WO2022253402A1 - Verfahren zum betrieb eines antriebsstranges und antriebsstrang - Google Patents

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WO2022253402A1
WO2022253402A1 PCT/EP2021/064538 EP2021064538W WO2022253402A1 WO 2022253402 A1 WO2022253402 A1 WO 2022253402A1 EP 2021064538 W EP2021064538 W EP 2021064538W WO 2022253402 A1 WO2022253402 A1 WO 2022253402A1
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piston
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PCT/EP2021/064538
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Thorsten Paul MARINGER
Lutz MOMSEN
Zichao Zhou
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Gkn Automotive Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a drive train and a drive train of a vehicle, in particular a vehicle sat.
  • the drive train comprises at least one transmission housing and a clutch unit arranged therein with a positively acting clutch and an actuation unit for actuation of the clutch.
  • the clutch comprises at least a first clutch component and a second clutch component, which are positively connected to one another when the clutch is actuated.
  • Such a drive train is provided in particular for connecting an electric machine to a drive shaft or to a differential of a drive axle of the vehicle. It can rential a drive power of the electric machine z. B. be transferred to the wheels of the driving tool for driving the vehicle.
  • the clutch is actuated when requested, e.g. B. by detecting a corresponding request from a higher-level controller or a user of the vehicle.
  • the actuation unit comprises an electromagnetic actuator with a piston, the piston being displaced from an initial position into an end position in order to actuate the clutch. At least the piston and the clutch can be at least partially acted upon by a transmission fluid. Torque should be transmitted via the clutch components in particular only after a fully engaged state of the clutch components has been determined, in which they have a secured positive connection form a connection with each other. In this fully engaged state, the piston is located in the end position.
  • At least the piston and the clutch can be located at least partially (or completely) in a transmission fluid, in particular an oil.
  • the end position of the piston is reached as quickly as possible after the request to actuate the clutch is detected. Due to the inductance of an electromagnetic or magnet coil actuator and the associated resistance, the current build-up for generating the actuator actuating force is specified in terms of time. Taking into account a maximum control current, the current build-up cannot be improved in terms of control technology.
  • the closing switching time of the clutch unit i.e. the time in which the piston, starting from the starting position, has reached the end position, cannot be improved with the magnetic coil actuator without increasing the maximum control current.
  • an increase in the maximum control current requires that all current-carrying components, such as the power electronics, be designed to correspond to the higher maximum current load. This entails higher component costs.
  • WO 2018/157950 A1 discloses a drive train with a Kupplungsaggre gat, which is arranged in a transmission housing.
  • the object of the invention is therefore to solve the problems described with reference to the prior art, at least in part, and in particular to provide a method with which the clutch can be actuated more quickly.
  • This is intended in particular to provide a drive train in which a torque ment can be transmitted more quickly via the clutch and made available to the wheels.
  • a method for operating a drive train of a vehicle having at least one transmission housing and a clutch unit arranged therein with a positively acting clutch and an actuation unit for actuation of the clutch.
  • the clutch e.g. a claw clutch
  • the actuation unit includes an electromagnetic actuator with a piston. To actuate the clutch, the piston is displaced from an initial position along the axial direction to an end position. The first clutch component is actuated by the piston and displaced with the piston along the axial direction.
  • the clutch components are only after reaching a state of synchronization, so if the speeds of the clutch components to be coupled z. B. differ only minimally, positively connected to each other. Torque is transmitted via the clutch components in particular only after a fully engaged state of the clutch components has been determined, with the piston being arranged in the end position in this first state.
  • the method comprises at least the following steps: a) determining a request to actuate the clutch and to establish the form-fit connection of the clutch components with one another, in particular at a first point in time; b) energizing the actuator with a pre-current, the piston remaining arranged in the starting position, in particular at the first point in time; c) Initiating a synchronization of the speeds of the Kupplungkomponen th, in particular at the first time; d) determining that the clutch components have reached the synchronization state, in particular at a second point in time; e) Energizing the actuator with an actuating current, the piston being displaced from the starting position into the end position, in particular at the second point in time.
  • Process steps a) to e) can be carried out in the suggested order. It is possible for the method steps to be carried out partially or completely in a time-overlapping manner. Steps b) to e) are initiated in particular after step a). It is preferred that all further steps b) to e) are carried out after step a). In particular, step b) is initiated at the same time as step c) and carried out at least temporarily in parallel. In particular, step b) is carried out until step e) is initiated. In particular, step e) is only carried out if the synchronization state is determined according to step d). In particular, when initiating step e), step b) has not yet been completed, ie z. B. the bias current may not have been increased to its intended value. It is preferred that the method proposed here is carried out for each actuation of the actuator triggered in the drive train and/or movement of the piston from the starting position.
  • the drive train or the actuating unit comprises a system for data processing, e.g. B. a control unit that has means for executing the steps of the method or that is suitably equipped, configured or programmed to execute the steps of the method.
  • the electromagnetic actuator comprises a coil which is supplied with an electric current in order to move the piston.
