WO2003087613A2 - Verfahren zum positionsabgleich in einer bewegungsübertragung von einem aktor zu einer federbelasteten kupplung eines getriebes eines fahrzeuges - Google Patents

Verfahren zum positionsabgleich in einer bewegungsübertragung von einem aktor zu einer federbelasteten kupplung eines getriebes eines fahrzeuges Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method for position adjustment in a movement transmission from an actuator to a spring-loaded clutch of a transmission of a vehicle.
  • the invention has for its object to provide a method for position adjustment, which allows determination of the actuator position regardless of errors or emergency situations occurring.
  • This object is achieved according to the invention by a method for position adjustment in a motion transmission from an actuator to a spring-loaded clutch of a transmission of a vehicle, in which the position adjustment is carried out as a function of at least one parameter of the motion transmission.
  • the method according to the present invention at least rough positioning for a clutch actuator can be proposed. In this way, information about the current position of the clutch actuator can be obtained.
  • the measurement of the engagement and / or disengagement force can be used as a parameter for position adjustment.
  • the properties of the self-locking transmission of the transmission link (spring band transmission) are used.
  • the load that is to say the engagement and / or disengagement force, thus presents itself as a frictional torque in the spring-band transmission for the actuator motor.
  • the voltage applied to the motor of the actuator is increased twice with opposite signs in a predetermined time ramp until the movement of the actuator or a maximum voltage is reached in each case becomes.
  • the relationship between the load on the actuator and the frictional torque in the spring-band transmission is used in such a way that the speed of the actuator is evaluated under the constant motor voltage.
  • the frictional torque in the spring band transmission also depends on the sign of the moment or the movement of the actuator motor.
  • This friction torque consists of at least two components, namely a load-dependent friction torque in the spring-band transmission, which is direction-independent, and a torque translated from the load, which is direction-dependent.
  • a next embodiment of the invention can provide that a non-zero value is used as the starting value for the voltages applied. In this way, time can be saved in the method according to the invention, since the voltage ramps are not at zero, but z. B. can be started at a predetermined starting value.
  • a brake voltage is applied after the application of the voltage ramps, whereby the movement of the actuator is braked.
  • the braking voltage can be chosen to be so small that it does not keep the actuator in the same direction or can even cause the actuator to start up.
  • a method is thus specified with which, in particular in the case of a clutch actuator of an uninterruptible manual transmission (USG), a rough determination of its reference position can be carried out with an unknown position without directly using a mechanical stop.
  • the method according to the invention can be used for a basic initialization, for example at the end of a production line.
  • a rough measurement can first be carried out by roughly measuring the disengagement or engagement force using the minimum voltage for movements of the actuator motor.
  • the reference position can initially be determined to be about +/- 0.5 mm.
  • the reference position can then be precisely determined using a suitable fine adjustment.
  • This method according to the invention can also be used for other clutch systems.
  • Control unit is carried out without using stops.
  • the plausibility of the actuator position can preferably be moved in both directions of movement of the actuator actuator.
  • the stop is not necessary for the plausibility check of the position.
  • the procedure defined in the EKM / ASG control system should be changed from the zero position (parking lock) to the HUB position, i.e. over the entire working range of the clutch control system, in such a way that a plausibility check is provided at the same time. This checks whether a rough change in the zero position has been made in the "ignition off" phase. It is assumed that the working range of the clutch control with the limits zero point and HUB is known from the last phase "ignition on”.
  • the actuator can be in the parking lock position, for example, which corresponds to the zero point of the working range of the clutch control. This is the starting position of the travel path. It can e.g. B. a short distance in the direction of "close clutch” (delta_HUB). A maximum speed to be determined is not exceeded. If the actuator is still in the same position which corresponds to that when the control unit is switched off, the actuator can advantageously not hit a stop. Accordingly, the travel distance should be selected accordingly.
  • the actuator can then be moved to the HUB + deltaJHUB position, since the starter is actuated in neutral. This procedure should only be used for one limited speed can be carried out, since it is possible that it is driven against the stop, especially if the actuator position has been adjusted in the "ignition off" state. If the actuator was in the same position when switching on the ignition as when switching off the ignition, which characterizes the normal case, the actuator is not moved against the stop. Therefore deltaJHUB should be chosen accordingly. Then you can move to the HUB position and the normal driving mode is available.
