WO2015169304A1 - Kupplungssteuerung mit hystereseberücksichtigung - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to clutch control.
  • the invention relates to the control of a hydraulic actuation of a clutch, taking into account a hysteresis behavior of the actuator.
  • a drive train in a motor vehicle includes a friction clutch, by means of which the transmission of torque in the drive train can be interrupted.
  • the friction clutch can be hydraulically actuated.
  • an increasing operation leads to a closing of the friction clutch, in a second embodiment to an opening of the friction clutch.
  • An elastic element in each case provides a force opposite to the actuation.
  • the hydraulic actuator comprises a master cylinder with a master piston and a slave cylinder with a slave piston, wherein the two cylinders are hydraulically coupled together. If the position of the master piston is changed, this has an effect on the slave piston and a torque that can be transmitted via the friction clutch is changed accordingly.
  • the operation of the friction clutch follows the position of the master piston based on a transfer function.
  • elastic effects and friction in the area of the hydrostatic path can lead to a hysteresis effect, so that the actuation of the friction clutch is not determined solely by the position of the master piston, but also by a preceding actuating direction of the master piston.
  • the influence of hysteresis may depend on the absolute position of the master piston.
  • the hysteresis effect may be dependent on the friction clutch used.
  • DE 10 201 1 01 1 152 A1 relates to a method for controlling such a friction clutch.
  • the invention is based on the object of providing an improved technology for controlling a torque which can be transmitted by means of a friction clutch through improved consideration of the problem. provide a hysteresis influence.
  • the invention solves this object by means of a method, a computer program product and a device having the features of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments again.
  • a friction clutch can be actuated by means of a slave piston, which is coupled by means of a hydrostatic path with a master piston.
  • An inventive method for controlling a torque transferable via the friction clutch comprises steps of controlling the position of the master piston based on a transfer function between positions of the master piston and the slave piston, the position of the master piston being additionally controlled on the basis of a hysteresis influence, which is determined on the basis of a position of the master piston and a rearward movement direction of one of the pistons.
  • the influence of hysteresis is determined on the basis of a plurality of support points which are valid in each case for a predetermined range of positions of the master piston.
  • Hysteresis influence can be compensated improved.
  • the transmissible via the friction clutch torque can be controlled so accurate. As a result, a ride comfort can be increased.
  • the method can be used advantageously on a double clutch, which can be connected upstream of a dual-clutch transmission.
  • one or both clutches of the dual clutch may be controlled by the method described to allow a faster, smoother or more accurate transition between engaged gear ratios of the dual clutch transmission.
  • each position of the master piston can easily be assigned a clear hysteresis.
  • the influence of hysteresis can be determined quickly and inexpensively at any position.
  • the hysteresis influence is at a position of
  • Encoder piston based on interpolation points of the area associated with the position, and the support point of at least one adjacent area. By interpolating a typical course of the hysteresis influence on the possible positions of the Master piston are well modeled. In this case, a number of predetermined areas may be relatively small. A memory overhead for each of the areas assigned
  • Hysteresis influences can be reduced.
  • the support points are not equidistant.
  • the areas include different-sized positional differences. For example, a narrow area can be chosen where the
  • Hysteresis influence strongly changes depending on the position of the master piston.
  • a wide range can be selected where the change based on the position is small. This allows a precise modeling of the course of Hystereseeinhnes on the position of the master piston can be achieved without having to store many different Hystereseeinfladore.
  • the distances between adjacent support points are dependent on their associated hysteresis influences.
  • the distances between the interpolation points and the boundaries of the regions are chosen such that differences between hysteresis influences of adjacent regions are substantially the same.
  • the hysteresis influence stored with respect to the support points can also be adapted during the ongoing operation of the friction clutch. For this purpose, a torque actually transmitted via the friction clutch is determined at a position of the master piston, the torque determined on the basis of the position of the master piston and the hysteresis influence is compared with the determined actual torque, and the hysteresis influence at the position of the master piston is adjusted on the basis of the comparison.
  • a computer program product comprises program code means for carrying out the described method when the computer program product runs on a processor or is stored on a computer-readable medium.
  • An inventive device for controlling a torque, which is transferable via a friction clutch, wherein the friction clutch can be actuated by means of a slave piston which is coupled by means of a hydrostatic path with a master piston comprises an interface to an actuator for controlling the position of the master piston on the Based on a transfer function between positions of the master piston and the slave piston, a control device for providing signals at the interface, wherein the control device is adapted to determine a Hystereseeinhim on the basis of a position of the master piston and a rearward movement direction of the piston and the actuator in To control the dependence of the hysteresis influence.
  • the control device is set up to determine the influence of hysteresis on the basis of a plurality of interpolation points which are valid in each case for a predetermined range of positions of the master piston.