  • step a) there is a determination of a request for loading actuation of the clutch, z. B. by the system, in particular at a first time.
  • the request is made in particular by a higher-level control device or system or by a user of the vehicle.
  • the system of the drive train or the actuating unit then initiates the further steps of the method, in particular steps b) and c), preferably parallel to one another and particularly preferably simultaneously, in particular at the first point in time or immediately thereafter.
  • the request to actuate the clutch is aimed in particular at establishing the form-fitting connection between the hitch-up components.
  • step b) the actuator is energized with a preliminary current, in particular through the system, with the piston remaining in the starting position.
  • a preliminary current in particular through the system
  • an electric current required to move the piston is not set.
  • the preliminary flow is preferably as large as possible, although the piston should not move. Since the piston is not particularly deliberately held back, but in the The pre-current does not overcome the resistances present in the clutch assembly or in the actuation unit.
  • the value of the pre-current can be determined in particular in preliminary tests on prototypes (and not on the actual clutch unit). Alternatively or additionally, the value of the pre-current can also be determined on the clutch unit that is actually present, e.g. B. as part of an inspection of the clutch unit, the drive train or a fully assembled vehicle or even during operation of a vehicle.
  • the value of the bias current can be determined and determined repeatedly, e.g. B. depending on ambient conditions such. B. temperature or condition or type of transmission fluid. In this way, the largest possible bias current can be set for specific operating points.
  • the value of a bias current can be continuously increased until movement of the piston is detected.
  • the present value of the current acting on the actuator can then be multiplied by a safety factor (in particular less than “1”) so that a value for the pre-current is determined at which displacement of the piston can be ruled out with sufficient certainty.
  • the value of the bias current determined in this way can e.g. B. stored in the system and retrieved later during operation of the vehicle.
  • At least the piston and the clutch are at least partially acted upon by a transmission fluid. Movement of the piston can be inhibited to a greater extent precisely when there is a transmission fluid or the arrangement of the components in the transmission fluid. In particular, the bias current can be increased to a higher value.
  • step c) synchronization of the speeds of the clutch components is initiated, in particular by the system, in particular to the first point in time or immediately thereafter. Step c) takes place as a result of the determination of a request to actuate the clutch according to step a). In step c), the speeds of the clutch components are synchronized with one another as quickly as possible.
  • the clutch components determine that the synchronization state has been reached, in particular at a second point in time.
  • the speeds of the clutch components must be the same as each other to such an extent that coupling of the clutch components is possible.
  • the boundary conditions for the coupling e.g. B. the size of a maximum differential speed can be stored in the system and checked according to step d). The presence of a (minimal) speed difference is provided in particular, so that a coupling of the clutch components is possible.
  • step e the actuator is energized with an actuating current, the piston being displaced from the starting position to the end position.
  • the actuation current is significantly greater than the precurrent that was previously present.
  • the resistances in the clutch unit, which are also present in particular in step b) are overcome and the piston is displaced along the axial direction for actuation of the clutch.
  • Step e) takes place in particular at the second point in time or immediately thereafter.
  • step b) has not yet been completed at the time step e) is initiated.
  • the actual current may not yet have reached the value of the setpoint bias current that is to be reached, so that the actual current is directly further increased to the value of the actuating current.
  • the electromagnetic actuator can be pre-energized with a defined (pre-)current that corresponds to an actuation force that is still below the static friction limit of the actuation unit and thus does not result in premature and unwanted closing the clutch.
  • the actuator is then regulated to the maximum control current, the actuation current, to close the clutch. Because the maximum control current, i.e. the actuation current, no longer builds up from zero amperes, but from the value of the bias current, which is greater than zero amperes, the time it takes for the current to build up is reduced, which leads to a shorter switching time when closing the clutch leads. If, in known clutch units, the time between the initiation of the actuating current (at a second point in time) and the reaching of the end position of the piston or the first clutch component (at a third point in time) is between 85 and 115 milliseconds (i.e.
  • the bias current is at least 20% of the actuating current, in particular at least 25% of the actuating current.
  • the bias current is at most 50% of the actuating current, preferably at most 35% of the actuating current.
  • a value of the bias current is kept constant until step e) is initiated. Constant means in particular that the value of the bias current in this time after initiating step b) and/or after reaching the predetermined value of the bias current and until initiating step e) by a maximum of 10%, preferably by a maximum 5%, varies.
  • the actuation current is at most 6 amperes, in particular at most 4 amperes, preferably at most 3.5 amperes.
  • the preliminary current is set in such a way that a current at which the piston has moved in the context of preliminary tests is at least 5% higher, preferably at least 10% higher, particularly preferably at least 20% higher than the value of the currently set value or as part of step b) set bias current.
