WO2020120275A1 - Ermittlung eines anlegepunktes einer kupplung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Anlegepunktes (X) einer Kupplung (3). Die Kupplung (3) ist aufweisend eine erste und eine zweite Kupplungsseite (3a, 3b), die bei geöffneter Kupplung (3) drehentkoppelt sind und die bei geschlossener Kupplung (3) drehgekoppelt sind. Das Verfahren weist die Schritte Öffnen der Kupplung (3) und dann Schließen der Kupplung (3) auf, um den Anlegepunkt (X) zu ermitteln. Dabei wird die erste Kupplungsseite (3a) drehend angetrieben und die zweite Kupplungsseite (3b) zumindest zeitweise mittels einer Beschleunigungsvorrichtung (4) beschleunigt. Es wird auch ein Steuergerät zur Ansteuerung einer Kupplung (3) und zur Ermittlung eines Anlegepunktes (X) der Kupplung (3) vorgeschlagen und ein Computerprogrammprodukt mit gespeicherten Befehlen, die den Ablauf des Verfahrens bewirken, wenn sie auf einem geeigneten Steuergerät ausgeführt werden.

Description

Ermittlung eines Anlegepunktes einer Kupplung

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Ermittlung eines Anlegepunktes einer Kupplung, insbesondere einer Reibkupplung. Sie betrifft auch ein dazu ausgeführtes Steuerge rät und ein Computerprogrammprodukt mit Befehlen zur Ausführung des Verfahrens.

Es sind Kupplungen bekannt, die automatisch durch einen Kupplungsaktor betätigt werden, also geöffnet und geschlossen werden, beispielsweise bei automatischen oder automatisierten Kraftfahrzeuggetrieben. Zur automatischen Betätigung einer Kupplung ist die Kenntnis über den so genannten Anlegepunkt der Kupplung von elementarer Bedeutung. Unter dem Anlegepunkt wird diejenige Kupplungsposition verstanden, an dem die miteinander koppelbaren Kupplungsteile der Kupplung gera de so aneinander anliegen, ohne dass die Kupplung eine wesentliche Kraft überträgt. Die Kupplungsteile stehen mit anderen Worten also unmittelbar davor zu greifen.

Dies gilt für formschlüssige Kupplungen, als auch für reibschlüssige Kupplungen. Mit der Kenntnis des Anlegepunktes kann die Kupplung gezielt und feinfühlig betätigt werden.

Der Anlegepunkt einer Kupplung variiert allerdings, insbesondere aufgrund von Bau teiltoleranzen und Kupplungsverschleiß. Es sind für automatische Kupplungen daher Vorgehensweisen bekannt, um den individuellen Anlegepunkt einer solchen Kupp lung zu ermitteln. Dies wird häufig auch als Ein- oder Anlernen des Anlegepunktes bezeichnet.

Die EP 2 478 248 B1 beschreibt eine solche Vorgehensweise, um den Anlegepunkt einer Kupplung eines Fahrzeugs, der hier als Kontaktpunkt bezeichnet wird, zu ermit teln. Der Anlegepunkt wird dabei anhand des von der Kupplung übertragenen Dreh moments ermittelt. Das übertragene Drehmoment wird anhand einer Winkelge schwindigkeit und einer Winkelbeschleunigung einer mit der Kupplung gekoppelten Getriebekomponente abgeschätzt. Diese bekannte Vorgehensweise sieht zunächst eine Beschleunigung einer ersten Getriebekomponente und ein anschließendes Ab schätzen eines Reibungsmoments für die erste Getriebekomponente vor. Die Be schleunigung der ersten Getriebekomponente erfolgt durch kurzzeitiges Schließen und wieder Öffnen der Kupplung nach Einleitung des Ermittlungsverfahrens, um eine bestimmte Drehzahl an der ersten Getriebekomponente einzustellen, siehe Fig. 4 und 5 der EP 2 478 248 B1. Ausgangspunkt dieser Vorgehensweise ist demnach die geöffnete Kupplung.

Auch die DE 10 2008 042 891 A1 beschreibt eine Vorgehensweise, um den Anlege- punkt einer Kupplung eines Fahrzeugs, der hier als Tastpunkt bezeichnet wird, zu ermitteln. Hierbei wird ein Umgebungs- und/oder Zustandsparameter, der auf den zu erfassenden Tastpunkt einen Einfluss hat, berücksichtigt.

Nicht jede Vorgehensweise zur Bestimmung des Anlegepunktes ist für jede Einbau lagen, Bauart und Betriebsweise einer automatischen Kupplung geeignet. Bei be stimmten Kupplungsbauarten kann zumindest eine der Kupplungsseiten in Grenzen axial beweglich sein. Dies ist häufig bei reibschlüssigen Scheibenkupplungen der Fall, wo die Kupplungsscheibe bei geöffneter Kupplung entlang der Drehachse, also axial, leicht beweglich ist. Wenn sich eine solche Kupplung in einer geneigten Positi on befindet, kann sich die Kupplungsscheibe bei geöffneter Kupplung also leicht ver schieben. Eine solche Bewegung kann auch durch Vibrationen oder andere äußere Einflüsse bewirkt oder verstärkt werden - selbst bei einer waagerechten Lage der Kupplung. Sobald beim Schließen der Kupplung die Kupplungsscheibe dann mit der anderen Kupplungsseite in Kontakt kommt, kann es zu einer gewissen Kraftübertra gung zwischen den Kupplungsseiten kommen, und dies ohne dass die Kupplung ih ren tatsächlichen Anlegepunkt eingenommen hat. Sofern dies während des Einler nens des Anlegepunktes passiert, besteht die Gefahr, dass der Anlegepunkt falsch ermittelt wird. Dies hat zur Folge, dass die Kupplung nicht ordnungsgemäß automa tisch betreibbar ist. Dies tritt insbesondere bei Kupplungen auf, die einem Getriebe mit geringen internen Reibungsmomenten (= Schleppmoment) vorgelagert sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik im Hinblick auf diese Problema tik weiterzubilden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Hautpansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen entnehmbar. Demnach werden ein Verfahren und ein Steuergerät und ein Computerprogramm produkt vorgeschlagen, die jeweils zur Ermittlung des Anlegepunktes einer Kupplung ausgeführt sind. Die Kupplung verfügt über eine erste und eine zweite Kupplungssei te. Diese beiden Kupplungsseiten sind bei geöffneter Kupplung drehentkoppelt, also relativ zueinander drehbar, und sie sind bei geschlossener Kupplung drehgekoppelt, also nur zusammen miteinander drehbar. Die Kupplung ist insbesondere eine reib schlüssige Kupplung. Es ist allerdings prinzipiell möglich, dass die Kupplung statt- dessen formschlüssig ausgebildet ist. Die Kupplung wird insbesondere automatisch betätigt. Das vorgeschlagene Verfahren läuft demnach insbesondere automatisch ab. Ein Eingriff durch einen Benutzer ist somit nicht vorgesehen oder notwendig.