  • the device can be advantageously used to control a clutch in a drive train of a motor vehicle.
  • one or both clutches of a dual clutch of a dual-clutch transmission can be controlled by means of the device.
  • Figure 1 is a coupling system for a motor vehicle
  • FIG. 2 is a flow chart of a method of controlling the friction clutch of FIG. 1;
  • Figure 3 is a characteristic of the coupling system of Figure 1 and
  • FIG. 4 shows a profile of hysteresis influences over positions of the master piston on the clutch system of FIG.
  • FIG. 1 shows a coupling system 100, in particular for use in a drive train, for example in a motor vehicle.
  • the clutch system 100 comprises a friction clutch 105, an actuating device 110, which in the present embodiment is designed to be electrohydraulic, and a control device 12. considerations, it is irrelevant whether a torque that can be transmitted via the friction clutch 105, increases when the operation by means of the actuator 1 10 is increased or decreased.
  • the friction clutch 105 may transmit torque between a drive motor and a transmission.
  • the friction clutch 105 is part of a dual clutch of a dual clutch transmission.
  • the actuator 1 10 is electrically controllable in the illustrated embodiment. If actuation is effected by means of an electrically scanned clutch pedal, this is also referred to as a "clutch by wire" system
  • the actuating device 110 includes an electric actuator 15 and a hydrostatic section 120.
  • the hydrostatic section 120 comprises a master cylinder 125 with a master piston 130 A position of the master piston 130 is transmitted by means of a fluid 150 from the master cylinder 125 through the connecting line 145 and the slave cylinder 135 to the slave piston 140.
  • the slave piston 140 is a slave cylinder 135 having a slave piston 140 and a slave piston 140 provided between the cylinders 125 and 135 is adapted to operate the friction clutch 105.
  • the operation of the friction clutch 105, and thus the transmittable via the friction clutch 105 torque can be controlled by a drive of the actuator 1 15, which brings the master piston 130 in a predetermined position.
  • the actuator 1 15 can be controlled via a first interface 155 by the control device 1 12.
  • the actuation of the actuator 1 15 or the method of the master piston 130 in a predetermined position can be carried out in response to a request that can receive the control device 1 12 via a second interface 160.
  • the requirement may in particular relate to a torque which is to be transferable via the friction clutch 105.
  • a hysteresis influence between the position of the master piston 130 and the actuation of the friction clutch 105 occurs at a real clutch system 100.
  • the hysteresis is substantially the same with respect to a position of the slave piston 140 or a hydraulic pressure of the fluid 150.
  • the influence of the hysteresis causes a first degree of actuation to be achieved when the master piston 130 is moved in a first direction up to a predetermined position, and a second degree of actuation, which differs from the first level of actuation, when the master piston 130 is moved in the opposite direction to the same position.
  • FIG. 2 shows a flow chart of a method 200 for controlling the friction clutch 105 from FIG. 1.
  • a request for a torque to be transmitted via the friction clutch 105 can be received.
  • a required operation of the friction clutch 105 can be determined in a step 210.
  • a desired position of the master piston 130 is determined. In particular, the position may be determined based on a transfer function that associates positions of the master piston 130 and the slave piston 140 with each other.
  • a region 170 is determined in which the previously determined position of the master piston 130 falls.
  • a hysteresis influence is determined, which is assigned to the previously determined area.
  • the hysteresis influence can be stored in particular in the memory 165.
  • the determination of the influence of hysteresis takes place directly on the basis of the assigned region of the position of the master piston 130. In this case, it is advantageous to provide a relatively large number of regions 170 for a good resolution.
  • the hysteresis influence is interpolated at the position of the master piston 130.
  • the hysteresis influences of the assigned area 170 and of at least one adjacent area 170 are used as interpolation nodes.
  • the interpolation may be, for example, linear, quadratic, cubic, generally polynomial or exponential.
  • a step 235 the previously determined position of the master piston 130 is adjusted on the basis of the hysteresis influence. Subsequently, in one step 240 of the actuator 1 15 are driven to bring the master piston 130 in the predetermined position.
  • the method 200 may be extended such that stored hysteresis influences during operation of the clutch system 100 can be continuously adjusted.
  • a torque actually transmitted via the friction clutch 105 can be determined. This can be done, for example, on the basis of a sensor value, a model calculation or a method which can be carried out in particular on the inactive friction clutch 105 of a double clutch.
  • the operation of the friction clutch 105 may be determined to a predetermined torque.
  • a difference between the position of the master piston 130 determinable on the basis of the steps 245 and 250 and the position determinable by means of the steps 205 to 240 can be calculated.
  • a hysteresis influence which is assigned to a region 170 in which the position of the master piston 130 is or should lie, can be adjusted.
  • the method 200 may be cycled.
