WO2009030219A2 - Verfahren zur steuerung eines doppelkupplungsgetriebes - Google Patents

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Thomas Weber
Jürgen EICH
Tobias Kalisch
Ralf Hettich
Marc Kramer
Martin Seufert
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Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg
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    • F16H59/66—Road conditions, e.g. slope, slippery

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a dual-clutch transmission with two drivetrains which can be coupled by means of a respective clutch to an internal combustion engine.
  • Such dual clutch transmissions are used in motor vehicles as a power shift transmission.
  • a load switching operation can take place since each partial drive train can be operated independently of the second partial drive train.
  • the clutch may be closed and a gear engaged with which the vehicle is operated. During this operation, a gear with another gear ratio can be engaged in the second sub-powertrain.
  • the clutch of the currently operated partial drive train is opened while the clutch of the newly activated partial drive train is closed.
  • both clutches transmit a moment to their sub-drive trains.
  • the sum of the transmittable torques at both clutches must not substantially exceed the torque to be transmitted (e.g., the engine torque).
  • the object of the present invention is the improvement of methods for controlling dual-clutch transmissions.
  • an improved safety of driving behavior is to be achieved and the double gear to be protected from damage.
  • the object is achieved by a method for controlling a dual-clutch transmission with at least two sub-drive trains, each of which can be coupled by means of a clutch to an internal combustion engine and in which a circuit of the double transmission by the torque-transmitting clutch of the actively operated part of the drive train is opened while the clutch of the non-actively operated partial drive train is closed when gear is already engaged, and a device for determining or estimating the reduction of the maximum possible 39.00- Anlagenrciss current road conditions due to brake slip at least one drive wheel and a device for determining the torque transmitted via the clutch, wherein with a reduction of the lateral force coefficient below a predetermined value and in the case of the clutches one moment is transmitted, the torque is reduced at least one clutch.
  • the control for the proposed method is carried out either by means of a central control unit, which can take over as the central unit, the control operations of the vehicle as a whole, by means of a transmission control unit, which includes the control of transmission and clutches, or as a clutch control unit, only the control of the two clutches takes over.
  • a central control unit which can take over as the central unit, the control operations of the vehicle as a whole
  • a transmission control unit which includes the control of transmission and clutches, or as a clutch control unit, only the control of the two clutches takes over.
  • Any other combination with another controller, such as the control unit for detecting and determining the wheel speeds may also be beneficial.
  • the transport of data and supply power via separate supply and control lines between the communicating ECUs and their peripheral devices such as sensors and actuators can be done.
  • data can be transmitted via a data bus, for example CAN.
  • the method is preferably carried out as a program routine stored in a control unit, wherein this can be embedded in a complex program in the form of program code and called.
  • the invocation of the routine may currently occur during an intersection circuit and / or in periodically recurring cycles to ensure that in the selected time windows in which the routine is invoked, both clutches do not transmit a moment resulting in a distortion or lockup of the circuit Driveline leads to causing a Budapestsabrisses on the drive wheels.
  • Such irregularities can also occur independently of a currently performed overlap circuit, in particular if one of the clutches jammed, for example, because the actuating actuator - this is the actuating kinematics including the drive to understand - jams or fails.
  • all kinematic systems can serve with a drive and an actuator kinematics displacing the drive into a linear movement for disengaging and engaging the clutch by axial loading of actuators of the clutch, such as levers or disc springs.
  • the drive can be an electric motor, for example, a rotary motion in initiates the actuation kinematics, which converts them into a linear movement, a hydraulic pump or a pressure accumulator filled with pressure medium which can exert pressure on a hydraulic cylinder, a pneumatic compressed air reservoir or an electromagnetically operated actuator.
  • the assignment of the torque to be transmitted via the clutches takes place in an advantageous manner by means of a correlation of the torque to be transmitted as a function of the path traveled on the actuating elements of the clutch, wherein a reference point is determined via a so-called touch point determination, in which only a negligible torque is transmitted , Starting from this reference point, the torque can be determined via the clutch travel, wherein the correlation parameters can be stored in the control unit and can be updated depending on the operation of the vehicle, for example by taking into account short-term changes such as temperature effects and long-term changes such as wear or aging.
  • the detection of the path via sensors, such as incremental displacement sensors, which are calibrated at a defined path position and detect a relative path by counting increments.
  • sensors such as incremental displacement sensors, which are calibrated at a defined path position and detect a relative path by counting increments.
  • control elements of an electronically commutated electric motor used as a drive wherein in the kinematics of the rotational movement of the electric motor is assigned to the axially covered path of the actuating elements of the clutch.
  • the torque transmitted via the two clutches is determined and in the case of a reduction of the instantaneous cornering force coefficient below a limit relative to the maximum possible cornering force coefficient on at least one drive wheel and at instantaneous road conditions Transmission of moment via both clutches the clutch torque of one or both clutches withdrawn.
  • the withdrawal of the moment can be effected as a function of the reduction of the cornering force coefficient, so that the greater the reduction, the more reduced the momentum - A - is considered a lesser reduction.
  • the selection of the coupling at which the moment is withdrawn may depend on different parameters and their combination. For example, the opening state of a clutch can be used.
  • a nearly closed clutch can be reduced by a small clutch more torque in a given time, as on a little closed clutch, whereby a faster elimination of the critical condition can be achieved.