Bei dem Verfahren wird die Kupplung zuerst geöffnet und dann wieder geschlossen, um den Anlegepunkt zu ermitteln. Während dieses Vorgangs wird die erste Kupp lungsseite drehend angetrieben. Zudem wird vorgeschlagen, dass die zweite Kupp lungsseite zumindest zeitweise während dieses Vorgangs mittels einer Beschleuni gungsvorrichtung beschleunigt wird. Ausgangspunkt dieses Verfahrens ist demnach insbesondere die geschlossene Kupplung.

Durch diese gezielte Beschleunigung der zweiten Kupplungsseite mittels der Be schleunigungsvorrichtung wird verhindert, dass sich die zweite Kupplungsseite bei der Ermittlung des Anlegepunktes ungewollt axial bewegt. Die Beschleunigung er höht nämlich die Reibkräfte innerhalb und im Bereich der zweiten Kupplungsseite, was die ungewollte Axialbewegung verhindert oder zumindest ausreichend hinaus zögert. Somit ist die zweite Kupplungsseite bei der Ermittlung des Anlegepunktes ausreichend lange axial festgesetzt. Der Anlegepunkt kann also korrekt ermittelt wer den. Das vorgeschlagene Verfahren kann daher besonders vorteilhaft bei einer sol chen Kupplung eingesetzt werden, die einem Getriebe mit einem geringen Schlepp moment vorgelagert ist. Durch das geringe Schleppmoment wird die dem Getriebe zugeordnete zweite Kupplungsseite kaum von selbst abgebremst. Ohne die gezielte Beschleunigung mittels der Beschleunigungsvorrichtung könnte sich die in diesem Fall die zweite Kupplungsseite besonders einfach ungewollt axial verschieben. Insbesondere ist bei der Kupplung die zweite Kupplungsseite bei geöffneter Kupp lung in axialer Richtung beweglich ausgeführt, zumindest in gewissen Grenzen. Bei spielsweise kann die zweite Kupplungsseite mit ihrer Kupplungsnabe auf einer Welle axial beweglich und drehfest angeordnet sein. Bei der Kupplung kann zumindest eine der beiden Kupplungsseiten als Kupplungsscheibe ausgebildet sein, bevorzugt die zweite Kupplungsseite. Die andere der beiden Kupplungsseiten kann als Druckplatte ausgebildet sein, bevorzugt die erste Kupplungsseite.

Es ist nicht zwingend notwendig, dass die zweite Kupplungsseite während des ge samten Vorganges vom Öffnen der Kupplung bis zum Schließen der Kupplung durch die Beschleunigungsvorrichtung beschleunigt wird. Durch die träge Masse der zwei ten Kupplungsseite kann es nämlich ausreichend sein, dass die zweite Kupplungs seite nur während eines Zeitraumes beschleunigt wird, der kürzer ist als die gesamte Zeitspanne zwischen dem Öffnen und dem Schließen der Kupplung bis zum Anlege- punkt. Je zügiger die Ermittlung des Anlegepunktes erfolgt, desto kürzer kann der Zeitraum sein, in dem die zweite Kupplungsseite beschleunigt wird.

Insbesondere ist vorgesehen, dass die Beschleunigung der zweiten Kupplungsseite durch die Beschleunigungsvorrichtung zeitlich gesehen entweder während oder nach dem Öffnen der Kupplung beginnt und dann entweder bereits vor dem Schließen der Reibkupplung endet, oder erst während des Schließens der Reibkupplung endet. Wenn die Beschleunigungsvorrichtung eine hohe Reaktionszeit aufweist, also relativ träge reagiert, beginnt die Beschleunigung der zweiten Kupplungsseite bevorzugt bereits während des Öffnens der Kupplung. Bei einer geringen Reaktionszeit beginnt die Beschleunigung der zweiten Kupplungsseite hingegen bevorzugt kurz vor oder erst bei geöffneter Kupplung. Die Beschleunigung der zweiten Kupplungsseite durch die Beschleunigungsvorrichtung endet bevorzugt vor dem (vollständigen) Schließen der Kupplung, um einen erhöhten Verschleiß der Kupplung und/oder der Beschleuni gungsvorrichtung zu vermeiden. Vorzugsweise endet die Beschleunigung der zwei ten Kupplungsseite durch die Beschleunigungsvorrichtung daher bereits schon vor dem Erreichen des Anlegepunktes. Durch die geeignete Wahl des Start- und End zeitpunkts der Beschleunigung der zweiten Kupplungsseite kann die Totzeit der Be schleunigungsvorrichtung ausgeglichen werden. Das Antreiben der ersten Kupplungsseite erfolgt insbesondere ständig während des Öffnens und des darauf folgenden Schließens der Kupplung, insbesondere mit einer konstanten und vorbestimmten Drehzahl.

Die Kupplung wird im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens insbesondere zu nächst vollständig geöffnet. Die Kupplung wird nach dem Öffnen im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens insbesondere vollständig geschlossen. Letzteres muss allerdings nicht zwangsläufig der Fall sein, da das Schließen der Kupplung im Grun de nur bis zur Ermittlung des Anlegepunktes notwendig ist. Dies erfolgt bei einer reibschlüssigen Kupplung normalerweise deutlich vor dem vollständigen Schließen. Es kann im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens daher auch vorgesehen sein, dass die Kupplung nur teilweise geschlossen wird - also gerade nicht bis zum voll ständigen Schließen.

