WO2012139547A1 - Verfahren zur inbetriebnahme einer kupplung - Google Patents

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Jürgen EICH
Ekkehard Reibold
Thorsten ESSIG
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    • F16D2500/50245—Calibration or recalibration of the clutch touch-point
    • F16D2500/50266—Way of detection

Definitions

  • the present invention relates to a method having the features according to the preamble of claim 1 and to a method having the features according to the preamble of claim 7.
  • the clutch actuator is a so-called hydrostatic clutch actuator HCA (Hydrostatic Clutch Actuator).
  • HCA Hydrostatic Clutch Actuator
  • Such a hydrostatic actuator means an actuator with a hydrostatic transmission path, for example a pressure line with hydraulic fluid. The pressure in the pressure line is detected by the pressure sensor. If an associated element is to be moved by the hydrostatic actuator, hydraulic fluid is moved in the transmission path or the pressure line, for example caused by a master cylinder which moves a slave cylinder coupled by the hydraulic fluid. If the element is to hold its position, the hydraulic fluid in the transmission path rests so that there is a hydrostatic state of the hydraulic fluid that gives its name to this actuator.
  • the object is achieved by a method having the features according to claim 1 and by a method having the features according to claim 7.
  • the present invention relates to a method which can be stored or stored in a clutch and / or transmission control unit and / or another control unit of a motor vehicle for commissioning the clutch.
  • the method can not be carried out automatically.
  • the clutch is preferably a clutch for a motor vehicle.
  • the clutch is in a particularly advantageous manner a clutch of a Mehrfachkupplungssys- system, in particular a clutch of a dual clutch system.
  • the coupling is designed in particular as a frictional clutch.
  • the clutch actuator is preferably a hydrostatic clutch actuator.
  • the pressure sensor is preferably integrated in the clutch actuator, in particular in the hydrostatic clutch actuator, but can also be provided as a separate component for detecting the pressure curve during closing and opening of the clutch, for example on a pressure line.
  • the coupling is closed and opened to the pressure curve during closing and opening, that is, the amount of pressure depending on the closing ßungs- or opening position of the clutch or the actuator to be measured by the pressure sensor, so to capture a path / pressure characteristic.
  • the clutch is closed to perform the method exactly once and then opened exactly once.
  • an opening and closing of the clutch for determining the path / pressure characteristic is performed several times in succession.
  • the clutch is closed by the clutch actuator and / or opened while the pressure profile is detected.
  • a path / pressure characteristic of the clutch is determined from the detected pressure curve.
  • the amount of pressure in an additional step with the closing path or opening that is, with the position of the pressure plate of the clutch or the actuator over time in relation.
  • the clamping force characteristic of the coupling is determined from the determined path / pressure characteristic.
  • the clutch is driven in up to a predetermined threshold value of the pressure and then fully driven up again.
  • the clutch is driven up to a predetermined threshold value of the pressure and then completely closed again.
  • a path / pressure characteristic of the clutch is determined from the detected pressure profile.
  • the clamping force characteristic of the coupling is determined from the determined path / pressure characteristic.
  • a path / engagement force characteristic of the clutch is determined from the determined path / pressure characteristic.
  • this object is also achieved by a method for starting up a clutch, in particular a clutch of a dual-clutch transmission system, with a clutch actuator and a force sensor.
  • a. Closing and / or opening the coupling b. Detecting a force curve by means of the force sensor during the closing and / or opening of the clutch, c. Determining a clamping force characteristic curve for the coupling from the force curve, and d. Use the clamping force characteristic in the subsequent operation of the coupling.
  • the force sensor is integrated into the clutch actuator, or between clutch actuator and clutch in particular between the clutch actuator and pressure plate of the clutch as a separate component for detecting the force transmitted from the actuator to the clutch in particular for detecting the force curve when closing and opening the clutch
  • the clutch is closed and opened to during the closing and opening the force curve, that is, the amount of force depending on the Schellerlochzw. Opening position of the clutch or the actuator to be measured by the force sensor, so to capture a path / force characteristic.
  • the clutch is closed to perform the method exactly once and then opened exactly once.
  • an opening and closing of the clutch for determining the path / force characteristic is performed several times in succession.
  • the clutch is closed and / or opened by the clutch actuator, while the force curve is detected.
  • a path / force characteristic of the clutch is determined from the detected force curve.
  • the value of the force in an additional step with the closing path or opening path that is, with the position of the pressure plate of the clutch or the actuator over time in relation.
  • the clamping force characteristic of the coupling is determined from the determined path / force characteristic.
  • the clutch is retracted up to a predetermined threshold value of the force and then fully driven up again.
  • the clutch is driven up to a predetermined threshold value of the force and then completely closed again.
  • a path / force characteristic curve of the clutch is determined from the detected force profile.