  • the present at the time of occurrence of the loss of the maximum cornering force slip on both clutches can be used and working with less slip clutch can be opened further, as this usually transmits less momentum and thus turn a faster response to the loss of maximum possible cornering force is possible.
  • the reaction to a change in the clutch path can be used as a parameter. It may happen that a clutch or its actuating kinematics is blocked, so that this clutch can be changed slowly or not at all in its engaged state. By detecting and evaluating the change or rate of change of the clutch travel can therefore be decided, which clutch can be used faster or at all for reversing a reduced maximum cornering force.
  • An evaluation of the reduction of the maximum possible cornering force coefficient can be done on a drive wheel or both or in the case of all-wheel drive on all wheels, the wheels can be evaluated individually, for each wheel, a reduction of the cornering force coefficient can be calculated, calculated and evaluated. Alternatively, a sum value may be formed of a plurality of wheels, which is used as a basis for the evaluation for activating the routine for reducing the torque transmitted via the clutches.
  • the reduction of the maximum possible cornering force coefficient itself is advantageously determined from the brake slip, the quotient of the differential speed and the vehicle speed.
  • the differential speed is composed of the difference between the vehicle speed and the wheel peripheral speed. Based on this definition, the brake slip is 0 if wheel circum- catch speed and vehicle speed are identical.
  • the cornering force coefficient in this case is maximum at given road conditions. With completely blocking wheels, which corresponds to a brake slip of 100%, the driving speed is greater than 0 and the wheel speed is 0, that is, the drive wheel is stationary.
  • the so-called lateral force coefficient which takes into account the cornering force of a drive wheel, can be used to initiate the routine for reducing a torque transmitted via both clutches. This is particularly advantageous if the vehicle already has a sensor system for determining the vehicle lateral dynamics, for example due to the installation of a device for increasing the driving stability (eg ESP).
  • the speed variables can be detected and calculated by means of sensors, for example wheel speed sensors.
  • Values for a brake slip of 20 to 50%, preferably 30%, may be advantageous as a value for the activation of a withdrawal of the moment to be transmitted via both clutches.
  • the vehicle speed can either be via a special sensor to determine the speed over ground (eg radar, GPS signal analysis and others).
  • the vehicle speed may be estimated at the beginning of an overlap by the wheel peripheral speed and may be assumed to be approximately constant during the short overlap phase. This corresponds to the assumption of the extreme case that the vehicle slips, for example, with ice slipperiness without reducing the vehicle speed. This eliminates the need for a vehicle speed sensor.
  • the vehicle speed at the beginning of the overlap may be estimated by the wheel peripheral speed and estimated during the overlap with a maximum deceleration on ice.
  • the state of a reduced maximum lateral force coefficient can alternatively also be determined on the basis of the wheel speed gradients.
  • the wheel speed gradient is evaluated, and assuming a too large gradient with a negative sign, a state with a reduced maximum lateral force coefficient (partially blocked wheels) is assumed.
  • the response of the electronic stabilization program may additionally or alternatively be used as a value for initiating the routine of reducing the torque transmitted across both clutches, for example, the signal present on the CAN bus may be evaluated.
  • the proposed routine for monitoring the reduction of the maximum possible lateral force coefficient and reducing the torque of the clutches when both Couplings torque transmission is a so-called robust monitoring method that is relatively insensitive to, for example due to wire breaks or defects caused sensor failures due to the low quality requirements for measuring signals with a limited number of input variables.
  • the activation of the routine can be made dependent on whether a gear is engaged in both partial drive trains.
  • An additional or alternative constraint may be a limit vehicle speed value below which the routine will not be started, that is, the torque of one or both clutches will not be reduced because a loss of cornering power at lower speeds will have less impact on the stability of the vehicle. For example, such a limit between 5 and 25 km / h can be specified.
  • Figure 1 shows an embodiment of a routine for carrying out the proposed
  • FIG. 2 shows a diagram for illustrating the instantaneous sequence during a
  • Figure 1 shows a routine 1 with a starting point 2 with a subsequent branch 3, in which it is decided whether a liability of the driven wheels of a motor vehicle is reduced. For example, it is checked whether the brake slip BS greater than a predetermined Value S, for example greater than 30%, or the gradient of the wheel speed exceeds a maximum value in the negative direction (deceleration). If the condition is not met, the routine 1 is terminated in the end point 4. If the adhesion is reduced, that is, for example, the brake slip BS is greater than the predetermined value S, it is determined in the branch 5 whether both clutches transmit a moment. The determination of the brake slip can be carried out by means of an evaluation of the wheel speed sensors or from the speed of a transmission output shaft by the speed of the transmission output shaft and the vehicle speed are correlated with each other.
  • a predetermined Value S for example greater than 30%
  • the detection of the clutch position can be effected by means of a respective arranged on the clutch actuation path measuring device.
  • the moments M (K1), M (K2) transmitted via the couplings are determined from the coupling positions.
  • the coupling positions can also be evaluated directly in order to assess torque transmission via both clutches. If torque is transmitted only via a clutch, the reduced adhesion does not result from a transmission blockage and the routine 1 is terminated again. If both clutches are active, that is, if both clutches transmit a moment M (K1), M (K1) greater than the assigned limit torques M1, M2 the routine continues in block 6.