Bei der Beschleunigung der zweiten Kupplungsseite kann die Beschleunigungsvor richtung eine Drehzahl der zweiten Kupplungsseite entweder erhöhen oder reduzie ren. Die Beschleunigung der zweiten Kupplungsseite kann daher positiv sein, wozu die zweite Kupplungsseite gezielt mittels der Beschleunigungsvorrichtung angetrie ben wird. Oder die Beschleunigung der zweiten Kupplungsseite kann stattdessen negativ sein, wozu die zweite Kupplungsseite gezielt mittels der Beschleunigungsvor richtung abgebremst wird. Das Abbremsen der zweiten Kupplungsseite erfolgt bevor zugt durch den Einsatz vorhandener Antriebsstrangkomponenten als Beschleuni gungsvorrichtung. Die Beschleunigungsvorrichtung ist insbesondere schaltbar aus gebildet. Somit ist damit im eingeschalteten Zustand die zweite Kupplungsseite ge zielt beschleunigbar, während dies im ausgeschalteten Zustand damit nicht möglich ist.

Sofern die zweite Kupplungsseite zur Ermittlung des Anlegepunktes abgebremst wird, wird diese bevorzugt vor dem Öffnen der Kupplung zusammen mit der ersten Kupplungsseite auf eine Drehzahl gebracht, vorzugsweise eine vorbestimmte Dreh zahl. Dies erfolgt durch Antrieb der ersten Kupplungsseite bei geschlossener Kupp lung. Nach dem Öffnen der Kupplung dreht sich die zweite Kupplungsseite dann be- vorzugt so lange frei weiter, bis sie durch die Beschleunigungsvorrichtung abge bremst wird. Die erste Kupplungsseite wird während dessen weiter angetrieben. Die Zeitspanne zwischen dem Öffnen der Kupplung und dem Abbremsen der zweiten Kupplungsseite ist möglichst kurz, um die besagte ungewollte Axialbewegung der zweiten Kupplungsseite zu vermeiden.

Bei der Kupplung handelt es sich besonders bevorzugt um eine Reibkupplung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eines Nutzfahrzeugs. Bei der Reibkupplung kann es sich um eine Anfahrkupplung des Kraftfahrzeugs handeln. Bei der Reibkupplung kann es sich jedoch auch um eine Wandlerüberbrückungskupplung für ein Kraftfahr zeug handeln. Diese Reibkupplung ist zur antriebstechnischen Anordnung zwischen einem Antriebsmotor (insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine) des Kraftfahr zeugs einerseits und einem Getriebe (insbesondere ein mehrstufiges Getriebe) des Kraftfahrzeugs andererseits ausgebildet. Im Einbauzustand ist die erste Kupplungs seite also dem Antriebsmotor zugeordnet und mit dessen Antriebswelle drehfest ge koppelt. Die zweite Kupplungsseite ist also dem Getriebe zugeordnet und dessen Eingangswelle drehfest gekoppelt. Die Kupplung ist dem Getriebe also vorgelagert. Die Kupplung ist insbesondere zu Anordnung in einer Kupplungsglocke des Getrie bes ausgebildet. Das Getriebe ist bevorzugt ein automatisiertes Schaltgetriebe oder ein Automatgetriebe. Die Kupplung dient also zur wahlweisen antriebstechnischen Trennung und Koppelung des Antriebsmotors mit dem Getriebeeingang.

Das Getriebe befindet sich während des vorgeschlagenen Verfahrens zur Ermittlung des Anlegepunktes insbesondere im Leerlauf, es ist also keine Übersetzungsstufe des Getriebes eingelegt, und eine Triebverbindung zwischen der Eingangswelle des Getriebes und einer Ausgangswelle des Getriebes ist unterbrochen. Die zweite Kupplungsseite kann somit frei drehen, zumindest bis sie durch die Beschleuni gungsvorrichtung beschleunigt wird.

Insbesondere sind der Antriebsmotor und das Getriebe und die Kupplung dazu aus gebildet, dass diese im Einbauzustand im Bezug zu einer Fahrbahnoberfläche des Kraftfahrzeugs geneigt angeordnet sind. Wenn das Kraftfahrzeug auf einer waage rechten Fahrbahnoberfläche steht, sind zumindest diese genannten Komponenten des Antriebsstranges also außerhalb der Waagerechten geneigt. Eine solche Anord nung dieser Komponenten kann zu einer Vereinfachung des Antriebsstranges des Kraftfahrzeugs führen. Eine ungewollte axiale Bewegung der zweiten Kupplungsseite während der Ermittlung des Anlegepunktes wird, wie oben bereits erläutert, durch die vorgeschlagene Beschleunigung der zweiten Kupplungsseite mittels der Beschleuni gungsvorrichtung verhindert.

Bevorzugt wird als Beschleunigungsvorrichtung eine solche Antriebsstrangkompo nente genutzt, die mit der zweiten Kupplungsseite antriebstechnisch gekoppelten ist und die einen anderen primären Einsatzzweck hat, als die Beschleunigung der zwei ten Kupplungsseite. Die Beschleunigung der zweiten Kupplungsseite ist dann ledig lich ein sekundärer Einsatzzweck. Eine solche Antriebsstrangkomponente ist daher ohnehin bereits im Antriebsstrang vorgesehen. Das Ermitteln des Anlegepunktes kann also mit vorhandenen Mitteln erfolgen. Das vorgeschlagene Verfahren kann somit einfach bei bereits bestehenden Antriebssträngen eingesetzt werden.

Bevorzugt handelt es sich bei der Beschleunigungsvorrichtung um eine Synchroni siervorrichtung des Getriebes zum Synchronisieren zumindest einem Schaltelement des Getriebes. Ein solches Schaltelement kann zum Schalten zumindest einer der mehreren Übersetzungsstufen des Getriebes dienen. Solche Synchronisiervorrich tungen sind bei synchronisierten Schaltgetrieben stets vorhanden.