  • Possible errors in the transmission link can e.g. B. An emergency opening, an improper clutch exchange, a reset due to undervoltage or a reset by ISM. An additional comparison when an error is detected can provide that the stops are also used for the plausibility check.
  • the method according to the invention can be used to obtain more information about the position of the stops with particular advantage.
  • a further development of the method according to the invention can consist in the fact that a suitable monitoring takes place during the opening of the clutch in the "ignition on” state whether a stop has been hit. In this way, the process in the other direction can be dispensed with (delta_NP and delta_Hub are equal to zero). This further development has the advantage that the paths below the zero point and above the HUB position do not have to be maintained.
  • the method according to the invention for checking the plausibility of the actuator position can be used to check in both directions, if there are corresponding paths, whether stops can be approached. Furthermore, it can be provided that the coupling is opened by touch if there are no paths or if the search takes too long.
  • Figure 1 is a representation of the friction torque via an external force of an actuator in a transmission link
  • FIG. 2 shows a graphical representation of a force measurement in an actuator, the actuator position being shown above and the output voltage shown below;
  • FIG. 3 shows a flow diagram of a possible force measurement
  • Figure 4 is a graphical representation of the results of the force measurement
  • FIG. 5 shows a flow diagram of a possible rough positioning
  • FIG. 6 shows a graphical representation of a measurement of a rough positioning
  • Figure 7 is a graphical representation of another measurement of a
  • FIG. 8 shows a further flow diagram of a force measurement
  • Figure 9 is a graphical comparison of a coordinate system
  • FIG. 1 shows a theoretical relationship between the external force and the frictional torque on the self-locking actuator system of an uninterruptible manual transmission (USG), with Mr + (upper profile) indicating movement against the load and Mr- (lower profile) indicating movement with the load are.
  • USG uninterruptible manual transmission
  • the frictional moments can also be adjusted via the voltages required for starting in the respective direction of the actuator rough be determined.
  • the latter has the advantage that the measurement results obtained in this way are proportional to the load torque, ie also proportional to the external force.
  • PWM pulse width modulation
  • the motor voltage is slowly increased until movement of the actuator is detected.
  • the actuator starts to move when the engine torque M M o / oc [exceeds the friction torque Mr. This is done in both directions so that Mr + and Mr- can be measured.
  • the difference between the minimum required voltages then gives a measure of the external force on the actuator.
  • FIG. 2 A single force measurement is shown in FIG. 2, the actuator position above and the output voltage below being indicated as a PWM ratio.
  • Position change detected by one increment The interaction between the anchor locking and the positions at which the increments are recognized it requires at least one movement to wait for two increments. However, a limit of four increments further reduces uncertainty. If a large number of measurements are carried out, however, the force curve can be recognized.
  • FIG. 4 shows the results of the force measurements on the clutch system. In addition, the position areas used for rough positioning are already marked.
  • the actuator can be roughly positioned. In this the actuator gropes through the system until it recognizes the transition from negative to positive position values. It is important to find a compromise between the speed and the accuracy of this positioning. The low accuracy of the force measurement only allows a rough approach to the Reference position. A larger one is only possible if the measured values are clearly large
  • Position step are carried out in order to keep the duration of the rough positioning short.
  • FIG. 5 shows a flow chart in which the limit values are given in the same way as they are e.g. are implemented in the uninterruptible manual transmission (USG).
  • USG uninterruptible manual transmission
  • a number of measurements are carried out to check the rough positioning.
  • a rough positioning was started at different positions in the adjusted state (reference position at position 0).
  • a measurement of a rough positioning with start at -6 mm is shown graphically in FIG.
  • the movements By resetting the incremental travel sensor, the movements always start at position 0 mm and then move in the direction of the negative start position.
  • the actual force measurement process can be seen in the paired back and forth movements of the actuator.
  • FIG. 7 shows a measurement of a rough positioning with a start at +6 mm.
  • the measurements shown here are extreme cases. The closer the starting position of the reference run is to the reference point, the fewer steps are required to find it.
  • Coarse positions from the same starting position are different. In rare cases (less than 1 in 25 in these examinations), the noise also leads to a Error detection of the position. In these cases, the subsequent fine positioning does not work. However, this can be recognized by the software, whereupon a new rough positioning is started.