  • the manipulated variables S (K1), S (K2) are assigned new setpoint values S1, S2.
  • the adjusted manipulated variables S (K1), S (K2) different values of the transmitted moments M (K1), M (K2), the size of the brake slip BS or other variables of one or both clutches can be assigned a control value S1 or S2 may also be unchanged, whereby the torque transmitted via this clutch is not changed.
  • routine 1 it is checked in the branch 7 whether the newly specified target values S1, S2 have been set within a predetermined tolerance window. If this is the case, the routine is terminated, this is not the case, is switched to an emergency operation NB in block 8.
  • emergency mode fault control measures are carried out. For example, actuators can be operated with higher force, inlaid gears can be forcibly designed, an engine intervention on the internal combustion engine can be carried out, automated brakes can be actuated and / or the ESP can be activated.
  • FIG. 2 shows a two-part diagram, in which the speed is plotted against time in the upper part and over time the lower positions of the two clutches.
  • the lower hatched part shows parking positions of the clutches in which no moment is transmitted. Shown is the monitoring of an overlapping circuit, in which the coupling positions K1, K2 of the two clutches are shown in the lower part diagram over time for an undisturbed sequence with solid lines.
  • the clutches can be closed up to a maximum torque MM transmittable via the clutch. In the diagram shown, the first clutch is closed at the beginning until the maximum torque MM and the second clutch is opened beyond the touch point TP.
  • the line marked “o” shows the wheel peripheral speed of a slip situation without the proposed method: between the time t (1) when the overlap circuit starts and the overlap circuit terminated at the time t (2), the speed of the wheel circumference decreases significantly.
  • the coupling positions K1, K2 - the drive wheels will become liable to adhesion to the road surface due to a tension of the gearbox
  • the extent to which the wheel speed or wheel peripheral speed drops depends on the friction coefficient of the tire / road surface friction pairing
  • the wheel slip or brake slip stabilizes again only considerably after the overlap circuit has elapsed, and the wheel peripheral speed again equals the vehicle speed.
  • the line marked with "x” shows a situation of an overlapping circuit with no significant slip, and the wheel circumferential speed only slightly decreases and remains above the predetermined value S 1, depending on the form of calculation of the brake slip, the Reduced speed of the driven wheel, the wheel peripheral speed can take a corresponding dimension and size and here represents a limit speed.
  • the line marked with "•” shows a situation in which, as the clutch position K1 in the direction of the open clutch and the clutch position K2 in the direction of the closed clutch increase, a tensioning of the dual-clutch transmission occurs, which leads to a drop in the wheel rotational speed to the value S.
  • the value S is reached and the clutch K2 is fully opened in the example shown so that it no longer transmits any torque, as can be seen from the dashed line K2 '
  • it may be advantageous to additionally adjust the clutch position K1 As a result of the measures taken at clutch K2 and possibly at K1, the brake slip decreases and thus the adhesion of the drive wheels to and one in line with the markings "The dashed line K1 'so that the clutch transmits the full moment. o "corresponding dangerous situation in which the driving can fling can be avoided.
  • the overlapping circuit is quit, as it were.
  • the circuit is pulled through accelerated by the clutch K1 retracted to a moment zero and the clutch K2 is raised to a torque transmission, which allows the transmission of a thrust to the internal combustion engine.
  • This can be particularly advantageous if an uncomfortable circuit with relatively good adhesion of the drive wheels on the road surface can be assumed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes, bei dem zwei Teilantriebsstränge jeweils mittels einer Kupplung mit einer Brennkraftmaschine koppelbar sind und ein Moment auf einen Abtrieb übertragen können, wobei bei einer Übertragung eines Moments über beide Kupplungen und in Abhängigkeit von auftretendem Bremsschlupf das Moment zumindest einer Kupplung reduziert wird.

Description

Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplunqsqetriebes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes mit zwei mittels jeweils einer Kupplung mit einer Brennkraftmaschine koppelbaren Antriebssträngen.