  • the components whose static friction must be overcome by the actuating current or not overcome by the pre-current include at least the piston and at least one or all of the following components:
  • a sensor disk which interacts with a position sensor to determine a position of the piston
  • a return spring which, as an energy storage element, provides a force for moving the piston back from the end position back to the starting position
  • the sliding disk is used in particular to space components that rotate at un ferent speeds. Friction of the components that contact one another (otherwise, ie without a sliding disk) is reduced via the sliding disk, so that a relative rotation of the components can take place with as little loss as possible.
  • the piston makes contact in particular with the sensor disk and/or the first clutch component via the sliding disk.
  • the sensor disc acts in particular with a stationary positioned sensor together, which is provided for detecting the position of the piston.
  • the sensor disk is connected to the piston, the sliding disk and/or the first clutch component so that their displacement is transmitted to the sensor disk. The displacement of the sensor disk and thus the displacement of the piston or the first clutch component can be determined via the sensor.
  • the return spring serves in particular to move the piston back into the starting position.
  • the return spring acts in particular with the sen sor disc together and is based on a stationary component of the hitch be aggregate, z. B. the housing from.
  • the restoring spring stores the work required for the displacement and returns it to the actuating unit after the actuation of the actuator has ended. This allows the piston to be moved back to its starting position.
  • the cam ring is designed to form a form-fitting connection, in particular form-fitting in relation to the Elmfangsraum, with the second clutch component.
  • the components mentioned, in particular also the sensor disk can move within a transmission fluid, in particular a liquid, or who is at least acted upon by it. If a transmission fluid is present, the movement of the components mentioned is inhibited even more, so that the pre-current has a higher value.
  • the clutch unit has a sensor for determining the position of the piston.
  • the sensor interacts in particular with the sensor disk.
  • the system required for the execution of the method e.g. B. in the vehicle, is responsible, be executed "self-learning".
  • the value of the bias current set according to step b) can be defined as a function of determined environmental conditions.
  • a drive train of a vehicle at least having a transmission housing and a clutch unit arranged therein with a positively acting clutch and an actuation unit for actuating the clutch.
  • the clutch comprises at least one first clutch component that can be displaced along an axial direction and a second clutch component that can be positively connected to one another when the clutch is actuated.
  • the actuation unit includes an electromagnetic actuator with a piston. To actuate the clutch and to shift the first clutch component, the piston can be shifted from an off starting position to an end position or is shifted when the clutch is actuated.
  • the clutch components can only be positively connected to one another after a state of synchronization has been reached. At least the piston and the clutch can be at least partially acted upon by a transmission fluid.
  • the drive train or the actuation unit comprises a system for data processing, e.g. B. a control unit that has means for executing the steps of the method and / or has means that are suitably equipped, configured or programmed for execution of the steps of the method.
  • Torque is transmitted via the clutch components in particular only after a fully engaged state of the clutch components has been determined, for which the piston is arranged in the end position.
  • a position of the piston can be determined via a sensor.
  • a vehicle that has the drive train described and wheels that can be driven by it.
  • At least one system for data processing which has means which initiate and control the method and which are equipped, configured or programmed to carry out the method.
  • the funds include B. data lines or transmission devices that allow transmission of commands, measured values, data or the like between the listed elements.
  • a computer program is also proposed, comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to carry out the method described or the steps of the method described.
  • a computer-readable storage medium is also proposed, comprising instructions which, when executed by a computer, cause the latter to carry out the method described or the steps of the method described.
  • the explanations regarding the method can be transferred in particular to the drive train, the vehicle, the system for data processing and/or the computer-implemented method (ie the computer program and the computer-readable storage medium) and vice versa.
  • first”, “second”, ...) primarily (only) serve to distinguish between several similar objects, sizes or processes, i.e. in particular no dependency and/or sequence of these objects , sizes or processes to each other. Should a dependency and/or order be necessary, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. If a component can occur more than once (“at least one”), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.
  • Fig. 1 a partial view of a drive train in a side view in section
  • Fig. 2 a diagram with several curves.
  • Fig. 1 shows a partial view of a drive train 1 in a side view in section.
  • the drive train 1 is part of a vehicle 2.
  • the drive train 1 comprises a transmission housing 3 and a clutch unit 4 arranged therein with a positively acting clutch 5 and an actuating unit 6 for actuating the clutch 5.
  • the clutch 5 comprises a displaceable along an axial direction 7 first clutch component 8 and a second clutch component 9 which can be positively connected to one another when the clutch 5 is actuated.
  • the actuation unit 6 includes an electromagnetic actuator 10 with a piston 11.
  • the drive train 1 or the actuation unit 6 includes a system 32 for data processing.
  • the piston 11 can be displaced from an initial position 12 into an end position 13 for actuating the clutch 5 and for displacing the first clutch component 8 or is displaced when the clutch 5 is actuated.
  • the hitch be components 8, 9 are positively connected to each other only after reaching a state of synchronization. At least the piston 11 and the hitch 5 are at least partially acted upon by a transmission fluid 14 .
  • the system 32 includes means for carrying out the method described are suitably designed and set up or with which the procedure is carried out.