  • the clamping force characteristic of the coupling is determined from the determined path / force characteristic.
  • a path / egg ngurkraft- characteristic of the clutch is determined from the determined path / force characteristic by averaging with respect to hysteresis effects.
  • a path / leaf spring force characteristic curve of the clutch is determined from the determined path / engagement force characteristic of the clutch.
  • the clamping force characteristic curve of the coupling is determined from the determined path / engagement force characteristic and the path / leaf spring force characteristic.
  • the clamping force characteristic of the clutch is determined by subtracting the determined path / leaf spring force characteristic from the determined path / engagement force characteristic.
  • the relationship between the clamping force of the clutch and the torque which can be transmitted by the clutch is detected by means of a torque signal during commissioning or in the subsequent operation of the clutch.
  • the relationship between the clamping force of the clutch and the torque transferable by the clutch is adapted by means of friction value adaptation in the subsequent operation of the clutch.
  • the touch point of the clutch is detected during commissioning or in the subsequent operation of the clutch and is used for adaptation in the sense of an adaptation of the clamping force characteristic to the existing coupling hardware.
  • the touch point of the clutch that is, the point at which the clutch just a small moment - of about 5 Nm - transmits, during commissioning or subsequent operation of the clutch is detected and to adapt the clamping force characteristic is used. This also assists with the calibration of the clutch during running-in and / or during permanent operation of the clutch.
  • clamping force characteristic curve is adapted in the subsequent operation of the coupling by adapting the pitch and the shape, which is carried out according to methods known from the prior art.
  • Figure 1 is a block diagram of an embodiment of a method for commissioning a clutch: Extended coupling model with pressure path.
  • Figure 2 position ramps with pressure measurement
  • FIG. 4 Approximation of the path-pressure characteristic by a clear (hysteresis-free)
  • FIG. 6 Determination of the clamping force characteristic
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a method for starting up a clutch, in particular a dual-clutch transmission.
  • Features or method steps that are not marked in the present description as essential to the invention are to be understood as optional. Therefore, the following description also relates to further exemplary embodiments of the method, which have sub-combinations of the features or method steps to be explained below.
  • the clutch torque model - usually clutch torque as a function of the clutch actuator position - is extended by a path for pressure calculation.
  • the clamping force F aa mp of the clutch is first calculated from the clutch actuator position i-autch by means of a characteristic curve. From this size then on the one hand the transmittable clutch torque Tauten, on the other hand, the pressure signal HC A of the clutch actuator derived.
  • FIG. 2 shows position ramps (top) with pressure measurement, (bottom)
  • FIG. 3 shows the path-pressure characteristic determined therefrom.
  • the measured path-pressure curve corresponds to the transmission path from Lamc to PHCA in FIG. 1.
  • the already mentioned determination of the clamping force characteristic curve 630 can be carried out stepwise as follows:
  • the path-pressure characteristic curve 400 in FIG. 3 and FIG. 4 shows a typical hysteresis, which is undesirable for the determination of the clamping force characteristic. Therefore, in a first step, the path-pressure curve 400 is approximated by an unambiguous assignment, such as a mean-fit approximation 410 in FIG. 4. As a side result, the magnitude of the pressure hysteresis can also be detected and stored, for example, in the memory of the transmission control unit ,
  • the result is a similar curve profile as the path-force characteristic curve, as shown by the path-pressure characteristic curve 400.
  • the further procedure is analogous to the method with the path-pressure curve 400.
  • the path-force characteristic is thus approximated by a unique assignment, such as the mean-fit approximation described above, so that a course analogous to Figure 5, namely the engagement force FEngage of the clutch as a function of the coupling position results.
  • a characteristic of the engaging force F Engage has revealed the clutch as a function of clutch position both with a pressure sensor as a force sensor.
  • the further procedure can be identical in both cases.
  • the force sensor used may be integrated, for example, in the clutch actuator, or located between the clutch actuator and clutch, so in particular between clutch actuator and pressure plate of the clutch are, for example, as a separate component for detecting the transmitted from the actuator to the clutch force.
  • the further procedure therefore consists in separating F Engage 610 into a leaf spring force Fieafspnng 620 and the clamping force F C i amp . 630. This process is illustrated with reference to FIG.
  • the engagement force 610 has a very low gradient. This range can be approximated by a straight line 620 (leaf spring force F LeafSprfng 620 in FIG. 6). It is expedient to deposit the characteristics of the leaf-spring straight line 620 (slope and preload force corresponding to the y-axis section of the straight line 620) also as parameters of the clutch system in the transmission control memory.
  • the clamping force curve 630 is obtained by subtracting the
  • Leaf spring force curve 620 of the Ein Wegkraftkurve 610 The result is illustrated by the F c , emp - curve 630 in Figure 6.
