WO2010118724A1 - Kupplungsparameter - Google Patents

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WO2010118724A1
WO2010118724A1 PCT/DE2010/000354 DE2010000354W WO2010118724A1 WO 2010118724 A1 WO2010118724 A1 WO 2010118724A1 DE 2010000354 W DE2010000354 W DE 2010000354W WO 2010118724 A1 WO2010118724 A1 WO 2010118724A1
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WO
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clutch
determined
torque
hysteresis
friction
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PCT/DE2010/000354
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Inventor
Erhard Hodrus
Original Assignee
Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
    • G01M13/022—Power-transmitting couplings or clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/06—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/10—System to be controlled
    • F16D2500/104—Clutch
    • F16D2500/10443—Clutch type
    • F16D2500/1045—Friction clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/50—Problem to be solved by the control system
    • F16D2500/502—Relating the clutch
    • F16D2500/50236—Adaptations of the clutch characteristics, e.g. curve clutch capacity torque - clutch actuator displacement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D2500/50—Problem to be solved by the control system
    • F16D2500/502—Relating the clutch
    • F16D2500/50245—Calibration or recalibration of the clutch touch-point
    • F16D2500/50248—During assembly

Definitions

  • the invention relates to a method having the features according to the preamble of claim 1 and a device having the features according to the preamble of claim 12.
  • the transferable torque of a clutch can be determined according to the prior art from a hysteresis characteristic curve of the clutch position and the speed of the clutch actuator.
  • the hysteresis characteristic is based on a simple nominal characteristic which is characterized by the following parameters:
  • Touch point Corresponds to the coupling position at which 5 Nm torque can be transmitted.
  • Coefficient of friction Scaling factor with which the slope of the characteristic above the moment at the touch point can be changed.
  • Form factors Scaling factors with which the torque values at the support points above the touch point can be changed.
  • the characteristic is influenced by two further factors:
  • Position hysteresis Represents a parallel shift of the modified nominal characteristic in the position direction as a function of the speed of the clutch actuator.
  • Torque hysteresis superimposes a torque-dependent scaling on the parallel shift of the modified nominal characteristic in the position direction. This can be achieved at higher moments a larger hysteresis width.
  • FIGS. 1 to 3 show the effects of the form factors, the position hysteresis and the torque hysteresis on the characteristic curve.
  • the filled marker represents the support point that corresponds to the touch point.
  • FIG. 1 shows the effects of the form factors (characteristic curve 20) on the nominal characteristic curve 10.
  • the tactile points, the coefficients of friction, the shape factors and the two hysteresis factors are adapted by algorithms for both clutches.
  • the characteristic curve shown in FIG. 3 according to the characteristic curves 40 shown is used for the evaluation of the moment as a function of the position and the determination of the position from the moment according to the prior art.
  • the invention has for its object to further enhance ride comfort, especially immediately after the first commissioning of a new car by the customer.
  • the object is achieved by a method having the features according to claim 1 and a device having the features according to claim 12.
  • the method according to the invention provides for the determination of clutch parameters during initial startup of a friction clutch in a motor vehicle, wherein in a first phase the clutch is moved from an open to a closed and back to an open state at a given, constant slip of the clutch (when torque transmission is present) , During movement, the position of the clutch is determined and stored when predetermined clutch torque thresholds are reached.
  • a second phase in a first step from the positions determined a touch point, a position hysteresis and a torque hysteresis and in a second step a provisional coefficient of friction and in a third step provisional form factors and in a fourth step a final coefficient of friction and in a fifth step final Form factors determined.
  • the clutch torque threshold values are distributed equidistantly over the clutch torque range available through the clutch.
  • the touch point is determined in a preferred embodiment of the average of the endpoints of the hysteresis width for the smallest clutch torque threshold.
  • the position hysteresis is determined in a preferred embodiment from the average of several hysteresis widths for small clutch torque thresholds.
  • the torque hysteresis is determined in a preferred embodiment from the average of several hysteresis widths for large clutch torque thresholds. - A -
  • the provisional coefficient of friction is determined in a preferred embodiment from the mean value of the determined positions of the end points of the hysteresis width of the largest coupling torque threshold values.