Bei der Synchronisiervorrichtung kann es sich um eine Getriebebremse handeln. Ei ne solche Getriebebremse dient primär zum Abbremsen einer mit der zweiten Kupp lungsseite antriebstechnisch gekoppelte Welle des Getriebes zur Synchronisierung des Getriebes. Die Getriebebremse kann beispielsweise auf eine Vorgelegewelle des Getriebes bremsend wirken. Zum Abbremsen der zweiten Kupplungsseite wird also die Getriebebremse betätigt.

Die Synchronisiervorrichtung kann auch durch ein oder mehrere Synchronringe des Schaltelements gebildet sein. Solche Synchronringe sind bei synchronisierten Schaltgetrieben meist ohnehin vorhanden. Zum Abbremsen der zweiten Kupplungs seite wird dann also das Schaltelement so betätigt, dass der oder die Synchronringe in Reibkontakt mit der jeweiligen Gegenseite geraten und dadurch eine Bremswir kung auf die zweite Kupplungsseite ausüben.

Die Beschleunigungsvorrichtung kann allerdings auch eine elektrische Traktionsma schine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs sein, beispielsweise eine Synchronmaschine oder eine Asynchronmaschine. Die Traktionsmaschine ist dann mit der zweiten Kupplungsseite antriebstechnisch gekoppelt. Die elektrische Traktionsmaschine wird zur Beschleunigung der zweiten Kupplungsseite entweder generatorisch betrieben, um das Abbremsen der zweiten Kupplungsseite zu erreichen, oder sie wird motorisch betrieben, um das Antreiben der zweiten Kupplungsseite zu erreichen. Eine solche elektrische Traktionsmaschine kann gegebenenfalls auch zur Synchronisierung des Getriebes eingesetzt werden. Unter der Synchronisiervorrichtung kann bei einem solchen Einsatzzweck der elektrische Traktionsmaschine also ebenfalls die elektri sche Traktionsmaschine verstanden werden.

Zur Ermittlung des Anlegepunktes können folgenden Schritte durchgeführt werden:

(a) Beim Schließen der Kupplung wird ein Drehmomentwert der Kupplung laufend oder intermittierend ermittelt wird. Dieser Drehmomentwert entspricht einem von der Kupplung übertragenen Drehmoment.

(b) Zu jedem dieser Drehmomentwerte wird ein zugehöriger Positionswert der Kupplung ermittelt. Dieser Positionswert entspricht einer Kupplungsposition zum Zeitpunkt der Ermittlung des jeweiligen Drehmomentwertes.

(c) Aus einem oder mehreren dieser Drehmomentwerte und Positionswerte wird der Anlegepunkt der Kupplung ermittelt.

Die Ermittlung der Positionswerte und der Drehmomentwerte ist dem Fachmann be kannt. Wie die Ermittlung des Anlegepunktes aus Drehmomentwerten und zugehöri gen Positionswerten im Detail erfolgt, ist dem Fachmann ebenfalls bekannt. Die ei gentliche Ermittlung des Anlegepunktes kann demnach auf eine der bekannten Art und Weisen erfolgen. Beispielsweise kann ein geeignetes Rücksprungverfahren an gewandt werden. Beispielsweise kann beim Schließen der Kupplung erkannt werden, dass der Drehmomentwert einen bestimmten Schwellenwert überschreitet und aus schließlich ausgehend von dem dabei ermittelten Positionswert auf den Anlegepunkt geschlossen werden. Hierzu kann von diesem Positionswert ein festes Positionsoff set abgezogen werden. Oder es kann ein Drehmomentgradient beim Schließen der Kupplung ermittelt werden und damit auf den Anlegepunkt zurückgerechnet werden. Zur Ermittlung des Anlegepunktes kann das Schließen der Kupplung rampenförmig erfolgen. Die Kupplung wird hierbei insbeondere mit einer konstanten Schließge schwindigkeit geschlossen.

Die Ermittlung des Anlegepunktes erfolgt insbesondere ohne Ermittlung des

Schleppmoments des der Kupplung nachgelagerten Getriebes. Das Schleppmoment kann bei einem Getriebe mit geringem Schleppmoment ohnehin vernachlässigbar klein sein. Zudem kann die Bestimmung des Schleppmoments nicht trivial sein. Das Verfahren zur Ermittlung des Anlegepunktes kann somit vereinfacht sein.

Nach der Ermittlung des Anlegepunktes kann dieser verifiziert werden. Somit wird sichergestellt, dass dieser ermittelte Anlegepunkt tatsächlich valide ist. Dies erfolgt bevorzugt ebenfalls im Rahmen vorgeschlagenen Verfahrens mittels der folgenden Schritte:

(a) Die Kupplung wird in eine Testposition gebracht, die (knapp) vor dem vorher ermittelten Anlegepunkt liegt. Bei dieser Testposition handelt es sich um eine auf Basis des ermittelten Anlegepunkt ermittelte Kupplungsposition, bei der die beiden Kupplungsseiten - bei korrekt ermitteltem Anlegepunkt - (gerade) noch voneinander drehentkoppelt sein sollten. Beispielsweise ist die Testposi tion einen bestimmten Kupplungsweg von dem ermittelten Anlegepunkt ent fernt. Je nachdem ob die Kupplung vorab geschlossen oder geöffnet war, wird die Kupplung nun also ausreichend weit bis zu der Testposition geöffnet oder geschlossen. Dies erfolgt insbesondere unmittelbar nach der Ermittlung des Anlegepunktes, also unmittelbar nach dem oben genannten Schließen der Kupplung.

(b) Die zweite Kupplungsseite wird bei dieser Testposition auf eine bestimmte Drehzahl gebracht, also entweder bis dorthin abgebremst oder angetrieben (heraufbeschleunigt). Dies erfolgt bevorzugt ebenfalls mittels der Beschleuni gungsvorrichtung. Insbesondere wird die zweite Kupplungsseite damit bis zum Stillstand abgebremst. Das mit der zweiten Kupplungsseite gekoppelte Getrie- be befindet sich hierbei bevorzugt (weiterhin) im Leerlauf. Insbesondere wird die Beschleunigungsvorrichtung dann abgeschaltet, d.h. die zweite Kupp lungsseite nicht weiter abgebremst oder angetrieben, sodass sich die zweite Kupplungsseite frei weiterdrehen kann.