  • the clamping force characteristic curve 630 per se can be deposited in various ways in the gearbox control unit, for example as a polygonal line or - based on existing clutch models in clutch or transmission control systems - as a modified nominal characteristic curve.
  • the nominal characteristic curve is modified with the aid of the parameters touch point position, scaling factor such as coefficient of friction and shape factors in such a way that the characteristic shape observed during commissioning or during driving is approximated.
  • Tastriosadaption as for example, in the German patent application with the file number 10 2011 014 572.9 executed.
  • Pressure signal available It is proposed to use this pressure signal for commissioning the coupling system.
  • the relationship between Aktorweg and pressure signal is measured and evaluated with respect to the clamping force characteristic of the coupling.
  • the preceding embodiments relate to a method for starting up a clutch, in particular a double clutch, with a clutch actuator, in particular a hydrostatic clutch actuator, and a pressure sensor, comprising the following steps: closing and / or opening the clutch, detecting a pressure profile by means of the pressure sensor during closing and / or opening the clutch, determining a clamping force characteristic for the clutch from the pressure curve, and using the clamping force characteristic in the subsequent operation of the clutch.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer Kupplung insbesondere einer Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebesystems, mit einem Kupplungsaktor, insbesondere einem hydrostatischen Kupplungsaktor, und einem Drucksensor, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Schritte ausgeführt werden: Schließen und/oder Öffnen der Kupplung, Erfassen eines Druckverlaufs mittels des Drucksensors während dem Schließen und/oder Öffnen der Kupplung, Bestimmung einer Klemmkraftkennlinie für die Kupplung aus dem Druckverlauf, und Verwenden der Klemmkraftkennlinie im anschließenden Betrieb der Kupplung.

Description

Verfahren zur Inbetriebnahme einer Kupplung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 7 .
Insbesondere wird durch die vorliegende Erfindung die Inbetriebnahme eines Doppelkupplungsgetriebes mit einer Kupplungsaktorik, die einen Drucksensor aufweist, wie dies beispielsweise in der DE 10 2010 047 800 A1 sowie der DE 10 20 0 047 801 A1 dargestellt ist, beschrieben. Bei der Kupplungsaktorik handelt es sich um einen so genannten hydrostatischen Kupplungsaktor HCA (Hydrostatic Clutch Actuator). Unter einem derartigen Hydrosta- taktor ist ein Aktor mit einer hydrostatischen Übertragungsstrecke, beispielsweise einer Druckleitung mit Hydraulikflüssigkeit, zu verstehen. Der Druck in der Druckleitung wird durch den Drucksensor erfasst. Soll durch den Hydrostataktor ein damit verbundenes Element bewegt werden, wird in der Übertragungsstrecke bzw. der Druckleitung Hydraulikflüssigkeit bewegt, beispielsweise verursacht durch einen Geberzylinder, der einen Nehmerzylinder, gekoppelt durch die Hydraulikflüssigkeit, bewegt. Soll das Element seine Position halten, so ruht die Hydraulikflüssigkeit in der Übertragungsstrecke, sodass ein hydrostatischer Zustand der Hydraulikflüssigkeit, der diesem Aktor seinen Namen gibt, vorliegt.
Üblicherweise ist die Inbetriebnahme von Doppelkupplungsgetrieben - wie sie beispielsweise in der DE 10 2010 012 756 A1 dargestellt ist - aufwendig und erfolgt mit Hilfe von Momentensignalen. Voraussetzung für die vollständige Inbetriebnahme ist im Allgemeinen ein Getriebeprüfstand oder Rollenprüfstand, wodurch hohe Kosten entstehen. Daneben besteht eine starke Abhängigkeit von der Genauigkeit der externen Momentensignale.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines Doppelkupplungsgetriebes anzugeben, das kostengünstig in der Anwendung ist, und vorzugsweise ohne einen Getriebeprüfstand oder Rollenprüfstand auskommt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 7 gelöst.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe also durch ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer Kupplung, insbesondere einer Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebesystems, mit einem Kupplungsaktor, insbesondere einem hydrostatischen Kupplungsaktor, und einem Drucksensor. Dazu ist vorgesehen, dass folgende Schritte ausgeführt werden: a. Schließen und/oder öffnen der Kupplung, b. Erfassen eines Druckverlaufs mittels des Drucksensors während dem Schließen und/oder Öffnen der Kupplung, c. Bestimmung einer Klemmkraft kennlinie für die Kupplung aus dem Druckverlauf, und d. Verwenden der Klemmkraftkennlinie im anschließenden Betrieb der Kupplung.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, das in einem Kupplungsund/oder Getriebesteuergerät und/der einem anderen Steuergerät eines Kraftfahrzeugs zur Inbetriebnahme der Kupplung hinterlegbar ist bzw. hinterlegt ist. Jedoch kann das Verfahren auch nicht automatisiert durchgeführt werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Kupplung um eine Kupplung für ein Kraftfahrzeug. Die Kupplung ist in besonders vorteilhafter Weise eine Kupplung eines Mehrfachkupplungssys- tems, insbesondere eine Kupplung eines Doppelkupplungssystems. Ferner ist die Kupplung insbesondere als reibschlüssige Kupplung ausgebildet.