  • the provisional friction value determined and the nominal clutch characteristic curve in a preferred embodiment the scaled clutch characteristic curve will be determined without form factor.
  • the preliminary form factors are determined in a preferred embodiment from the ratio of the torque values at the support points of the scaled clutch characteristic curve without form factors and the associated torque values of the characteristic line of the hysteresis center points.
  • the final coefficient of friction is determined in a preferred embodiment from the provisional coefficient of friction by correction by a factor in which the mean of the provisional form factors is received.
  • the preliminary form factors are corrected for the mean of the preliminary shape factors by subtracting the averaged value and scaling the resulting values by a factor such that the values resulting from scaling satisfy predetermined conditions and are the final shape factors ,
  • the predetermined conditions are that the final form factors within a band are distributed around zero and differences between two form factors are also distributed in a band around zero.
  • a device is also proposed with a control device for determining clutch parameters when first starting up a friction clutch in a motor vehicle.
  • the control device is provided so that in a first phase, the clutch is moved from an open to a closed and back to an open state at a given, constant slip of the clutch when torque transmission is present.
  • the position of the clutch is determined and stored when predetermined clutch torque thresholds are reached.
  • a second phase in a first step from the positions determined a touch point, a position hysteresis and a torque hysteresis and in a second step a provisional coefficient of friction and in a third step provisional form factors and in a fourth step, a final coefficient of friction and determined in a fifth step final form factors.
  • the invention serves to determine the coupling parameters at the end of the belt on a transmission test bench.
  • the vehicle already has very good driving characteristics, especially immediately after the first startup of the new car by the customer.
  • Figure 4 and Figure 5 show curves when determining the coupling parameters.
  • the clutch When ramping the clutch by successively increasing the position, the torque will inevitably have to increase, as constant slip is given.
  • the clutch is closed up to a maximum torque. It is going to the whole Available torque range defines a fixed number of equidistantly distributed torque thresholds. If the measured torque exceeds the torque threshold, the associated current clutch position is stored. When the clutch is opened, falling below the torque thresholds is used to determine the corresponding position.
  • FIG. 4 shows the nominal clutch characteristic (curve 110) and the measured clutch torque (curve 130). The positions found at the torque thresholds are clearly highlighted with endpoints of the hysteresis width (points 100) in FIG. These points are the direct result of the evaluation in phase 1.
  • Step 1 Determination of the touch point, the position and the torque hysteresis
  • the touch point is calculated from the mean value of the endpoints of the hysteresis width for the lowest torque threshold. Alternatively, one can consider several torque thresholds near the touch-point torque, and be aware of the result to be less sensitive to measurement noise.
  • the position hysteresis is determined from the mean value of several hysteresis ranges in the lower torque range.
  • the averaging makes the determination of the parameters again less sensitive to measurement noise.
  • the choice of the torque thresholds in the lower torque range results from the fact that the hysteresis width in the upper region can again become smaller, and thus becomes smaller.
  • the determination of the position hysteresis will always fail due to the smallest hysteresis width.
  • the hysteresis widths will always be narrower in the upper range at the transition from the rising to the falling branch of the hysteresis than in the middle range.
  • the position or moment calculation based on the curves shown in Figure 3 takes into account this behavior in the control unit software.
  • the torque hysteresis is determined from the mean value of several hysteresis ranges in the upper torque range. Again, the averaging makes the detection less sensitive to measurement noise. Step 2: Determination of a provisional coefficient of friction
  • the provisional friction coefficient is calculated from the mean of the positions of the endpoints of the hysteresis width for the highest torque threshold. Alternatively, one can consider several torque thresholds near the uppermost torque threshold and report the result in order to become less sensitive to measurement noise.
  • the nominal clutch characteristic (curve 110) can be changed.
  • the touch point causes a shift in the position direction and the coefficient of friction a scaling above the moment of contact.
  • the nominal clutch characteristic (curve 110) is compressed or stretched so that it goes through this average of the endpoints of the hysteresis width of the uppermost torque threshold.
  • the coefficient of friction corresponds to a scaling factor.
