WO2012167766A1 - Verfahren zur steuerung oder regelung eines antriebsmotors und/oder einer automatisierten reibungskupplung - Google Patents

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    • F16D2500/70458—Engine torque

Definitions

  • the invention relates to a method having the features according to the preamble of claim 1.
  • CVT continuously variable transmission
  • German Offenlegungsschrift DE 10 2009 014 467 A1 discloses a method for
  • CONFIRMATION COPY be used or it is still a relative or absolute safety factor is included.
  • Trq Eng Max - Trq CI, estimated Max - Trq Offset
  • Trq offset is for example in the range of 0 to 30 Nm, preferably 10 to 20 Nm.
  • Engine intervention is only activated in the case of an existing problem (reduced capacity of the clutch, ie too low maximum torque that can be transmitted by the clutch). That If a too small value is determined during the determination of the transmittable maximum clutch torque, then this does not immediately lead to an engine intervention, but only after the occurrence of a problem case (slip situation).
  • the present invention is based on the object to avoid the above-mentioned disadvantages.
  • a method for controlling or regulating a drive motor and / or an automated friction clutch is provided with a friction lining in the drive train of a motor vehicle, wherein the friction clutch between the drive motor and a transmission is arranged and wherein the friction clutch in the presence of too low a maximum transmissible clutch torque of the friction clutch and in the presence of predetermined conditions by controlling or regulating the torque of the drive motor is brought into a state that in the friction clutch is a predetermined slip and heats the friction lining and / or the mating partner of the friction lining of the friction clutch due to the slip.
  • the advantage is that in this way, in the presence of too low a maximum transmittable clutch torque of the friction clutch by an engine intervention, the excessively low maximum transferable clutch torque is increased.
  • the object is also achieved by the method described below.
  • the invention also provides a method for controlling or regulating a drive motor and / or an automated friction clutch with a friction lining in the drive train of a motor vehicle, wherein the friction clutch between the drive motor and a transmission is arranged and wherein the friction clutch in the presence of too low a maximum transferable clutch torque of the friction clutch and is brought in the presence of predetermined conditions by controlling the friction clutch in a state that in the friction clutch is a predetermined slip and the friction lining and / or the mating partner of the friction lining of the friction clutch is heated due to the slip.
  • the object is also achieved by the method described below.
  • a method for controlling or regulating a drive motor and / or an automated friction clutch with a friction lining in the drive train of a motor vehicle wherein the friction clutch between the drive motor and a transmission is arranged, and wherein the friction clutch in the presence of too low a maximum transferable clutch torque of Friction clutch and in the presence of predetermined conditions by controlling or regulating the torque of the drive motor and by controlling or regulating the friction clutch is brought into a state that in the friction clutch is a predetermined slip and the friction lining and / or the mating partner of the friction lining of the friction clutch due to Slippery heated.
  • a too low maximum transferable clutch torque of the friction clutch is present when a threshold value is exceeded, wherein the threshold value is selected, for example, as a function of the maximum torque of the drive motor.
  • the conditions are that the friction clutch is completely closed.
  • the conditions are alternative or additional that the temperature of the friction lining and / or Jacobankpartners the friction lining of the friction clutch is below a threshold, the threshold is between 5 degrees Celsius and 500 degrees Celsius, and preferably between 20 degrees Celsius and 150 degrees Celsius, and more preferably 100 degrees Celsius.
  • the torque of the drive motor is set such that there is slip in the clutch.
  • the torque of the drive motor is set higher than the maximum torque transferable by the friction clutch by controlling or regulating the torque of the drive motor or that the torque of the drive motor is set to the maximum torque of the drive motor.
  • the conditions are alternative or additional, that in the period of adjustment of the torque of the drive motor that slip is present in the clutch or in the period of adjustment of the predetermined slip by the control or regulation of the torque Drive motor or in the period between these two periods, the amount of a slip gradient of the slip does not exceed a predetermined slip gradient threshold.
  • the predetermined slip is between 5 and 1000 revolutions per minute and preferably * is between 50 and 100 revolutions per minute.
  • the predetermined slip is present for a predetermined period of time, wherein the period is between 1 and 100 seconds, and is preferably 10 to 15 seconds.
  • the method is carried out cyclically and / or in a coupling process. In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the method is terminated when the temperature of the friction lining and / or Gegenlaufpart- ners friction lining of the friction clutch exceeds a third temperature threshold or if the maximum transmissible clutch torque of the friction clutch, the maximum engine torque or another predetermined target clutch torque threshold value is exceeded or reached.
  • the second and third temperature threshold value is the optimum operating temperature of the clutch or of the friction lining and / or of the counterpart partner of the friction lining of the friction clutch or oriented to the optimum operating temperature.
  • the second and third temperature threshold values are selected above or below the optimum operating temperature of the clutch or of the friction lining and / or the counter rotating partner of the friction lining of the friction clutch.
  • the predetermined slip is predetermined as a function of the difference between the current operating temperature of the friction lining and / or the counterpart partner of the friction lining of the friction clutch to the optimum operating temperature.
  • the strategy b) has the advantage over the strategy a) that the limiting engine intervention becomes active only when there is a physical problem. This is detected by unwanted slippage when the clutch is fully closed.