Bei dem Kupplungsaktor handelt es sich vorzugsweise um einen hydrostatischen Kupplungsaktor. Der Drucksensor ist vorzugsweise in den Kupplungsaktor, insbesondere in den hydrostatischen Kupplungsaktor, integriert, kann aber auch als separates Bauteil zur Erfassung des Druckverlaufs beim Schließen und öffnen der Kupplung beispielsweise an einer Druckleitung vorgesehen sein.
Vorzugsweise wird die Kupplung geschlossen und geöffnet, um während des Schließens und Öffnens den Druckverlauf, das heißt die Höhe des Drucks in Abhängigkeit von der Schlie- ßungs- bzw. Öffnungsposition der Kupplung bzw. des Aktors, durch den Drucksensor zu messen, also um eine Weg/Druck-Kennlinie zu erfassen.
Vorzugsweise wird die Kupplung zur Durchführung des Verfahrens genau einmal geschlossen und anschließend genau einmal geöffnet.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird ein Öffnen und Schließen der Kupplung zur Ermittlung der Weg/Druck-Kennlinie mehrmals hintereinander durchgeführt.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Kupplung während der Inbetriebnahme langsam geschlossen und geöffnet wird, das heißt langsamer als das Einrücken und Ausrücken der Kupplung im normalen Betrieb durchgeführt wird. Somit kann eine Beschädigung der noch nicht kalibrierten Kupplung vermieden werden.
Vorzugsweise wird die Kupplung durch den Kupplungsaktor geschlossen und/oder geöffnet, während der Druckverlauf erfasst wird.
Weiterhin vorzugsweise wird aus dem erfassten Druckverlauf eine Weg/Druck-Kennlinie der Kupplung ermittelt. Hierbei wird die Höhe des Drucks in einem zusätzlichen Schritt mit dem Schließungsweg bzw. Öffnungsweg, das heißt mit der Position der Anpressplatte der Kupplung bzw. des Aktors über die Zeit in Bezug gesetzt.
Insbesondere ist es somit von Vorteil, wenn aus der ermittelten Weg/Druck-Kennlinie die Klemmkraftkennlinie der Kupplung bestimmt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplung bis zu einem vorgegebenen Schwellenwert des Drucks zugefahren wird und anschließend wieder vollständig aufgefahren wird.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplung bis zu einem vorgegebenen Schwellenwert des Drucks aufgefahren wird und anschließend wieder vollständig zugefahren wird. ln einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aus dem erfassten Druckverlauf eine Weg/Druck-Kennlinie der Kupplung ermittelt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aus der ermittelten Weg/Druck-Kennlinie die Klemmkraftkennlinie der Kupplung bestimmt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aus der ermittelten Weg/Druck-Kennlinie eine Weg/Einrückkraft-Kennlinie der Kupplung bestimmt wird.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer Kupplung, insbesondere einer Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebesystems, mit einem Kupplungsaktor und einem Kraftsensor. Dazu ist vorgesehen, dass folgende Schritte ausgeführt werden: a. Schließen und/oder Öffnen der Kupplung, b. Erfassen eines Kraftverlaufs mittels des Kraftsensors während dem Schließen und/oder Öffnen der Kupplung, c. Bestimmung einer Klemmkraftkennlinie für die Kupplung aus dem Kraftverlauf, und d. Verwenden der Klemmkraftkennlinie im anschließenden Betrieb der Kupplung.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kraftsensor in den Kupplungsaktor integriert ist, oder sich zwischen Kupplungsaktor und Kupplung also insbesondere zwischen Kupplungsaktor und Anpressplatte der Kupplung als separates Bauteil zur Erfassung der vom Aktor auf die Kupplung übertragenen Kraft insbesondere zur Erfassung des Kraftverlaufs beim Schließen und öffnen der Kupplung
Vorzugsweise wird die Kupplung geschlossen und geöffnet, um während des Schließens und Öffnens den Kraftverlauf, das heißt den Betrag der Kraft in Abhängigkeit von der Schließungsbzw. Öffnungsposition der Kupplung bzw. des Aktors, durch den Kraftsensor zu messen, also um eine Weg/Kraft-Kennlinie zu erfassen. Vorzugsweise wird die Kupplung zur Durchführung des Verfahrens genau einmal geschlossen und anschließend genau einmal geöffnet.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird ein öffnen und Schließen der Kupplung zur Ermittlung der Weg/Kraft-Kennlinie mehrmals hintereinander durchgeführt.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Kupplung während der Inbetriebnahme langsam geschlossen und geöffnet wird, das heißt langsamer als das Einrücken und Ausrücken der Kupplung im normalen Betrieb durchgeführt wird. Somit kann eine Beschädigung der noch nicht kalibrierten Kupplung vermieden werden.