Derartige Doppelkupplungsgetriebe werden in Kraftfahrzeugen als Lastschaltgetriebe eingesetzt. Ein Lastschaltbetrieb kann erfolgen, da jeder Teilantriebsstrang für sich unabhängig vom zweiten Teilantriebsstrang betrieben werden kann. So kann in einem Teilantriebsstrang die Kupplung geschlossen sein und ein Gang eingelegt sein, mit dem das Fahrzeug betrieben wird. Während dieses Betriebs kann im zweiten Teilantriebsstrang ein Gang mit einer anderen Übersetzung eingelegt werden. Soll eine Schaltung erfolgen, wird die Kupplung des aktuell betriebenen Teilantriebsstrangs geöffnet, während die Kupplung des neu zu aktivierenden Teilantriebsstrangs geschlossen wird. Während eines derartigen - Überschneidungsphase oder Überschneidungsschaltung genannten - Vorgangs übertragen beide Kupplungen ein Moment auf ihre Teilantriebsstränge. Um ein Verspannen des Abtriebs infolge der unterschiedlichen Übersetzungen der in den beiden Teilantriebssträngen eingelegten Gänge zu vermeiden, darf die Summe der übertragbaren Momente an beiden Kupplungen das zu übertragende Moment (z.B. das Motormoment) nicht wesentlich übersteigen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gilt der Verbesserung von Verfahren zur Steuerung von Doppelkupplungsgetrieben. Insbesondere soll eine verbesserte Sicherheit des Fahrverhaltens erzielt werden und das Doppelgetriebe vor Beschädigungen geschützt werden.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Steuern eines Doppelkupplungsgetriebes mit zumindest zwei Teilantriebssträngen, von denen jeder mittels einer Kupplung mit einer Brennkraftmaschine koppelbar ist und bei denen eine Schaltung des Doppelgetriebes erfolgt, indem die Moment übertragende Kupplung des aktiv betriebenen Teilantriebsstrangs geöffnet wird, während die Kupplung des nicht aktiv betriebenen Teilantriebsstrangs bei bereits eingelegtem Gang geschlossen wird, sowie einer Einrichtung zur Ermittlung oder Abschätzung der Reduzierung des bei momentanen Straßenbedingungen maximal möglichen Seitenführungskraft- beiwertes aufgrund von Bremsschlupf zumindest eines Antriebsrads und einer Einrichtung zur Ermittlung des über die Kupplung übertragenen Moments gelöst, wobei bei einer Reduktion des Seitenführungskraftbeiwertes unter einen vorgegebenen Wert und im Falle, dass von bei- den Kupplungen ein Moment übertragen wird, das Moment zumindest einer Kupplung reduziert wird. Ausgehend von einem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Kupplungen, die nass oder trocken betriebene Reibungskupplungen sein können und die vorzugsweise im entspannten Zustand geöffnete Kupplungen (normally open) sind, wird vorgeschlagen, den Haftungszustand der Räder, insbesondere der Antriebsräder, in die Steuerung der Kupplungen und damit des Doppelkupplungsgetriebes einzubeziehen.
Die Steuerung für das vorgeschlagene Verfahren erfolgt entweder mittels eines zentralen Steuergeräts, das als zentrale Einheit die Steuervorgänge des Fahrzeugs im Gesamten übernehmen kann, mittels eines Getriebesteuergeräts, das die Steuerung von Getriebe samt Kupplungen umfasst, oder als Kupplungssteuergerät, das lediglich die Steuerung der beiden Kupplungen übernimmt. Jede beliebig andere Kombination mit einem anderen Steuergerät, beispielsweise dem Steuergerät zur Erfassung und Ermittlung der Raddrehzahlen kann ebenfalls von Vorteil sein. Im Falle der Verwendung von mehreren Steuergeräten kann der Transport von Daten und Versorgungsenergien über separate Versorgungs- und Steuerleitungen zwischen den miteinander kommunizierenden Steuergeräten und deren Peripheriegeräte wie Sensoren und Aktoren erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können Daten über einen Datenbus, beispielsweise CAN übertragen werden.
Das Verfahren wird vorzugsweise als eine in einem Steuergerät hinterlegte Programmroutine durchgeführt, wobei diese in ein komplexes Programm in Form von Programm-Code eingebettet und aufgerufen werden kann. Der Aufruf der Routine kann aktuell während einer Überschneidungsschaltung und/oder in regelmäßig wiederkehrenden Zyklen erfolgen, um sicher zu stellen, dass in den ausgewählten Zeitfenstern, in denen die Routine aufgerufen wird, nicht beide Kupplungen ein Moment übertragen, das zu einem Verspannen oder Verblocken des Antriebsstrangs unter Herbeiführung eines Haftungsabrisses an den Antriebsrädern führt. Derartige Unregelmäßigkeiten können auch unabhängig von einer aktuell durchgeführten Überschneidungsschaltung auftreten, insbesondere wenn eine der Kupplungen verklemmt, beispielsweise weil der diese betätigende Aktor - hierunter ist die Betätigungskinematik einschließlich des Antriebs zu verstehen - klemmt oder ausfällt.
Als Aktoren können alle kinematischen Systeme mit einem Antrieb und einer den Antrieb in eine lineare Bewegung zum Aus- und Einrücken der Kupplung durch axiale Belastung von Betätigungselementen der Kupplung wie Hebeln oder Tellerfedern verlagernde Betätigungskinematik dienen. Der Antrieb kann ein Elektromotor, der beispielsweise eine Drehbewegung in die Betätigungskinematik einleitet, die diese in eine Linearbewegung wandelt, eine hydraulische Pumpe oder ein von dieser mit Druckmittel befüllter Druckspeicher, der Druck auf einen hydraulischen Zylinder ausüben kann, ein pneumatischer Druckluftspeicher oder ein elektromagnetisch betriebener Aktor sein. Es versteht sich, dass vorteilhafte Kombinationen von Antrieben und Kinematikelemente unterschiedlicher Funktion, beispielsweise ein mittels eines Elektromotors angetriebener hydraulischer Geberzylinder, der über eine hydraulische Leitung einen Nehmerzylinder betätigt, wobei dieser direkt oder mittels einer Hebelmechanik die Betätigungselemente der Kupplung beaufschlagen kann, Verwendung finden können. Die beiden Kupplungen können mit unterschiedlichen Aktoren betrieben werden.