  • this rough positioning procedure is quite robust. It can preferably be used in three different pairings of clutch and EZA, if the force characteristic of the clutches is changed due to a mechanical defect (flatter increase in force towards positive positions), the rough positioning works unchanged.
  • the actuator can lift more than 1 mm from the plate spring. This force-free millimeter can be found with this rough positioning. In addition, the fine positioning then also has sufficient distance reading.
  • This method can be used advantageously for push-pull couplings.
  • the reference point search procedure used must of course be adapted to the conditions of the respective coupling system.
  • the flow of an individual force measurement is shown in FIG. 8 in a flow chart.
  • the voltage ramps can not be zero, but z. B. can be started at a predetermined starting value.
  • the movement of the actuator can only be recognized when there is a minimum number of position increments, which is preferably greater than 1.
  • the limit can be 4.
  • the braking voltage is selected to be so small that it does not keep the actuator in the same direction or can even cause the actuator to start up. It has been shown that, although this force measurement is subject to a lot of noise, sufficient information about the current position of the actuator is provided.
  • the force curve in the clutch system should be sufficiently structured. Large portions of approx. ⁇ 1/6 of the range of motion with clear force levels must be available. In addition to an area with a very low load, a change in the sign of the load is particularly advantageous. From this it can be decided which position change is to be carried out next in order to obtain more information about the absolute position of the actuator.
  • FIG. 9 A comparison of the physical coordinate system of the clutch and the coordinate system of the clutch control is indicated in FIG. 9, the suggested travel path of the actuator for plausibility checking of the emergency position being indicated by the arrows arranged below the diagram.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Positionsabgleich in einer Bewegungsübertragung von einem Aktor zu einer federbelasteten Kupplung eines Getriebes eines Fahrzeuges vorgeschlagen, bei dem der Positionsabgleich in Abhängigkeit zumindest eines Paramaters der Bewegungsübertragung durchgeführt wird.

Description

Verfahren zum Positionsabgleich in einer Bewegungsubertragung von einem Aktor zu einer federbelasteten Kupplung eines Getriebes eines Fahrzeuges
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Positionsabgleich in einer Bewegungsübertragung von einem Aktor zu einer federbelasteten Kupplung eines Getriebes eines Fahrzeuges.
Bei einem Getriebesystem mit zumindest einem Kupplungsaktor, welcher eine Inkrementalwegmessung aufweist, wie zum Beispiel bei dem elektrischen Zentralausrücker (EZA), kann das Problem auftreten, dass beim Einschalten des Steuergeräts nicht festgestellt werden kann, in welchem Ausrückzustand sich die Kupplung befindet. Es gibt eine Möglichkeit, die Stellerposition beim Abschalten des Steuergerätes abzuspeichern, sodass beim Einschalten des Steuergerätes von dieser Position weiter gefahren werden kann. Dies setzt jedoch voraus, dass in der Zeit, in der das Steuergerät ausgeschaltet ist, keine Veränderung der Stellerposition vorgenommen worden ist. Diese Voraussetzung ist nicht immer gegeben. Wenn der Kupplungssteller zum Beispiel notgeöffnet wurde und die Stellerposition von Hand geändert worden ist, stimmt die abgespeicherte Position mit der tatsächlichen Position nicht überein. Beispielsweise kann diese Situation auch bei der Inbetriebnahme oder am Bandende der Fertigung auftreten.
In den vorgenannten Situationen kann die Gefahr bestehen, dass der Aktor gegen einen mechanischen Anschlag gefahren wird und das selbsthemmende Getriebe danach blockiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Positionsabgleich anzugeben, welches unabhängig von auftretenden Fehlern oder Notsituationen eine Bestimmung der Aktorposition erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Positionsabgleich in einer Bewegungsübertragung von einem Aktor zu einer federbelasteten Kupplung eines Getriebes eines Fahrzeuges gelöst, bei dem der Positionsabgleich in Abhängigkeit zumindest eines Parameters der Bewegungsübertragung durchgeführt wird. Mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann zumindest eine Grobpositionierung für einen Kupplungsaktor vorgeschlagen werden. Auf diese Weise können Informationen über die aktuelle Position des Kupplungsaktors erhalten werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann zum Positionsabgleich die Messung der Einrück- und/oder der Ausrückkraft als Parameter verwendet werden. Dabei werden die Eigenschaften des selbsthemmenden Getriebes der Übertragungsstrecke (Federbandgetriebe) genutzt. Somit stellt sich für den Aktormotor die Last, also die Einrück- und/oder Ausrückkraft als ein Reibmoment im Federbandgetriebe dar.