  • the actuator 10 includes a coil 23 to which an electrical actuation current 17 is applied in order to displace the piston 11 .
  • the sliding disk 18 is displaced by the piston 11 and the sensor disk 19 via the sliding disk 18 .
  • the position sensor 21 detects the position 20 of the sensor disk 19 and thus of the piston 11.
  • the sliding disk 18 is used to space components that rotate at different speeds. Friction of the components that contact one another (otherwise, ie without a sliding disk) is reduced via the sliding disk 18, so that a relative rotation of the components can take place with as little loss as possible.
  • the piston 11 contacts the sensor disk 19 via the sliding disk 18.
  • the sensor disk 19 interacts with the stationary positioned position sensor 21, which is provided for detecting the position 20 of the piston 11.
  • the sensor disk 19 is connected to the piston 11, the sliding disk 18 and the first hitch be component 8, so that their displacement is transmitted to the sensor disk 19.
  • the displacement of the sensor disc 19 and thus the displacement of the piston 11 and the first hitch be component 8 can be determined.
  • the return spring 22 is used to return the piston 11 back to the starting position 12.
  • the return spring 22 acts together with the sensor disc 19 and is supported on a stationary component of the Kupplungsaggre gats 4, z. B. the gear housing 3 from.
  • the restoring spring 22 stores the work required for the displacement and transmits this to the actuating unit 6 after the actuation of the actuator 10 has ended return. The piston 11 can thus be moved back into the starting position 12 .
  • the cam ring is designed to form a form-fitting connection, in particular a form-fitting connection with respect to the circumferential direction 33, with the second clutch component 9.
  • the second clutch component 9 is non-rotatably connected to the axle 38 of the differential gears 39 of the differential.
  • the Be tenkegelzier 42 of the differential are rotatably connected to the wheels of the vehicle 2.
  • the differential gear 39 is rotatably mounted on the axle 38 and connected to the side bevel gears 42 .
  • the differential cover 40 and the gear 41 connecting the differential via the transmission to the drive unit are non-rotatably connected to one another.
  • the first clutch component 8 is connected to the differential cover 40 in a torque-proof manner.
  • the gear wheel 41 is connected to the axle 38 in a rotationally fixed manner via the clutch components 8 , 9 .
  • 2 shows a diagram with a number of curves 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31.
  • a rotational speed 16, a position 20 and a current 15, 17 are plotted on the vertical axis.
  • Time 34 is plotted on the horizontal axis.
  • the method begins at a first point in time 24 with step a).
  • a request for actuation of the clutch 5 is determined by the system 32.
  • the system 32 of the actuation unit 6 then initiates the further steps of the method.
  • the request to actuate the clutch 5 is aimed at producing the form-fitting connection of the clutch components 8, 9 with one another.
  • the first profile 25 shows the profile of the electrical target current when no bias current 15 is to be set. It can be seen that a synchronization of the speeds 16 is awaited, see fifth curve 29 , before the setpoint current is increased from the value zero to the value of the actuator current 17 at the second point in time 35 .
  • the second profile 26 shows the profile of the actual electric current, which follows the theoretically required target current in time and is actually applied to the clutch unit 4 .
  • the sixth course 30 shows the course of the position 20 of the first Kupplungskom component 8 when no pre-current 15 is set.
  • the first clutch component 8 is actuated by the piston 11 which moves along the axial direction 7 between an initial position 12 and an end position 13 and transmits this movement to the first clutch component 8 .
  • the first clutch component 8 or the piston 11 reaches its end position 13 along the axial direction 7.
  • the third course 27 shows the course of the electrical setpoint current when a bias current 15 is set.
  • the fourth profile 28 shows the profile of the actual electrical current that follows the theoretically required target current according to the third profile 27 and is actually impressed in the clutch unit 4 .
  • step b) is initiated immediately after the first point in time 24 .
  • the actuator 10 is energized with a preliminary current 15 through the system 32 , the piston 11 remaining in the initial position 12 . So it is not a neces sary to move the piston 11 electric current, z. B. the actuation current 17 adjusted. Before the current 15 is as large as possible, but with a movement of the piston 11 should not take place.
  • the piston 11 is held back in the starting position 12 by the resistances present in the clutch assembly 4 or in the actuating unit 6 .
  • step c) synchronization of the speeds 16 of the clutch components 8, 9 is initiated, see fifth curve 29.
  • Step c) occurs as a result of the determination of a request to actuate the clutch 5 according to step a), i.e. also immediately after the first point in time 24.
  • the speeds 16 of the clutch components 8, 9 are synchronized with one another as quickly as possible. It is shown here that a speed 16 of a clutch component 8, 9 is increased until a (constant) speed 16 of the other clutch component 9, 8 is reached at the second point in time 35.
  • step d) the system 32 determines that the synchronization status has been reached by the clutch components 8, 9.
  • the speeds 16 of the clutch components 8, 9 must be the same to such an extent that a coupling of the clutch components 8, 9 is possible. presented here by the transition of the fifth course 29 towards a constant speed 16 at the second point in time 35.