(c) Bei (weiterhin) drehend angetriebener ersten Kupplungsseite und unter Bei behaltung der Testposition wird dann ermittelt, ob sich die Drehzahl der zwei ten Kupplungsseite unzulässig stark verändert. Insbesondere wird die Dreh zahl der ersten Kupplungsseite dabei (weiterhin) konstant gehalten. Insbeson dere darf innerhalb einer bestimmten Zeitdauer die Drehzahl der zweiten Kupplungsseite einen bestimmten Schwellenwert nicht überschreiten oder un terschreiten. Dies wäre nämlich der Fall, wenn die Kupplung an der Testposi tion ein gewisses Drehmoment übertragen würde und somit der Anlegepunkt inkorrekt ermittelt worden wäre.

Erfolgt nun in Schritt (c) keine oder nur eine geringfügige Drehzahländerung an der zweiten Kupplungsseite, wird davon ausgegangen, dass es der ermittelte Anlege punkt valide ist. Die Kupplung überträgt in der Testposition dann nämlich korrekter weise kein oder nur ein geringfügiges Drehmoment. Dann kann der ermittelte Anle gepunkt in einem nicht-flüchtigen Speicher zur späteren Verwendung abgespeichert werden. Erfolgt in Schritt (c) allerdings eine übermäßige Drehzahländerung, wird da von ausgegangen, dass der ermittelte Anlegepunkt unzulässig ist. Die Kupplung überträgt in der Testposition dann nämlich in unzulässiger weise ein Drehmoment. In diesem Fall kann das Verfahren zur Ermittlung des Anlegepunktes nochmals kom plett von vorne durchgeführt werden. Alternativ dazu kann dem ermittelten Anlege punkt ein bestimmter Offsetwert zu Korrektur hinzugefügt werden und die obigen Schritte (a) bis (c) zur Verifizierung nochmals mit dem dadurch korrigierten Anlege punkt durchgeführt werden. Dies kann so oft erfolgen, bis in Schritt (c) keine oder nur noch eine geringfügige Drehzahländerung erfolgt.

Das vorgeschlagene Steuergerät dient zur Ansteuerung der Kupplung und zur Ermitt lung des Anlegepunktes dieser Kupplung. Es kann sich dabei um ein Getriebesteu ergerät handeln, auch TCU genannt (TCU = Transmission Control Unit). Das Steuer gerät ist dazu ausgebildet ist, das vorgeschlagene Verfahren zum Ermitteln des An- legepunktes der Kupplung zu bewirken. Das Steuergerät verfügt also über entspre chende Schnittstellen, um die Kupplung entsprechend zu öffnen und zu schließen und um die Beschleunigungsvorrichtung entsprechend zu betätigen und um Informa tionen über die Kupplung zu erhalten. Diese Informationen werden in zumindest ei ner entsprechend ausgebildeten Recheneinheit des Steuergeräts ausgewertet und dadurch der Anlegepunkt ermittelt.

Das vorgeschlagene Computerprogrammprodukt verfügt über gespeicherte Befehle. Diese Befehle bewirken den Ablauf des vorgeschlagenen Verfahrens zum Ermitteln des Anlegepunktes der Kupplung, wenn sie auf einer geeigneten Recheneinheit aus geführt werden. Bei dieser Recheneinheit kann es sich beispielsweise um eine Re cheneinheit des vorgeschlagenen Steuergeräts handeln, beispielsweise einen Mikro controller. Bei dem Computerprogrammprodukt kann es sich um einen beliebigen geeigneten Datenträger handelt. Die Befehle können in einem entsprechenden Soft warecode auf dem Datenträger vorliegen. Der Softwarecode bewirkt bei Ausführung auf der Recheneinheit den Ablauf des vorgeschlagenen Verfahrens, beispielsweise indem die Recheneinheit die Kupplung und die Beschleunigungsvorrichtung entspre chend steuert oder regelt.

Im Folgenden wir die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, aus welchen weitere bevorzugte Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung entnehmbar sind. In schematischer Darstellung zeigen hierbei:

Fig. 1 , eine Teilansicht eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem An triebsmotor und einem mehrstufigen Getriebe und einer dazwischen angeordneten Kupplung,

Fig. 2, zeitliche Verläufe einer Drehzahl an einer Kupplung und eines Betätigungszu stands der Kupplung und eines Betätigungszustands einer Beschleunigungsvorrich tung.

Der Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug gemäß Fig. 1 verfügt über einen An triebsmotor 1 , wie insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs. Zudem ist ein mehrstufiges Getriebe 2 in dem Antriebsstrang vorge sehen. Hierbei kann es sich um ein automatisiertes Schaltgetriebe handeln. Hierbei kann es sich jedoch auch um ein Automatgetriebe handeln. Das Getriebe 2 verfügt abtriebsseitig über eine Ausgangswelle 2b, mittels der weiter abtriebesseitige Kom ponenten des Antriebsstrangs drehgekoppelt sind. Somit sind in an sich bereits be kannter Weise beispielsweise Räder des Kraftfahrzeugs mittels des Antriebsmotors 1 antreibbar. Eingangsseitig verfügt das Getriebe 2 über eine Eingangswelle 2a. Das Getriebe 2 verfügt insbesondere über ein geringes Schleppmoment. Dessen interne Reibungsmomente sind also relativ gering. Die Ein- und Ausgangswelle 2a, 2b sind somit besonders leicht drehbar.