  • steps 205 to 240 can be cycled independently of steps 245 to 255, respectively.
  • FIG. 3 shows a diagram 300 with a characteristic curve 305 at the coupling system 100 of FIG. 1.
  • a position of the master piston 130 is plotted.
  • a hydraulic pressure of the fluid 150 in the hydrostatic Stecke 120 is applied.
  • the hydraulic pressure corresponds qualitatively also to a position of the slave piston 140 or an actuation of the friction clutch 105.
  • the characteristic curve 305 is a hysteresis loop, which results on the basis of a transmission function 302 and a hysteresis influence.
  • a direct relationship between a position of the master piston 130 and the hydraulic pressure or the position of the slave piston 140 may be present. However, due to elasticities, tolerances and friction, the relationship is dependent on a direction 310 in which the master piston 130 is moved.
  • the vertical distance between an upper and a lower portion of the hysteresis loop 305 is referred to as the hysteresis influence 315, wherein the amount of the hysteresis influence 315 at different positions of the master piston 130 is different.
  • regions 170 over the possible positions of the master piston 130, to each of which a hysteresis influence 315 is assigned.
  • the regions 170 need not be the same size, but may be small in particular at such locations, if the hysteresis influence 315 changes greatly over the position of the master piston 130, and be correspondingly large when the
  • Hysteresis influence 315 changes only slightly over the position of the master piston 130.
  • FIG. 4 shows a diagram 400 with a profile 405 of hysteresis influences 315 corresponding to FIG. 3.
  • a position of the master piston 130 is plotted analogously to the representation of FIG. 3 and in the vertical direction the amount of an associated hysteresis influence.
  • Each area 170 is a predetermined one
  • Hystereseeinl 315 each at a support point 410, offered.
  • Hystereseeinflüssen 315 to determine an interpolation or extrapolation via the nodes of the known hysteresis 315 can take place.
  • the result of this interpolation is shown as curve 405.
  • a linear, polynomial or other interpolation can be used.
  • all existing hysteresis influences 315 are used for the interpolation.
  • the interpolation occurs only between adjacent hysteresis influences 315 or over a predetermined number of hysteresis influences 315 around a region 170 in which the position of the master piston 130 lies.

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Abstract

Eine Reibungskupplung (105) kann mittels eines Nehmerkolbens (140), betätigt werden kann, der mittels einer hydrostatischen Strecke (120) mit einem Geberkolben (130) gekoppelt ist. Ein Verfahren zur Steuerung eines Drehmoments, das über die Reibungskupplung (105) übertragbar ist, umfasst Schritte des Steuerns der Position des Geberkolbens auf der Basis einer Übertragungsfunktion zwischen Positionen des Geberkolbens und des Nehmerkolbens, wobei die Position des Geberkolbens zusätzlich auf der Basis eines Hystereseeinflusses gesteuert wird, der auf der Basis einer Position des Geberkolbens und einer zurückliegenden Bewegungsrichtung eines der Kolben bestimmt wird. Dabei wird der Hystereseeinfluss auf der Basis mehrerer Stützstellen bestimmt, die jeweils für einen vorbestimmten Bereich von Positionen des Geberkolbens gültig sind.

Description

Kupplungssteuerung mit Hvstereseberücksichtigung
Die vorliegende Erfindung betrifft Kupplungssteuerung. Insbesondere betrifft die Erfindung die Steuerung einer hydraulischen Betätigung einer Kupplung, wobei ein Hystereseverhalten der Betätigung berücksichtigt wird.
Ein Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug umfasst eine Reibungskupplung, mittels derer die Übertragung von Drehmoment im Antriebsstrang unterbrochen werden kann. Dabei kann die Reibungskupplung hydraulisch betätigt werden. In einer ersten Ausführungsform führt eine zunehmende Betätigung zu einem Schließen der Reibungskupplung, in einer zweiten Ausführungsform zu einem Öffnen der Reibungskupplung. Ein elastisches Element stellt jeweils eine der Betätigung entgegengesetzte Kraft bereit. Die hydraulische Betätigung umfasst einen Geberzylinder mit einem Geberkolben und einen Nehmerzylinder mit einem Nehmerkolben, wobei die beiden Zylinder hydraulisch miteinander gekoppelt sind. Wird die Position des Geberkolbens verändert, so wirkt sich dies auf den Nehmerkolben aus und ein über die Reibungskupplung übertragbares Drehmoment wird entsprechend verändert.
