficient of the drive train is 1.0 Nms / rad.
  • the circle shows the position of the absolute minimum at 461 rad / s 3 and the
  • the circle shows the position of the absolute minimum at 461 rad / s 3 and the star shows the position of the absolute maximum at 1027 rad / s 3 .
  • the maximum jerk on the white surface is at most 20 rad / s 3 above the absolute minimum.
  • the engine torque at the start of disengagement is 100 Nm
  • the driving resistance is 50 Nm
  • the torque reduction rate in the linear range is -350 Nm per second
  • the damping coefficient of the drive train is 1.0 Nms / rad.
  • the circle shows the position of the absolute minimum at 462 rad / s 3 and the star shows the position of the absolute maximum at 1092 rad / s 3 .
  • the maximum jerk on the white surface is at most 20 rad / s 3 above the absolute minimum.
  • the engine torque at the start of disengagement is 100 Nm
  • the driving resistance is 90 Nm
  • the torque reduction rate in the linear range is -350 Nm per second
  • the damping coefficient of the drive train is 1.0 Nms / rad.
  • the circle shows the position of the absolute minimum at 264 rad / s 3 and the star shows the position of the absolute maximum at 1823 rad / s 3 .
  • the maximum jerk on the white surface is at most 20 rad / s 3 above the absolute minimum.
  • the engine torque at the start of disengagement is 100 Nm, the driving resistance is 90 Nm, the torque reduction rate in the linear range
  • FIG. 11 shows a simulation model of the drive train of the vehicle.
  • the simulation model includes the rotating masses of the engine, the clutch disc, the transmission and the vehicle as well as the elasticity and damping of the drive shafts and the clutch.
  • FIGS. 12 to 16 show the engine torque, the clutch torque, the drive train torque, the engine speed, the transmission speed, the output speed, the vehicle acceleration and the jerk over time.
  • FIGS. 12 and 13 show a linear reduction in 250 ms or 500 ms with the condition clutch torque> engine torque.
  • a parabolic degradation in 500 ms with the condition clutch torque> engine torque is indicated in FIG.
  • FIG. 15 again shows a linear torque reduction in 500 ms with slip.
  • the simulation results for the same torque reduction as in FIG. 14 are indicated there, but in FIG. 15 the KME factor has been decremented to a value below 1.
  • FIG. 16 shows both a parabolic and a linear torque reduction, which are combined with one another.
  • the simulation results show that an almost constant jerk during torque reduction can be achieved with this approach.
  • a clutch torque jump is provided at the beginning of the torque reduction, which generates the slip and thereby excites the higher jerk frequency. This is followed by parabolic torque reduction on the clutch, with the initial gradient not being 0. After the natural vibrations in the drive train have subsided, a constant gradient of the clutch torque follows. At the end, the engine torque is reduced more quickly than the clutch torque, so that the engine cannot turn and the slip is limited.
  • the curves shown in FIG. 16 show that an almost constant jerk is achieved during the torque reduction.
  • the maximum of the deceleration jerk is only -245 rad / s 3 .
  • a deceleration jerk of -325 rad / s 3 is generated.
  • the deceleration jerk can thus be reduced by approximately 25% in the method according to the invention.
  • the torque reduction time can be significantly reduced with the method according to the invention, namely by approximately 25%.
  • FIG. 17 shows a full-load upshift process from the second to the third gear.
  • the clutch is suddenly opened when the engine torque is at a standstill and the gear change is initiated at the same time.
  • the torque builds up after the gear change in accordance with a suitable engagement strategy, preferably by sporty engagement. It is clear from FIG. 17 that the duration of the switching process can be reduced to approximately 340 ms in the method according to the invention.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer automatisierten Kupplung und/oder eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, vorgeschlagen, bei dem ein Momentenabbau während einer Auskuppelphase durchgeführt wird. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass der Momentenabbau derart durchgeführt wird, dass die Beschleunigung des Fahrzeuges möglichst gleichmässig abgebaut wird, um Schwingungen des Antriebsstranges des Fahrzeuges zu vermeiden.

Description

VERFAHREN ZUM STEUERN UND/ODER REGELN DES MOMENTENABBAUS IN EINER AUTOMATISIEREN KUPPLUNG UND/ODER IN EINEM AUTOMATISIERTEN GETRIEBE EINES FAHRZEUGES WÄHREND EINES SCHALTVORGANGES
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer automatisierten Kupplung und/oder eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Momentenabbau während einer Auskuppelphase durchgeführt wird.
Aus der Fahrzeugtechnik sind Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer automatisierten Kupplung und/oder eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeuges bekannt. Durch eine automatisierte Kupplung bzw. ein automatisiertes Getriebe wird insbesondere der Auskuppelvorgang automatisiert, sodass ein Fahrer des Fahrzeuges die Kupplung nicht mehr betätigen muss.