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zum Bestimmen der Einrück- und/oder der Ausrückkraft die an den Motor des Aktors angelegte Spannung zweimal mit entgegengesetzten Vorzeichen in einer vorbestimmten Zeitrampe erhöht wird, bis jeweils die Bewegung des Aktors oder eine Maximalspannung erreicht wird. Der Zusammenhang zwischen der Last am Aktor und dem Reibmoment im Federbandgetriebe wird derart ausgenutzt, dass die Geschwindigkeit des Aktors unter der konstanten Motorspannung ausgewertet wird.
Das Reibmoment im Federbandgetriebe hängt jedoch auch vom Vorzeichen des Moments oder der Bewegung des Aktormotors ab. Dieses Reibmoment besteht zumindest aus zwei Komponenten, nämlich einem lastabhängigen Reibmoment im Federbandgetriebe, welches richtungsunabhängig ist, und einem aus der Last übersetzten Moment, welches richtungsabhängig ist.
Da das Getriebe selbsthemmend ist, kann das Lastmoment nie größer werden als das Reibmoment. Insgesamt ergibt sich so ein von der (beabsichtigten) Bewegungsrichtung abhängiges Reibmoment (Mr+ und Mr-), wobei die Differenz zwischen den Werten für die beiden Richtungen dem doppelten Lastmoment entspricht, also proportional zur Last, ist. Somit kann aus der Differenz der beiden angelegten Spannungen, bei denen sich der Motor zu bewegen beginnt, die Aus- und/oder die Einrückkraft bestimmt werden.
Eine nächste Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass als Startwert für die angelegten Spannungen ein von Null verschiedener Wert verwendet wird. Auf diese Weise kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Zeit eingespart werden, da die Spannungsrampen nicht bei Null, sondern z. B. bei einem vorbestimmten Startwert begonnen werden.
Darüber hinaus kann z. B. nach dem Anlegen der Spannungsrampen eine Bremsspannung angelegt wird, wodurch die Bewegung des Aktors abgebremst wird. Die Bremsspannung kann derart klein gewählt werden, dass sie den Aktor nicht in einer gleichgerichteten Bewegung hält oder gar ein Anlaufen des Aktors verursachen kann.
Insgesamt wird somit ein Verfahren angegeben, mit dem insbesondere bei einem Kupplungsaktor eines unterbrechungsfreien Schaltgetriebes (USG) bei unbekannter Position eine Grobbestimmung seiner Referenzposition durchführt werden kann, ohne direkt einen mechanischen Anschlag zu benutzen. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren für eine Basisinitialisierung zum Beispiel am Bandende einer Fertigung verwendet werden. Dabei kann zunächst über eine grobe Messung der Aus- bzw. Einrückkraft über die Mindestspannung für Bewegungen des Aktormotors eine Grobbestimmung durchgeführt werden. Die Referenzposition kann zunächst auf etwa +/- 0,5 mm bestimmt werden. Danach kann durch eine geeignete Feinjustierung die Referenzposition genau bestimmt werden. Dieses erfindungsgemäße Verfahren kann auch für andere Kupplungssysteme verwendet werden.
Besonders vorteilhaft ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, dass auf zusätzliche Elemente, wie Kraftsensoren oder dergleichen, verzichtet werden kann. Dies insbesondere deshalb, da der Aktormotor selbst zur Positionsbestimmung verwendet wird. lm Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Plausibilisierung der Aktorposition vorzugsweise beim Einschalten des
Steuergerätes ohne Verwendung von Anschlägen durchgeführt wird. Vorzugsweise kann zur Plausibilisierung der Aktorposition in beide Bewegungsrichtungen des Stellers des Aktors gefahren werden.