  • the nominal coefficient of friction may have a value of 270, for example
  • Step 3 Determination of the preliminary form factors
  • Form factors are calculated for the moment reference points of the nominal curve above the touch point. These result from the ratio of the torque values at the support points of the scaled clutch characteristic curve without form factors and the associated torque values of the characteristic curve of the hysteresis center points (FIG. 4, curve 120).
  • the first form factor is determined from the second form factor by halving.
  • the mean value is first determined.
  • Step 4 Determination of the final coefficient of friction.
  • the provisional coefficient of friction is corrected by the mean of the provisional form factors by multiplying the provisional coefficient of friction by a factor.
  • the mean of the provisional form factors e.g. as a percentage change
  • Step 5 Determine the final form factors.
  • the preliminary shape factors are also corrected by the mean of the preliminary shape factors by subtracting the determined average.
  • the result is then scaled by a factor, so that e.g. Points 1 and 2 of the specific conditions for the final form factors are met.
  • FIG. 5 shows the opening and closing branches of the hystereses (curve 220, curve 230) as they result after application of the position and torque hysteresis to the scaled clutch characteristic with shape factors (curve 210).
  • the torque thresholds are not distributed equidistantly over the entire area, but z. B. to the touch moment or other significant points, such as the range in which the torque hysteresis is evaluated to choose denser distances at the torque thresholds. In this case, a minimum distance should be ensured, so that sufficient measurement data for determining the positions are available.
  • the clutch characteristic can be evaluated offline on a test bench computer in the manner described above and the parameters are then recorded via an interface in the control unit.
  • the customer starts a diagnostic service that causes the clutch to close on the test bench with constant controlled slip.
  • the ECU software takes on measurement data - with the typical control unit problems of limited memory and limited runtime - and determines the coupling parameters for the touch point, the coefficient of friction, the position and the torque hysteresis, as well as the form factors by the described method. The parameters are taken over when the control unit shuts down in the EEprom memory. During the first drive, all parameters of the clutch model are optimally stored and allow a very pleasant test drive of the end customer.

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Ermittlung von Kupplungsparametern am Bandende auf einem Getriebeprüfstand.

Description

Kupplungsparameter
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Das von einer Kupplung übertragbare Drehmoment kann gemäß dem Stand der Technik aus einer hysteresebehaftete Kennlinie aus der Kupplungsposition und der Geschwindigkeit des Kupplungsaktors ermittelt werden. Die hysteresebehaftete Kennlinie basiert auf einer einfachen nominellen Kennlinie, die über die folgenden Parameter charakterisiert wird:
Tastpunkt: Entspricht der Kupplungsposition, bei der 5Nm Moment übertragen werden können.
Reibwert: Skalierungsfaktor mit dem die Steigung der Kennlinie oberhalb des Moments am Tastpunkt verändert werden kann.
Formfaktoren: Skalierungsfaktoren mit denen die Momentenwerte an den Stützstellen oberhalb des Tastpunkts verändert werden können.
Um die Hystereseeigenschaft abzubilden wird die Kennlinie durch zwei weitere Faktoren beeinflusst:
Positionshysterese: Stellt eine Parallelverschiebung der modifizierten nominellen Kennlinie in Positionsrichtung in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Kupplungsaktors dar.
Momentenhysterese: Überlagert der Parallelverschiebung der modifizierten nominellen Kennlinie in Positionsrichtung eine momentenabhängige Skalierung. Damit kann bei höheren Momenten eine größere Hysteresebreite erzielt werden. In den Figuren 1 bis 3 sind die Auswirkungen der Formaktoren, der Positionshysterese und der Momentenhysterese auf die Kennlinie dargestellt. Der gefüllte Marker stellt dabei die Stützstelle dar, die dem Tastpunkt entspricht.
In Figur 1 sind die Auswirkungen der Formfaktoren (Kennlinie 20) auf die nominelle Kennlinie 10 dargestellt.
In Figur 2 werden die Auswirkungen der Positionshysterese dargestellt, so werden z.B. die Kennlinien 30 aus der modifizierten nominellen Kennlinie 20 durch Parallelverschiebung gewonnen.
In Figur 3 werden die Auswirkungen der Momentenhysterese dargestellt, so werden z.B. die Kennlinien 40 aus den Kennlinien mit Positionshysterese 30 gewonnen.