Bei dem bekannten Verfahren ist jedoch, insbesondere bei Zughochschaltvorgängen, die Dauer der Auskuppelphase relativ lang. Darüber hinaus kann es bei bekannten Verfahren unter Umständen vorkommen, dass zum Ende der Auskuppelphase ein Schubmoment des Motors auf die Räder des Fahrzeuges noch übertragen wird, welches insbesondere hinsichtlich der Lebensdauer einer Kupplung ungünstig ist.
Um einen Gangwechsel bei einem Fahrzeug zu ermöglichen, wird bei dem bekannten Verfahren das vom Motor auf die Räder übertragene Drehmoment abgebaut. Dieser Momentenabbau sowohl des Motormoments als auch des übertragbaren Kupplungsmoments wird automatisch ausgelöst. Für den Fahrer kann dies sehr überraschend kommen, insbesondere, wenn Vollastschaltvorgänge durchgeführt werden. Dies kann zu einem relativ starken Ruck bzw. zu Schwingungen an dem Fahrzeug führen, welches das Empfinden des Fahrers wesentlich beeinflusst und als unangenehm empfunden wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Ruck bei vorgegebener Abbauzeit des Kupplungsmomentes möglichst gering gehalten wird und die Anregung und Übertragung von Schwingungen des Antriebsstranges auf die Räder vermieden werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Demgemäß wird der Momentenabbau beim erfindungsgemäßen Verfahren möglichst gleichmäßig durchgeführt, sodass insbesondere Schwingungen des Antriebsstranges vermieden werden. Durch eine gezielte Steuerung des übertragbaren Kupplungsmoments ist es möglich, diese Forderung zu erfüllen. Zur Unterdrückung von Ruckschwingungen z. B. des Antriebsstranges ist es deshalb sinnvoll, insbesondere die Drehmasse des Motors, z. B. gleich zu Beginn der Momentenabbauphase, vom Antriebsstrang abzukoppeln. Dies kann insbesondere durch eine schnelle Reduzierung des Kupplungsmomentes erreicht werden.
Deshalb ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass während der Auskuppelphase das Kupplungsmoment gemäß einer geeignete Funktion abgebaut wird. Damit kann der Übergang vom Haften zum Schlupfen bei der Kupplung schon von Beginn an in vorteilhafter Weise unterdrückt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn schon zu Beginn der Auskuppelphase Schlupf an der Kupplung zugelassen wird, wie dies bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein kann.
Durch einen sorgfältig gewählten zeitlichen Verlauf des übertragbaren Kupplungsmomentes werden Schwingungen im Antriebsstrang minimiert. Durch Simulationen hat sich gezeigt, dass insbesondere ein zeitlich parabelförmiger Abbau des Kupplungsmomentes dafür besonders vorteilhaft ist. Deshalb ist gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Kupplungsmoment vorzugsweise zunächst durch eine para- belförmige Funktion und danach durch eine lineare Funktion vorgegeben wird. Selbstverständlich können auch andere geeignete Funktionen für den zeitlichen Verlauf des Kupplungsmomentes vorgesehen werden, um das erfindungsgemäße Verfahren weiter zu optimieren. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die vorgenannten Maßnahmen beim Abbau des
Kupplungsmomentes miteinander kombiniert werden. Dies bedeutet, dass zu Beginn des
Momentenabbaus Schlupf an der Kupplung zugelassen wird und dann ein zeitlich para- belförmiger Abbau des Kupplungsmomentes folgt. Dieser parabelförmige Abbau des
Kupplungsmomentes kann nach einer gewissen Abklingzeit TR der Ruckelschwingungen stetig und differenzierbar in einem linearen Verlauf übergeht, wie dies eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vorsieht. Durch diese Kombination wird der Fahrkomfort bei dem Fahrzeug in vorteilhafter Weise weiter verbessert.
Eine andere Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass der zeitliche Verlauf des Kupplungsmoments durch ein Anfangskupplungsmoment und durch die Steigung des Anfangskupplungsmoments vorgegeben wird. Vorzugsweise kann das Anfangskupplungsmoment durch folgende Gleichung bestimmt werden: Te,» = a τtfi - Je -ώefi) , wobei
Tc 0 = Anfangskupplungsmoment, a = Verhältnis von übertragbarem Kupplungsmoment und dynamischem Motormoment, Tefi = anfängliches Motormoment,
Je = Trägheitsmoment des Motors, ώe 0 = Winkelbeschleunigung des Motors zu Beginn des Auskuppelvorgangs.
Es hat sich gezeigt, dass das Verhältnis α vorzugsweise im Bereich von etwa 1 ,0 bis 1 ,025 liegen sollte. Selbstverständlich können auch andere Werte verwendet werden.
Für die Steigung des Anfangskupplungsmomentes kann folgende Gleichung vorgegeben werden: fc,o = ß - ,^ , wobei
Tcfi = Steigung des Anfangskupplungsmoments, ß = Verhältnis von Anfangs- und Endabbaurate des übertragenen Kupplungsmoments, c max = maximale Steigung des Kupplungsmomentes.