Es ist möglich, in der oben genannten Situation in der Phase „Zündung ein" immer zunächst den Anschlag in Richtung "Kupplung schließen" anzufahren, damit ein Referenzpunkt für das physikalische Koordinatensystem der Kupplung gegeben ist.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Anschlag für die Plausibilisierung der Position nicht erforderlich ist. Dabei soll das in der EKM/ASG-Steuerung festgelegte Verfahren von der Null-Position (Parksperre) auf die Position HUB, also über den gesamten Arbeitsbereich der Kupplungssteuerung, derart verändert werden, dass gleichzeitig eine Plausibilisierung vorgesehen wird. Somit wird geprüft, ob eine grobe Veränderung der Null-Position in der Phase „Zündung aus" vorgenommen wurde. Vorausgesetzt wird dabei, dass der Arbeitsbereich der Kupplungssteuerung mit den Grenzen Nullpunkt und HUB aus der letzten Phase "Zündung ein" bekannt ist.
Wenn das Steuergerät eingeschaltet wird, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Steller zum Beispiel in der Parksperr-Position, welche dem Nullpunkt des Arbeitsbereiches der Kupplungssteuerung entspricht, stehen. Dies ist die Startposition des Verfahrweges. Es kann z. B. eine kurze Strecke in Richtung "Kupplung schließen" gefahren werden (delta_HUB). Dabei wird eine festzulegende maximale Drehzahl nicht überschritten. Falls der Aktor noch an derselben Stelle steht, welche der beim Abschalten des Steuergerätes entspricht, kann der Steller in vorteilhafter Weise nicht an einen Anschlag stoßen. Demzufolge sollte die Verfahrstrecke dementsprechend gewählt werden.
Danach kann der Steller auf die Position HUB+deltaJHUB gefahren werden, da im Neutralgang der Anlasser betätigt wird. Diese Vorgehensweise sollte nur bei einer begrenzten Drehzahl durchgeführt werden, da es möglich ist, dass gegen den Anschlag gefahren wird, insbesondere wenn bei dem Zustand "Zündung aus" die Aktorposition verstellt worden ist. Falls der Aktor beim Einschalten der Zündung an derselben Position stand, wie bei dem Ausschalten der Zündung, welches den Normalfall charakterisiert, wird der Aktor nicht gegen den Anschlag gefahren. Demzufolge sollte deltaJHUB entsprechend gewählt werden. Danach kann auf die Position HUB angefahren werden und der normale Fahrmodus liegt vor.
Mögliche Fehler bei der Übertragungsstrecke können z. B. ein Notöffnen, ein unsachgemäßer Kupplungsaustausch, ein Reset durch Unterspannung oder ein Reset durch ISM sein. Ein zusätzlicher Abgleich bei Erkennung eines Fehlers kann vorsehen, dass auch die Anschläge für die Plausibilisierung verwendet werden.
Mit besonderem Vorteil können durch das erfindungsgemäße Verfahren mehr Informationen über die Lage der Anschläge erhalten werden. Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, dass während des Öffnens der Kupplung in dem Zustand "Zündung ein" eine geeignete Überwachung stattfindet, ob ein Anschlag angefahren worden ist. Auf diese Weise kann auf das Verfahren in die jeweils andere Richtung verzichtet werden (delta_NP und delta_Hub sind gleich Null). Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass die Wege unterhalb vom Nullpunkt und oberhalb von der Position HUB nicht vorgehalten werden müssen.
Insgesamt kann festgestellt werden, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Plausibilisierung der Aktorposition vorgesehen werden kann, dass, wenn entsprechende Wege vorhanden sind, in beide Richtungen überprüft wird, ob Anschläge angefahren werden können. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Kupplung, falls keine Wege vorhanden sind bzw. falls das Suchen zu lange dauert, tastend geöffnet wird.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen. Es zeigen: Figur 1 eine Darstellung des Reibmomentes über eine externe Kraft eines Aktors bei einer Übertragungsstrecke;
Figur 2 eine graphische Darstellung einer Kraftmessung bei einem Aktor, wobei oben die Aktorposition und unten die Ausgabespannung gezeigt sind;
Figur 3 ein Flussdiagramm einer möglichen Kraftmessung;
Figur 4 eine graphische Darstellung der Ergebnisse der Kraftmessung;
Figur 5 ein Flussdiagramm einer möglichen Grobpositionierung;
Figur 6 eine graphische Darstellung einer Messung einer Grobpositionierung;
Figur 7 eine graphische Darstellung einer weiteren Messung einer
Grobpositionierung;
Figur 8 ein weiteres Flussdiagramm einer Kraftmessung; und
Figur 9 eine graphische Gegenüberstellung eines Koordinatensystems einer
Kupplung und einer Kupplungssteuerung.