Vorzugsweise wird die Kupplung durch den Kupplungsaktor geschlossen und/oder geöffnet, während der Kraftverlauf erfasst wird.
Weiterhin vorzugsweise wird aus dem erfassten Kraftverlauf eine Weg/Kraft-Kennlinie der Kupplung ermittelt. Hierbei wird der Wert der Kraft in einem zusätzlichen Schritt mit dem Schließungsweg bzw. Öffnungsweg, das heißt mit der Position der Anpressplatte der Kupplung bzw. des Aktors über die Zeit in Bezug gesetzt.
Insbesondere ist es somit von Vorteil, wenn aus der ermittelten Weg/Kraft-Kennlinie die Klemmkraftkennlinie der Kupplung bestimmt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplung bis zu einem vorgegebenen Schwellenwert der Kraft zugefahren wird und anschließend wieder vollständig aufgefahren wird.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplung bis zu einem vorgegebenen Schwellenwert der Kraft aufgefahren wird und anschließend wieder vollständig zugefahren wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aus dem erfassten Kraftverlauf eine Weg/Kraft-Kennlinie der Kupplung ermittelt wird. ln einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aus der ermittelten Weg/Kraft-Kennlinie die Klemmkraftkennlinie der Kupplung bestimmt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aus der ermittelten Weg/Kraft-Kennlinie durch Mittelung bezüglich Hysterese-Effekten eine Weg/Ei nrückkraft- Kennlinie der Kupplung bestimmt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aus der ermittelten Weg/Einrückkraft-Kennlinie der Kupplung eine Weg/Blattfederkraft-Kennlinie der Kupplung bestimmt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aus der ermittelten Weg/Einrückkraft-Kennlinie sowie der Weg/Blattfederkraft-Kennlinie die Klemmkraftkennlinie der Kupplung bestimmt wird.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Klemmkraftkennlinie der Kupplung durch Subtraktion der ermittelten Weg/Blattfederkraft- Kennlinie von der ermittelten Weg/Einrückkraft-Kennlinie bestimmt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zusammenhang zwischen der Klemmkraft der Kupplung und dem durch die Kupplung übertragbaren Drehmoment mittels eines Momentensignals während der Inbetriebnahme oder im anschließenden Betrieb der Kupplung erfasst wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zusammenhang zwischen der Klemmkraft der Kupplung und dem durch die Kupplung übertragbaren Drehmoment mittels Reibwertadaption im anschließenden Betrieb der Kupplung angepasst wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Tastpunkt der Kupplung während der Inbetriebnahme oder im anschließenden Betrieb der Kupplung erfasst wird und zur Anpassung im Sinne einer Adaption der Klemmkraftkennlinie an die vorhandene Kupplungshardware verwendet wird. Vorzugsweise wird ein durch die Kupplung übertragbares Drehmoment während der
Inbetriebnahme oder im anschließenden Betrieb der Kupplung erfasst und zur Anpassung der Kupplungsmomentenkennlinie verwendet. Hierdurch ist es möglich, dem Einlaufverhalten und der sich beim Einlaufen häufig noch stark ändernden Kupplungscharakteristik Rechnung zu tragen.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Tastpunkt der Kupplung, das heißt der Punkt, an dem die Kupplung gerade ein geringes Moment - von ca. 5 Nm - überträgt, während der Inbetriebnahme oder im anschließenden Betrieb der Kupplung erfasst wird und zur Adaption der Klemmkraftkennlinie verwendet wird. Auch hierdurch wird die Kalibrierung der Kupplung während des Einlaufens und/oder im dauerhaften Betrieb der Kupplung unterstützt.
Ebenso ist es von Vorteil, wenn die Klemmkraftkennlinie durch Adaption von Steigung und Form, die gemäß aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren durchgeführt wird, im anschließenden Betrieb der Kupplung angepasst wird.
Das zuvor erläuterte Verfahren weist insbesondere die folgenden Vorteile auf:
- Inbetriebnahme ohne aufwendige externe Hilfsmittel wie Getriebeprüfstände,
- Unterstützung von druckbasierten Steuerungsmethoden, z.B. der druckbasierten
Tastpunktadaption, wie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung mit dem
Aktenzeichen 10 2011 014 572.9 ausgeführt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung.