  • the motor torque of the drive motor is set to a value - if necessary raised above the maximum transmissible clutch torque - so that slip safely in the clutch.
  • the slip can also be adjusted by a slip control.
  • a combination of slip control on the clutch and adjustment of engine torque is also possible to provide slip in the friction clutch
  • Clutch temperature below a threshold e.g., 100 ° C
  • clutch torque capacity e.g., activation only if the break is greater than x% of the maximum modestor torque, x may be 40%, for example
  • the slip can be selected as a function of the difference of the current clutch temperature to the optimum operating temperature. That as the clutch temperature increases and the difference to the optimum operating temperature decreases, the slip is also reduced.
  • the activation of the function to increase the clutch temperature can be linked to other operating conditions such.
  • Driver operates the vehicle in a certain driving mode (e.g., sport / dynamics); In Eco mode, the function does not become active; here one accepts the engine intervention to limit the engine torque, for example, according to the strategies a) or b).
  • a certain driving mode e.g., sport / dynamics
  • Eco mode the function does not become active; here one accepts the engine intervention to limit the engine torque, for example, according to the strategies a) or b).
  • NVH effects noise, vibration, harshness effects, ie effects which cause the driver disturbing noises, vibrations or roughness
  • Figure 1 is a schematic representation of an embodiment of the invention, wherein the maximum transmissible clutch torque despite slip and warm Kupplungsreibbelag not reach the maximum engine torque.
  • Figure 2 is a schematic representation of an embodiment of the invention, wherein the maximum transmissible clutch torque by means of slip and warming Kupplungsreibbelag reaches the maximum engine torque.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show two further embodiments of the invention.
  • the ordinate represents the time course of the method.
  • the clutch is completely closed over the entire time profile shown.
  • This measure can for example also be part of a method for calculating the maximum transferable clutch torque.
  • the engine torque Trq Eng is raised only so far - for example, via the maximum transferable clutch torque Trq a - until Schupf (engine speed n mo t - transmission - input speed n ips ) is present in the fully closed clutch.
  • This alternative measure can also be part of a method for calculating the maximum transferable clutch torque.
  • the engine torque is then lowered back to 90% to 100%, for example 95% of the maximum transmittable clutch torque Trq a , so that the slip decreases.
  • Trq a maximum transmittable clutch torque
  • a small slip - for example, 50 to 100 revolutions per minute - is maintained by controlling the engine torque, so that energy is entered into the clutch, the Kupplungsreibbelag further heated, its coefficient of friction increases and the maximum transmittable clutch torque Trq a further increased.
  • the duration of the maintenance of the low slip is dependent on the temperature of the Kupplungsreibbelags or Gegenlaufpartner the friction lining and is at a temperature of less than 100 degrees Celsius 10 to 15 seconds. This temperature value and the duration of the maintenance of the low slip is too suggestive, the concrete choice is left to the person skilled in the art, taking into account the technical single case, ie the present coupling and the Kupplungsreibbelags.
  • Whether in the time range 30 by controlling the engine torque of the low slip is set or not, can be additionally linked to the criterion that the amount of slip gradient in the fall of the slip in the time range 20 on the low slip in the time range 30 exceeds a predetermined slip gradient threshold or not. If the absolute slip gradient does not exceed the threshold value in the event of slip, control of the engine torque takes place so that the low slip is set as described above and the maximum transmittable clutch torque Trq a is increased as a result of the heating.
  • the concrete definition of the slip gradient threshold value is left to the person skilled in the art taking into account the individual technical case, for example the present clutch and the clutch friction lining. If the absolute slip gradient exceeds the threshold value in the case of slip drop, the small slip in the time range 30 is not set.
  • the maximum transmittable clutch torque Trq a does not reach the maximum engine torque TrqEngMax in spite of slip and heating clutch friction lining during the period of low slip.
  • the engine torque increases in the time domain 40 after the duration of the low slip limited so that there is no or only a very small slip of only a few revolutions per minute.
  • the engine intervention for example until the next coupling process or until the next Verifier- event - continue to maintain.
  • Verification event is the implementation of the method, for example, according to the embodiments of Figure 1 or Figure 2 understood.
  • FIG. 2 shows a profile according to which the maximum transmittable clutch torque Trq C i is reached during the period of low slip maintenance due to the slip in the clutch and the heating clutch friction lining , the maximum engine torque Trq EngMax . The slip is then reduced to zero after reaching the maximum engine torque Trq EngM ax.
  • the duration of the slip phase thus depends on the behavior of the coupling temperature.
  • the above-described methods according to FIG. 1 or according to FIG. 2 are only executed if the temperature of the clutch friction lining or the counterpart partner of the friction lining is less than a predetermined temperature of, for example, 100 degrees Celsius.
  • a predetermined temperature for example, 100 degrees Celsius.
  • This temperature value is too much as a suggestion, the concrete choice is left to the expert, taking into account the technical case, ie the present coupling and the Kupplungsreibbelags. Above this temperature, no additional slip is introduced into the coupling by these methods. If the clutch is hot, a preventive engine intervention to protect the clutch is proposed.
  • a Verometersereignis - ie the implementation of a method, for example, according to the embodiments of Figure 1 or Figure 2 is performed cyclically and / or in each coupling operation. The duration of such a cycle is left to the expert.