Es hat sich gezeigt, dass dabei das Verhältnis ß vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 0,6 liegen sollte. Selbstverständlich können auch hier andere Werte verwendet werden. Durch die vorgenannten Beziehungen bzw. Gleichungen können Schwingungen während des Auskuppeins minimiert werden. Bei den Gleichungen wird mit Je das Trägheitsmoment des Motors und mit ώefi die Winkelbeschleunigung des Motors zu Beginn der Auskuppelphase bezeichnet, α ist dabei das Verhältnis von übertragbarem Kupplungsmoment und dynamischem Motormoment zu Beginn der Auskuppelphase, wobei ß das Verhältnis von Anfang- und Endabbaurate des übertragbaren Kupplungsmomentes ist. Die vorgenannten Bedingungen für und ß führen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einem ruckminimiertem Auskuppeln. Der Ruck kann als zeitliche Ableitung der Fahrzeugbeschleunigung definiert werden, sodass die Komforteinbusse geringer ist, je geringer der Betrag der zeitlichen Ableitung der Fahrzeugbeschleunigung ist. Die vorgenannten Gleichungen können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch noch geeignet variiert bzw. verändert werden.
Eine andere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass ein zeitlicher Sollverlauf des Kupplungsmomentes durch folgende Gleichungen beschrieben wird:
τ c (0 = τ cfi + (s0 +b - t) -t für t<τg und Tc(t) = c + s - (t -τg ) für t>τg
Dabei ist t die Zeit ab Beginn der Auskuppelphase und TCι0 das übertragbare Moment, auf das die Kupplung zu Beginn der Auskuppelphase eingestellt wird. Mit s wird die Steigung des linearen Motormomentenabbaus und mit s0 die Steigung zu Beginn des Motormo- mentenabbaus bezeichnet. Da sowohl Tc, also der zeitliche Verlauf des Kupplungsmoments, als auch fc , also die Steigung des Kupplungsmomentenverlaufs beim Übergang von dem parabolischen zum linearen Verlauf stetig sein sollen, sollten b und c vorzugsweise den folgenden Bedingungen genügen: b = S ~ S°
c = Tefi + (s0 + b - τg ) - τ8
Selbstverständlich können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch andere geeignete Bedingungen verwendet werden.
Es ist auch möglich, dass die Steigung s des linearen Momentenabbaus während der Feinabstimmung im Fahrzeug appliziert wird. Dabei können auch Abhängigkeiten von dem Motormoment und dem Gang berücksichtigt werden. Um möglichst einfache Berechnungsformeln für So und Tc,0 anzugeben, werden folgende Ansätze beispielhaft vorgeschlagen: s0 = ß - s ,
Tc,o = a XTefi - Je -ώefi)
Dabei wird mit ώe 0 die Winkelbeschleunigung des Motors zu Beginn des Auskuppeins angegeben. Bei der hier angegeben Formel wurden für vorzugsweise Werte von 0,8 bis 1 ,1 angegeben, welche in Schritten von 0,05 variiert werden können. Für ß werden Werte von 0 bis 1 angegeben, welche in Schritten von 0,2 variiert werden können. Selbstverständlich sind auch hier andere Wertebereiche bzw. andere Schritte möglich. Das anfängliche Motormoment Te,o wurde vorzugsweise auf 100 Nm festgesetzt. Auch bei diesem Wert sind Variationen möglich.
Es hat sich gezeigt, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise die Kupplung zu Beginn des Momentenabbaus an der Schlupfgrenze sein sollte und die Anfangssteigung des Momentenabbaus etwa zwischen 30 bis 60 % der Endsteigung betragen sollte. Diese angegebenen Werte ergeben bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einen optimalen Momentenabbau, bei dem die Schwingungen des Antriebsstranges minimiert werden. Dies deshalb, weil eine frühe Entkopplung von Motor und Antriebsstrang bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht wird.
Durch das optimale Zusammenspiel von zeitlich nicht linearen und linearen Momentenabbau werden Schwingungsanregungen schon im Ansatz praktisch eliminiert und ein wei- testgehend gleichmäßiger Momentenabbau erzielt. In vorteilhafter Weise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Anzahl der Applikationsparameter deutlich reduziert, wodurch eine Abstimmung im Fahrzeug erleichtert wird.
Eine andere Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass zum Optimieren des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Simulationsmodell verwendet wird. Bei dem Simulationsmodell werden insbesondere die Drehmassen von dem Motor, der Kupplungsscheibe, dem Getriebe und dem Fahrzeug, sowie die Elastizität und Dämpfung der Antriebswellen sowie der Kupplung berücksichtigt. Selbstverständlich können bei dem Simulationsmodell auch andere geeignete Betriebsgrößen bzw. Parameter verwendet wer- den.
Das Fahrwiderstandsmoment kann bei dem Simulationsmodell kleiner als das Motormoment sein, sodass eine Beschleunigungssituation nachgebildet werden kann. Die Anfangsbedingungen können so gewählt werden, dass der Antriebsstrang des Fahrzeuges nicht schwingt und die Kupplung haftet. Für das Motor- und das Kupplungsmoment können verschiedene Reduktionsverläufe implementiert werden, sodass verschiedene Strategien des Motormomentenabbaus mit dem Simulationsmodell untersucht werden können.