Im Allgemeinen folgt die Betätigung der Reibungskupplung der Position des Geberkolbens auf der Basis einer Übertragungsfunktion. Elastische Effekte und Reibung im Bereich der hydrostatischen Strecke können jedoch zu einem Hystereseeinfluss führen, sodass die Betätigung der Reibungskupplung nicht allein durch die Position des Geberkolbens, sondern zusätzlich auch durch eine vorangehende Betätigungsrichtung des Geberkolbens bestimmt ist. Der Hystereseeinfluss kann von der absoluten Position des Geberkolbens abhängig sein. Außerdem kann der Hystereseeinfluss von der verwendeten Reibungskupplung abhängig sein.
DE 10 201 1 01 1 152 A1 betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Reibungskupplung.
DE 10 2013 201 261 A1 zeigt eine zeitgesteuerte Kompensation des Hystereseeinflusses.
DE 10 201 1 01 1 152 A1 betrifft eine weitere Kompensation des beschriebenen
Hystereseeinflusses.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Technik zur Steuerung eines mittels einer Reibungskupplung übertragbaren Drehmoments durch verbesserte Berücksichti- gung eines Hystereseeinflusses bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels eines Verfahrens, eines Computerprogrammprodukts und einer Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Eine Reibungskupplung kann mittels eines Nehmerkolbens betätigt werden, der mittels einer hydrostatischen Strecke mit einem Geberkolben gekoppelt ist. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung eines Drehmoments, das über die Reibungskupplung übertragbar ist, umfasst Schritte des Steuerns der Position des Geberkolbens auf der Basis einer Übertragungsfunktion zwischen Positionen des Geberkolbens und des Nehmerkolbens, wobei die Position des Geberkolbens zusätzlich auf der Basis eines Hystereseeinflusses gesteuert wird, der auf der Basis einer Position des Geberkolbens und einer zurückliegenden Bewegungsrichtung eines der Kolben bestimmt wird. Dabei wird der Hystereseeinfluss auf der Basis mehrerer Stützstellen bestimmt, die jeweils für einen vorbestimmten Bereich von Positionen des Geberkolbens gültig sind.
Durch das Vorsehen mehrerer Hystereseeinflüsse, die unterschiedlichen Positionen des Geberkolbens zugeordnet sind, kann eine Abhängigkeit des Hystereseeinflusses von der Position des Geberkolbens leicht modelliert werden. Ein Verlauf des Hystereseeinflusses über die möglichen Positionen des Geberkolbens kann so leicht modelliert werden. Der
Hystereseeinfluss kann so verbessert kompensiert werden. Das über die Reibungskupplung übertragbare Drehmoment kann so genauer gesteuert werden. Dadurch kann ein Fahrkomfort erhöht werden. Insbesondere kann das Verfahren an einer Doppelkupplung, die einem Doppelkupplungsgetriebe vorgeschaltet sein kann, vorteilhaft eingesetzt werden. In diesem Fall können eine oder beide Kupplungen der Doppelkupplung mittels des beschriebenen Verfahrens gesteuert werden, um einen schnelleren, sanfteren oder exakteren Übergang zwischen eingelegten Gangstufen des Doppelkupplungsgetriebes zu ermöglichen.
Bevorzugterweise grenzen die Bereiche überlappungsfrei aneinander an. So kann jeder Position des Geberkolbens leicht ein eindeutiger Hystereseeinfluss zugeordnet werden. Der Hystereseeinfluss kann zu jeder Position rasch und unaufwendig bestimmt werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Hystereseeinfluss an einer Position des
Geberkolbens auf der Basis von Stützstellen des Bereichs, der der Position zugeordnet ist, und der Stützstelle wenigstens eines benachbarten Bereichs interpoliert. Durch das Interpolieren kann ein typischer Verlauf des Hystereseeinflusses über die möglichen Positionen des Geberkolbens gut modelliert werden. Dabei kann eine Anzahl der vorbestimmten Bereiche relativ gering sein. Ein Speicheraufwand für die den Bereichen jeweils zugeordneten
Hystereseeinflüsse kann so verringert sein.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Stützstellen nicht äquidistant. Anders ausgedrückt umfassen bei dieser Ausführungsform die Bereiche unterschiedlich große Positionsunterschiede. So kann beispielsweise ein schmaler Bereich gewählt werden, wo sich der
Hystereseeinfluss in Abhängigkeit von der Position des Geberkolbens stark ändert. Ein breiter Bereich kann gewählt werden, wo die Änderung auf der Basis der Position gering ist. Dadurch kann eine genaue Modellierung des Verlaufs des Hystereseeinflusses über die Position des Geberkolbens erzielt werden, ohne viele unterschiedliche Hystereseeinflüsse abspeichern zu müssen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Abstände zwischen benachbarten Stützstellen abhängig von ihren zugeordneten Hystereseeinflüssen. In einer Ausführungsform sind die Abstände zwischen den Stützstellen bzw. die Grenzen der Bereiche so gewählt, dass Unterschiede zwischen Hystereseeinflüssen benachbarter Bereiche im Wesentlichen gleich sind.
