WO2004036077A1 - Verfahren zur verschleisserkennung und/oder zum nachstellen einer doppelkupplung - Google Patents

Verfahren zur verschleisserkennung und/oder zum nachstellen einer doppelkupplung Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Verschleißerkennung und/oder zum Nachstellen einer Doppelkupplung sowie ein unterbrechungsfreies Schaltgetriebe für ein Fahrzeug, insbesondere zum Durchführen der vorgenannten Verfahren, vorgeschlagen.

Description

Verfahren zur Verschleißerkennunq und/oder zum Nachstellen einer
Doppelkupplung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verschleißerkennung und ein Verfahren zum Nachstellen einer Doppelkupplung sowie auf ein unterbrechungsfreies Schaltgetriebe, insbesondere auf ein Parallelschaltgetriebe, für ein Fahrzeug.
Aus der Fahrzeugtechnik sind beispielsweise unterbrechungsfreie Schaltgetriebe, insbesondere Parallelschaltgetriebe, für Fahrzeuge bekannt. Das Parallelschaltgetriebe weist eine Doppelkupplung auf, wobei jede Kupplung über ein Ausrücksystem ansteuerbar ist. Es hat sich gezeigt, dass durch den Verschleiß der einzelnen Kupplungsbeläge der Doppelkupplung die Absolutkoordinaten bestimmter charakteristischer Punkte bzw. Positionen in den Kennlinien der Kupplungen verschoben werden. Dies beeinflusst den Betrieb der Doppelkupplung und somit des gesamten Getriebes.
Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verschleißerkennung und/oder zum Nachstellen der Doppelkupplung sowie ein unterbrechungsfreies Schaltgetriebe, insbesondere zum Durchführen der Verfahren, vorzuschlagen, um den Betrieb der Doppelkupplung zu optimieren und die Lebensdauer zu verlängern.
Die Aufgabe kann durch ein Verfahren zur Verschleißerkennung bei einer Doppelkupplung eines unterbrechungsfreien Schaltgetriebes, insbesondere eines Parallelschaltgetriebes gelöst werden, wobei jede Kupplung über ein Ausrücksystem angesteuert wird. Erfindungsgemäß kann zumindest eine vorbestimmte Referenzposition bei jedem Ausrücksystem ermittelt werden und als Maß des jeweiligen Verschleißes der Kupplungen eine Verschiebung der ermittelten Referenzpositionen bestimmt werden. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren ergibt sich u. a. der Vorteil, dass dadurch ein Verschleißausgleich auf einfachste Weise durchführbar ist. Somit kann ein erhöhter Mehrverschleiß bei einer Kupplung vermieden werden, da dieser zu Behinderungen bei der Kupplungsaktorik führen kann. lm Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verschiebung durch eine Differenzbildung zwischen den ermittelten Referenzpunkten der beiden Kupplungen bestimmt wird. Es hat sich gezeigt, dass es ausreichend ist, die Differenz der Absolutpositionen beider Ausrücksysteme zu betrachten, um so Informationen über unterschiedliche Abnutzungen der Kupplungsbeläge zu erhalten. Beispielsweise besteht z. B. die Möglichkeit die Absolutpositionen der Referenzpunkte (Tastpunkte) beider Kupplungen zu ermitteln und die Differenz zu berechnen.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Verschiebung der Referenzpunkte bzw. Tastpunkte der beiden Teilkupplungen durch das Gegeneinanderfahren der beiden
Ausrücksysteme der beiden Teilkupplungen der Doppelkupplung ermittelt wird.
Demnach werden für die Messung die beiden Ausrücksysteme gegeneinander gefahren.
Die Endpositionen werden erkannt, wenn beide Aktoren trotz Bestromung stehen bleiben. Die Position bei der sich die beiden Ausrücksysteme treffen, ist dabei nicht relevant für die Verschleißerkennung.
Gemäß einer nächsten Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der Aktor des ersten Ausrücksystems z. B. in positiver Richtung um die Wegstrecke und der Aktor des zweiten Ausrücksystems z. B. in negativer Richtung um die Wegstrecke bewegt wird, bis beide Ausrücksysteme aufeinander treffen, sodass eine Differenzwegstrecke unabhängig von dem jeweiligen Treffpunkt der Ausrücksysteme ermittelt wird. Die Gesamtdifferenzstrecke ist dabei immer L*ι-L2 unabhängig von dem jeweiligen Treffpunkt der Ausrücksysteme.