  • a reduction of the engine intervention takes place 20 to 30 seconds after the reduction of the slip to zero 40 or nearly zero.
  • a slip observer or a slip control must be active to respond to a recurrence of slippage.
  • Slip phase duration depends on clutch temperature. Slip limitation due to engine torque reduction Slip low by controlling engine torque Slippage reduced to zero Permanent engine intervention until next clutching or until next verification event or engine engagement reduction 20 to 30 seconds after slippage reduction to zero with cyclic verification Maximum torque achieved, slip reduced to zero

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines Antriebsmotors und/oder einer automatisierten Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.

Description

Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines Antriebsmotors und/oder einer automatisierten Reibungskupplung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die in dieser Erfindung beschriebene Idee kann bei den Getriebetypen
- Automatisierte Schaltgetriebe (nass und/oder trocken)
- Doppelkupplungsgetriebe (nass und/oder trocken)
- Stufenlos verstellbare Getriebe (CVT)
zur Anwendung kommen.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 014 467 A1 ist ein Verfahren zur
Steuerung einer automatisierten Reibungskupplung in einem Antriebsstrang zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe bekannt, bei dem das Motormoment des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von einem an der Reibungskupplung auftretenden Kupplungsschlupf geregelt wird.
Wenn aufgrund mangelnder Momentenkapazität einer Reibungskupplung (trockene/nasse Einfach-/Doppelkupplung bzw. CVT) nicht das Motormoment übertragen werden kann, wird im Allgemeinen ein das Motordrehmoment begrenzender Motoreingriff durchgeführt. In der vorliegenden Schrift wird unter anderem beschrieben, wie einerseits der Motoreingriff aktiviert werden kann und wann er wieder zurückgenommen wird.
Aus dem Stand der Technik sind zwei Strategien - im Folgenden als a) und b) bezeichnet - bekannt. Bei beiden Strategien wird ein berechnetes, maximal übertragbares Kupplungsmoment genutzt. Dieses wird aufgrund der aktuell adaptierten Kupplungseigenschaften (Tastpunkt, Reibwert, Kennlinienform, etc.) ermittelt und ständig nachgeführt. a) Gemäß der Strategie a) wird - sofern das maximal übertragbare Kupplungsmoment Trq ci, estimated Max geringer wird als das Motormoment Trq Eng, Actuai - ein Motoreingriff ausgelöst und das maximale Motormoment auf den Wert des maximal übertragbaren Kupplungsmomentes begrenzt (limitierender Motoreingriff). Dafür kann dann entweder der Wert als solcher ge-
BESTÄTIGUNGSKOPIE nutzt werden oder es wird noch ein relativer oder absoluter Sicherheitsfaktor eingerechnet.
WENN ( Trq Cl, estimated Max < rq Eng, ActUal) DANN {
Begrenze maximales Motormoment Trq Eng, Max auf Trq Ci, estimated Max
}
Vorteil: Es wird - eine entsprechende Berechnung des maximal übertragbaren Kupplungsmomentes vorausgesetzt - für den Fahrer kein ungewollter Schlupf auftreten.
Nachteil: U. u. wird das Motormoment stärker begrenzt, als es eigentlich sein müsste;
gegebenenfalls wird es sogar unnötigerweise begrenzt. b) Gemäß der Strategie b) wird keine pauschale Begrenzung des Motormomentes durchgeführt. Die Begrenzung (limitierender Motoreingriff) wird erst aktiviert, wenn eine Dauerschlupfsituation bei vollständig ausgerückter Kupplung (also maximal möglichem Kupplungsmoment, Kupplung geschlossen) erkannt wurde. Das Verfahren sieht folgende Schritte vor:
1. Normales Verfahren (Bewegen) des Kupplungsaktors solange, bis
bei vollständig ausgerückter Kupplung eine Dauerschlupfsituation erkannt wird
2. Aktivierung eines Motoreingriffes:
rq Eng, Max = X % VOn Trq ci, estimated Max Oder
Trq Eng, Max— Trq CI, estimated Max— Trq Offset
3. Zurücknahme des Motoreingriffes mit Zündung Aus / An. x % liegt dabei beispielsweise im Bereich von 90% bis 100%, bevorzugt bei 95%. Trq offset liegt dabei beispielsweise im Bereich von 0 bis 30 Nm bevorzugt 10 bis 20 Nm. Eine derartige Strategie wird beispielsweise in der WO 2004/087456 A1 beschrieben.
Vorteil: Motoreingriff wird erst im Falle eines vorliegenden Problems (Minderkapazität der Kupplung, also zu geringes maximal durch die Kupplung übertragbares Drehmoment) aktiviert. D.h. wenn bei der Bestimmung des übertragbaren maximalen Kupplungsmomentes ein zu kleiner Wert ermittelt wird, dann führt dies nicht sofort zu einem Motoreingriff, sondern erst nach Auftreten eines Problemfalles (Schlupfsituation).