In einer weiteren Ausführungsform kann der bezüglich der Stützstellen abgespeicherte Hystereseeinfluss im laufenden Betrieb der Reibungskupplung auch angepasst werden. Dazu wird an einer Position des Geberkolbens ein tatsächlich über die Reibungskupplung übertragenes Drehmoment bestimmt, das auf der Basis der Position des Geberkolbens und des Hystereseeinflusses bestimmte Drehmoment mit dem bestimmten tatsächlichen Drehmoment verglichen und der Hystereseeinfluss an der Position des Geberkolbens auf der Basis des Vergleichs angepasst.
Dadurch können dynamische Effekte, die beispielsweise auf der Basis einer Erwärmung oder Alterung von Komponenten der Reibungskupplung oder der hydrostatischen Strecke auftreten können, berücksichtigt werden.
Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt umfasst Programmcodemittel zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments, das über eine Reibungskupplung übertragbar ist, wobei die Reibungskupplung mittels eines Nehmerkolbens betätigt werden kann, der mittels einer hydrostatischen Strecke mit einem Geberkolben gekoppelt ist, umfasst eine Schnittstelle zu einem Aktuator zur Steuerung der Position des Geberkolbens auf der Basis einer Übertragungsfunktion zwischen Positionen des Geberkolbens und des Nehmerkolbens, eine Steuereinrichtung zur Bereitstellung von Signalen an der Schnittstelle, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, einen Hystereseeinfluss auf der Basis einer Position des Geberkolbens und einer zurückliegenden Bewegungsrichtung eines der Kolben zu bestimmen und den Aktuator in Abhängigkeit des Hystereseeinflusses anzusteuern. Dabei ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, den Hystereseeinfluss auf der Basis mehrerer Stützstellen zu bestimmen, die jeweils für einen vorbestimmten Bereich von Positionen des Geberkolbens gültig sind.
Die Vorrichtung kann vorteilhaft zur Steuerung einer Kupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Insbesondere können mittels der Vorrichtung eine oder beide Kupplungen einer Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes gesteuert werden.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
Figur 1 ein Kupplungssystem für ein Kraftfahrzeug;
Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern der Reibungskupplung aus Figur 1 ;
Figur 3 eine Kennlinie am Kupplungssystem von Figur 1 und
Figur 4 einen Verlauf von Hystereseeinflüssen über Positionen des Geberkolbens am Kupplungssystem von Figur 1 darstellt.
Figur 1 zeigt ein Kupplungssystem 100, insbesondere zur Verwendung in einem Antriebsstrang, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug. Das Kupplungssystem 100 umfasst eine Reibungskupplung 105, eine Betätigungseinrichtung 1 10, die in der vorliegenden Ausführungsform elektrohydraulisch ausgeführt ist, und eine Steuervorrichtung 1 12. Für die folgenden Be- trachtungen ist es unerheblich, ob ein Drehmoment, das über die Reibungskupplung 105 übertragen werden kann, ansteigt, wenn die Betätigung mittels der Betätigungseinrichtung 1 10 erhöht oder verringert wird. Die Reibungskupplung 105 kann insbesondere Drehmoment zwischen einem Antriebsmotor und einem Getriebe übertragen. In einer Ausführungsform ist die Reibungskupplung 105 Teil einer Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes.
Die Betätigungseinrichtung 1 10 ist in der dargestellten Ausführungsform elektrisch steuerbar. Erfolgt die Betätigung mittels eines elektrisch abgetasteten Kupplungspedals, spricht man auch von einem„clutch by wire"-System. Die Betätigungseinrichtung 1 10 umfasst einen elektrischen Aktuator 1 15 und eine hydrostatische Strecke 120. Die hydrostatische Strecke 120 umfasst einen Geberzylinder 125 mit einem Geberkolben 130, einen Nehmerzylinder 135 mit einem Nehmerkolben 140 und eine zwischen den Zylindern 125 und 135 vorgesehene Verbindungsleitung 145. Eine Position des Geberkolbens 130 wird mittels eines Fluids 150 vom Geberzylinder 125 durch die Verbindungsleitung 145 und dem Nehmerzylinder 135 an den Nehmerkolben 140 übertragen. Der Nehmerkolben 140 ist dazu eingerichtet, die Reibungskupplung 105 zu betätigen. So kann die Betätigung der Reibungskupplung 105, und damit das über die Reibungskupplung 105 übertragbare Drehmoment, durch ein Ansteuern des Aktua- tors 1 15 gesteuert werden, der den Geberkolben 130 in eine vorbestimmte Position bringt.