Antriebstechnisch ist zwischen Antriebsmotor 1 und Getriebe 2 eine reibschlüssige Kupplung 3 angeordnet. Die Kupplung 3 verfügt über zwei Kupplungsseiten 3a, 3b, die je nach Betätigungszustand der Kupplung 3 drehgekoppelt oder drehentkoppelt sind. Die Kupplung 3 wird automatisch betätigt. Eine Antriebswelle 1 a des An triebsmotors 1 ist mit der ersten Kupplungsseite 3a drehfest gekoppelt. Die Ein gangswelle 2a des Getriebes 2 ist mit einer zweiten Kupplungsseite 3b drehfest ge koppelt. Bei der Kupplung 3 kann es sich beispielsweise um eine Anfahrkupplung oder eine Wandlerüberbrückungskupplung handeln. Bei geöffneter Kupplung 3 sind die Kupplungsseiten 3a, 3b voneinander drehentkoppelt. Die Antriebswelle 1 a ist demnach relativ zur Eingangswelle 2a drehbar. Bei geschlossener Kupplung 3 sind die erste und zweite Kupplungsseite 3a, 3b miteinander drehgekoppelt. Die An triebswelle 1 a ist demnach mit der Eingangswelle 2a drehgekoppelt.

Es ist bei einem solchen Antriebsstrang an sich bereits bekannt, einen so genannten Anlegepunkt der Kupplung 3 automatisch zu ermitteln. Der Anlegepunkt entspricht derjenigen Kupplungsposition, bei der die Kupplungsseiten 3a, 3b gerade so anei nander anliegen, ohne dass sie eine wesentliche Kraft aneinander übertragen. Es findet am Anlegepunkt der Kupplung 3 also gerade noch keine wesentliche Dreh momentübertragung über die Kupplung 3 statt.

Eine Drehachse der Kupplungsseiten 3a, 3b sowie der Wellen 1 a, 2a, 2b ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen L versehen. Die Drehachse L verläuft im bestimmungsge mäßen Einbauzustand der Komponenten 1 , 2, 3 in einem Winkel a zu einer Waage rechten W. Wenn ein mit diesem Antriebsstrang ausgerüstetes Kraftfahrzeug daher auf einer waagerechten Fahrbahnoberfläche steht, dann befinden sich diese Kompo nenten 1 , 2, 3 um den Winkel a geneigt dazu.

Bei einem solchen Antriebsstrang kann es dazu kommen, dass die Ermittlung des Anlegepunktes der Kupplung 3 nicht ohne weiteres funktioniert. Dies kann darauf zurückzuführen sein, dass in der Praxis häufig eine der Kupplungsseiten 3a, 3b axial (also entlang der Drehachse L) beweglich auf der jeweiligen Welle 1 a, 2a angeordnet ist. Beispielsweise kann die zweite Kupplungsseite 3b zwar drehfest mit der Ein gangswelle 2a gekoppelt sein, jedoch kann sie in Maßen darauf axial verschiebbar sein. Die zweite Kupplungsseite 3b ist also schwimmend auf der Eingangswelle 2a angeordnet. Die zweite Kupplungsseite 3b kann sich beim Schließen der Kupplung 3 dadurch verfrüht an die erste Kupplungsseite 3a anlegen. Die zweite Kupplungssei te 3b wird mit weiterem Schließen der Kupplung 3 dann so lange auf der Eingangs welle 2a verschoben, bis die Kupplung 3 ihren eigentlichen Anlegepunkt erreicht hat und daraufhin zu greifen beginnt. Falls dieses verfrühte Anlegen bei der Ermittlung des Anlegepunktes der Kupplung 3 erfolgt, kann dieses als eigentlicher Anlegepunkt missinterpretiert werden. Späteren Betätigungen der Kupplung 3 wird dieser falsche Anlegepunkt zu Grunde gelegt, was zu Komforteinbußen bei der Betätigung der Kupplung 3 und/oder einem erhöhten Kupplungsverschleiß führen kann.

Entsprechendes gilt für eine formschlüssig wirkende Kupplung 3. Auch bei einem waagerechten Einbauzustand der Kupplung 3 kann sich eine ungewollte Verschie bung einer der beiden Kupplungsseite 3a, 3b ergeben, beispielsweise durch Vibrati onen im Antriebsstrang oder durch ein Abstellen des Kraftfahrzeugs auf einer ge neigten Fahrbahn. Es ist daher nicht zwingend erforderlich, dass die Komponenten 1 , 2, 3 tatsächlich um den Winkel a geneigt eingebaut sind.

Um dieser Problematik zu begegnen wird vorgeschlagen, dass bei der Ermittlung des Anlegepunktes die auf der Welle 2a verschiebbare zweite Kupplungsseite 3b gezielt mittels einer Beschleunigungsvorrichtung 4 positiv oder negativ beschleunigt wird. Dadurch wird die zwischen der zweiten Kupplungsseite 3b und der Welle 2a herr schende Reibung temporär erhöht. Ein Verrutschen der zweiten Kupplungsseite 3b wird somit verhindert oder zumindest so lange rausgezögert, bis sie keinen nen- nenswerten Einfluss mehr auf die Ermittlung des Anlegepunktes hat. Zudem wird bevorzugterweise auf eine Ermittlung des Schleppmoments des Getriebes verzichtet.

Als Beschleunigungsvorrichtung 4 eignet sich beispielsweise eine ohnehin bereits im Getriebe 2 vorgesehene Getriebebremse. Diese dient üblicherweise primär zur Syn chronisierung von Getriebekomponenten. Mittels dieser kann die Eingangswelle 2a abgebremst werden, wodurch auch die zweite Kupplungsseite 3b abgebremst wird.

Fig. 2 zeigt in Form dreier Diagramme den zeitlichen Ablauf einer bevorzugten Aus führungsform des vorgeschlagenen Verfahrens zur Ermittlung des Anlegepunktes einer Kupplung. Die Zeit t ist in den Diagrammen jeweils auf der horizontalen Achse aufgetragen. Im Folgenden wird das Verfahren in Verbindung mit dem Antriebsstrang aus Fig. 1 exemplarisch erläutert. Die Beschleunigungsvorrichtung 4 bremst hierbei exemplarisch die zweite Kupplungsseite 3b ab. Das Verfahren ist jedoch bei einer Vielzahl anderer Antriebsstränge einsetzbar.