Die wichtigsten Parameter des Schwingungssystems sind vorzugsweise die Drehmasse des Fahrzeugs JFzg = 0,75 kgm2, die Drehmasse des Getriebes JGet = 0,025 kgm2, die Drehmasse des Motors J OI = 0,165 kgm2, cAntrieb = 33 Nm/rad und dAntrieb = 1 Nms/rad.
Daraus ergeben sich als Periodendauer für das Ruckein zwischen dem Motor und dem Getriebe gegenüber dem Fahrzeug ein Wert von 675 ms (1 ,5 Hz) und dem Rupfen zwischen dem Getriebe gegenüber dem Fahrzeug ein Wert von 170 ms (5,9 Hz).
Im Simulationsmodell kann die Fahrzeugbeschleunigung differenziert werden, wodurch man eine Aussage über den vorliegenden Ruck bei dem Fahrzeug erhält. Der negative Maximalwert des Rucks stellt ein entscheidendes Kriterium bei der Bewertung der verschiedenen Strategien dar.
Eine andere Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass der Kupplungsschlupf bei dem Momentenabbau zu Beginn der Auskuppeiphase dadurch erreicht wird, dass ein KME-Faktor der Globalstrategie auf einen Wert z. B. kleiner als 1 gesetzt wird. Um bei der Simulation auch den Anteil des Motormomentes, der in die Eigenbeschleunigung des Motors eingeht, zu berücksichtigen, kann folgender Ansatz gewählt werden: MKup = KME ■ (MMol - JMot • ώMot ), wobei
MKup = Kupplungsmoment,
KME = Faktor der Globalstrategie,
MMot = Motormoment
JMot = Trägheitsmoment des Motors, ώMot = Winkelbeschleunigung des Motors.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der KME-Faktor während des Momentenabbaus auf einen Wert kleiner 1 dekrementiert wird, bis ein festgelegtes Minimum erreicht ist. Selbstverständlich kann der KME-Faktor auch anderweitig verringert und begrenzt werden.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Gradient des Kupplungsmoments im linearen Bereich fahrsituationsabhängig als Schaltkom- forparameter bestimmt wird. Denn der Gradient des Kupplungsmoments im linearen Bereich hängt direkt proportional mit dem Ruckmaximum zusammen.
Der Anfangssprung bei dem Momentenabbau zusammen mit dem Anfangsgradienten beim parabolischen Abbau des Kupplungsmomentes bestimmt die Größe des ersten Peaks im Ruckverlauf.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass ein situationsunabhängiger KME-Faktor und/ oder ein zum Gradienten im linearen Bereich proportionaler Momentenoffset verwendet wird. Selbstverständlich können auch andere geeignete Parameter bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Es ist auch denkbar, dass der Anfangsgradient des Kupplungsmomentes zumindest gangabhängig einen konstanten Prozentsatz des Gradienten im linearen Bereich aufweist.
Dies deshalb, weil der Dämpfungsgrad im Antriebsstrang gangabhängig konstant ist.
Bezüglich der Zeitdauer des parabolischen Momentenabbaus kann gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung berücksichtigt werden, dass zum Ende des parabolischen Abbaus die angeregten Eigenschwingungen im Antriebsstrang abgeklungen sein sollten, sodass der nachfolgende lineare Momentenabbau keine weitere Rucküberhöhung hervorruft. Da die Eigenfrequenz und der Dämpfungsgrad im Antriebsstrang gangabhängig konstant sind, kann die Zeitdauer des parabolischen Momentenabbaus vorzugsweise eine gangabhängige Konstante sein.
Bei den vorgenannten Parametern kann zur Optimierung der Abstimmung dieser Parameter auch die Variation von dem Moment, der Drehzahl sowie von Dämpfung und Adaptionsparametern der Kupplungskennlinie verwendet werden, um Aussagen über die Robustheit der Strategie zu erhalten. Daraus können sich dann Ergebnisse für die steuerungstechnische Umsetzung ableiten.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei jeglicher Art von Drehmo- mentenübertragungssystemen zum Einsatz kommen. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz bei einem elektronischen Kupplungsmanagement (EKM) sowie bei einem automatischen Schaltgetriebe (ASG).