Es zeigen im Einzelnen:
Figur 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Inbetriebnahme einer Kupplung: Erweitertes Kupplungsmodell mit Druckpfad. Figur 2 Positionsrampen mit Druckmessung
Figur 3 Weg-Druck-Kennlinie mit mehrfacher Wiederholung der Messung
Figur 4 Approximation der Weg-Druck-Kennlinie durch eine eindeutige (hysteresefreie)
Kurve
Figur 5 Einrückkraftkennlinie der Kupplung
Figur 6 Bestimmung der Klemmkraftkennlinie
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Inbetriebnahme einer Kupplung, insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes, dargestellt. Merkmale bzw. Verfahrensschritte, die in der vorliegenden Beschreibung nicht als erfindungswesentlich gekennzeichnet sind, sind als optional zu verstehen. Daher betrifft die nachfolgende Beschreibung auch weitere Ausführungsbeispiele des Verfahrens, die Teilkombinationen der im Folgenden zu erläuternden Merkmale bzw. Verfahrensschritte aufweisen.
Bei neuen Kupplungssystemen, insbesondere Doppelkupplungssystemen mit hydrostatischem Kupplungsaktor steht ein Drucksensor, der ein Drucksignal ausgibt, zur Verfügung. Ursprünglich als Schutzmaßnahme gegen Überlast eingeführt, kann der Drucksensor auch zur Steuerung der Kupplung verwendet werden, beispielsweise zur Verbesserung der Tastpunktadaption.
Im Zusammenhang mit der druck basierten Tastpunktadaption besteht dann aber der Bedarf, den Zusammenhang zwischen Kupplungsposition und Drucksignal an einer Kupplung während der Inbetriebnahme zu erfassen.
Um das Drucksignal des Kupplungsaktors zur Kupplungskennlinienadaption nutzen zu können, wird zunächst das Kupplungsmomentenmodell - üblicherweise Kupplungsmoment als Funktion der Kupplungsaktorposition - um einen Pfad zur Druckberechnung erweitert. Man erhält dann ein Blockschaltbild wie in Figur 1 dargestellt. Aus dem Blockschaltbild gemäß Figur 1 ist ersichtlich, dass aus der Kupplungsaktorposition i-autch zunächst mittels einer Kennlinie die Klemmkraft Faamp der Kupplung berechnet wird. Aus dieser Größe wird dann einerseits das übertragbare Kupplungsmoment Tauten, anderseits das Drucksignal HCA des Kupplungsaktors abgeleitet.
Zur Inbetriebnahme einer Kupplung mit hydrostatischem Kupplungsaktor HCA wird die Kupplung langsam bis zu einem zulässigen aximaldruck zu- und wieder aufgefahren. Dabei wird der Druckverlauf aufgezeichnet. Figur 2 zeigt Positionsrampen (oben) mit Druckmessung, (unten)
Figur 3 zeigt die daraus ermittelte Weg-Druck-Kennlinie.
Die gemessene Weg-Druck-Kennlinie entspricht dem Übertragungspfad von Lamc zu PHCA in Figur 1. Zur Lösung der Aufgabe muss nun rückwärts auf die Klemmkraft Faamp als Funktion der Kupplungsposition Low«* geschlossen werden. Dagegen kann der weitgehend lineare Zusammenhangs zwischen der Klemmkraft FCiernp und dem Kupplungsmoment Tautet» das heißt dem Drehmoment, das die Kupplung zum gegenwärtigen Zeitpunkt maximal übertragen kann, entweder ergänzend über ein Momentensignal während der Inbetriebnahme gelernt oder im normalen Fahrbetrieb mittels Reibwertadaption angepasst werden.
Die bereits angesprochene Ermittlung der Klemmkraftkennlinie 630 kann schrittweise wie folgt durchgeführt werden:
Die Weg-Druck-Kennlinie 400 in Figur 3 und Figur 4 zeigt eine typische Hysterese, die für die Bestimmung der Klemmkraftkennlinie unerwünscht ist. Daher wird in einem ersten Schritt die Weg-Druck-Kennlinie 400 durch eine eindeutige Zuordnung approximiert, wie beispielsweise eine Mean-Fit-Approximation 410 in Figur 4. Als Nebenergebnis kann dabei auch die Größe der Druckhysterese erfasst und beispielsweise im Speicher des Getriebesteuergerätes hinterlegt werden.