  • step e) If a synchronization state is reached, according to step e) at the second point in time 35, the actuator 10 is energized with an actuating current 17 (see third curve 27 and fourth curve 28 following the third curve 27 in time), with the piston 11 moving from the starting position 12 to the End position 13 is shifted.
  • the actuation current 17 is significantly greater than the previously present pre-flow 15.
  • the resistances in the clutch unit 4 that are also present in step b) are overcome and the piston 11 is displaced along the axial direction 7 to actuate the clutch 5.
  • the seventh course 31 shows the course of the position 20 of the first Kupplungskompo component 8 when a bias current 15 is set.
  • the first clutch component 8 is actuated by the piston 11 which moves along the axial direction 7 between an initial position 12 and an end position 13 and transmits this movement to the first clutch component 8 .
  • the first clutch component 8 or the piston 11 reaches its end position 13 along the axial direction 7.
  • the end position 13 of the piston 11 or of the first clutch component 8 is now reached at a fourth point in time 37 which is well before the third point in time 36 .
  • This can be attributed primarily to the actuation current 17, which occurs more quickly and which now has to be increased from the value of the bias current 15 to the value of the actuation current 17 and not from zero.
  • the time saving that is possible with the proposed method is due to the distance between the fourth point in time 37 (end position 13 - detected by the position sensor 21 - is reached when actuator 10 is acted upon by pre-current 15) and the third point in time 36 (end position 13 is reached when Actuator 10 is acted upon directly by the actuating current 17 from a value of zero) can be seen.
  • first curve target current without bias current
  • second curve actual current without bias current
  • Third curve set current with pre-current
  • Fourth curve actual current with pre-current
  • Fifth curve speed
  • Sixth curve position of first clutch component without pre-flow
  • Seventh curve position of first clutch component with pre-flow

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges (1) eines Fahrzeugs (2), wobei der Antriebsstrang (1) zumindest ein Getriebegehäuse (3) und ein darin angeordnetes Kupplungsaggregat (4) mit einer formschlüssig wirkenden Kupplung (5) sowie eine Betätigungseinheit (6) zur Betätigung der Kupplung (5) aufweist; wobei die Kupplung (5) zumindest eine entlang einer axialen Richtung (7) verlagerbare erste Kupplungskomponente (8) und eine zweite Kupplungskomponente (9) umfasst, die bei Betätigung der Kupplung (5) formschlüssig miteinander verbunden werden; wobei die Betätigungseinheit (6) einen elektromagnetischen Aktuator (10) mit einem Kolben (11) umfasst; wobei der Kolben (11) bei Betätigung der Kupplung (5) aus einer Ausgangsposition (12) entlang der axialen Richtung in eine Endposition (13) verlagert wird und dabei die erste Kupplungskomponente (8) verlagert.

Description

Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges und Antriebs sträng
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebs- Stranges und einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrzeu ges.
Der Antriebsstrang umfasst zumindest ein Getriebegehäuse und ein darin ange ordnetes Kupplungsaggregat mit einer formschlüssig wirkenden Kupplung sowie eine Betätigungseinheit zur Betätigung der Kupplung. Die Kupplung umfasst zu mindest eine erste Kupplungskomponente und eine zweite Kupplungskomponen te, die bei Betätigung der Kupplung formschlüssig miteinander verbunden wer den. Ein derartiger Antriebsstrang ist insbesondere zur Verbindung einer elektrischen Maschine mit einer Antriebswelle bzw. mit einem Differential einer Antriebsach se des Fahrzeugs vorgesehen. Dabei kann über die Antriebswelle bzw. das Diffe rential eine Antriebsleistung der elektrischen Maschine z. B. auf Räder des Fahr zeugs zum Antrieb des Fahrzeugs übertragen werden. Die Betätigung der Kupp- lung erfolgt auf Aufforderung, also z. B. durch Feststellen einer entsprechenden Aufforderung einer übergeordneten Steuerung oder eines Nutzers des Fahrzeuges.
Die Betätigungseinheit umfasst einen elektromagnetischen Aktuator mit einem Kolben, wobei der Kolben zur Betätigung der Kupplung aus einer Ausgangsposi- tion in eine Endposition verlagert wird. Zumindest der Kolben und die Kupplung können zumindest teilweise von einem Getriebefluid beaufschlagt sein. Eine Übertragung eines Drehmomentes über die Kupplungskomponenten soll insbe sondere erst nach Feststellung eines vollständig eingerückten Zustandes der Kupplungskomponenten erfolgen, in dem diese eine gesicherte formschlüssige Verbindung miteinander ausbilden. In diesem vollständig eingerückten Zustand ist der Kolben in der Endposition angeordnet.
Bei Antriebssträngen dieser Bauart kann sich zumindest der Kolben und die Kupplung zumindest teilweise (oder auch vollständig) in einem Getriebefluid, insbesondere einem Öl, befinden.