Der Aktuator 1 15 kann über eine erste Schnittstelle 155 durch die Steuervorrichtung 1 12 angesteuert werden. Die Ansteuerung des Aktuators 1 15 bzw. das Verfahren des Geberkolbens 130 in eine vorbestimmte Position kann in Abhängigkeit einer Anforderung erfolgen, die die Steuervorrichtung 1 12 über eine zweite Schnittstelle 160 entgegennehmen kann. Die Anforderung kann insbesondere ein Drehmoment betreffen, das über die Reibungskupplung 105 übertragbar sein soll.
An einem realen Kupplungssystem 100 stellt sich, bedingt durch Elastizitäten, Reibungsverluste und Fertigungsungenauigkeiten, ein Hystereseeinfluss zwischen der Position des Geberkolbens 130 und der Betätigung der Reibungskupplung 105 ein. Die Hysterese liegt im Wesentlichen genauso bezüglich einer Position des Nehmerkolbens 140 oder eines hydraulischen Drucks des Fluids 150 vor. Der Hystereseeinfluss bewirkt, dass beim Verfahren des Geberkolbens 130 in einer ersten Richtung bis zu einer vorbestimmten Position ein erster Betätigungsgrad erreicht wird und beim Verfahren des Geberkolbens 130 in entgegengesetzter Richtung bis zur gleichen Position ein zweiter Betätigungsgrad, der sich vom ersten Betätigungsgrad unterscheidet. Um die Reibungskupplung 105 präzise betätigen zu können, ist es erforderlich, den Hystereseeinfluss geeignet zu kompensieren. Dazu wird vorgeschlagen, das Spektrum möglicher Positionen des Geberkolbens 130 in Bereiche aufzuteilen, denen jeweils ein Hystereseeinfluss zugeordnet ist. So ergeben sich mehrere Stützstellen, die insbesondere in einem Speicher 165 vorgehalten werden können. Auf der Basis der an den Stützstellen bzw. für die Bereiche abgespeicherten Hystereseeinflüsse kann zu einer vorgegebenen Position des Geberkolbens 130 der Hystereseeinfluss der Betätigungseinrichtung 1 10 durch die Steuervorrichtung 1 12 kompensiert werden.
Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Steuern der Reibungskupplung 105 aus Figur 1 .
In einem Schritt 205 kann, insbesondere über die zweite Schnittstelle 160, eine Anforderung für ein über die Reibungskupplung 105 zu übertragendes Drehmoment empfangen werden. Auf der Basis dieses Werts kann in einem Schritt 210 eine dafür erforderliche Betätigung der Reibungskupplung 105 bestimmt werden. In einem Schritt 215 wird eine gewünschte Position des Geberkolbens 130 bestimmt. Die Position kann insbesondere auf der Basis einer Übertragungsfunktion bestimmt werden, die Positionen des Geberkolbens 130 und des Nehmerkolbens 140 einander zuordnet.
In einem Schritt 220 wird ein Bereich 170 bestimmt, in dem die zuvor bestimmte Position des Geberkolbens 130 fällt. In einem Schritt 225 wird ein Hystereseeinfluss bestimmt, der dem zuvor bestimmten Bereich zugeordnet ist. Der Hystereseeinfluss kann insbesondere im Speicher 165 abgelegt sein. In einer Ausführungsform erfolgt die Bestimmung des Hystereseeinflusses unmittelbar auf der Basis des zugeordneten Bereichs der Position des Geberkolbens 130. In diesem Fall ist es vorteilhaft, für eine gute Auflösung relativ viele Bereiche 170 vorzusehen.
In einer weiteren Ausführungsform, die auch mit wenigen Bereichen 170 zu guten
Ergebnissen führen kann, wird der Hystereseeinfluss an der Position des Geberkolbens 130 interpoliert. Dazu werden die Hystereseeinflüsse des zugeordneten Bereichs 170 sowie mindestens eines benachbarten Bereichs 170 als Stützstellen einer Interpolation verwendet. Die Interpolation kann beispielsweise linear, quadratisch, kubisch, allgemein polynomial oder ex- ponential sein.
In beiden Varianten wird in einem Schritt 235 die zuvor bestimmte Position des Geberkolbens 130 auf der Basis des Hystereseeinflusses angepasst. Anschließend kann in einem Schritt 240 der Aktuator 1 15 angesteuert werden, um den Geberkolben 130 in die zuvor bestimmte Position zu bringen.