Fig. 2 zeigt im oberen Diagramm einen zeitlichen Verlauf einer Drehzahl n1 der ers ten Kupplungsseite und einen zeitlichen Verlauf einer Drehzahl n2 der zweiten Kupp lungsseite 3b. Die Drehzahl n1 entspricht somit der Drehzahl des Antriebsmotors 1 und der ersten Kupplungsseite 3a in Fig. 1. Die Drehzahl n2 entspricht somit der Drehzahl der Eingangswelle 2a und der zweiten Kupplungsseite 3b in Fig. 1. Die Drehzahlen n1 , n2 können beispielsweise mittels eines Motordrehzahlsensors und eines Getriebeeingangsdrehzahlsensors gemessen werden.

Fig. 2 zeigt im mittleren Diagramm einen parallel zum obigen Diagramm ablaufenden zeitlichen Verlauf einer Kupplungsposition. Die Kupplungsposition entspricht dem Kupplungszustand. Die Kupplungsposition entspricht dem über die Kupplung 3 über tragbaren Drehmoment. Wenn die Kupplungsposition das obere Limit erreicht hat, ist die Kupplung 3 vollständig geschlossen. Sie kann dann ein Maximum an Drehmo ment übertragen. Wenn die Kupplungsposition das untere Limit erreicht hat, ist die Kupplung 3 vollständig geöffnet. Sie kann dann kein Drehmoment übertragen. Fig. 2 zeigt im unteren Diagramm einen parallel zu den beiden obigen Diagrammen ablaufenden zeitlichen Verlauf eines Betätigungszustands der Beschleunigungsvor richtung 4. Wird die Beschleunigungsvorrichtung 4 eingeschaltet, ergibt sich ein An stieg der Linie des Diagramms von der Grundlinie. Die zweite Kupplungsseite 3b wird dann zusammen mit der Eingangswelle 2a beschleunigt. Wird die Beschleunigungs vorrichtung 4 ausgeschaltet, ergibt sich ein Abfall der Linie des Diagramms bis zur Grundlinie. Die zweite Kupplungsseite 3b ist dann zusammen mit der Eingangswelle 2a frei drehbar.

Der Anlegepunkt wird nun wie folgt ermittelt:

Zu Beginn des Verfahrens, also zum Zeitpunkt tO, ist die Kupplung 3 geschlossen.

Die erste Kupplungsseite 3a wird von dem Antriebsmotor 1 über die gesamte gezeig te Zeitspanne mit einer bestimmten, konstanten Drehzahl n1 angetrieben. Das Ge triebe 2 befindet sich über die gesamte gezeigte Zeitspanne im Leerlauf. Die Schalt elemente im Getriebe 2 befinden sich also in einem solchen Schaltzustand, dass die Eingangswelle 2a von der Ausgangswelle 2b drehentkoppelt ist.

Zu dem Zeitpunkt t1 wird begonnen, die Kupplung 3 zu öffnen. Die zweite Kupp lungsseite 3b wird nun drehentkoppelt von der ersten Kupplungsseite 3a.

Zum Zeitpunkt t2 ist die Kupplung 3 vollständig geöffnet. Die Beschleunigungsvor richtung 4 wird nun betätigt, also eingeschaltet. In dieser Folge wird die Eingangswel le 2a zusammen mit der zweiten Kupplungsseite 3b abgebremst, also negativ be schleunigt. Durch diese Beschleunigung erhöht sich die Reibung zwischen Ein gangswelle 2a und zweiter Kupplungsseite 3b. Ein axiales Verrutschen der zweiten Kupplungsseite 3b auf der Eingangswelle 2a wird dadurch verhindert. Die zweite Kupplungsseite 3b behält also diejenige Axialposition bei, die sie bei vorher ge schlossener Kupplung eingenommen hat. Die Drehzahl n2 an der zweiten Kupp lungsseite 3a sinkt entsprechend. Es ist grundsätzlich möglich, dass die Beschleuni gungsvorrichtung 4 statt einer negativen Beschleunigung eine positive Beschleuni gung der zweiten Kupplungsseite 3b erzeugt und diese also antreibt statt abzubrem sen. In diesem Fall würde die Drehzahl n2 ab dem Zeitpunkt t2 ansteigen. Insbeson- dere kann zur Kompensation einer Totzeit der Beschleunigungsvorrichtung 4 vorge sehen sein, dass die Beschleunigungsvorrichtung 4 bereits während des Öffnens der Kupplung 3 betätigt wird.

Zum Zeitpunkt t3 wird die Beschleunigungsvorrichtung 4 ausgeschaltet. Das gezielte Abbremsen der zweiten Kupplungsseite 3b wird also beendet. Im Folgenden verrin gert sich die Drehzahl n2 nur noch geringfügig auf Grund von Reibung im Getriebe 2. Dieses Ausschalten der Beschleunigungsvorrichtung 4 kann bei Bedarf auch erst später erfolgen.

Zum Zeitpunkt t4 wird damit begonnen, die Kupplung 3 einer Rampe folgend wieder zu schließen. Dieses Schließen dient der eigentlichen Ermittlung des Anlegepunktes. Hierbei wird in an sich bekannter Weise insbesondere das von der Kupplung 3 über tragene Drehmoment sowie die jeweilige Kupplungsposition erfasst. Beispielsweise wird hierbei erkannt, wann das von der Kupplung 3 übertragene Drehmoment einen bestimmten Schwellenwert übersteigt. Hieraus kann dann beispielsweise mittels ei nes geeigneten Rücksprungverfahrens auf den Anlegepunkt geschlossen werden. Auf die Ermittlung des Schleppmoments des Getriebes 2 kann dabei verzichtet wer den.