Es ist wünschenswert, dass ausgehend von einer Ausgangsposition die Endpositi on des Kolbens möglichst schnell erreicht wird, nach dem die Aufforderung zur Betätigung der Kupplung festgestellt wird. Bedingt durch die Induktivität eines elektromagnetischen bzw. Magnetspulen- Aktuators und dem zugehörigen Wider stand ist der Stromaufbau zur Erzeugung der Aktuatorstellkraft zeitlich maßgeb lich vorgegeben. Unter Berücksichtigung eines maximalen Stellstroms kann der Stromaufbau regelungstechnisch nicht verbessert werden.
Die Schließ-Schaltzeit des Kupplungsaggregats, also die Zeit in der der Kolben, ausgehend von der Ausgangsposition, die Endposition erreicht hat, kann mit dem Magnetspulen-Aktuator nicht verbessert werden, ohne den maximalen Stellstrom zu erhöhen. Eine Erhöhung des maximalen Stellstroms erfordert allerdings eine Auslegung aller stromführenden Bauteile, wie zum Beispiel die Leistungselektro nik, die der höheren maximalen Strombelastung entspricht. Dies zieht höhere Bauteilkosten mit sich.
Aus der WO 2018/157950 Al ist ein Antriebsstrang mit einem Kupplungsaggre gat, das in einem Getriebegehäuse angeordnet ist, bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik be schriebenen Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere ein Verfah ren bereitzustellen, mit dem die Kupplung schneller betätigt werden kann. Damit soll insbesondere ein Antriebsstrang bereitgestellt werden, bei dem ein Drehmo- ment schneller über die Kupplung übertragen und den Rädern bereitgestellt wer den kann.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und einer Vorrichtung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hin zuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden kön nen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus wer den die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Er findung dargestellt werden.
Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs vorge schlagen, wobei der Antriebstrang zumindest ein Getriebegehäuse und ein darin angeordnetes Kupplungsaggregat mit einer formschlüssig wirkenden Kupplung sowie eine Betätigungseinheit zur Betätigung der Kupplung aufweist. Die Kupp lung (z. B. eine Klauenkupplung) umfasst zumindest eine entlang einer axialen Richtung verlagerbare erste Kupplungskomponente und eine zweite Kupplungs komponente, die bei Betätigung der Kupplung formschlüssig miteinander verbun den werden. Die Betätigungseinheit umfasst einen elektromagnetischen Aktuator mit einem Kolben. Der Kolben wird zur Betätigung der Kupplung aus einer Aus gangsposition entlang der axialen Richtung in eine Endposition verlagert. Durch den Kolben wird die erste Kupplungskomponente betätigt und mit dem Kolben entlang der axialen Richtung verlagert. Die Kupplungskomponenten werden erst nach Erreichen eines Synchronisationszustands, wenn sich also die Drehzahlen der zu koppelnden Kupplungskomponenten z. B. nur minimal unterscheiden, mit einander formschlüssig verbunden. Eine Übertragung eines Drehmomentes über die Kupplungskomponenten erfolgt insbesondere erst nach Feststellung eines vollständig eingerückten Zustandes der Kupplungskomponenten, wobei bei diesem ersten Zustand der Kolben in der Endposition angeordnet ist.
Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: a) Feststellen einer Aufforderung zur Betätigung der Kupplung und zur Her stellung der formschlüssigen Verbindung der Kupplungskomponenten mit einander, insbesondere zu einem ersten Zeitpunkt; b) Bestromen des Aktuators mit einem Vorstrom, wobei der Kolben in der Ausgangsposition angeordnet bleibt, insbesondere zu dem ersten Zeitpunkt; c) Einleiten einer Synchronisation der Drehzahlen der Kupplungskomponen ten, insbesondere zu dem ersten Zeitpunkt; d) Feststellen eines Erreichens des Synchronisationszustands durch die Kupp lungskomponenten, insbesondere zu einem zweiten Zeitpunkt; e) Bestromen des Aktuators mit einem Betätigungsstrom, wobei der Kolben aus der Ausgangsposition in die Endposition verlagert wird, insbesondere zu dem zweiten Zeitpunkt.
Die Verfahrensschritte a) bis e) können in der vorgeschlagenen Reihenfolge durchgeführt werden. Es ist möglich, dass die Verfahrensschritte teilweise oder vollständig einander zeitlich überlagernd ausgeführt werden. Die Schritte b) bis e) werden insbesondere nach Schritt a) eingeleitet. Es ist bevorzugt, dass nach Schritt a) alle weiteren Schritte b) bis e) ausgeführt werden. Insbesondere wird Schritt b) zeitgleich mit Schritt c) eingeleitet und zumindest zeitweise parallel zueinander durchgeführt. Insbesondere wird Schritt b) bis zum Einleiten von Schritt e) durchgeführt. Insbesondere wird Schritt e) nur dann durchgeführt, wenn gemäß Schritt d) der Synchronisationszustand festgestellt wird. Insbesondere kann bei Einleiten des Schrittes e) der Schritt b) noch nicht abgeschlossen, also z. B. der Vorstrom noch nicht bis zu seinem vorgesehenen Wert erhöht worden sein. Es ist bevorzugt, dass für jede im Antriebsstrang ausgelöste Betätigung des Ak tuators und/oder Bewegung des Kolbens aus der Ausgangsposition das hier vorge schlagene Verfahren ausgeführt wird.