Das Verfahren 200 kann dahingehend erweitert sein, dass abgespeicherte Hystereseeinflüsse im laufenden Betrieb des Kupplungssystems 100 fortlaufend angepasst werden können. Für eine Anpassung kann in einem Schritt 245 ein tatsächlich über die Reibungskupplung 105 übertragenes Drehmoment bestimmt werden. Dies kann beispielsweise auf der Basis eines Sensorwerts, einer Modellrechnung oder eines Verfahrens erfolgen, das insbesondere an der inaktiven Reibungskupplung 105 einer Doppelkupplung durchgeführt werden kann. Alternativ kann in diesem Schritt auch die Betätigung der Reibungskupplung 105 zu einem vorbestimmen Drehmoment bestimmt werden. In beiden Fällen kann in einem Schritt 250 ein Unterschied zwischen der auf der Basis der Schritte 245 und 250 bestimmbaren Position des Geberkolbens 130 und der mittels der Schritte 205 bis 240 bestimmbaren Position berechnet werden. Auf der Basis dieses Unterschieds kann in einem Schritt 255 ein Hystereseeinfluss, der einem Bereich 170 zugeordnet ist, in dem die Position des Geberkolbens 130 liegt bzw. liegen soll, angepasst werden.
Das Verfahren 200 kann zyklisch durchlaufen werden. Insbesondere können die Schritte 205 bis 240 unabhängig von den Schritten 245 bis 255 jeweils zyklisch durchlaufen werden.
Figur 3 zeigt ein Diagramm 300 mit einer Kennlinie 305 am Kupplungssystem 100 von Figur 1. In horizontaler Richtung ist eine Position des Geberkolbens 130 angetragen. In vertikaler Richtung ist ein hydraulischer Druck des Fluids 150 in der hydrostatischen Stecke 120 angetragen. Der hydraulische Druck entspricht qualitativ auch einer Position des Nehmerkolbens 140 oder einer Betätigung der Reibungskupplung 105.
Die Kennlinie 305 ist eine Hystereseschleife, die sich auf der Basis einer Ü bertrag ungsfunkti- on 302 und einem Hystereseeinfluss ergibt. Bei einem idealen Kupplungssystem 100 kann ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen einer Position des Geberkolbens 130 und den hydraulischen Druck bzw. der Position des Nehmerkolbens 140 vorliegen. Aufgrund von Elastizitäten, Toleranzen und Reibung ist der Zusammenhang jedoch von einer Richtung 310 abhängig, in der der Geberkolben 130 bewegt wird. In der vorliegenden Darstellung wird der vertikale Abstand zwischen einem oberen und einem unteren Abschnitt der Hystereseschleife 305 als Hystereseeinfluss 315 bezeichnet, wobei der Betrag des Hystereseeinflusses 315 an unterschiedlichen Positionen des Geberkolbens 130 unterschiedlich groß ist. Es wird daher vorgeschlagen, über die möglichen Positionen des Geberkolbens 130 Bereiche 170 zu bilden, denen jeweils ein Hystereseeinfluss 315 zugeordnet ist. Die Hystereseeinflüsse 315 und ggf. die zugeordneten Bereichsgrenzen der Bereiche 170 können beispielsweise im Speicher 165 vorgehalten sein. Dabei ist bevorzugt, dass die Bereiche 170 überlappungsfrei aneinander angrenzen. Die Bereiche 170 müssen nicht gleich groß sein, sondern können insbesondere an solchen Stellen klein sein, wenn sich der Hystereseeinfluss 315 über die Position des Geberkolbens 130 stark ändert, und entsprechend groß sein, wenn sich der
Hystereseeinfluss 315 über die Position des Geberkolbens 130 nur schwach ändert.
Figur 4 zeigt ein Diagramm 400 mit einem Verlauf 405 von Hystereseeinflüssen 315 entsprechend der Figur 3. In horizontaler Richtung ist eine Position des Geberkolbens 130 analog zur Darstellung von Figur 3 und in vertikaler Richtung der Betrag eines zugeordneten Hystereseeinflusses angetragen. Zu jedem Bereich 170 ist ein vorbestimmter
Hystereseeinfluss 315, jeweils an einer Stützstelle 410, angetragen. Um den
Hystereseeinfluss 315 mit verringerter Granularität aus den gespeicherten
Hystereseeinflüssen 315 zu bestimmen, kann eine Interpolation bzw. Extrapolation über die Stützstellen der bekannten Hystereseeinflüsse 315 erfolgen. Das Resultat dieser Interpolation ist als Verlauf 405 dargestellt. Zur Bestimmung des Verlaufs 405 kann beispielsweise eine lineare, polynomiale oder auch eine andere Interpolation verwendet werden. In einer Ausführungsform werden für die Interpolation sämtliche vorhandenen Hystereseeinflüsse 315 verwendet. In einer anderen Ausführungsform erfolgt die Interpolation nur zwischen benachbarten Hystereseeinflüssen 315 oder über eine vorbestimmte Anzahl Hystereseeinflüsse 315 um einen Bereich 170 herum, in dem die Position des Geberkolbens 130 liegt.