Im nächsten Schritt wird die mittlere Druckkennlinie 410 durch Multiplikation mit der
Nehmerkolbenfläche der Kupplungsaktorik in eine Einrückkraft FE„9age der Kupplung umgerechnet. Das Resultat ist in Figur 5 dargestellt. Dabei wird deutlich, dass auch im Bereich kleiner Kupplungspositionen, bei denen die Kupplung noch keinerlei Moment überträgt, eine Ein- rückkraft aufgebracht werden muss. Diese Kraft resultiert aus Federelementen - üblicherwei- se Blattfedern -, die zum sicheren Trennen von Kupplungsscheibe und An press platten in der Kupplung angebracht werden. Um ein Moment an der Kupplung zu übertragen, müssen zunächst die Anpressplatten der Kupplung gegen die Blattfederkräfte FLeafsPring sowie aufeinander zu bewegt werden, dass ein Kontakt mit der Kupplungsscheibe erfolgt. Erst ab diesem Punkt kann eine Klemmkraft und damit eine Reibmoment zwischen Kupplungsscheibe und Anpressplatten aufgebaut werden.
Wird anstatt eines Drucksensors ein Kraftsensor verwandt ergibt sich als Weg-Kraft-Kennlinie ein ähnlicher Kurvenveriauf wie ihn die Weg-Druck-Kennlinie 400 zeigt. Das weitere Vorgehen ist analog dem Verfahren mit der Weg-Druck-Kennlinie 400. Die Weg-Kraft-Kennlinie wird also durch eine eindeutige Zuordnung approximiert, wie beispielsweise die oben beschriebenen Mean-Fit-Approximation, sodass sich ein Verlauf analog Figur 5, nämlich die Einrückkraft FEngage der Kupplung als Funktion der Kupplungsposition ergibt. Auf diese Weise hat sich eine Kennlinie der Einrückkraft FEngage der Kupplung als Funktion der Kupplungsposition sowohl mit einem Drucksensor wie mit einem Kraftsensor ergeben. Das weitere Verfahren kann in beiden Fällen identisch erfolgen. Der verwendete Kraftsensor kann beispielsweise in den Kupplungsaktor integriert sein, oder sich zwischen Kupplungsaktor und Kupplung befinden, sich also insbesondere zwischen Kupplungsaktor und Anpressplatte der Kupplung befinden beispielsweise als separates Bauteil zur Erfassung der vom Aktor auf die Kupplung übertragenen Kraft.
Das weitere Vorgehen besteht daher im Auftrennen von FEngage 610 in eine Blattfederkraft Fieafspnng 620 sowie die Klemmkraft FCiamp. 630. Dieser Vorgang wird anhand von Figur 6 verdeutlicht.
Solange die Kupplung im Bereich des Lüftspiels betrieben wird, weist die Einrückkraft 610 einen sehr geringen Gradienten auf. Dieser Bereich kann durch eine Gerade 620 approximiert werden (Blattfederkraft FLeafSprfng 620 in Figur 6). Es ist zweckmäßig, die Kenngrößen der Blattfeder-Geraden 620 (Steigung sowie Vorlastkraft, die dem y-Achsen-Abschnitt der Geraden 620 entspricht) ebenfalls als Parameter des Kupplungssystems im Speicher der Getriebesteuerung zu hinterlegen.
Nach diesen Vorarbeiten erhält man die Klemmkraftkurve 630 durch Subtraktion der
Blattfederkraftkurve 620 von der Einrückkraftkurve 610. Das Resultat wird durch die Fc,emp- Kurve 630 in Figur 6 verdeutlicht. Die Klemmkraftkennlinie 630 an sich lässt sich auf verschiedene Weisen im Getriebesteuergerät hinterlegen, beispielsweise als Polygonzug oder - in Anlehnung an bestehende Kupplungsmodelle in Kupplungs- oder Getriebesteuerungen - als modifizierte Nominalkennlinie. Dabei wird die nominelle Kennlinie mit Hilfe der Parameter Tastpunktposition, Skalierungsfaktor wie beispielsweise Reibwert und Formfaktoren so modifiziert, dass die bei der Inbetriebnahme oder im Fahrbetrieb beobachtete Kennlinienform approximiert wird.
Das zuvor erläuterte Verfahren weist insbesondere die folgenden Vorteile auf:
- Inbetriebnahme ohne aufwendige externe Hilfsmittel wie Getriebeprüfstände,
- Unterstützung von druckbasierten Steuerungsmethoden, z.B. der druckbasierten
Tastpunktadaption, wie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2011 014 572.9 ausgeführt.
Bei neuen Kupplungssystemen mit Hydrostatischen Kupplungsaktor (HCA) steht ein
Drucksignal zur Verfügung, Es wird vorgeschlagen, dieses Drucksignal auch zur Inbetriebnahme des Kupplungssystems zu verwenden. Zu diesem Zweck wird der Zusammenhang zwischen Aktorweg und Drucksignal gemessen und bezüglich der Klemmkraftkennlinie der Kupplung ausgewertet.
Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer Kupplung, insbesondere einer Doppelkupplung, mit einem Kupplungsaktor, insbesondere einem hydrostatischen Kupplungsaktor, und einem Drucksensor, mit den folgenden Schritten: Schließen und/oder Öffnen der Kupplung, Erfassen eines Druckverlaufs mittels des Drucksensors während dem Schließen und/oder öffnen der Kupplung, Bestimmung einer Klemmkraftkennlinie für die Kupplung aus dem Druckverlauf, und Verwenden der Klemmkraftkennlinie im anschließenden Betrieb der Kupplung. Bezu szeichenliste
L Weg
F Kraft
T Drehmoment
p Druck
LCIutc Kupplungsaktorposition
FCIamp Klemmkraft der Kupplung
TCIutch übertragbares Kupplungsmoment pHCA Aktordrucksignal
FEngage Einrückkraft der Kupplung
FCIutch Kräfte an der Kupplung
400 Weg-Druck-Kennlinie: Messdaten
410 Weg-Druck-Kennlinie: Approximation
610 Einrückkraft der Kupplung
620 Blattfederkraft
630 Klemm kraft

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Inbetriebnahme einer Kupplung, insbesondere einer Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebesystems, mit einem Kupplungsaktor, insbesondere einem hydrostatischen Kupplungsaktor, und einem Drucksensor, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Schritte ausgeführt werden:
- Schließen und/oder Öffnen der Kupplung,
- Erfassen eines Druckverlaufs (400) mittels des Drucksensors während dem Schließen und/oder Öffnen der Kupplung,
- Bestimmung einer Klemmkraftkennlinie (630) für die Kupplung aus dem Druckverlauf (400, 410), und
- Verwenden der Klemmkraftkennlinie (630) im anschließenden Betrieb der Kupplung.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung durch den Kupplungsaktor geschlossen und/oder geöffnet wird, während der Druckverlauf erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung bis zu einem vorgegebenen Schwellenwert des Drucks zugefahren wird und anschließend wieder vollständig aufgefahren wird und/oder dass die Kupplung bis zu einem vorgegebenen Schwellenwert des Drucks aufgefahren wird und anschließend wieder vollständig zugefahren wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem erfassten Druckverlauf eine Weg/Druck-Kennlinie (400,410) der Kupplung ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus der ermittelten Weg/Druck-Kennlinie (400, 410) die Klemmkraftkennlinie (630) der Kupplung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus der ermittelten Weg/Druck-Kennlinie (400, 410) eine Weg/Einrückkraft- Kennlinie der Kupplung (610) bestimmt wird.
7. Verfahren zur lnbetriebnahme|einer Kupplung, insbesondere einer Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebesystems, mit einem Kupplungsaktor und einem Kraftsensor, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Schritte ausgeführt werden: a. Schließen und/oder Öffnen der Kupplung, b. Erfassen eines Kraftverlaufs mittels des Kraftsensors während dem Schließen und/oder Öffnen der Kupplung, c. Bestimmung einer Klemmkraftkennlinie für die Kupplung aus dem Kraftverlauf, und d. Verwenden der Klemmkraftkennlinie im anschließenden Betrieb der Kupplung.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung durch den Kupplungsaktor geschlossen und/oder geöffnet wird, während der Kraftverlauf erfasst wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung bis zu einem vorgegebenen Schwellenwert der Kraft zugefahren wird und anschließend wieder vollständig aufgefahren wird und/oder dass die Kupplung bis zu einem vorgegebenen Schwellenwert der Kraft aufgefahren wird und anschließend wieder vollständig zugefahren wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem erfassten Kraftverlauf eine Weg/Kraft-Kennlinie der Kupplung ermittelt wird.
1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass aus der ermittelten Weg/Kraft-Kennlinie die Klemmkraftkennlinie (630) der Kupplung bestimmt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass aus der ermittelten Weg/Kraft-Kennlinie eine Weg/Einrückkraft- Kennlinie der Kupplung (610) bestimmt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass aus der ermittelten Weg/Einrückkraft-Kennlinie der Kupplung (610) eine Weg/Blattfederkraft-Kennlinie der Kupplung (620) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass aus der ermittelten Weg/Einrückkraft-Kennlinie der Kupplung (610) sowie der Weg/Blattfederkraft-Kennlinie der Kupplung (620) die Klemmkraftkennlinie (630) der Kupplung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkraftkennlinie (630) der Kupplung durch Subtraktion der ermittelten Weg/Blattfederkraft-Kennlinie (620) der Kupplung von der ermittelten Weg/Einrückkraft-Kennlinie der Kupplung (610) bestimmt wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusammenhang zwischen der Klemmkraft der Kupplung und dem durch die Kupplung übertragbaren Drehmoment mittels eines Momentensignals während der Inbetriebnahme oder im anschließenden Betrieb der Kupplung erfasst wird.
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