Nachteil: Motoreingriff bleibt gegebenenfalls sehr lange aktiv. Unter Umständen tritt zu Beginn einer längeren Fahrt ein unerwünschtes Schlupfereignis auf; die ab diesem Zeitpunkt aktive Begrenzung des Motormomentes bleibt dann gegebenenfalls stundenlang aktiv (z.B. Urlaubsfahrt) und führt zu gewissen Einschränkungen im Fahrverhalten. Wenn allerdings das maximal übertragbare Kupplungsmoment steigt und Strategie b) ausgeführt wird, dann blendet sich diese Funktion (Strategie b)) indirekt selbst aus, wenn wieder eine Dauerschlupfsituation bei vollständig ausgerückter Kupplung aber diesmal höherem maximal übertragbarem Kupplungsmoment auftritt.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines Antriebsmotors und/oder einer automatisierten Reibungskupplung mit einem Reibbelag im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei die Reibungskupplung zwischen Antriebsmotor und einem Getriebe angeordnet ist und wobei die Reibungskupplung bei Vorliegen eines zu geringen maximal übertragbaren Kupplungsmoments der Reibungskupplung und bei Vorliegen vorgegebener Bedingungen durch Steuerung oder Regelung des Drehmoments des Antriebsmotors in einen Zustand gebracht wird, dass in der Reibungskupplung ein vorgegebener Schlupf vorliegt und sich der Reibbelag und/oder der Gegenlaufpartner des Reibbelags der Reibungskupplung aufgrund des Schlupfes erwärmt.
Der Vorteil ist, dass auf diese Weise bei Vorliegen eines zu geringen maximal übertragbaren Kupplungsmoments der Reibungskupplung durch einen Motoreingriff das zu geringe maximal übertragbare Kupplungsmoment erhöht wird.
Die Aufgabe wird auch durch das nachfolgend beschriebene Verfahren gelöst.
Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines Antriebsmotors und/oder einer automatisierten Reibungskupplung mit einem Reibbelag im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei die Reibungskupplung zwischen Antriebsmotor und einem Getriebe angeordnet ist und wobei die Reibungskupplung bei Vorliegen eines zu geringen maximal übertragbaren Kupplungsmoments der Reibungskupplung und bei Vorliegen vorgegebener Bedingungen durch Steuerung oder Regelung der Reibungskupplung in einen Zustand gebracht wird, dass in der Reibungskupplung ein vorgegebener Schlupf vorliegt und sich der Reibbelag und/oder der Gegenlaufpartner des Reibbelags der Reibungskupplung aufgrund des Schlupfes erwärmt.
Die Aufgabe wird auch durch das nachfolgend beschriebene Verfahren gelöst.
Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines Antriebsmotors und/oder einer automatisierten Reibungskupplung mit einem Reibbelag im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei die Reibungskupplung zwischen Antriebsmotor und einem Getriebe angeordnet ist, und wobei die Reibungskupplung bei Vorliegen eines zu geringen maximal übertragbaren Kupplungsmoments der Reibungskupplung und bei Vorliegen vorgegebener Bedingungen durch Steuerung oder Regelung des Drehmoments des Antriebsmotors sowie durch Steuerung oder Regelung der Reibungskupplung in einen Zustand gebracht wird, dass in der Reibungskupplung ein vorgegebener Schlupf vorliegt und sich der Reibbelag und/oder der Gegenlaufpartner des Reibbelags der Reibungskupplung aufgrund des Schlupfes erwärmt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein zu geringes maximal übertragbaren Kupplungsmoments der Reibungskupplung vorliegt wenn ein Schwellewert unterschritten wird, wobei der Schwellenwert beispielsweise in Abhängigkeit vom maximalen Drehmoment des Antriebsmotors gewählt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bedingungen sind, dass die Reibungskupplung vollständig geschlossen ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bedingungen alternativ oder zusätzlich sind, dass die Temperatur des Reibbelags und/oder des Gegenlaufpartners des Reibbelags der Reibungskupplung unter einem Schwellenwert liegt, wobei der Schwellenwert zwischen 5 Grad Celsius und 500 Grad Celsius liegt, und bevorzugt zwischen 20 Grad Celsius und 150 Grad Celsius liegt und besonders bevorzugt 100 Grad Celsius beträgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass unmittelbar bevor durch Steuerung oder Regelung des Drehmoments des Antriebsmotors der vorgegebene Schlupf eingestellt wird, durch die Steuerung oder Regelung des Drehmoments des Antriebsmotors das Drehmoments des Antriebsmotors derart eingestellt wird, dass Schlupf in der Kupplung vorliegt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass durch die Steuerung oder Regelung des Drehmoments des Antriebsmotors das Drehmoment des Antriebsmotors höher als das von der Reibungskupplung maximal übertragbare Kupplungsmoment eingestellt wird oder dass das Drehmoment des Antriebsmotors auf das maximale Drehmoment des Antriebsmotors eingestellt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bedingungen alternativ oder zusätzlich sind, dass im Zeitraum der Einstellung des Drehmoments des Antriebsmotors, dass Schlupf in der Kupplung vorliegt oder im Zeitraum der Einstellung des vorgegebenen Schlupfs durch die Steuerung oder Regelung des Drehmoments