In Figur 1 ist ein theoretischer Zusammenhang zwischen der externen Kraft und dem Reibmoment an der selbsthemmenden Aktorik eines unterbrechungsfreien Schaltgetriebes (USG) dargestellt, wobei mit Mr+ (oberer Verlauf) Bewegung gegen die Last und mit Mr- (unterer Verlauf) Bewegung mit der Last bezeichnet sind.
Neben der Möglichkeit durch definierte kurze Spannungs- / Stromstöße eine Bewegung des Aktors auszulösen und deren Weite auszuwerten (oder im Extremfall durch „Zittern" die Kraftgleichgewichtsposition zu finden), können die Reibmomente auch über die für das Anfahren in die jeweilige Richtung des Aktors erforderlichen Spannungen grob ermittelt werden. Letzteres hat den Vorteil, dass die so erhaltenen Messergebnisse proportional zum Lastmoment, also auch proportional zur externen Kraft sind.
Beim stehenden Motor führt eine Spannung zu einem dazu proportionalen Strom und somit auch zu einem zu dieser Spannung proportionalen Motormoment. Elektrische Spannungen werden in diesem System über eine gepulste volle Spannung (12 V) erreicht. Dabei wird die effektive Ausgangsspannung über das Verhältnis „Spannung an" zu „Spannung aus" eingestellt; dabei spricht man von Pulsweitenmodulation (PWM).
Für die Kraftmessung wird die Motorspannung langsam erhöht, bis eine Bewegung des Aktors festgestellt wird. Der Aktor beginnt sich zu bewegen, wenn das Motormoment MM o / oc [ größer wird als das Reibmoment Mr. Dies wird in beide Richtungen durchgeführt, so dass Mr+ und Mr- gemessen werden können. Die Differenz der minimal erforderlichen Spannungen ergibt dann ein Maß für die externe Kraft am Aktor.
In Fig. 2 ist eine einzelne Kraftmessung dargestellt, wobei oben die Aktorposition und unten die Ausgabespannung als PWM-Verhältnis angedeutet sind.
Bei der in Figur 2 gezeigten Kraftmessung erfordert die Bewegung nach oben eine größere Spannung (ca. ein PWM von 32) als die Bewegung nach unten (ca. 22). Diese Differenz gibt nun eine Aussage über die externe Kraft. Die nach den Spannungsrampen angelegten, der Bewegung entgegenwirkenden kleinen Motorspannungen, dienen dem Abbremsen des Aktormotors. Diese Spannung ist derart klein (PWM = 6), dass sie von alleine keine Bewegung des Aktors aufrecht erhalten oder gar auslösen kann.
In Figur 3 ist ein möglicher Ablauf einer Kraftmessung in einem Ablaufdiagramm dargestellt. Wie auch zu erkennen ist, wird die Bewegung nicht sofort bei einer
Positionsänderung um ein Inkrement erkannt. Das Zusammenspiel zwischen der Ankerrastierung und den Positionen, an denen die Inkremente erkannt werden, erfordert es mindestens eine Bewegung um zwei Inkremente abzuwarten. Eine Grenze von vier Inkrementen reduziert die Unsicherheit jedoch weiter. Wenn eine große Anzahl von Messungen durchgeführt wird, kann jedoch der Kraftverlauf erkannt werden.
In Fig. 4 sind die Ergebnisse von 10 Messreihen zusammengestellt, in denen an jeweils denselben 21 Positionen die Kraft gemessen wird. Mit der durchgezogenen Linie ist der Verlauf der Ausrück- bzw. Einrückkraft verdeutlicht. Das Koordinatensystem für die Position ist in diesen Messungen dabei derart gesetzt, um das Ziel der vollständigen Positionsreferenz zu erreichen.
In Figur 4 sind die Ergebnisse der Kraftmessungen am Kupplungssystem dargestellt. Zusätzlich sind bereits die für die Grobpositionierung verwendeten Positionsbereiche markiert.