Die Zuordnung des über die Kupplungen zu übertragenden Moments erfolgt in vorteilhafter Weise mittels einer Korrelation des zu übertragenden Moments in Abhängigkeit des an den Betätigungselementen der Kupplung zurückgelegten Weges, wobei über eine so genannte Tastpunktbestimmung ein Referenzpunkt bestimmt wird, bei dem nur ein vernachlässigbares Moment übertragen wird. Ausgehend von diesem Referenzpunkt kann das Moment über den Kupplungsweg ermittelt werden, wobei die Korrelationsparameter im Steuergerät abgelegt sein können und abhängig vom Betrieb des Fahrzeugs aktualisiert werden können, beispielsweise indem kurzzeitige Änderungen wie Temperatureinflüsse und langzeitige Änderungen wie Verschleiß oder Alterung berücksichtigt werden.
Die Erfassung des Weges erfolgt über Sensoren, beispielsweise Inkrementalwegsensoren, die an einer definierten Wegposition kalibriert werden und durch Zählung von Inkrementen einen Relativweg erfassen. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Steuerungselementen eines als Antrieb verwendeten elektronisch kommutierten Elektromotors, wobei in der Betätigungskinematisch die Drehbewegung des Elektromotors dem axial zurückgelegten Weg der Betätigungselemente der Kupplung zugeordnet wird.
Aus diesen Wegsignalen oder aus anderen oder weiteren Informationen, beispielsweise dem Verhalten der Brennkraftmaschine, wird das über die beiden Kupplungen übertragene Moment ermittelt und im Falle einer Reduktion des momentanen Seitenführungskraftbeiwertes unter ein Limit relativ zum unter momentanen Straßenbedingungen maximal möglichen Seitenführungskraftbeiwertes an zumindest einem Antriebsrad und bei Übertragung von Moment über beide Kupplungen das Kupplungsmoment einer oder beider Kupplungen zurückgenommen. Die Rücknahme des Moments kann in Abhängigkeit der Reduktion des Seitenführungskraftbeiwertes erfolgen, so dass bei stärkerer Reduzierung das Moment stärker vermindert - A - wird als bei geringerer Reduzierung. Die Auswahl der Kupplung, an der das Moment zurückgenommen wird, kann von unterschiedlichen Parametern und deren Kombination abhängen. Beispielsweise kann der Öffnungszustand einer Kupplung herangezogen werden. Bei einer nahezu geschlossenen Kupplung kann durch einen geringen Kupplungsweg mehr Moment in einer vorgegebenen Zeit abgebaut werden, als an einer nur wenig geschlossenen Kupplung, wodurch eine schnellere Beseitigung des kritischen Zustandes erzielt werden kann. Weiterhin kann der zum Zeitpunkt des Auftretens des Verlustes der maximal möglichen Seitenführungskraft vorliegende Schlupf an beiden Kupplungen herangezogen werden und die mit weniger Schlupf arbeitende Kupplung weiter geöffnet werden, da diese in der Regel weniger Moment überträgt und damit wiederum eine schnellere Reaktion auf den Verlust der maximal möglichen Seitenführungskraft möglich ist. Weiterhin kann die Reaktion auf eine Änderung des Kupplungsweges als Parameter verwendet werden. Es kann vorkommen, dass eine Kupplung beziehungsweise deren Betätigungskinematik verblockt ist, so dass diese Kupplung in ihrem Eingriffszustand nur langsam oder gar nicht geändert werden kann. Durch die Erfassung und Auswertung der Änderung oder Änderungsgeschwindigkeit des Kupplungsweges kann daher entscheiden werden, welche Kupplung schneller oder überhaupt dafür eingesetzt werden kann, eine verminderte maximal mögliche Seitenführungskraft rückgängig zu machen.
Es versteht sich, dass mit dem Verfahren in erster Linie einer verminderten maximalen Seitenführungskraft, die durch ein Verblocken des Doppelkupplungsgetriebes durch einen Momenteneintrag beider Kupplungen auf den Abtrieb und damit auf die Antriebsräder begegnet werden soll, wobei die maximal mögliche Seitenführungskraft wiederum von der Beschaffenheit der Fahrbahn abhängig ist und bei glatter Straße die maximal mögliche Seitenführungskraft entsprechend niedriger ist.