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der die dazugehörigen Zeichnungen erläuternden Beschreibung. Es zeigen:
Figur 1 einen zeitlichen Verlauf des Momentenabbaus gemäß der vorliegenden Erfindung; Figur 2 einen zeitlichen Verlauf des Ruckes während einer Auskuppelphase für zwei verschiedene -ß-Paare; Figur 3 einen Konturplott des maximalen Ruckes in einer -ß-Ebene für eine erste Parametervariation; Figur 4 einen Konturplott des maximalen Ruckes in der α-ß-Ebene für eine zweite Parametervariation;
Figur 5 einen Konturplott des maximalen Ruckes in der α-ß-Ebene für eine dritte Parametervariation;
Figur 6 einen Konturplott des maximalen Ruckes in der α-ß-Ebene für eine vierte Parametervariation;
Figur 7 einen Konturplott des maximalen Ruckes in der α-ß-Ebene für eine fünfte Parametervariation;
Figur 8 einen Konturplott des maximalen Ruckes in der α-ß-Ebene für eine sechste Parametervariation;
Figur 9 einen Konturplott des maximalen Ruckes in der α-ß-Ebene für eine siebente Parametervariation;
Figur 10 einen Konturplott des maximalen Ruckes in der α-ß-Ebene für eine achte Parametervariation;
Figur 11 eine schematische Darstellung eines Simulationsmodells eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges;
Figur 12 drei Diagramme, in denen verschiedene Fahrzeuggrößen während eines linearen Momentenabbaus in 250 ms dargestellt sind; Figur 13 drei Diagramme, bei denen verschiedene Fahrzeuggrößen bei einem linearen Momentenabbau in 500 ms dargestellt sind; Figur 14 drei Diagramme, in denen verschiedene Fahrzeuggrößen bei einem parabolischen Momentenabbau in 500 ms dargestellt sind; Figur 15 drei Diagramme, in denen verschiedene Fahrzeuggrößen bei einem linearen Momentenabbau in 500 ms mit
Schlupf dargestellt sind; Figur 16 drei Diagramme mit verschiedenen Fahrzeuggrößen bei erfindungsgemäßen Momentenabbau; und Figur 17 ein graphisch dargestelltes Messergebnis mit Fahrzeugdaten während eines Schaltvorganges. In Figur 1 sind die Verläufe des Motormoments Te und des Kupplungsmoments Tc während der Auskuppelphase dargestellt. Um Schwingungen im Antriebsstrang zu vermeiden, wird schon zu Beginn der Auskuppelphase Schlupf zugelassen. Danach folgt ein parabolischer Abbau des Kupplungsmomentes, an den sich ein linearer Abbau anschließt. Um ein Wegtouren des Motors zu vermeiden, sollte gegen Ende der Auskuppelphase Te unter Tc sinken, wie dies in Figur 1 angedeutet ist.
In Figur 2 ist der Ruck über die Zeit dargestellt, wobei in den beiden Diagrammen unterschiedliche αß-Paare verwendet werden. Aus Figur 2 ist zu entnehmen, dass α und ß einen merklichen Einfluss auf den Ruck J des Fahrzeuges haben. Im oberen Diagramm sind die Werte für α gleich 0,9 und für ß gleich 0 gewählt. Bei diesen Werten sind deutliche Schwingungen erkennbar. In dem unteren Diagramm ist der Wert für α gleich 1 und der Wert für ß gleich 0,6 gewählt. Bei diesen Werten ist die Anregung von Schwingungen praktisch eliminiert.
Das anfängliche Motormoment ist bei diesen Darstellungen in Figur 2 gleich 100 Nm, der Fahrtwiderstand gleich 50 Nm, der Dämpfungskoeffizient des Antriebsstranges gleich 1 Nms/rad und die Steigung gleich -350 Nm/s.
In den Figuren 3 bis 10 sind Konturplotts des Betrages des maximalen Ruckes IJmaxl in der α-ß-Ebene für verschiedene Parametervariationen dargestellt. Die weissen Flächen, sind Gebiete, in denen der maximale Ruck nicht mehr als 20 rad/s3 über dem absoluten Minimum des jeweiligen Plotts liegt. Es wird angenommen, dass eine Änderung des Rucks um 20 rad/s3 vom Fahrer noch als gering empfunden wird. Typische Werte der absoluten Minima sind 260 rad/s3 bei s = -250 Nm/s bzw. 470 rad/s3 und bei s = -350 Nm/s. Die zu den absoluten Minima gehörenden α-Werte sind 1 ,0 oder 1 ,05, die ß-Werte liegen bei 0,4; 0,6 oder 0,8. Bildet man die Schnittmenge aller weissen Flächen, so erhält man näherungsweise die bereits angegebene Bedingungen für nahezu ruckminimiertes Auskuppeln von α und ß. Danach sollte α zwischen 1 ,0 und 1 ,025 und ß zwischen 0,3 und 0,6 liegen. Dies bedeutet, dass die Kupplung zu Beginn des Momentenabbaus an der Schlupfgrenze sein sollte und die Anfangssteigung des Momentenabbaus 30 bis 60 % der Endsteigung betragen sollte.
In Figur 3'ist das absolute Minimum bei 267 rad/s3 durch einen Kreis gekennzeichnet und der Stern gibt die Position des absoluten Maximums 930 rad/s3 an. Auf der weissen Fläche liegt der maximale Ruck höchstens 20 rad/s3 über dem absoluten Minimum. Das Motormoment zu Beginn des Auskuppeins liegt bei 100 Nm, der Fahrtwiderstand bei 90 Nm, die Momentenabbaurate im linearen Bereich bei -200 Nm/s sowie der Dämpfungskoeffizient des Antriebsstranges bei 0,5 Nms/rad.