Dieser Vorgang kann bevorzugt im Neuzustand durchgeführt werden, wenn beide Kupplungen nicht verschlissen sind. Der dabei ermittelte Wert für die Differenzwegstrecke L**-L2 dient im Weiteren als Referenzwert für gleichstark verschlissene Kupplungen. In diesem Zusammenhang kann dann festgestellt werden, dass bei einem stärkeren Verschleiß der ersten Kupplung der Wert der Differenzwegstrecke (LrL2) erhöht wird. Wenn dagegen der Wert der Differenzwegstrecke (L1-L2) verringert wird, liegt ein stärkerer Verschleiß bei der zweiten Kupplung vor. Die erfindungsgemäße Verschleißerkennung kann durchgeführt werden, ohne dass feste Endanschläge angefahren werden müssen. Es ist jedoch denkbar, dass die Verschiebung der Referenzpunkte auch dadurch ermittelt wird, dass beide Aktoren jeweils einen bestimmten mechanischen Endanschlag anfahren.
Als zu vergleichende Referenzposition kann z. B. ein Tastpunkt jeder Kupplung verwendet werden, welcher vorzugsweise bei einem übertragenen Kupplungsmoment von etwa 4 Nm liegen kann. Es ist auch möglich, dass bei der Verwendung von mechanischen Ausrücksystemen der Aufsetzpunkt des Ausrücksystems auf die Tellerfeder der jeweiligen Kupplung verwendet wird.
Der Aufsetzpunkt des Ausrücksystems auf die Tellerfedern der Kupplung entspricht bei der Verwendung eines hydraulischen Ausrücksystems der Schnüffelposition. Bei der Verwendung von sogenannten Push-Pull-Kupplungen kann der Kraftnulldurchgang des Ausrücksystems als Referenzposition verwendet werden.
Ferner wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Verfahren zum Nachstellen eines, insbesondere durch das oben genannte Verfahren ermittelten Verschleißes bei einer Doppelkupplung eines unterbrechungsfreien Schaltgetriebes, insbesondere eines Parallelschaltgetriebes, gelöst, bei dem eine Verschleißnachstellung der Kupplungen von einem gemeinsamen Einstellmechanismus durchgeführt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Aktor des nachzustellenden Ausrücksystems durch den Einstellmechanismus angesteuert wird. Es hat sich gezeigt, dass eventuell durch eine einzige gesteuerte Aktorbewegung eine vollständige Nachstellung nicht unbedingt zu erreichen ist. Um eine möglichst gute mechanische Nachstellung der Doppelkupplung zu erhalten, kann im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung bevorzugt ein iterativer Prozess verwendet werden, bei dem beispielsweise abwechselnd versucht wird eine eventuell erforderliche Nachstellung auszulösen. Danach können Tastpunktadaptionen an den Kupplungen folgen. Da unter Umständen nicht bekannt ist, wann eine Nachstellung erforderlich ist, kann dieser Prozess bevorzugt in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden. Dennoch sollten bevorzugt zusätzlich, zu den Einflüssen durch asymmetrische Abnutzung der beiden Teilkupplungen, bei der Auslegung der Kupplung und der Aktoren erhöhte Betätigungskräfte berücksichtigt werden. Der Aktorweg der für das Nachstellen durchfahren wird, kann vorzugsweise in Richtung „Kupplung öffnen" durchfahren werden, da anderenfalls eine kritische Begrenzungslinie durchlaufen werden kann und so sprunghafte Änderungen der Nachstellung und auch der Kupplungsmomente auftreten können.
Die erfindungsgemäße Verschleißerkennung und das Nachstellen der Kupplungen kann vorzugsweise bei einem unterbrechungsfreien Schaltgetriebe, insbesondere einem Parallelschaltgetriebe, für ein Fahrzeug mit einer Doppelkupplung, durchgeführt werden, welches ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Parallelschaltgetriebe kann jede Kupplung über ein Ausrücksystem angesteuert werden, wobei zumindest eine Einrichtung zur
Verschleißerkennung bei der Doppelkupplung und/oder wenigstens ein Einstellmechanismus zum Nachstellen der Doppelkupplung vorgesehen ist.
Vorzugsweise können Getriebe mit einem Kupplungsdeckel, einer gemeinsamen Nachstellmechanik und einer Kupplungsaktorik ohne Absolutwegmessung verwendet werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Doppelkupplung mit
Ausrücksystemen an einem Kupplungsdeckel;
Figur 2 zwei schematische Darstellungen gemäß Figur 1 mit unterschiedlichen
Verschiebungen eines Referenzpunktes;
Figur 3 zwei schematische Darstellungen gemäß Figur 2 mit den Auswirkungen auf einen Differenzstreckenweg bei unterschiedlichem Verschleiß; Figur 4 zwei schematische Darstellungen gemäß Figur 2 mit den Auswirkungen auf den Differenzstreckenweg bei gleichmäßigem Verschleiß; und
Figur 5 ein mögliches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum
Nachstellen einer Kupplung.