Im Betrieb werden die Tastpunkte, die Reibwerte, die Formfaktoren und die beiden Hysteresefaktoren durch Algorithmen für beide Kupplungen adaptiert. Der in Figur 3 dargestellte Kennlinienzusammenhang gemäß der dargestellten Kennlinien 40 wird für die Auswertung des Moments in Abhängigkeit von der Position und die Bestimmung der Position aus dem Moments gemäß Stand der Technik verwendet.
Bislang wurde nur die Bestimmung des Tastpunktes bei der Erstinbetriebnahme vorgesehen, da dieser nur sehr langsam adaptiert werden kann und ein falscher Tastpunkt besonders bei Anfahr- und Schaltvorgängen sehr starken Einfluss hat. Es wurde dazu eine Routine entwickelt, die sowohl im Fahrzeug, als auch am Prüfstand die Tastpunktermittlung ermöglicht.
Nachdem der Tastpunkt ermittelt wurde und im EEprom Speicher abgelegt wurde, wird bis jetzt angenommen, dass die anderen Parameter, die mit Standardwerten initialisiert wurden, sich durch die Adaptionen im Betrieb selbständig anpassen.
Für Entwicklungsfahrzeuge ist dies eine mögliche Vorgehensweise, da ein Prüfstand für die Vermessung der Kupplung nicht immer zur Verfügung steht und ein Fahrzeug mit schlechteren Fahreigenschaften auf den ersten Kilometern nicht zu einer Beanstandung führt. Das Problem dabei ist, dass bei der Serienproduktion erwartet wird, dass das Fahrzeug vom ersten gefahrenen Meter an sehr gute Fahreigenschaften aufweist. Dies kann aber nur erreicht werden, wenn alle Parameter bei der Erstinbetriebnahme bestmöglich ermittelt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Fahrkomfort insbesondere unmittelbar nach der ersten Inbetriebnahme eines Neuwagens durch den Kunden weiter zu erhöhen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 12 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht die Ermittlung von Kupplungsparametern bei Erstinbetriebnahme einer Reibungskupplung in einem Kraftfahrzeug vor, wobei in einer ersten Phase die Kupplung von einem offenen in einen geschlossenen und wieder in einen offenen Zustand bei vorgegebenem, konstantem Schlupf der Kupplung (wenn Drehmomentübertragung vorliegt) bewegt wird. Während des Bewegens wird bei Erreichen vorgegebener Kupplungsmomentschwellenwerte die Position der Kupplung ermittelt und gespeichert wird. In einer zweiten Phase wird in einem ersten Schritt aus den ermittelten Positionen ein Tastpunkt, eine Positionshysterese und eine Momentenhysterese und in einem zweiten Schritt ein vorläufiger Reibwert und in einem dritten Schritt vorläufige Formfaktoren und in einem vierten Schritt ein endgültiger Reibwert und in einem fünften Schritt endgültige Formfaktoren ermittelt.
Die Kupplungsmomentschwellenwerte sind in einer bevorzugten Ausführungsform äquidistant über den durch die Kupplung zur Verfügung stehenden Kupplungsmomentenbereich verteilt.
Der Tastpunkt wird in einer bevorzugten Ausführungsform aus dem Mittelwert der Endpunkte der Hysteresebreite für den kleinsten Kupplungsmomentschwellenwert ermittelt.
Die Positionshysterese wird in einer bevorzugten Ausführungsform aus dem Mittelwert mehrerer Hysteresebreiten für kleine Kupplungsmomentschwellenwerte ermittelt.
Die Momentenhysterese wird in einer bevorzugten Ausführungsform aus dem Mittelwert mehrerer Hysteresebreiten für große Kupplungsmomentschwellenwerte ermittelt. - A -
Der vorläufige Reibwert wird in einer bevorzugten Ausführungsform aus dem Mittelwert der ermittelten Positionen der Endpunkte der Hysteresebreite der größten Kupplungsmomentschwellenwerte ermittelt.
Aus dem ermittelten Tastpunkt, dem ermittelten vorläufigen Reibwert und der nominellen Kupplungskennlinie wird in einer bevorzugten Ausführungsform die skalierte Kupplungskennlinie ohne Formfaktor ermitteln.