Bei einer Auswertung der Messungen für die Grobpositionierung zeigt sich deutlich die starke Streuung in den Messergebnissen. Dennoch kann aus den Messergebnissen ein grober Rückschluss auf die Position gezogen werden. Nachfolgend werden die Bereiche (a) bis (d) in Figur 4 erklärt.
(a) Werte unter -3 sind nur im stark negativen Bereich (< -4 mm) zu finden;
(b) Im Bereich zwischen -4 mm und 0 mm treten nur kleine Messwerte zwischen -3 und +3 auf;
(c) Werte über +3 sind nur bei positiven Positionen zu finden;
(d) Werte über +10 sind nur bei Positionen oberhalb von +1 ,5 mm zu finden.
Mithilfe dieser Ergebnisse kann eine Grobpositionierung des Aktors durchgeführt werden. In dieser tastet sich der Aktor so lange durch das System bis er den Übergang von negativen zu positiven Positionswerten erkennt. Dabei gilt es einen Kompromiss zwischen der Geschwindigkeit und der Genauigkeit dieser Positionierung zu finden. Die geringe Genauigkeit der Kraftmessung erlaubt dabei nur ein grobes Herantasten an die Referenzposition. Nur bei eindeutig großen Messwerten kann ein größerer
Positionsschritt durchgeführt werden, um die Dauer der Grobpositionierung gering zu halten.
In Figur 5 ist ein Flussdiagramm dargestellt, in dem die Grenzwerte derart angegeben sind, wie sie auch z.B. im unterbrechungsfreien Schaltgetriebe (USG) implementiert sind. Dieses Verfahren findet eine Position, die leicht (ca. 1 mm) oberhalb der Referenzposition liegt. Dies kann aber durch eine Positionskorrektur am Ende der Grobpositionierung ausgeglichen werden.
Nachfolgend sind Beispiele für den Ablauf der Grobpositionierung angegeben.
Für die Überprüfung der Grobpositionierung werden eine Reihe von Messungen durchgeführt. Dabei wurde im abgeglichenen Zustand (Referenzposition bei Position 0) an unterschiedlichen Positionen eine Grobpositionierung gestartet.
In Figur 6 ist eine Messung einer Grobpositionierung mit Start bei -6 mm graphisch dargestellt. Durch den Reset des Inkrementalwegsensors beginnen die Bewegungen immer bei Position 0 mm und bewegen sich dann in Richtung der negativen Startposition. Der eigentliche Kraftmessvorgang ist an den paarweisen Vor- und Rückbewegungen des Aktors sichtbar.
In Figur 7 ist eine Messung einer Grobpositionierung mit Start bei +6 mm graphisch dargestellt. Die hier gezeigten Messungen sind Extremfälle. Je näher die Startposition der Referenzfahrt am Referenzpunkt liegt, desto weniger Schritte werden benötigt, um diese zu finden.
Aufgrund des Rauschens bei der Kraftmessung sind die Verläufe bei unterschiedlichen
Grobpositionierungen von der selben Startposition unterschiedlich. In seltenen Fällen (bei diesen Untersuchungen weniger als 1 von 25) führt das Rauschen auch zu einer Fehlerkennung der Position. In diesen Fällen funktioniert die nachfolgende Feinpositionierung nicht. Das kann aber von der Software erkannt werden, worauf eine neue Grobpositionierung gestartet wird.
Insgesamt zeigt sich dieses Verfahren der Grobpositionierung als recht robust. Es kann vorzugsweise in drei unterschiedlichen Paarungen von Kupplung und EZA eingesetzt werden, wenn durch einen mechanischen Defekt die Kraftkennlinie der Kupplungen verändert wird (flacherer Anstieg der Kraft in Richtung positive Positionen), funktioniert die Grobpositionierung unverändert.
Es ist denkbar, dass der Aktor mehr als 1 mm von der Tellerfeder abheben kann. Dieser kraftfreie Millimeter kann mit dieser Grobpositionierung gefunden werden. Zudem hat dann auch die Feinpositionierung ausreichende Wegreseπten.
Bei Push-Pull-Kupplungen ist dieses Verfahren vorteilhaft einsetzbar. Hier tritt ein eindeutiger Unterschied zwischen positiver und negativer Kupplungskraft auf; zudem erhöht sich der Anteil mit charakteristischen Ausrückkräften um etwa einen Millimeter. Das verwendete Verfahren der Referenzpunktsuche muss dabei selbstverständlich den Gegebenheiten des jeweiligen Kupplungssystems angepasst werden.