In Figur 4 zeigt der Kreis die Position des absoluten Minimums bei 264 rad/s3 und der Stern die Position des absoluten Maximum bei 903 rad/s3. Auf der weissen Fläche liegt der maximale Ruck höchstens 20 rad/s3 über dem absoluten Minimum. Das Motormoment zu Beginn des Auskuppeins liegt bei 100 Nm, der Fahrtwiderstand bei 10 Nm, die Momentenabbaurate im linearen Bereich bei -200 Nm/s sowie der Dämpfungskoeffizient des Antriebsstranges bei 1 ,0 Nms/rad.
In Figur 5 zeigt der Kreis wieder die Position des absoluten Minimums bei 267 rad/s3 und der Stern die Position des absoluten Maximums bei 967 rad/s3. Auf der weissen Fläche liegt der maximale Ruck höchstens 20 rad/s3 über dem absoluten Minimum. Das Motormoment zu Beginn des Auskuppeins liegt bei 100 Nm, der Fahrtwiderstand bei 50 Nm, die Momentenabbaurate im linearen Bereich bei —200 Nm/s sowie der Dämpfungskoeffizient des Antriebsstranges bei 1 ,0 Nms/rad.
In Figur 5 liegt das absolute Minimum durch den Kreis gekennzeichnet bei 267 rad/s3 und das absolute Maximum durch den Stern gekennzeichnet bei 1049 rad/s3. Auf der weissen Fläche liegt der maximale Ruck höchstens 20 rad/s3 über dem absoluten Minimum. Das Motormoment zu Beginn des Auskuppeins liegt bei 100 Nm, der Fahrtwiderstand bei 90 Nm, die Momentenabbaurate im linearen Bereich bei -200 Nm pro Sekunde sowie der Dämpfungskoeffizient des Antriebsstranges bei 1 ,0 Nms/rad. In Figur 7 zeigt der Kreis die Position des absoluten Minimums bei 461 rad/s3 und der
Stern die Position des absoluten Maximums bei 962 rad/s3. Auf der weissen Fläche liegt der maximale Ruck höchstens 20 rad/s3 über dem absoluten Minimum. Das Motormoment zu Beginn des Auskuppeins liegt bei 100 Nm, der Fahrtwiderstand bei 10 Nm, die Momentenabbaurate im linearen Bereich bei -350 Nm pro Sekunde und der Dämpfungskoeffizient des Antriebsstranges bei 1 ,0 Nms/rad.
In Figur 8 zeigt der Kreis die Position des absoluten Minimums bei 461 rad/s3 und der Stern die Position des absoluten Maximums bei 1027 rad/s3. Auf der weissen Fläche liegt der maximale Ruck höchstens 20 rad/s3 über dem absoluten Minimum. Das Motormoment zu Beginn des Auskuppeins liegt bei 100 Nm, der Fahrtwiderstand bei 50 Nm, die Momentenabbaurate im linearen Bereich bei -350 Nm pro Sekunde sowie der Dämpfungskoeffizient des Antriebsstranges bei 1 ,0 Nms/rad.
In Figur 9 zeigt der Kreis die Position des absoluten Minimums bei 462 rad/s3 und der Stern die Position des absoluten Maximums bei 1092 rad/s3. Auf der weissen Fläche liegt der maximale Ruck höchstens 20 rad/s3 über dem absoluten Minimum. Das Motormoment zu Beginn des Auskuppeins liegt bei 100 Nm, der Fahrtwiderstand bei 90 Nm, die Momentenabbaurate im linearen Bereich bei -350 Nm pro Sekunde sowie der Dämpfungskoeffizient des Antriebsstranges bei 1 ,0 Nms/rad.
In Figur 10 zeigt der Kreis die Position des absoluten Minimums bei 264 rad/s3 und der Stern die Position des absoluten Maximums bei 1823 rad/s3. Auf der weiweissen Fläche liegt der maximale Ruck bei höchstens 20 rad/s3 über dem absoluten Minimum. Das Motormoment zu Beginn des Auskuppeins liegt bei 100 Nm, der Fahrtwiderstand bei 90 Nm, die Momentenabbaurate im linearen Bereich bei
-200 Nm pro Sekunde sowie der Dämpfungskoeffizient des Antriebsstranges bei 2,0 Nms/rad.
Figur 11 zeigt ein Simulationsmodell des Antriebsstranges des Fahrzeuges. Bei dem Simulationsmodell sind die Drehmassen des Motors, der Kupplungsscheibe, des Getriebes und des Fahrzeuges sowie die Elastizität und Dämpfung der Antriebswellen sowie der Kupplung enthalten. In den Figuren 12 bis 16 sind das Motormoment, das Kupplungsmoment, das Moment Antriebsstrang, die Motordrehzahl, die Getriebedrehzahl, die Abtriebsdrehzahl, die Fahrzeugbeschleunigung und der Ruck über die Zeit dargestellt.
In den Figuren 12 und 13 ist ein linearer Abbau in 250 ms bzw. 500 ms mit der Bedingung Kupplungsmoment > Motormoment dargestellt. In Figur 14 ist ein parabolischer Abbau in 500 ms mit der Bedingung Kupplungsmoment > Motormoment angedeutet.