Die vorläufigen Formfaktoren werden in einer bevorzugten Ausführungsform aus dem Verhältnis der Momentenwerte an den Stützstellen der skalierten Kupplungskennlinie ohne Formfaktoren und den zugehörigen Momentenwerten der Kennlinie der Hysteresemittelpunkte ermittelt.
Der endgültige Reibwert wird in einer bevorzugten Ausführungsform aus dem vorläufigen Reibwert durch Korrektur um einen Faktor, in den der Mittelwert der vorläufigen Formfaktoren eingeht, ermittelt.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die vorläufigen Formfaktoren um den Mittelwert der vorläufigen Formfaktoren korrigiert, indem der ermittelte Mittelwert subtrahiert wird, und die sich daraus ergebenden Werte derart um einen Faktor skaliert, dass die sich nach Skalierung ergebenden Werte vorgegebene Bedingungen erfüllen und die endgültigen Formfaktoren sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die vorgegebenen Bedingungen, dass die endgültigen Formfaktoren innerhalb eines Bandes um die Null verteilt liegen und Unterschiede zwischen zwei Formfaktoren auch in einem Band um die Null verteilt liegen.
Erfindungsgemäß wird auch eine Vorrichtung mit einer Steuereinrichtung zur Ermittlung von Kupplungsparametem bei Erstinbetriebnahme einer Reibungskupplung in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Die Steuereinrichtung ist dazu vorgesehen, dass in einer ersten Phase die Kupplung von einem offenen in einen geschlossenen und wieder in einen offenen Zustand bei vorgegebenem, konstantem Schlupf der Kupplung wenn Drehmomentübertragung vorliegt, bewegt wird. Beim Bewegen wird bei Erreichen vorgegebener Kupplungsmomentschwellenwerte die Position der Kupplung ermittelt und gespeichert. In einer zweiten Phase wird in einem ersten Schritt aus den ermittelten Positionen ein Tastpunkt, eine Positionshysterese und eine Momenten hysterese und in einem zweiten Schritt ein vorläufiger Reibwert und in einem dritten Schritt vorläufige Formfaktoren und in einem vierten Schritt ein endgültiger Reibwert und in einem fünften Schritt endgültige Formfaktoren ermittelt.
Die Erfindung dient zur Ermittlung der Kupplungsparameter am Bandende auf einem Getriebeprüfstand.
Alle Kupplungsparameter müssen also während der Erstinbetriebnahme auf einem Prüfstand bestmöglich ermittelt werden, damit diese im EEprom Speicher für die weitere Verwendung im Betrieb abgelegt werden können.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren weist das Fahrzeug insbesondere bereits unmittelbar nach der ersten Inbetriebnahme des Neuwagens durch den Kunden sehr gute Fahreigenschaften auf.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung.
Es zeigen im Einzelnen:
Figur 4 und Figur 5 zeigen Kurvenverläufe bei Ermittlung der Kupplungsparameter.
Durch einmaliges Schließen der Kupplung auf dem Prüfstand mit konstant eingeregeltem Schlupf Messdaten aufzunehmen und dann alle oben aufgeführten Kupplungsparameter best möglich durch einen Algorithmus zu bestimmen.
Phase 1 :
Ermitteln der Kupplungspositionen für den schließenden und öffnenden Ast der Hysteresekennlinie bei definierten Momentenschwellen:
Beim rampenförmigen Schließen der Kupplung durch sukzessives Erhöhen der Position wird sich das Moment zwangsläufig erhöhen müssen, da konstanter Schlupf vorgegeben wird. Die Kupplung wird dabei bis zu einem maximalen Moment geschlossen. Es wird im ganzen zur Verfügung stehenden Momentenbereich eine feste Anzahl von äquidistant verteilten Momentenschwellen definiert. Überschreitet das gemessene Moment die Momentenschwelle, so wird die zugehörige aktuelle Kupplungsposition gespeichert. Beim Öffnen der Kupplung wird das Unterschreiten der Momentenschwellen dazu genutzt um die zugehörige Position zu ermitteln.