In den Figuren 1 bis 4 sind jeweils schematische Darstellungen einer Doppelkupplung eines unterbrechungsfreien Schaltgetriebes, insbesondere eines Parallelschaltgetriebes gezeigt, wobei eine erste Kupplung 101 und eine zweite Kupplung 102 jeweils über ein Ausrücksystem 103 und 104 angesteuert werden.
Anhand der Figuren 1 bis 4 wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Verschleißerkennung bei der Doppelkupplung des Parallelschaltgetriebes beschrieben, wobei jede Kupplung 101 , 102 über ein Ausrücksystem 103, 104 angesteuert wird. Erfindungsgemäß kann zumindest eine vorbestimmte Referenzposition bei jedem Ausrücksystem 103, 104 ermittelt werden, wobei als Maß des jeweiligen Verschleißes der Kupplungen 101, 102 eine Verschiebung der ermittelten Referenzpositionen bestimmt wird.
Die Kupplungen 101 , 102 sind an einem Kupplungsdeckel 105 gelagert. Die Ausrücksysteme 103, 104 wirken jeweils auf eine Tellerfeder 106, 107, die dann wiederum mit der jeweiligen Kupplung 101, 102 gekoppelt ist. Des weiteren ist ein Einstellmechanismus 108 zum Nachstellen der Kupplungen 101 , 102 an dem Kupplungsdeckel 105 angeordnet.
Bei der Inbetriebnahme oder bei gleichmäßig abgenutzten Kupplungen 101, 102 ergibt sich an den Kraftnullpunkten der Ausrücksysteme 103, 104 der in Figur 1 dargestellte Zustand. Dort ist anhand einer vereinfachten Skizze die Doppelkupplung für die Verschleißdifferenzermittlung dargestellt.
Für die Messung werden die beiden Ausrücksysteme gegeneinander gefahren. Die Endpositionen werden erkannt, wenn beide Aktoren der Ausrücksysteme 103, 104 trotz Bestromung stehen bleiben. Die Bestimmung des Nullpunktes für die Differenzermittlung der Referenzpositionen ist in Figur 2 schematisch dargestellt. Dabei wird der Aktor des ersten Ausrücksystems 103 in positiver Richtung und der Aktor des zweiten Ausrücksystems 104 in negativer Richtung bewegt, bis beide aufeinander treffen. Die Gesamtdifferenzwegstrecke L*ι-L2 ist dabei immer unabhängig von dem jeweiligen Treffpunkt.
Dieser Vorgang kann bevorzugt im Neuzustand durchgeführt werden, wenn beide Kupplungen nicht verschlissen sind. Der derart ermittelte Wert für die Differenzwegstrecke L*ι-L2 dient im Weiteren als Referenzwert für gleichstark verschlissene Kupplungen.
Wenn nun eine Kupplung stärker verschlissen ist als die andere, verändert sich die Differenzwegstrecke L*ι-L2. Dies ist beispielhaft in Figur 3 gezeigt, wobei die Auswirkungen des unterschiedlichen Verschleißes auf die Differenzwegstrecke Lι-L2 deutlicht wird.
Wenn die erste Kupplung 101 stärker verschlissen ist, erhöht sich der Wert für die Differenzwegstrecke l_rl_2. Wenn dagegen die zweite Kupplung 102 stärker verschlissen ist, schrumpft die Differenzwegstrecke l_ι-l_2. Somit kann der Verschleißunterschied genau ermittelt werden, ohne dass feste Endanschläge angefahren werden müssen. Der unterschiedliche Verschleiß der Kupplungen 101, 102 ist in Figur 3 gezeigt.
Ein gleichmäßiger Verschleiß und eine Nachstellung der Kupplungen 101 , 102 wirkt sich nicht auf die Differenzwegstrecke l_ι-L2 aus. Dies ergibt sich insbesondere aus Figur 12.