Aus Figur 15 ist wiederum ein linearer Momentenabbau in 500 ms mit Schlupf ersichtlich. Dort sind die Simulationsergebnisse für den gleichen Momentenabbau wie bei Figur 14 angedeutet, wobei in Figur 15 aber eine Dekrementierung des KME-Faktors auf einen Wert unter 1 vorgenommen worden ist.
In Figur 15 wird nun ebenfalls bei linearem Momentenabbau mit Schlupf abgebaut. Dies wird dadurch erreicht, dass der KME-Faktor, wie bereits erwähnt, auf einen Wert unter 1 gesetzt wird. Damit ist der resultierende Kupplungsmomentenverlauf nicht mehr linear. In diesem Fall wird der negative Ruck beim schlupfenden System schneller abgebaut. Dies liegt an der höheren Eigenfrequenz. Für die gewählten Parameter ist das negative Ruckmaximum bei schlupfendem Momentenabbau größer als bei nicht schlupfendem Momentenabbau. Die Eigenschwingung klingen bei gleicher Dämpfung mit höherer Eigenfrequenz, d. h. bei schlupfender Kupplung, schneller ab. Die Kopplung des Kupplungsmomentes an das Motormoment mittels dem KME-Wert führt bei schlupfendem Momentenabbau (KME < 1) zum erheblichen Wegtouren des Motors. Die Getriebedrehzahl liegt hingegen unter der Abtriebsdrehzahl, was mit dem Entspannen des Antriebsstranges zu erklären ist.
Figur 16 zeigt sowohl einen parabolischen als auch einen linearen Momentenabbau, welche miteinander kombiniert sind. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass sich bei diesem Ansatz ein nahezu konstanter Ruck während des Momentenabbaus erreichen läßt.
Insgesamt kann festgestellt werden, dass bei linearem Momentenabbau ein beitragsmäßiges Druckmaximum nach ungefährer Zeit ei vorliegt. Bei einem parabolischen Mo- mentenabbau tritt der betragsmäßig größte Ruck zum Ende hin auf. Nach dem späten
Übergang der Kupplung vom Haften zum Schlupfen wird der Ruck noch verstärkt. Im direkten Vergleich der beiden Abbauverläufe kann der lineare Momentenabbau besser abschneiden, weil das betragsmäßige Ruckmaximum kleiner ist.
In Figur 16 ist zu Beginn des Momentenabbaus ein Kupplungsmomentensprung vorgesehen, der den Schlupf erzeugt und dadurch die höhere Ruckfrequenz anregt. Anschließend folgt ein parabolischer Momentenabbau an der Kupplung, wobei der Anfangsgradient nicht 0 ist. Nach Abklingen der Eigenschwingungen im Antriebsstrang folgt ein konstanter Gradient des Kupplungsmomentes. Das Motormoment wird zum Ende hin schneller abgebaut als das Kupplungsmoment, damit der Motor nicht Wegtouren kann und der Schlupf begrenzt wird.
Die in Figur 16 dargestellten Verläufe zeigen, dass ein nahezu konstanter Ruck während des Momentenabbaus erreicht wird. Bei einer Abbauzeit von 500 ms beträgt das Maximum des Verzögerungsruckes nur noch -245 rad/s3. Bei einem linearen Momentenabbau ohne Schlupf wird dagegen ein Verzögerungsruck von -325 rad/s3 erzeugt. Somit kann der Verzögerungsruck um etwa 25 % bei dem erfindungsgemäßen Verfahren reduziert werden. Darüber hinaus kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch die Momente- nabbauzeit wesentlich verkürzt werden, nämlich um etwa 25 %.