Phase 2:
Auswertung der ermittelten Kupplungspositionen und Bestimmung der Kupplungsparameter:
In Figur 4 ist die Nominelle Kupplungskennlinie (Kurve 110) und das gemessene Kupplungsmoment (Kurve 130) dargestellt. Die zu den Momentenschwellen gefundenen Positionen sind mit Endpunkte der Hysteresebreite (Punkte 100) in Figur 4 deutlich hervorgehoben. Diese Punkte sind das direkte Ergebnis der Auswertung in Phase 1.
Schritt 1 : Ermittlung des Tastpunkts, der Positions- und der Momentenhysterese
Der Tastpunkt wird aus dem Mittelwert der Endpunkte der Hysteresebreite für die unterste Momentenschwelle berechnet. Alternativ kann man mehrere Momentenschwellen in der Nähe des Tastpunktmoments betrachten, und über das Ergebnis mittein, um unempfindlicher gegenüber Messrauschen zu werden.
Die Positionshysterese wird aus dem Mittelwert mehrerer Hysteresebreiten im unteren Momentenbereich ermittelt. Die Mittelung macht die Ermittelung der Parameter wiederum unempfindlicher gegenüber Messrauschen. Die Wahl der Momentenschwellen im unteren Momentenbereich ergibt sich daraus, dass die Hysteresebreite im oberen Bereich wieder kleiner werden kann, und damit z.B. die Ermittlung der Positionshysterese auf Grund der kleinsten Hysteresebreite immer fehlschlagen wird. Die Hysteresebreiten werden im oberen Bereich beim Übergang vom ansteigenden zum fallenden Ast der Hysterese immer schmaler sein als im mittleren Bereich. Die Positions- bzw. Momentenberechnung auf Basis der in Figur 3 dargestellten Kurven berücksichtigt dieses Verhalten in der Steuergerätesoftware.
Die Momentenhysterese wird aus dem Mittelwert mehrerer Hysteresebreiten im oberen Momentenbereich ermittelt. Auch hier macht die Mittelung die Ermittelung unempfindlicher gegenüber Messrauschen. Schritt 2: Ermittlung eines vorläufigen Reibwertes
Der vorläufige Reibwert wird aus dem Mittelwert der Positionen der Endpunkte der Hysteresebreite für die oberste Momentenschwelle berechnet. Alternativ kann man mehrere Momentenschwellen in der Nähe der obersten Momentenschwelle betrachten und über das Ergebnis mittein, um unempfindlicher gegenüber Messrauschen zu werden.
Mit dem ermittelten Tastpunkt und dem vorläufigen Reibwert lässt sich aus der nominellen Kennlinie (Kurve 110) die skalierte Kupplungskennlinie ohne Formfaktoren (Kurve 140) berechnen, beide sind in Figur 4 dargestellt.
Mit dem ermittelten Tastpunkt und dem vorläufigen Reibwert kann also die nominelle Kupplungskennlinie (Kurve 110) verändert werden. Der Tastpunkt bewirkt eine Verschiebung in Positionsrichtung und der Reibwert eine Skalierung oberhalb des Tastmoments.
Die nominelle Kupplungskennlinie (Kurve 110) wird gestaucht oder gestreckt, sodass sie durch diesen Mittelwert der Endpunkte der Hysteresebreite der obersten Momentenschwelle geht. Der Reibwert entspricht einem Skalierungsfaktor. Der nominelle Reibwert kann beispielweise einen Wert von 270 haben
Schritt 3: Ermittlung der vorläufigen Formfaktoren
Für die Momentenstützstellen der nominellen Kennlinie oberhalb des Tastpunktes werden Formfaktoren berechnet. Diese ergeben sich aus dem Verhältnis der Momentenwerte an den Stützstellen der skalierten Kupplungskennlinie ohne Formfaktoren und den zugehörigen Momentenwerten der Kennlinie der Hysteresemittelpunkte (Figur 4, Kurve 120).