In Fig. 2 wird das Erreichen des Anlegepunkts für den Zeitpunkt t5 und für die ent sprechende Kupplungsposition X ermittelt. Ausgehend hiervon beginnt die Kupp lung 3 also mit weiterem Schließen zu greifen. Dementsprechend steigt ab dem Zeit punkt t5 die Drehzahl n2 der zweiten Kupplungsseite 3b wieder an, denn die zweite Kupplungsseite 3b wird nun zunehmend stark mit der angetriebenen ersten Kupp lungsseite 3a gekoppelt. Die Kupplungsposition X kann nun als ermittelter Anlege punkt für zukünftige Betätigungsvorgänge der Kupplung 3 in einem nicht-flüchtigen Speicher eines Steuergeräts zur Betätigung der Kupplung 3 gespeichert werden. Dieses Steuergerät kann das Getriebesteuergerät zur Betätigung des Getriebes 2 sein. Anschließend kann die Kupplung vollständig geschlossen werden. Dies ist al lerdings nicht zwangsläufig erforderlich. Zur Prüfung des gerade ermittelten Anlegepunktes X kann nun bei weiterhin konstant angetriebener ersten Kupplungsseite 3a und bei Leerlauf des Getriebes 3 die Kupp lung 3 bis zu einer Testposition Y wieder geöffnet werden. Die Testposition Y befin det sich ausgehend von der geöffneten Kupplung 3 vor dem ermittelten Anlege- punkt X. Bei der Testposition Y sind die beiden Kupplungsseite 3a, 3b also gerade noch voneinander drehentkoppelt - vorausgesetzt der Anlegepunkt X wurde korrekt ermittelt. Die Testposition Y kann beispielsweise durch Abziehen oder Hinzurechnen eines bestimmten Offsets vom oder zum vorher ermittelten Anlegepunkt X ermittelt werden. Die zweite Kupplungsseite 3b wird nun mittels der Beschleunigungsvorrich tung 4 nochmals abgebremst, insbesondere auf Stillstand. Diese Abbremsung wird dann beendet. Steigt anschließend unter Beibehaltung der Testposition Y die Dreh zahl n2 der zweiten Kupplungsseite 3b während einer bestimmten Zeitdauer nicht oder nur geringfügig an, kann davon ausgegangen werden, dass der Anlegepunkt X korrekt ermittelt wurde. In diesem Fall kann er dauerhaft im nicht-flüchtigen Speicher des Steuergeräts für die Kupplung 3 gespeichert werden. Auf diese Weise ist der ermittelte Anlegepunkt X einfach verifizierbar. Im Rahmen dieser Verifikation kann die zweite Kupplungsseite 3b mittels der Beschleunigungsvorrichtung 4 statt abge bremst auch auf eine bestimmte Drehzahl angetrieben werden, also heraufbeschleu nigt werden. Ob zur Verifikation abgebremst oder angetrieben wird, richtet sich nach der Ausführung der verwendeten Beschleunigungsvorrichtung 4. Beispielsweise kann bei Verwendung einer Getriebebremse als Beschleunigungsvorrichtung 4 diese nur bremsend auf die zweite Kupplungsseite 3b wirken.

Bezuqszeichen

1 Antriebsmotor

1 a Antriebwelle

2 Getriebe

2a Eingangswelle

2b Ausgangswelle

3 Kupplung

3a erste Kupplungsseite

3b zweite Kupplungsseite

4 Beschleunigungsvorrichtung

L Drehachse

n, n1 , n2 Drehzahl

t, t1 ...t5 Zeitpunkt

W Waagerechte

X Anlegepunkt

Y Testposition a Neigungswinkel

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Ermittlung eines Anlegepunktes (X) einer Kupplung (3),

die Kupplung (3) ist aufweisend eine erste und eine zweite Kupplungsseite (3a, 3b), die bei geöffneter Kupplung (3) drehentkoppelt sind und die bei geschlossener Kupp lung (3) drehgekoppelt sind,

mit den Schritten Öffnen der Kupplung (3) und dann Schließen der Kupplung (3), um den Anlegepunkt (X) zu ermitteln,

dabei werden die erste Kupplungsseite (3a) drehend angetrieben und die zweite Kupplungsseite (3b) mittels einer Beschleunigungsvorrichtung (4) beschleunigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Beschleunigungsvorrichtung (4) bei der Be schleunigung der zweiten Kupplungsseite (3b) eine Drehzahl (n2) der zweiten Kupp lungsseite (3b) reduziert oder erhöht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Beschleunigung der zweiten Kupp lungsseite (3b) mittels der Beschleunigungsvorrichtung (4) während oder nach dem Öffnen (t2) der Kupplung beginnt und vor oder während dem Schließen (t4) der Kupplung (3) endet.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kupplung (3) eine Reibkupplung für ein Kraftfahrzeug ist und die Kupplung (3) zur Anordnung zwi schen einem Antriebsmotor (1 ) des Kraftfahrzeugs und einem Getriebe (2) des Kraft fahrzeugs ausgebildet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Kupplung (3) in dem im Kraftfahrzeug ein gebauten Zustand im Bezug zu einer Fahrbahnoberfläche des Kraftfahrzeugs ge neigt (a) angeordnet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Beschleunigungsvorrichtung (4) eine Synchronisiervorrichtung des Getriebes (2) zum Synchronisieren zumindest eines Schaltelements des Getriebes (2) ist, und/oder wobei die Beschleunigungsvorrich tung (4) eine elektrische Traktionsmaschine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Synchronisiervorrichtung eine Getriebe bremse ist, oder wobei die Synchronisiervorrichtung ein oder mehrere Synchronringe des Schaltelements sind.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach Ermittlung des Anlegepunktes (X)

• die Kupplung (3) bis zu einer Testposition (Y) gebracht wird, die auf Basis des ermittelten Anlegepunkt (X) ermittelt wurde und die vor dem ermittelten Anle- gepunkt (X) liegt, und dann

• die zweite Kupplungsseite (3b) bei dieser Testposition (Y) auf eine bestimmte Drehzahl (n2) gebracht wird, insbesondere mittels der Beschleunigungsvor richtung (4), und dann

• ermittelt wird, ob sich die Drehzahl (n2) der zweiten Kupplungsseite (3b) bei drehend angetriebener erster Kupplungsseite (3a) und unter Beibehaltung der Testposition (Y) unzulässig stark verändert.

9. Steuergerät zur Ansteuerung einer Kupplung (3) und zur Ermittlung eines Anlege punktes (X) der Kupplung (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät dazu ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zu bewir ken.

10. Computerprogrammprodukt mit gespeicherten Befehlen, dadurch gekennzeich net, dass die Befehle den Ablauf des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 bewirken, wenn sie auf einem geeigneten Steuergerät ausgeführt werden.