Eine Auswertung der Reduktion des maximal möglichen Seitenführungskraftbeiwertes kann an einem Antriebsrad oder an beiden oder im Falle eines Allradantriebs an allen Rädern erfolgen, wobei die Räder einzeln ausgewertet werden können, wobei für jedes Rad eine Reduktion des Seitenführungskraftbeiwertes ermittelt, berechnet und ausgewertet werden kann. Alternativ kann von mehreren Rädern ein Summenwert gebildet werden, der der Beurteilung zur Aktivierung der Routine zur Verminderung des über die Kupplungen übertragenen Moments zugrunde gelegt wird. Die Reduktion des maximal möglichen Seitenführungskraftbeiwertes selbst wird in vorteilhafter Weise aus dem Bremsschlupf, dem Quotienten aus der Differenzgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit, ermittelt. Die Differenzgeschwindigkeit setzt sich dabei aus der Differenz aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Radumfangsgeschwindigkeit zusammen. Bezogen auf diese Definition ist der Bremsschlupf 0, wenn Radum- fangsgeschwindigkeit und Fahrzeuggeschwindigkeit identisch sind. Der Seitenführungskraft- beiwert ist in diesem Fall maximal bei gegebenen Fahrbahnbedingungen. Bei komplett blockierenden Rädern, was einem Bremsschlupf von 100% entspricht, ist die Fahrgeschwindigkeit größer 0 und die Radgeschwindigkeit gleich 0, das heißt, das Antriebsrad steht. Zusätzlich oder alternativ zur beschriebenen Auswertung der in Laufrichtung wirksamen Signale kann zur Einleitung der Routine zur Verminderung eines über beide Kupplungen übertragenen Moments der so genannte Seitenkraftbeiwert ausgewertet werden, der die Seitenführungskraft eines Antriebsrades berücksichtigt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Fahrzeug bereits über eine Sensorik zur Bestimmung der Fahrzeugquerdynamik verfügt, beispielsweise aufgrund des Einbaus einer Vorrichtung zur Erhöhung der Fahrstabilität (z.B. ESP). Die Geschwindigkeitsgrößen können mittels Sensoren, beispielsweise Raddrehzahlsensoren erfasst und berechnet werden. Als Wert für die Aktivierung einer Zurücknahme des über beide Kupplung zu übertragenden Moments können Werte für einen Bremsschlupf von 20 bis 50%, vorzugsweise 30%, vorteilhaft sein. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann entweder über eine spezielle Sensorik zur Ermittlung der Geschwindigkeit über Grund (z.B. Radar, GPS-Signalauswertung und andere) erfolgen. Alternativ kann die Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn einer Überschneidung durch die Radumfangsgeschwindigkeit abgeschätzt werden und während der kurzen Überschneidungsphase als näherungsweise konstant angenommen werden. Dies entspricht der Annahme des Extremfalls, dass das Fahrzeug beispielsweise bei Eisglätte ohne Verminderung der Fahrzeuggeschwindigkeit rutscht. Dadurch wird ein Sensor für die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht benötigt. Alternativ kann die Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn der Überschneidung durch die Radumfangsgeschwindigkeit abgeschätzt werden und während der Überschneidung mit einer maximalen Verzögerung auf Eis abgeschätzt werden. Der Zustand eines reduzierten maximalen Seitenkraftbeiwertes kann alternativ auch anhand der Raddrehzahlgradienten bestimmt werden. In diesem Fall wird der Raddrehzahlgradient ausgewertet und bei zu großem Gradient mit negativem Vorzeichen ein Zustand mit reduziertem maximalen Seitenkraftbeiwertes (teilweise blockierte Räder) angenommen.
Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang das Ansprechen des elektronischen Stabi- lisierungsprogrammes (ESP). Das Ansprechen von ESP kann zusätzlich oder alternativ als Wert für die Einleitung der Routine einer Verminderung des über beide Kupplungen übertragenen Moments verwendet werden, beispielsweise kann das auf dem CAN-Bus vorliegende Signal ausgewertet werden.
Die vorgeschlagene Routine zur Überwachung der Reduktion des maximal möglichen Seitenkraftbeiwertes und eine Verminderung des Moments der Kupplungen, wenn beide Kupplungen Moment übertragen, ist eine so genannte robuste Überwachungsmethode, die infolge der geringen Qualitätsanforderungen an Messsignale bei einer begrenzten Anzahl von Eingangsgrößen relativ unempfindlich gegen beispielsweise durch Leitungsbrüche oder Defekte verursachte Sensorausfälle ist. Um die Methode zusätzlich abzusichern, kann das Aktivieren der Routine davon abhängig gemacht werden, ob in beiden Teilantriebssträngen ein Gang eingelegt ist. Eine zusätzliche oder alternative Einschränkung kann ein Wert für eine Grenzfahrzeuggeschwindigkeit sein, unterhalb derer die Routine nicht gestartet wird, also das Moment einer oder beider Kupplungen nicht vermindert wird, da ein Verlust an Seitenführungskraft bei kleineren Geschwindigkeiten weniger Auswirkungen auf die Stabilität des Fahrzeugs hat. Beispielsweise kann ein derartiger Grenzwert zwischen 5 und 25 km/h vorgegeben werden.
Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn während einer Verminderung des Moments an einer oder beiden Kupplungen die Stellung der Kupplung erfasst und ausgewertet wird. Sollte die Kupplung nicht wie angesteuert in die gewünschte Sollposition zurückkehren, können entsprechende Fehlermaßnahmen eingeleitet werden. Beispielsweise können im Fehlerfalle, wenn die Kupplung nicht in die vorgegebene Position zurückkehrt, die andere Kupplung angesteuert werden, eingelegte Gänge zwangsweise ausgelegt werden und/oder die Brennkraftmaschine zurückgeregelt oder gestoppt werden. Derartige Maßnahmen können insbesondere dann eingeleitet werden, wenn - in einer äußerst unwahrscheinlichen Situation - beide Kupplungen nicht mehr steuerbar sind.
Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Routine zur Durchführung des vorgeschlagenen
Verfahrens
und
Figur 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Momentablaufs während einer
Verminderung des Drehmoments einer Kupplung.