des Antriebsmotors oder im Zeitraum zwischen diesen beiden Zeiträumen der Betrag eines Schlupfgradienten des Schlupfes einen vorgegebenen Schlupfgradientenschwellenwert nicht überschreitet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der vorgegebene Schlupf zwischen 5 und 1000 Umdrehungen pro Minute beträgt und bevorzugt * zwischen 50 bis 100 Umdrehungen pro Minute beträgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der vorgegebene Schlupf für einen vorgegebenen Zeitraum vorliegt, wobei der Zeitraum zwischen 1 und 100 Sekunden beträgt, und bevorzugt 10 bis 15 Sekunden beträgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass nach Ablauf des vorgegebenen Zeitraums oder wenn die Temperatur des Reibbelags und/oder des Gegenlaufpartners des Reibbelags der Reibungskupplung einen zweiten Temperaturschwellenwert überschreitet oder wenn das maximal übertragbare Kupplungsmoment der Reibungskupplung das maximale Motormoment oder einen vorgegebenen Zielkupplungsmoment- schwellenwert überschreitet oder erreicht, der Schlupf durch die Steuerung oder Regelung des Drehmoments des Antriebsmotors auf Null reduziert wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren zyklisch und/oder bei einem Kupplungsvorgang ausgeführt wird. ln einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren beendet wird, wenn die Temperatur des Reibbelags und/oder des Gegenlaufpart- ners des Reibbelags der Reibungskupplung einen dritten Temperaturschwellenwert überschreitet oder wenn das maximal übertragbare Kupplungsmoment der Reibungskupplung das maximale Motormoment oder einen weiteren vorgegebenen Zielkupplungsmomentschwellen- wert überschreitet oder erreicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite und dritte Temperaturschwellenwert die optimale Betriebstemperatur der Kupplung bzw. des Reibbelags und/oder des Gegenlaufpartners des Reibbelags der Reibungskupplung ist oder sich an der optimale Betriebstemperatur orientieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite und dritte Temperaturschwellenwert über oder unter der optimale Betriebstemperatur der Kupplung bzw. des Reibbelags und/oder des Gegenlaufpartners des Reibbelags der Reibungskupplung gewählt sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der vorgegebene Schlupf in Abhängigkeit von der Differenz der aktuellen Betriebstemperatur des Reibbelags und/oder des Gegenlaufpartners des Reibbelags der Reibungskupplung zur optimalen Betriebstemperatur vorgegeben wird.
Hinsichtlich der Aktivierung des limitierenden Motoreingriffes weist die Strategie b) gegenüber der Strategie a) den Vorteil auf, dass der begrenzende Motoreingriff erst dann aktiv wird, wenn physikalisch ein Problem vorliegt. Dieses wird anhand von nicht erwünschtem Schlupf bei vollständig geschlossener Kupplung erkannt.
Im Folgenden geht es dann konkret um die Zurücknahme des Motoreingriffes und um
Maßnahmen zur Steigerung des Kupplungsmomentes.
Im Folgenden werden Möglichkeiten zur Anhebung des maximal übertragbaren Kupplungsmomentes beschrieben (Funktion zur Anhebung der Kupplungstemperatur):
Aus Untersuchungen ist ein Zusammenhang zwischen dem Kupplungsreibwert und der Temperatur des Reibbelages bekannt. In Abhängigkeit des Kupplungsbelages kann der Reibwert der Kupplung im Kaltzustand (20°C) auf ca. 60 bis 70% des Warmreibwertes einbrechen.
Wird nun eine Momentenschwäche der Kupplung erkannt, dann kann versucht werden, durch gezielt eingebrachte Reibleistung infolge von definiertem Kupplungsschlupf die Temperatur des Kupplungsbelages zu erhöhen und somit das übertragbare, maximale Kupplungsmoment zu steigern.
Dazu wird das Motordrehmoment des Antriebsmotors auf einen Wert eingestellt - falls nötig über das maximal übertragbare Kupplungsmoment hinaus angehoben - sodass sicher Schlupf in der Kupplung vorliegt. Alternativ kann der Schlupf auch durch eine Schlupfregelung eingestellt werden. Auch eine Kombination aus Schlupfregelung an der Kupplung und Einstellen des Motordrehmoments ist zur Bereitstellung von Schlupf in der Reibungskupplung möglich
Diese Schlupfereignisse werden sinnvollerweise nur durchgeführt, wenn die folgenden Randbedingungen erfüllt sind:
- Kupplungstemperatur unterhalb einem Schwellenwert (z.B. 100°C) oder
- eingetragene, kummulierte Reibenergie unterhalb Schwellwert oder
zurückgelegte Laufleistung während der Kupplungslebensdauer unterhalb Schwellwert oder eingetragene, kummulierte und laufleistungsbezogene Reibenergie unterhalb Schwellwert
- deutlicher Einbruch der Kupplungsmomentenkapazität gegeben (z.B. Aktivierung nur, wenn der Einbruch größer als x% vom maximalen Mötormoment ist, x kann dabei beispielsweise 40% betragen)
Die genannten Schwellenwerte sowie x sind unter Berücksichtigung des technischen
Einzelfalls durch den Fachmann auszuwählen.
Dabei kann der Schlupf in Abhängigkeit von der Differenz der aktuellen Kupplungstemperatur zur optimalen Betriebstemperatur gewählt werden. D.h. wenn die Kupplungstemperatur steigt und die Differenz zur optimalen Betriebstemperatur kleiner wird, wird auch der Schlupf reduziert.