Der Ablauf einer einzelnen Kraftmessung ist in Figur 8 in einem Flussdiagramm dargestellt. Um bei dem Verfahren Zeit einzusparen, können die Spannungsrampen nicht bei Null, sondern z. B. bei einem vorbestimmten Startwert begonnen werden.
Um Wechselwirkungen der magnetischen Ankerrastierungen und der Lage der Positionsinkremente zu minimieren, kann die Bewegung des Aktors erst bei einer Mindestzahl von Positionsinkrementen erkannt werden, welche bevorzugt größer als 1 ist. Beispielsweise kann das Limit bei 4 liegen. Die Bremsspannung ist derart klein gewählt, dass sie den Aktor nicht in einer gleichgerichteten Bewegung hält oder gar ein Anlaufen des Aktors verursachen kann. Es hat sich gezeigt, dass, obwohl diese Kraftmessung einem starken Rauschen unterliegt, ausreichende Informationen über die aktuelle Position des Aktors geliefert werden. Der Kraftverlauf im Kupplungssystem sollte ausreichend strukturiert sein. Es müssen große Anteile von ca.< 1/6 des Bewegungsbereiches mit eindeutigen Kraftniveaus vorhanden sein. Besonders vorteilhaft ist hier neben einem Bereich mit sehr kleiner Last ein Vorzeichenwechsel der Last. Daraus kann entschieden werden, welcher Positionswechsel als nächster vorzunehmen ist, um mehr Information über die absolute Position des Aktors zu erhalten.
In Figur 9 ist eine Gegenüberstellung des physikalischen Koordinatensystems der Kupplung und des Koordinatensystems der Kupplungssteuerung angedeutet, wobei durch die unterhalb des Diagramms angeordneten Pfeile der vorgeschlagene Verfahrweg des Stellers zur Plausibilisierung der Notposition angedeutet ist.
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 Merkmalskombinationen 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 Merkmalskombinationen 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 Unteransprüche 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 Positionsabgleich in einer Bewegungsübertragung von einem Aktor zu einer federbelasteten Kupplung eines Getriebes eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsabgleich in Abhängigkeit zumindest eines
Parameters der Bewegungsübertragung durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter zumindest die Einrück- und/oder die Ausrückkraft des Aktors verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der Einrück- und/oder der Ausrückkraft die an den Motor des Aktors angelegte Spannung jeweils mit entgegengesetzten Vorzeichen in vorbestimmten Zeitrampen erhöht wird, bis jeweils die Bewegung des Aktors oder eine Maximalspannung erreicht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Differenz der beiden angelegten Spannungen die Aus- und/oder die Einrückkraft bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Startwert für die angelegten Spannungen ein von Null verschiedener Wert verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anlegen der Spannungsrampen eine Bremsspannung angelegt wird, sodass die Bewegung des Aktors abgebremst wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Plausibilisierung der Aktorposition in beide Bewegungsrichtungen des Stellers des Aktors gefahren wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Betriebs-Phase „Zündung ein" zunächst der Anschlag in Richtung "Kupplung schließen" angefahren wird, sodass ein Referenzpunkt für das Koordinatensystem der Kupplung vorgegeben wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor von der Null-Position (Parksperre) auf die Position (HUB) gefahren wird, und dass dabei eine Plausibilisierung vorgesehen wird, ob eine grobe Veränderung der Null-Position in der Betriebs-Phase „Zündung aus" vorgenommen worden ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Steuergerät eingeschaltet wird, der Aktor an den Nullpunkt des Arbeitsbereiches der Kupplungssteuerung gebracht wird und dass danach der Steller des Aktors um eine kurze Wegstrecke (deltaJHUB) in Richtung "Kupplung schließen" gefahren wird, wobei eine festzulegende maximale Drehzahl nicht überschritten wird.
11.Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Steller auf die Position (HUB+delta_HUB) gefahren wird und dass dann die Position (HUB) angefahren wird und der normale Fahrmodus vorliegt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass während des Öffnens der Kupplung in dem Betriebs-Zustand "Zündung ein" eine entsprechende Überwachung durchgeführt wird, ob ein Anschlag angefahren wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung tastend geöffnet wird.
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