Bezugszeichenliste
100 Kupplungssystem
105 Reibungskupplung
1 10 Betätigungseinrichtung
1 12 Steuervorrichtung
1 15 elektrischer Aktuator
120 hydrostatische Strecke
125 Geberzylinder
130 Geberkolben
135 Nehmerzylinder
140 Nehmerkolben
145 Verbindungsleitung
150 Fluid
155 erste Schnittstelle
160 zweite Schnittstelle
165 Speicher
170 Bereich
200 Verfahren
205 Anforderung zu übertragendes Drehmoment empfangen
210 Bestimmen Betätigung Reibungskupplung
215 Bestimmen Position Geberkolben
220 Bestimmen Bereich an Position
225 Bestimmen Hystereseeinfluss in best. Bereich
230 ggf. Hystereseeinflüsse über benachbarte Bereiche interpolieren
235 bestimmte Position des Geberkolbens anpassen
240 Aktuator ansteuern
245 Bestimmen tatsächlich übertragenes Drehmoment
250 Bestimmen Abweichung Hystereseeinfluss
255 Anpassen abgespeicherter Hystereseeinfluss
300 Diagramm
302 Übertragungsfunktion
305 Kennlinie
310 Richtung
315 Hystereseeinfluss 400 Diagramm 405 Verlauf 410 Stützstelle

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren (200) zur Steuerung eines Drehmoments, das über eine Reibungskupplung (105) übertragbar ist, wobei die Reibungskupplung (105) mittels eines Nehmerkolbens (140) betätigt werden kann, der mittels einer hydrostatischen Strecke (310) mit einem Geberkolben (130) gekoppelt ist, und das Verfahren (200) folgende Schritte umfasst:
Steuern der Position des Geberkolbens (130) auf der Basis einer Übertragungsfunktion (302) zwischen Positionen des Geberkolbens (130) und des Nehmerkolbens (140),
wobei die Position des Geberkolbens (130) zusätzlich auf der Basis eines
Hystereseeinflusses (1 15) gesteuert wird, der auf der Basis einer Position des Geberkolbens (130) und einer zurückliegenden Bewegungsrichtung (310) eines der Kolben (130, 140) bestimmt wird;
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hystereseeinfluss (1 15) auf der Basis mehrerer Stützstellen (410) bestimmt wird, die jeweils für einen vorbestimmten Bereich (170) von Positionen des Geberkolbens (130) gültig sind.
2. Verfahren (200) nach Anspruch 1 , wobei die Bereiche (170) überlappungsfrei aneinander angrenzen.
3. Verfahren (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Hystereseeinfluss (1 15) an einer Position des Geberkolbens (130) auf der Basis von Stützstellen (410) des Bereichs (170), der der Position zugeordnet ist, und der Stützstelle (410) wenigstens eines benachbarten Bereichs (170) interpoliert wird.
4. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Stützstellen
(410) nicht äquidistant sind.
5. Verfahren (200) nach Anspruch 4, wobei Abstände zwischen benachbarten Stützstellen (410) abhängig von ihren zugeordneten Hystereseeinflüssen sind.
6. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend:
Bestimmen eines an einer Position des Geberkolbens (130) tatsächlich über die Reibungskupplung (105) übertragenen Drehmoments; Vergleichen des auf der Basis der Position des Geberkolbens (130) und des Hystereseeinflusses (1 15) bestimmten Drehmoments mit dem bestimmten tatsächlichen Drehmoment und
Anpassen des Hystereseeinflusses (1 15) an der Position des Geberkolbens (130) auf der Basis des Vergleichs.
7. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung eines Verfahrens (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist.
8. Vorrichtung (100) zur Steuerung eines Drehmoments, das über eine Reibungskupplung (105) übertragbar ist, wobei die Reibungskupplung (105) mittels eines Nehmerkolbens (140) betätigt werden kann, der mittels einer hydrostatischen Strecke (120) mit einem Geberkolben (130) gekoppelt ist, und die Vorrichtung folgende Elemente umfasst: eine Schnittstelle (155) zu einem Aktuator zur Steuerung der Position des Geberkolbens (130) auf der Basis einer Übertragungsfunktion (302) zwischen Positionen des Geberkolbens (130) und des Nehmerkolbens (140);
eine Steuereinrichtung (1 12) zur Bereitstellung von Signalen an der Schnittstelle, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, einen Hystereseeinfluss (1 15) auf der Basis einer Position des Geberkolbens (130) und einer zurückliegenden Bewegungsrichtung (310) eines der Kolben (130, 140) zu bestimmen und den Aktuator in Abhängigkeit des Hystereseeinflusses (1 15) anzusteuern;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (1 12) dazu eingerichtet ist, den Hystereseeinfluss (1 15) auf der Basis mehrerer Stützstellen (410) zu bestimmen, die jeweils für einen vorbestimmten Bereich (170) von Positionen des Geberkolbens (130) gültig sind.
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