Sinnvollerweise gibt es auch zwei Temperaturschwellen. D.h. die Aktivierung der Funktion zur Anhebung der Kupplungstemperatur wird nur aktiviert, wenn die Temperatur unterhalb eines ersten Schwellwertes (z.B. 40°C) liegt. Ist die Funktion dann jedoch aktiv, bleibt sie solange aktiv, bis ein zweiter Temperaturschwellwert (z.B. 80°C oder 100 °C) überschritten wird. Auch diese Schwellenwerte sollten vom Fachmann unter Berücksichtigung des technischen Einzelfalls ausgewählt werden. .
Ferner kann die Aktivierung der Funktion zu Anhebung der Kupplungstemperatur noch an weitere Betriebsbedingungen geknüpft werden wie z.B.
- Fahrer betätigt das Fahrzeug in einem bestimmten Fahrmodus (z.B. Sport / Dynamik); Im Eco-Modus wird die Funktion nicht aktiv; hier akzeptiert man den Motoreingriff zur Limitierung des Motormoments beispielsweise gemäß den Strategien a) oder b).
- Fahrer ist„sportlich" unterwegs (Auswertung der Geschwindigkeit, Fahrpedalstellung, Verfahren zur Fahrertyp-Identifikation).
Weitere Randbedingungen an das einzustellende Motordrehmoment sowie den einzustellenden Schlupf sind, dass NVH-Effekte (noise, Vibration, harshness Effekte, also Effekte die den Fahrer störende Geräusche, Vibrationen oder Rauheit verursachen) vermieden werden. Diese Effekte zu vermeiden wird dem Fachmann unter Berücksichtigung des technischen Einzelfalls überlassen.
Im Folgenden werden Möglichkeiten zum Ausblenden bzw. Deaktivieren des aktiven
Motoreingriffes beschrieben. Hier hat man zu unterscheiden, ob Funktionen zur Anhebung des Kupplungsreibwertes hinterlegt sind oder eben nicht:
Mit einer Funktion zur Anhebung der Kupplungstemperatur durch zusätzliche Schlupfphasen ist im Grunde kein zusätzliches Kriterium zur Beendigung des Motoreingriffes erforderlich. Wie bereits oben dargestellt, steigt mit steigender Kupplungstemperatur der Reibwert und somit auch das maximal übertragbare Kupplungsmoment an. Insofern blendet sich der Motoreingriff quasi selbst aus und die Rücknahme über Zündung Aus/Ein reicht völlig aus.
Anders stellt sich die Situation ohne diese Funktion zur Anhebung der Kupplungstemperatur dar. Hier kann es beispielsweise passieren, dass der Fahrer bei Fahrzeugstart aufgrund der mangelnden Momentenkapazität in eine Schlupfsituation gerät; der das, Motormoment limitierende Motoreingriff aktiv wird und der Fahrer das Fahrzeug z.B. anschließend auf einer Autobahn bewegt. Es erfolgt kaum Energieeintrag in die Kupplung und die Kupplungstemperatur steigt nicht an; infolgedessen wird auch das berechnete maximal übertragbare Kupplungs- moment nicht ansteigen. Folglich ist der Fahrer dauerhaft mit einem ggf. spürbaren, limitierenden Motoreingriff unterwegs.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, welche vorsehen, nach einer bestimmten Zeit den Motoreingriff sanft auszublenden (z.B. über eine Rampe).
Alternativ hierzu sind zur Rücknahme der Motoreingriffs auch andere Ansätze denkbar:
- Rücknahme der Motoreingriffsfunktion bei einer Schaltung
Eine gegebenenfalls vorliegende Unterkapazität muss erneut diagnostiziert werden
- Periodisches Aktivieren der Schlupfregelung (Stellgröße wäre jetzt das begrenzende Motormoment) und Austesten des maximal übertragbaren Kupplungsmomentes. Wenn die Kupplung über ausreichend Momentenkapazität verfügt: Beenden der Funktion.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung.
Es zeigen im Einzelnen:
Figur 1 schematische Darstellung einer Ausführungsformen der Erfindung, wobei das maximal übertragbare Kupplungsmoment trotz Schlupf und sich erwärmendem Kupplungsreibbelag nicht das maximale Motormoment erreicht.
Figur 2 schematische Darstellung einer Ausführungsformen der Erfindung, wobei das maximal übertragbare Kupplungsmoment mittels Schlupf und sich erwärmendem Kupplungsreibbelag das maximale Motormoment erreicht.