Figur 1 zeigt eine Routine 1 mit einem Startpunkt 2 mit einer nachfolgenden Verzweigung 3, in der entschieden wird, ob eine Haftung der angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeugs vermindert wird. Beispielsweise wird geprüft, ob der Bremsschlupf BS größer als ein vorgegebener Wert S, beispielsweise größer 30%, ist, oder der Gradient der Raddrehzahl einen maximalen Wert in negativer Richtung überschreitet (Verzögerung). Wird die Bedingung nicht erfüllt, wird die Routine 1 im Endpunkt 4 beendet. Ist die Haftung vermindert, also beispielsweise der Bremsschlupf BS größer als der vorgegebene Wert S, wird in der Verzweigung 5 festgestellt, ob beide Kupplungen ein Moment übertragen. Die Ermittlung des Bremsschlupfes kann mittels einer Auswertung der Raddrehzahlsensoren oder aus der Drehzahl einer Getriebeausgangswelle erfolgen, indem die Drehzahl der Getriebeausgangswelle und die Fahrgeschwindigkeit miteinander korreliert werden.
Die Erfassung der Kupplungsposition kann mittels jeweils einer an den Kupplungsbetätigungen angeordneten Wegmesseinrichtung erfolgen. Dabei werden die über die Kupplungen ü- bertragenen Momente M(K1 ), M(K2) aus den Kupplungspositionen ermittelt. Es versteht sich, dass zur Beurteilung einer Momentübertragung über beide Kupplungen auch die Kupplungspositionen direkt ausgewertet werden können. Wird nur über eine Kupplung Moment übertragen, resultiert die verminderte Haftung nicht aus einer Getriebeblockade und die Routine 1 wird wieder beendet. Sind beide Kupplungen aktiv, das heißt, übertragen beide Kupplungen ein Moment M(K1), M(K1) größer als die zugeordneten Grenzmomente M1 , M2 wird die Routine in Block 6 weitergeführt.
In Block 6 werden den Stellgrößen S(K1), S(K2) neue Sollwerte S1 , S2 zugeordnet. Dabei kann abhängig von den eingestellten Stellgrößen S(K1), S(K2), von den übertragenen Momenten M(K1), M(K2), von der Größe des Bremsschlupfs BS oder weiteren Größen einer oder beiden Kupplungen unterschiedliche Stellwerte zugeordnet werden, wobei ein Stellwert S1 oder S2 auch unverändert sein kann, wodurch das über diese Kupplung übertragene Moment nicht geändert wird.
Im weiteren Verlauf der Routine 1 wird in der Verzweigung 7 geprüft, ob die neu vorgegebenen Sollwerte S1 , S2 innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfensters eingestellt wurden. Ist dies der Fall, wird die Routine beendet, ist dies nicht der Fall, wird in Block 8 in einen Notbetrieb NB geschaltet. Im Notbetrieb werden Fehlerbeherrschungsmaßnahmen durchgeführt. Beispielsweise können Aktoren mit höherer Kraft bedient werden, eingelegte Gänge zwangsweise ausgelegt werden, ein Motoreingriff an der Brennkraftmaschine durchgeführt werden, automatisierte Bremsen betätigt werden und/oder das ESP aktiviert werden.
Am Endpunkt 4 wird die Routine 1 beendet. Figur 2 zeigt ein zweiteiliges Diagramm, bei dem im oberen Teil die Geschwindigkeit gegen die Zeit und im unteren die Stellpositionen der beiden Kupplungen über die Zeit aufgetragen sind. Der untere schraffierte Teil, zeigt Stellpositionen der Kupplungen, in denen kein Moment übertragen wird. Dargestellt wird die Überwachung einer Überschneidungsschaltung, bei dem im unteren Teildiagramm die Kupplungspositionen K1 , K2 der beiden Kupplungen über die Zeit für einen ungestörten Ablauf mit durchgehenden Linien gezeigt sind. Ausgehend vom Tastpunkt TP, bei dem kein oder nur ein vernachlässigbares Moment übertragen wird, können die Kupplungen bis zu einem maximal über die Kupplung übertragbaren Maximalmoment MM geschlossen werden. Im gezeigten Diagramm ist zu Beginn die erste Kupplung bis zum Maximalmoment MM geschlossen und die zweite Kupplung über den Tastpunkt TP hinaus geöffnet. Aus dem oberen Teildiagramm wird ersichtlich, dass das Fahrzeug langsam verzögert wird. Die mit den Markierungen „+" versehene Linie gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit wieder. Zu Beginn liegt kein Bremsschlupf vor, das heißt, auch die mit den Markierungen „o" bezeichnete Radumfangsgeschwindigkeit bewegt sich analog zur Fahrzeuggeschwindigkeit. Zum Zeitpunkt t(1 ) oder - wie dargestellt - kurz davor wird von einem Steuergerät abhängig von dort hinterlegten Schaltpunkten oder vom Fahrer initiiert - eine Überschneidungsschaltung eingeleitet, der zum Zeitpunkt t(1 ) unmittelbar die Überwachung von Bremsschlupf folgt. In dem oberen Teildiagramm werden drei verschiedene Abläufe dargestellt, die jeweils unterschiedliche Schlupfsituationen widerspiegeln.