Für die endgültigen Formfaktoren gibt es einige Bedingungen die eingehalten werden müssen. Einige davon sollen exemplarisch angegeben werden. Es ist auch denkbar noch andere Forderungen an die Formfaktoren zu stellen. Wichtig ist, dass die Formfaktoren mit der Erstinbetriebnahmeroutine so bestimmt werden, dass sie die gleichen Bedingungen wie bei der Adaption einhalten, da sonst bei der ersten Adaption die Faktoren womöglich sprunghaft angepasst werden, um die Bedingungen nicht zu verletzen. Eine Adaption zu dann erlaubten und optimalen Formfaktoren kann dann lange dauern, was wiederum die Fahrbarkeit des Fahrzeugs beeinträchtigt. Besondere Bedingungen für die endgültigen Formfaktoren:
1. Die endgültigen Formfaktoren müssen innerhalb eines Bandes um die Null verteilt liegen, dies führt dazu dass die Formfaktoren beschränkt werden müssen.
2. Die Unterschiede zwischen zwei Formfaktoren müssen auch in einem Band um die Null verteilt liegen, was gleichbedeutende mit einer Gradientenbeschränkung ist.
3. Die Summe über die Formfaktoren ohne den ersten Formfaktor soll Null ergeben, dies entspricht einer Bereinigung um den Mittelwert.
4. Der erste Formfaktor wird aus dem zweiten Formfaktor durch Halbierung bestimmt.
Aus den vorläufigen Formfaktoren wird zunächst der Mittelwert bestimmt.
Schritt 4: Ermittlung des endgültigen Reibwertes.
Der vorläufige Reibwert wird um den Mittelwert der vorläufigen Formfaktoren korrigiert, indem der vorläufige Reibwert mit einem Faktor multipliziert wird. In den Faktor geht der Mittelwert der vorläufigen Formfaktoren z.B. als prozentuale Änderung mit ein
Schritt 5: Ermittlung der endgültigen Formfaktoren.
Die vorläufigen Formfaktoren werden ebenfalls um den Mittelwert der vorläufigen Formfaktoren korrigiert, indem der ermittelte Mittelwert subtrahiert wird. Das Ergebnis wird danach um einen Faktor skaliert, sodass z.B. die Punkte 1 und 2 der besonderen Bedingungen für die endgültigen Formfaktoren eingehalten werden.
In Figur 5 ist der öffnende und der schließende Ast der Hysteresen (Kurve 220, Kurve 230) dargestellt, wie er sich nach Anwendung der Positions- und Momentenhysterese auf die skalierte Kupplungskennlinie mit Formfaktoren (Kurve 210) ergibt.
Varianten zur Festlegung der Momentenschwellen: Alternativ werden die Momentenschwellen nicht äquidistant auf dem gesamten Bereich verteilt, sondern z. B. um das Tastmoment oder anderer signifikanter Punkte, wie z.B. dem Bereich in dem die Momentenhysterese ausgewertet wird, dichtere Abstände bei den Momentenschwellen zu wählen. Dabei sollte ein Mindestabstand gewährleistet sein, damit genügend Messdaten zur Bestimmung der Positionen vorhanden sind.
Alternativ kann die Kupplungskennlinie offline auf einem Prüfstandsrechner in der oben beschriebenen Weise ausgewertet werden und die Parameter werden dann über ein Interface in das Steuergerät eingespielt.
Der Kunde startet einen Diagnoseservice der das Schließen der Kupplung auf dem Prüfstand mit konstant eingeregeltem Schlupf veranlasst. Die Steuergerätesoftware nimmt dabei Messdaten - mit den Steuergeräte-typischen Problemen von begrenztem Speicher und beschränkter Laufzeit - auf und bestimmt daraus die Kupplungsparameter für den Tastpunkt, den Reibwert, die Positions- und die Momentenhysterese, sowie den Formfaktoren durch das beschriebene Verfahren. Die Parameter werden beim Herunterfahren des Steuergerätes in den EEprom-Speicher übernommen. Bei der ersten Fahrt sind somit alle Parameter des Kupplungsmodells bestmöglich bedatet und lassen eine sehr angenehme Probefahrt des Endkunden erwarten.