In Figur 1 und Figur 2 sind zwei weitere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. In beiden Figuren stellt die Ordinate den zeitlichen Verlauf des Verfahrens dar. In beiden Ausführungsformen ist die Kupplung über den ganzen dargestellten zeitlichen Verlauf vollständig geschlossen. Zunächst wird im Zeitbereich 20 festgestellt, dass bei Anlegen von maximalem Motormoment TrqEngMax bei vollständig geschlossener Kupplung Schlupf (Motordrehzahl nmot - Getriebeeingangsdrehzahl nips) vorliegt. Diese Maßnahme kann beispielsweise auch Teil eines Verfahrens zur Berechnung des maximal übertragbaren Kupplungsmomentes sein. Alternativ wird das Motordrehmoment TrqEng lediglich soweit angehoben - beispielsweise über das maximal übertragbare Kupplungsmoment Trqa - , bis Schupf (Motordrehzahl nmot - Getriebe- eingangsdrehzahl nips) in der vollständig geschlossenen Kupplung vorliegt. Auch diese alternative Massnahme kann Teil eines Verfahrens zur Berechnung des maximal übertragbaren Kupplungsmomentes sein. Nachdem Schlupf festgestellt wurde, wird anschließend das Motordrehmoment wieder auf 90% bis 100%, beispielsweise 95% des maximal übertragbaren Kupplungsmoments Trqa abgesenkt, sodass sich der Schlupf verringert. Im Zeitbereich 30 wird durch Regelung des Motormoments ein geringer Schlupf - beispielsweise 50 bis 100 Umdrehungen pro Minute - aufrechterhalten, sodass Energie in die Kupplung eingetragen wird, der Kupplungsreibbelag sich weiter erwärmt, dessen Reibwert steigt und sich das maximal übertragbare Kupplungsmoment Trqa weiter erhöht. Die Dauer der Aufrechterhaltung des geringen Schlupfes ist abhängig von der die Temperatur des Kupplungsreibbelags oder des Gegenlaufpartner des Reibbelags ab und beträgt bei einer Temperatur von weniger als 100 Grad Celsius 10 bis 15 Sekunden. Dieser Temperaturwert sowie die Dauer der Aufrechterhaltung des geringen Schlupfes ist als Vorschlag zu sehren, die konkrete Wahl bleibt unter Berücksichtigung des technischen Einzelfalls also der vorliegenden Kupplung sowie des Kupplungsreibbelags dem Fachmann überlassen.
Ob im Zeitbereich 30 durch Regelung des Motormoments der geringe Schlupf eingestellt wird oder nicht, kann zusätzlich an das Kriterium geknüpft sein, dass der Betrag des Schlupfgradient beim Abfall des Schlupfes im Zeitbereich 20 auf den geringen Schlupf im Zeitbereich 30 einen vorgegebenen Schlupfgradientenschwellenwert übersteigt oder nicht. Übersteigt der betragsmäßige Schlupfgradient bei Schlupfabfall den Schwellenwert nicht, so erfolgt die Regelung des Motormoments, sodass wie oben beschrieben der geringe Schlupf eingestellt wird und sich aufgrund der Erwärmung das maximal übertragbare Kupplungsmoment Trqa erhöht. Die konkrete Festlegung des Schlupfgradientenschwellenwert bleibt unter Berücksichtigung des technischen Einzelfalls, beispielsweise der vorliegenden Kupplung sowie des Kupplungsreibbelags dem Fachmann überlassen. Übersteigt der betragsmäßige Schlupfgradient bei Schlupfabfall den Schwellenwert so wird der geringe Schlupf im Zeitbereich 30 nicht eingestellt.
In Figur 1 erreicht das maximal übertragbare Kupplungsmoment Trqa trotz Schlupf und sich erwärmendem Kupplungsreibbelag während der Dauer der Aufrechterhaltung des geringen Schlupfes nicht das maximale Motormoment TrqEngMax- Im Verlauf gemäß Figur 1 wird das Motormoment nach der Dauer der Aufrechterhaltung des geringen Schlupfes im Zeitbereich 40 auf einen Wert begrenzt, sodass kein oder nur noch ein sehr geringer Schlupf von nur wenigen Umdrehungen pro Minute vorliegt. Anschließend im Zeitbereich 50 wird der Motoreingriff - beispielsweise bis zum nächsten Kupplungsvorgang oder bis zum nächsten Verifikationser- eignis - weiter aufrechterhalten. Unter Verifikationsereignis sei die Durchführung des Verfahrens beispielsweise gemäß den Ausführungsformen nach Figur 1 oder Figur 2 verstanden.
In Figur 2 ist ein Verlauf dargestellt ist, gemäß dem das maximal übertragbare Kupplungsmoment TrqCi während der Dauer der Aufrechterhaltung des geringen Schlupfes aufgrund des Schlupfes in der Kupplung und des sich erwärmenden Kupplungsreibbelags das maximale Motormoment TrqEngMax erreicht wird. Der Schlupf wird anschließend nach Erreichen des maximalen Motormoments TrqEngMax auf Null abgebaut.
Die Dauer der Schlupf-Phase hängt also vom Verhalten der Kupplungstemperatur ab.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die oben beschriebenen Verfahren gemäß Figur 1 oder gemäß Figur 2 nur dann ausgeführt, wenn die Temperatur des Kupplungsreibbelags oder des Gegenlaufpartners des Reibbelags kleiner einer vorgegebenen Temperatur von beispielsweise 100 Grad Celsius ist. Dieser Temperaturwert ist als Vorschlag zu sehren, die konkrete Wahl bleibt unter Berücksichtigung des technischen Einzelfalls also der vorliegenden Kupplung sowie des Kupplungsreibbelags dem Fachmann überlassen. O- berhalb dieser Temperatur wird kein zusätzlicher Schlupf durch diese Verfahren in die Kupplung eingetragen. Ist die Kupplung heiß, wird ein präventiver Motoreingriff zum Schutz der Kupplung vorgeschlagen.