Die mit „o" markierte Linie zeigt die Radumfangsgeschwindigkeit einer Schlupfsituation ohne das vorgeschlagene Verfahren. Zwischen dem Zeitpunkt t(1 ) bei beginnender Überschneidungsschaltung und der im Bereich des Zeitpunkts t(2) beendeter Überschneidungsschaltung nimmt die Geschwindigkeit des Radumfangs deutlich ab. Dies bedeutet, dass bei einem Eintrag von Moment in beide Kupplungen - siehe im unteren Teildiagramm die Kupplungspositionen K1 , K2 - durch eine Verspannung des Getriebes ein Haftungsabriss der Antriebsräder zur Fahrbahnoberfläche stattfindet. Wieweit die Raddrehzahl oder Radumfangsgeschwindigkeit einbricht, hängt von dem Reibkoeffizienten der Reibpaarung Reifen/Fahrbahnoberfläche ab. Erst erheblich nach Ablauf der Überschneidungsschaltung stabilisiert sich der Radschlupf oder Bremsschlupf wieder die Radumfangsgeschwindigkeit gleicht sich wieder der Fahrgeschwindigkeit an.
Die mit „x" markierte Linie zeigt eine Situation einer Überschneidungsschaltung ohne nennenswerten Schlupf. Die Radumfangsgeschwindigkeit nimmt nur geringfügig ab und bleibt über dem vorgegebenen Wert S1 der je nach Berechnungsform des Bremsschlupfes, des Drehzahleinbruchs des angetrieben Rads, der Radumfangsgeschwindigkeit eine entsprechende Dimension und Größe annehmen kann und hier eine Grenzgeschwindigkeit darstellt.
Die mit „•" markierte Linie zeigt eine Situation, bei der mit zunehmender Verstellung der Kupplungsposition K1 in Richtung offener Kupplung und der Kupplungsposition K2 in Richtung geschlossener Kupplung eine Verspannung des Doppelkupplungsgetriebes eintritt, der zu einem Abfallen der Radumlaufgeschwindigkeit auf den Wert S führt. Am Punkt P wird der Wert S erreicht und die Kupplung K2 wird in dem gezeigten Beispiel vollständig geöffnet, so dass sie kein Moment mehr überträgt, wie aus der gestrichelt dargestellten Linie K2' hervorgeht. Je nach Fahrsituationen kann es vorteilhaft sein, zusätzlich die Kupplungsposition K1 gemäß der gestrichelten Linie K1' so anzuheben, dass die Kupplung wieder das volle Moment überträgt. Als Folge der an Kupplung K2 und gegebenenfalls an K1 eingeleitete Maßnahmen nimmt der Bremsschlupf ab und damit die Haftung der Antriebsräder wieder zu und eine in der Linie mit den Markierungen „o" entsprechende gefährliche Situation, in der das Fahrzeug schleudern kann, kann vermieden werden. In dem gezeigten Beispiel wird die Überschneidungsschaltung quasi abgebrochen. In anderen Ausführungsbeispielen kann es vorteilhaft sein, wenn die Schaltung beschleunigt durchgezogen wird, indem die Kupplung K1 auf ein Moment Null zurückgefahren und die Kupplung K2 auf eine Momentenübertragung hochgefahren wird, die die Übertragung eines Schubes auf die Brennkraftmaschine erlaubt. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn eine unkomfortable Schaltung bei noch relativ guter Haftung der Antriebsräder auf dem Fahrbahnuntergrund vorausgesetzt werden kann.
Zum Zeitpunkt t(3) wird die nächste Überschneidungsschaltung initiiert.
Bezuqszeichenliste
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Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern eines Doppelkupplungsgetriebes mit zumindest zwei Teilantriebssträngen, von denen jeder mittels einer Kupplung mit einer Brennkraftmaschine koppelbar ist und eine Schaltung des Doppelgetriebes erfolgt, indem die Moment übertragende Kupplung des aktiv betriebenen Teilantriebsstrangs geöffnet wird, während die Kupplung des nicht aktiv betriebenen Teilantriebsstrangs bei bereits eingelegtem Gang geschlossen wird, sowie einer Einrichtung zur Ermittlung einer Reduktion der maximal möglichen Seitenführungskraft zumindest eines Antriebsrads und einer Einrichtung zur Ermittlung eines über die Kupplung übertragenen Moments, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Reduktion der maximal möglichen Seitenführungskraft unter einen vorgegebenen Wert und im Falle, dass von beiden Kupplungen ein Moment übertragen wird, das Moment einer Kupplung reduziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktion der maximal möglichen Seitenführungskraft aus dem Quotienten aus einer Fahrzeuggeschwindigkeit und der Radumfangsgeschwindigkeit zumindest eines angetriebenen Rades gebildeten Differenzgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktion der maximal möglichen Seitenführungskraft aus dem Gradienten der Radumfangsgeschwindigkeit ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit während einer Überschneidung der beiden Kupplungen zum Wechsel des Drehmoments von einem auf den anderen Teilantriebsstrang mittels der unmittelbar vor der Überschneidung anliegenden Radumfangsgeschwindigkeit angenähert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrgeschwindigkeit während der Überschneidung mit einer auf einer glatten Fahrbahn maximalen Verzögerung reduziert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftung aus einem die Seitenführungskraft des Fahrzeugs charakterisierenden Seitenkraftbeiwert ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Moment nur reduziert wird, wenn in beiden Teilantriebssträngen ein Gang eingelegt ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Moment nur reduziert wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert ü- berschreitet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das über eine Kupplung übertragene Moment mittels einer Erfassung der Stellung der Kupplung erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung der Kupplung während einer Reduzierung des Moments überwacht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterbleiben des Reduzierens eines Moments an beiden Kupplungen ein Fehlerbetrieb des Fahrzeugs aktiviert wird.
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