In Figur 17 ist ein Vollastzughochschaltvorgang von dem zweiten in den dritten Gang dargestellt. Bei diesem Schaltvorgang wird bei stehendem Motormoment die Kupplung sprunghaft geöffnet und gleichzeitig der Gangwechsel eingeleitet. Der Momentenaufbau erfolgt nach dem Gangwechsel entsprechend einer geeigneten Einkuppelstrategie, vorzugsweise durch sportliches Einkuppeln. Aus Figur 17 wird deutlich, dass die Dauer des Schaltvorganges bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf ca. 340 ms reduziert werden kann.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen. In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombination der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüchen unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer automatisierten Kupplung und/oder eines automatisierten Getriebes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Momentenabbau während einer Auskuppelphase durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentenabbau derart durchgeführt wird, dass die Beschleunigung des Fahrzeuges möglichst gleichmäßig abgebaut wird, um Schwingungen des Antriebsstranges des Fahrzeuges zu vermeiden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass während der Auskuppelphase das Kupplungsmoment gemäß einer geeigneten Funktion abgebaut wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zu Beginn der Auskuppelphase durch den Momentenabbau Schlupf an der Kupplung zugelassen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das
Kupplungsmoment abgebaut wird, wobei der zeitliche Verlauf des Kupplungsmomentes (Tc) zunächst durch eine parabelförmige Funktion und danach durch eine lineare Funktion vorgegeben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei
Beginn des Momentenabbaus Schlupf an der Kupplung zugelassen wird, dass der parabelförmige Abbau des Kupplungsmomentes (Tc) etwa in einem Zeitintervall (τg ) durchgeführt wird, und dass ein linearer Abbau des Kupplungsmomentes (Tc) etwa nach einer Abklingzeit (τR) vorgesehen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf des Kupplungsmomentes (Tc) durch ein Anfangskupplungsmoment (Tc,o) und/oder durch die Steigung des Anfangskupplungsmomentes ( c,o) vorgegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfangskupplungsmoment (Tc,o) durch folgende Gleichung bestimmt wird: Tc,o = a Tefi - Je -ώβfi) , Nθbθ\
Tcfi = Anfangskupplungsmoment, a = Verhältnis von übertragbarem Kupplungsmoment und dynamischem Motormoment, Tefi = anfängliches Motormoment,
Je = Trägheitsmoment des Motors, ώe 0 = Winkelbeschleunigung des Motors zu Beginn des Auskuppelvorgangs.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (α) etwa im Bereich von 1 ,0 bis 1 ,025 liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steigung des Anfangskupplungsmoments (rc,o) durch folgende Gleichung bestimmt wird:
tcfi = Steigung des Anfangskupplungsmoments, ß = Verhältnis von Anfangs- und Endabbaurate des übertragenen Kupplungsmoments, τ c,maL - maximale Steigung des Kupplungsmomentes.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (ß) im Bereich von 0,3 bis 0,6 liegt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Sollverlauf des Kupplungsmomentes (Tc) durch folgende Gleichung beschrieben wird: Tc (t) = TcQ +(s0+b-t)-t für t<τg und
Tc (t) = c + s ■ (t - τs ) für t>τg, wobei
Tc = Sollverlauf des Kupplungsmomentes, s0 = Anfangssteigung des Kupplungsmomentes s = Steigung des linearen Momentenabbaus, t - Zeit zu Beginn der Auskuppelphase, τg - Dauer des parabolischen Kupplungsmomentenabbaus,
■- b und c = Parameter.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter (b) folgender Bedingung genügt: s-sn b~- Jo
2-τ„
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter (c) folgender Bedingung genügt: c = Tc0+(s0+b-τs)-τs
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die Steigung zu Beginn des Momentenabbaus (so) folgender Ansatz gilt: s0= ß-s , wobei ß = Verhältnis von Anfangssteigung des
Momentenabbaus zu Endsteigung.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass für die Anfangssteigung des Kupplungsmomentes (Tc>0) folgender Ansatz gewählt wird: Tc,,=o-{Tefi-Je-ώefi), wobei a = Verhältnis von dynamischem Motormoment zu übertragbarem Kupplungsmoment zu Beginn des Momentenabbaus, Tefi = anfängliches Motormoment,
Je = Trägheitsmoment des Motors, ώe Q = Winkelbeschleunigung des Motors zu Beginn des Auskuppeins.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (ß) im Bereich von 0 bis 1 liegt und in Schritten von 0,2 variiert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (α) im Bereich von 0,8 bis 1 ,1 liegt und in Schritten von 0,05 variiert wird und dass das anfängliche Motormoment (Te,o) im Bereich von etwa 100 Nm liegt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung des Momentenabbaus ein Simulationsmodell vorgesehen wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Simulationsmodell zumindest die Drehmasse des Motors, die Drehmasse des Getriebes, die Drehmasse des Fahrzeuges, die Elastizität der Antriebswelle, die Dämpfung der Antriebswellen sowie die Elastizität und/oder die Dämpfung der Kupplung verwendet werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der schlupfende Momentenabbau erreicht wird, indem ein KME-Faktor der Globalstrategie auf einen Wert <1 gesetzt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass für den Momente- naubbau folgender Ansatz gewählt wird:
MKup = KME ■ (MMot - JMot ■ ώMot ), wobei
MκuP - Kupplungsmoment,
KME - Faktor der Globalstrategie,
MMot = Motormoment J MOI = Trägheitsmoment des Motors,
MMO, - Winkelbeschleunigung des Motors.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der KME-Faktor während des Momentenabbaus auf einen Wert kleiner 1 dekre- mentiert wird, bis ein vorgegebenes Minimum erreicht wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient des Kupplungsmomentes im linearen Bereich fahrsituationsabhängig als Schaltkomfortparameter bestimmt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangsgradient beim parabolischen Momentenabbau im Zusammenhang mit einem situationsunabhängigen KME-Faktor bestimmt wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangsgradient beim linearen Momentenabbau mit einem geeigneten Momente- noffset kombiniert wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangsgradient derart vorgegeben wird, dass dieser zumindest gangabhängig ein konstanter Anteil des Gradienten beim linearen Momentenabbau ist.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass als Zeitdauer des parabolischen Momentenabbaus im wesentlichen eine gangabhängige Konstante gewählt wird.
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