Insbesondere umfasst der Antriebs sträng bzw. die Betätigungseinheit ein System zur Datenverarbeitung, z. B. ein Steuergerät, das Mittel zur Ausführung der Schritte des Verfahrens aufweist bzw. das zur Ausführung der Schritte des Ver fahrens geeignet ausgestattet, konfiguriert oder programmiert ist.
Insbesondere umfasst der elektromagnetische Aktuator eine Spule, die zur Verla gerung des Kolbens mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird.
Gemäß Schritt a) erfolgt insbesondere ein Feststellen einer Aufforderung zur Be tätigung der Kupplung, z. B. durch das System, insbesondere zu einem ersten Zeitpunkt. Die Aufforderung erfolgt insbesondere durch ein übergeordnetes Steu ergerät bzw. System oder durch einen Nutzer des Fahrzeuges. Das System des Antriebsstrang bzw. der Betätigungseinheit leitet danach, insbesondere zu dem ersten Zeitpunkt bzw. unmittelbar danach, die weiteren Schritte des Verfahrens, insbesondere die Schritte b) und c), bevorzugt parallel zueinander und besonders bevorzugt gleichzeitig, ein. Die Aufforderung zur Betätigung der Kupplung ist insbesondere auf die Herstellung der formschlüssigen Verbindung der Kupp lungskomponenten miteinander gerichtet.
Gemäß Schritt b) erfolgt eine Bestromung des Aktuators mit einem Vorstrom, insbesondere durch das System, wobei der Kolben in der Ausgangsposition ange ordnet bleibt. Es wird also insbesondere nicht ein zur Bewegung des Kolbens er forderlicher elektrischer Strom eingestellt. Bevorzugt ist der Vorstrom aber so groß wie möglich, wobei eine Bewegung des Kolben aber nicht erfolgen soll. Da bei wird der Kolben insbesondere nicht bewusst zurückgehalten, sondern die im Kupplungsaggregat bzw. in der Betätigungseinheit vorhandenen Widerstände werden durch den Vorstrom nicht überwunden.
Der Wert des Vorstroms kann insbesondere in Vorversuchen an Prototypen (und nicht an dem konkret vorliegenden Kupplungsaggregat) ermittelt werden. Alterna tiv oder zusätzlich kann der Wert des Vorstroms aber auch am konkret vorliegen den Kupplungsaggregat ermittelt werden, z. B. im Rahmen einer Prüfung des Kupplungsaggregats, des Antriebsstrangs oder eines fertig montierten Fahrzeuges oder sogar während des Betriebs eines Fahrzeuges. Der Wert des Vorstroms kann wiederholt ermittelt und bestimmt werden, z. B. in Abhängigkeit von Umge bungsbedingungen, wie z. B. Temperatur oder Zustand bzw. Art eines Getriebe fluids. Damit kann für bestimmte Betriebspunkte ein möglichst großer Vorstrom eingestellt werden.
Dabei kann z. B. der Wert eines Vorstroms kontinuierlich erhöht werden, bis eine Bewegung des Kolbens festgestellt wird. Der dabei vorliegende Wert des den Ak tuator beaufschlagenden Stroms kann dann mit einem Sicherheitsfaktor (insbe sondere kleiner „1“) multipliziert werden, so dass ein Wert für den Vorstrom fest gelegt wird, bei dem mit ausreichender Sicherheit eine Verlagerung des Kolbens ausgeschlossen werden kann. Der so ermittelte Wert des Vorstroms kann z. B. in dem System gespeichert und später im Betrieb des Fahrzeuges abgerufen werden.
Insbesondere werden zumindest der Kolben und die Kupplung zumindest teilwei se von einem Getriebefluid beaufschlagt. Gerade bei Vorliegen eines Getriebeflu ids bzw. der Anordnung der Komponenten in dem Getriebefluid kann eine Bewe gung des Kolbens stärker gehemmt werden. Dabei kann der Vorstrom insbesonde re auf einen höheren Wert erhöht werden.
Gemäß Schritt c) erfolgt ein Einleiten einer Synchronisation der Drehzahlen der Kupplungskomponenten, insbesondere durch das System, insbesondere zu dem ersten Zeitpunkt bzw. unmittelbar danach. Schritt c) erfolgt in Folge der Feststel lung einer Aufforderung zur Betätigung der Kupplung gemäß Schritt a). In Schritt c) werden die Drehzahlen der Kupplungskomponenten möglichst schnell mitei nander synchronisiert.