Ein Verifikationsereignis - also die Durchführung eines Verfahrens beispielsweise gemäß den Ausführungsformen nach Figur 1 oder Figur 2 wird zyklisch und/oder bei jedem Kupplungsvorgang durchgeführt. Die Dauer eines solchen Zyklus bleibt dem Fachmann überlassen. Bei einer zyklischen Verifikation erfolgt eine Reduzierung des Motoreingriffs 20 bis 30 Sekunden nach der Reduzierung des Schlupfes auf Null 40 oder annähernd Null. Während der Reduzierung des Motoreingriffs muss ein Schlupfbeobachter oder eine Schlupfregelung aktiv sein um auf ein Wiederauftreten von Schlupf reagieren zu können. Bezuqszeichenliste
Zeitachse: Dauer der Schlupfphase hängt von der Kupplungstemperatur ab Schlupfbegrenzung durch Reduzierung des Motordrehmoments Schlupf gering halten durch Regeln des Motordrehmoments Schlupf auf Null reduziert dauerhafter Motoreingriff bis zum nächsten Kupplungsvorgang oder bis zum nächsten Verifikationsereignis oder Reduzierung des Motoreingriffs 20 bis 30 Sekunden nach der Reduzierung des Schlupfes auf Null bei zyklischer Verifikation Maximales Drehmoment erreicht, Schlupf auf Null reduziert

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines Antriebsmotors und/oder einer automatisierten Reibungskupplung mit einem Reibbelag im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei die Reibungskupplung zwischen Antriebsmotor und einem Getriebe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung bei Vorliegen eines zu geringen maximal übertragbaren Kupplungsmoments der Reibungskupplung und bei Vorliegen vorgegebener Bedingungen durch Steuerung oder Regelung des Drehmoments des Antriebsmotors in einen Zustand gebracht wird, dass in der Reibungskupplung ein vorgegebener Schlupf vorliegt und sich der Reibbelag und/oder der Ge- genlaufpartner des Reibbelags der Reibungskupplung aufgrund des Schlupfes erwärmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingungen sind, dass die Reibungskupplung vollständig geschlossen ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingungen alternativ oder zusätzlich sind, dass die Temperatur des Reibbelags und/oder des Gegenlaufpartners des Reibbelags der Reibungskupplung unter einem Schwellenwert liegt, wobei der Schwellenwert zwischen 5 Grad Celsius und 500 Grad Celsius liegt, und bevorzugt zwischen 20 Grad Celsius und 150 Grad Celsius liegt und besonders bevorzugt 100 Grad Celsius beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar bevor durch Steuerung oder Regelung des Drehmoments des Antriebsmotors der vorgegebene Schlupf eingestellt wird, durch die Steuerung oder Regelung des Drehmoments des Antriebsmotors das Drehmoments des Antriebsmotors derart eingestellt wird, dass Schlupf in der Kupplung vorliegt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuerung oder Regelung des Drehmoments des Antriebsmotors das Drehmoment des Antriebsmotors höher als das von der Reibungskupplung maximal übertragbare Kupplungsmoment eingestellt wird oder dass das Drehmoment des Antriebsmotors auf das maximale Drehmoment des Antriebsmotors eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingungen alternativ oder zusätzlich sind, dass im Zeitraum der Einstellung des Drehmoments des Antriebsmotors, dass Schlupf in der Kupplung vorliegt oder im Zeitraum der Einstellung des vorgegebenen Schlupfs durch die Steuerung oder Regelung des Drehmoments des Antriebsmotors oder im Zeitraum zwischen diesen beiden Zeiträumen der Betrag eines Schlupfgradienten des Schlupfes einen vorgegebenen Schlupfgradientenschwellenwert nicht überschreitet.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Schlupf zwischen 5 und 1000 Umdrehungen pro Minute beträgt und bevorzugt zwischen 50 bis 100 Umdrehungen pro Minute beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Schlupf für einen vorgegebenen Zeitraum vorliegt, wobei der Zeitraum zwischen 1 und 100 Sekunden beträgt, und bevorzugt 10 bis 15 Sekunden beträgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ablauf des vorgegebenen Zeitraums oder wenn die Temperatur des Reibbelags und/oder des Gegenlaufpartners des Reibbelags der Reibungskupplung einen zweiten Temperaturschwellenwert überschreitet oder wenn das maximal übertragbare Kupplungsmoment der Reibungskupplung das maximale Motormoment oder einen vorgegebenen Zielkupplungsmomentschwellenwert überschreitet oder erreicht, der Schlupf durch die Steuerung oder Regelung des Drehmoments des Antriebsmotors auf Null reduziert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zyklisch und/oder bei einem Kupplungsvorgang ausgeführt wird und/oder das Verfahren beendet wird, wenn die Temperatur des Reibbelags und/oder des Gegenlaufpartners des Reibbelags der Reibungskupplung einen dritten Temperaturschwellenwert überschreitet oder wenn das maximal übertragbare Kupplungsmoment der Reibungskupplung das maximale Motormoment oder einen weiteren vorgegebenen Zielkupplungsmomentschwellenwert überschreitet oder erreicht.
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