Eine mögliche Ausgestaltung eines Ablaufdiagramms des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Nachstellen des, insbesondere durch das vorgenannte Verfahren, ermittelten Verschleißes bei einer Doppelkupplung eines unterbrechungsfreien Schaltgetriebes, insbesondere eines Parallelschaltgetriebes ist in Figur 13 dargestellt. Das Verfahren verwendet einen gemeinsamen Einstellmechanismus 108 für die Kupplungen 101 , 102. Das iterative Vorgehen bei der Nachstellung, welches in Figur 13 beispielhaft angedeutet ist, hat dabei den Vorteil, dass sich die Kennlinien der Kupplungen nur allmählich ändern, so dass keine erheblichen Abweichungen zwischen erwartetem Moment und tatsächlichem Moment auftreten. Bei dem iterativen Verfahren kann vorgesehen sein, dass nach dem Nachstellen der Kupplungen 101, 102 zumindest eine Tastpunktadaption durchgeführt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Verschleißerkennung bei einer Doppel kupplung eines unterbrechungsfreien Schaltgetriebes, insbesondere eines Parallelschaltgetriebes, wobei jede Kupplung über ein Ausrücksystem angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine vorbestimmte Referenzposition bei jedem Ausrücksystem (103, 104) ermittelt wird und dass als Maß des jeweiligen Verschleißes der Kupplungen (101 , 102) eine Verschiebung der ermittelten Referenzpositionen bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung durch eine Differenzbildung zwischen den ermittelten Referenzpunkten der beiden Kupplungen (101, 102) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung der ermittelten Referenzpunkte durch ein Gegeneinanderfahren der beiden Ausrücksysteme (103, 104) der beiden Kupplungen (101, 102) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor des ersten Ausrücksystems (103) in positiver Richtung um die Wegstrecke (L1) und der Aktor des zweiten Ausrücksystems (104) in negativer Richtung um die Wegstrecke (L2) bewegt wird, bis beide Ausrücksysteme (103, 104) aufeinander treffen, sodass eine Differenzwegstrecke (L-ι-L2) unabhängig von dem jeweiligen Treffpunkt der Ausrücksysteme (103, 104) ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem stärkeren Verschleiß der ersten Kupplung (101) der Wert der Differenzwegstrecke (LrL2) erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem stärkeren Verschleiß der zweiten Kupplung (102) der Wert der Differenzwegstrecke (L*ι-L2) verringert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung der ermittelten Referenzpunkte dadurch ermittelt werden, dass beide Aktoren jeweils einen bestimmten mechanischen Endanschlag anfahren.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzposition ein Tastpunkt jeder Kupplung (101, 102) bei etwa 4 Nm übertragenes Kupplungsmoment verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzposition ein Aufsetzpunkt jedes mechanischen Ausrücksystems
(103, 104) auf die Tellerfeder der jeweiligen Kupplung (101, 102) verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzposition die Schnüffelposition bei Verwendung eines hydraulischen Ausrücksystems (103, 104) verwendet wird.
11.Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzposition bei Push-Pull-Kupplungen (101 , 102) jeweils der Kraftnulldurchgang des Ausrücksystems (103, 104) verwendet wird.
12. Verfahren zum Nachstellen eines, insbesondere durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , ermittelten Verschleißes bei einer Doppelkupplung eines unterbrechungsfreien Schaltgetriebes, insbesondere eines Parallelschaltgetriebes, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschleißnachstellung der Kupplungen (101 , 102) mit einem gemeinsamen Einstellmechanismus (108) durchgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor des nachzustellenden Ausrücksystems (103, 104) durch den Einstellmechanismus (108) angesteuert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine iterative Nachstellung durchgeführt wird, bei der abwechselnd die Ausrücksysteme (103, 104) nachgestellt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Nachstellen zumindest eine Tastpunktadaption durchgeführt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachstellung der Ausrücksysteme (103, 104) in regelmäßigen Abständen durchgeführt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor des nachzustellenden Ausrücksystems (103, 104) in Richtung „Kupplung öffnen" bewegt wird.
18. Unterbrechungsfreies Schaltgetriebe, insbesondere Parallelschaltgetriebe, für ein Fahrzeug mit einer Doppelkupplung, wobei jede Kupplung über ein Ausrücksystem ansteuerbar ist, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einrichtung zur
Verschleißerkennung bei der Doppelkupplung und/oder wenigstens ein Einstellmechanismus (108) zum Nachstellen der Doppelkupplung vorgesehen ist.
19. Unterbrechungsfreies Schaltgetriebe dadurch gekennzeichnet, dass es einen Kupplungsdeckel (105) aufweist, an dem die Doppelkupplung gehalten ist, wobei die
Ansteuerung keine Absolutwegmessung aufweist.
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