Bezuqszeichenliste
nominelle Kupplungskennlinie durch Formfaktoren modifizierte nominelle Kennlinie Kennlinie Kennlinie Endpunkte der Hysteresebreite nominelle Kupplungskennlinie Kennlinie der Hysteresemittelpunkte gemessenes Kupplungsmoment skalierte Kupplungskennlinie ohne Formfaktoren skalierte Kupplungskennlinie mit Formfaktoren nominelle Kupplungskennlinie skalierte Kupplungskennlinie mit Formfaktoren öffnender Ast der Hysteresekennlinie schließender Ast der Hysteresekennlinie

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung von Kupplungsparametern bei Erstinbetriebnahme einer Reibungskupplung in einem Kraftfahrzeug wobei in einer ersten Phase die Kupplung von einem offenen in einen geschlossenen und wieder in einen offenen Zustand bei vorgegebenem, konstantem Schlupf der Kupplung bewegt wird und während des Bewegens bei Erreichen vorgegebener Kupplungsmomentschwellenwerte die Position der Kupplung ermittelt und gespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Phase in einem ersten Schritt aus den ermittelten Positionen ein Tastpunkt, eine Positionshysterese und eine Momentenhysterese und in einem zweiten Schritt ein vorläufiger Reibwert und in einem dritten Schritt vorläufige Formfaktoren und in einem vierten Schritt ein endgültiger Reibwert und in einem fünften Schritt endgültige Formfaktoren ermittelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsmomentschwellenwerte äquidistant über den durch die Kupplung zur Verfügung stehenden Kupplungsmomentenbereich verteilt sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Tastpunkt aus dem Mittelwert der Endpunkte der Hysteresebreite für den kleinsten Kupplungsmomentschwellenwert ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Positionshysterese aus dem Mittelwert mehrerer Hysteresebreiten für kleine Kupplungsmomentschwellenwerte ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Momentenhysterese aus dem Mittelwert mehrerer Hysteresebreiten für große Kupplungsmomentschwellenwerte ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der vorläufige Reibwert aus dem Mittelwert der ermittelten Positionen der Endpunkte der Hysteresebreite der größten Kupplungsmomentschwellenwerte ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 , 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem ermittelten Tastpunkt, dem ermittelten vorläufigen Reibwert und der nominellen Kupplungskennlinie die skalierte Kupplungskennlinie ohne Formfaktor ermitteln.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die vorläufigen Formfaktoren aus dem Verhältnis der Momentenwerte an den Stützstellen der skalierten Kupplungskennlinie ohne Formfaktoren und den zugehörigen Momentenwerten der Kennlinie der Hysteresemittelpunkte ermittelt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der endgültige Reibwert aus dem vorläufigen Reibwert durch Korrektur um einen Faktor, in den der Mittelwert der vorläufigen Formfaktoren eingeht, ermittelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vorläufigen Formfaktoren um den Mittelwert der vorläufigen Formfaktoren korrigiert werden, indem der ermittelte Mittelwert subtrahiert wird, und die sich daraus ergebenden Werte derart um einen Faktor skaliert werden, dass die sich nach Skalierung ergebenden Werte vorgegebene Bedingungen erfüllen und die endgültigen Formfaktoren sind.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebenen Bedingungen vorsehen, dass die endgültigen Formfaktoren innerhalb eines Bandes um die Null verteilt liegen und Unterschiede zwischen zwei Formfaktoren auch in einem Band um die Null verteilt liegen
12. Vorrichtung mit einer Steuereinrichtung zur Ermittlung von Kupplungsparametern bei Erstinbetriebnahme einer Reibungskupplung in einem Kraftfahrzeug, wobei die Steuereinrichtung dazu vorgesehen ist, dass in einer ersten Phase die Kupplung von einem offenen in einen geschlossenen und wieder in einen offenen Zustand bei vorgegebenem, konstantem Schlupf der Kupplung wenn Drehmomentübertragung vorliegt, bewegt wird und beim Bewegen bei Erreichen vorgegebener Kupplungsmomentschwellenwerte die Position der Kupplung ermittelt und gespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Phase in einem ersten Schritt aus den ermittelten Positionen ein Tastpunkt, eine Positionshysterese und eine Momentenhysterese und in einem zweiten Schritt ein vorläufiger Reibwert und in einem dritten Schritt vorläufige Formfaktoren und in einem vierten Schritt ein endgültiger Reibwert und in einem fünften Schritt endgültige Formfaktoren ermittelt werden.
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