Gemäß Schritt d) erfolgt ein Feststellen eines Erreichens des Synchronisationszu stands durch die Kupplungskomponenten, insbesondere durch das System, insbe sondere zu einem zweiten Zeitpunkt. Die Drehzahlen der Kupplungskomponenten müssen einander dabei soweit gleichen, dass eine Kopplung der Kupplungskom ponenten möglich ist. Die Randbedingungen für die Kopplung, z. B. die Größe einer maximalen Differenzdrehzahl, können in dem System hinterlegt sein und gemäß Schritt d) abgeprüft werden. Das Vorliegen einer (minimalen) Drehzahldif ferenz ist dabei insbesondere vorgesehen, so dass eine Kopplung der Kupplungs komponenten möglich ist.
Ist ein Synchronisationszustand erreicht, erfolgt gemäß Schritt e) ein Bestromen des Aktuators mit einem Betätigungsstrom, wobei der Kolben aus der Ausgangs position in die Endposition verlagert wird. Der Betätigungsstrom ist insbesondere deutlich größer als der vorher anliegende Vorstrom. Mit dem Betätigungsstrom werden die, insbesondere auch in Schritt b) vorliegenden, Widerstände im Kupp lungsaggregat überwunden und der Kolben entlang der axialen Richtung zur Betä tigung der Kupplung verlagert. Schritt e) erfolgt insbesondere zu dem zweiten Zeitpunkt bzw. unmittelbar danach.
Insbesondere kann, wenn z. B. der Synchronisationszustand schnell erreicht wird, z. B. nach einem Stillstand eines Kraftfahrzeuges, Schritt b) zum Zeitpunkt der Einleitung von Schritt e) noch nicht abgeschlossen sein. Z. B. kann der Ist-Strom den zu erreichenden Wert des Soll-Vorstroms noch nicht erreicht haben, so dass der Ist-Strom direkt weiter auf den Wert des Betätigungsstroms erhöht wird. Durch eine Bestromung des Aktuators mit dem Vorstrom kann die Schaltzeit zum Schließen der Kupplung verbessert werden, ohne den maximalen Stellstrom erhö hen zu müssen. Um die Kupplung schließen zu können, müssen vor Betätigung des Aktuators bzw. vor einer Verlagerung des Kolbens beide Seiten der form- schlüssig wirkenden Kupplung, also die erste Kupplungskomponente und die zweite Kupplungskomponente, in ihren Drehzahlen synchronisiert werden. Wäh rend dieser Synchronisationsphase gemäß Schritt c) kann der elektromagnetische Aktuator mit einem definierten (Vor-)Strom vorbestromt werden, der einer Aktu- ierungskraft entspricht, die insbesondere noch unter der Haftreibgrenze der Betä- tigungseinheit liegt und somit nicht zu einem vorzeitigen und ungewollten Schlie ßen der Kupplung führen kann.
Nach der Synchronisationsphase wird der Aktuator dann zum Schließen der Kupplung auf den maximalen Stellstrom, den Betätigungsstrom, geregelt. Dadurch dass sich der maximale Stellstrom, also der Betätigungsstrom, nun nicht mehr von null Ampere, sondern von dem Wert des Vorstroms, der größer als null Ampere ist, aufbaut, wird die Zeit des Stromaufbaus verkürzt, was zu einer kürze ren Schaltzeit beim Schließen der Kupplung führt. Beträgt bei bekannten Kupplungsaggregaten die Zeit zwischen einer Einleitung des Betätigungsstroms (zu einem zweiten Zeitpunkt) und dem Erreichen der End position des Kolbens bzw. der ersten Kupplungskomponente (zu einem dritten Zeitpunkt) zwischen 85 und 115 Millisekunden (also die Zeitspanne zwischen dem zweiten Zeitpunkt und dem vierten Zeitpunkt), kann diese Zeit bis zum Er- reichen der Endposition (bei Bestromung mit Vorstrom: also die Zeitspanne zwi schen dem zweiten Zeitpunkt und einem vierten Zeitpunkt) durch die Bestromung des Aktuators mit dem Vorstrom auf ca. 65 bis 80 Millisekunden, also um ca. 20 Millisekunden verkürzt werden. Insbesondere beträgt der Vorstrom mindestens 20 % des Betätigungsstroms, ins besondere mindestens 25 % des Betätigungsstroms. Insbesondere beträgt der Vor strom höchstens 50 % des Betätigungsstroms, bevorzugt höchstens 35 % des Be tätigungsstroms.
Insbesondere wird ein Wert des Vorstroms bis zum Einleiten von Schritt e) kon stant gehalten. Konstant heißt insbesondere, dass der Wert des Vorstroms in die ser Zeit, nach Einleiten des Schrittes b) und/ oder nach dem Erreichen des vorbe stimmten Werts des Vorstroms und bis zum Einleiten von Schritt e), um höchs tens 10 %, bevorzugt um höchstens 5 %, variiert.
Insbesondere beträgt der Betätigungsstrom höchstens 6 Ampere, insbesondere höchstens 4 Ampere, bevorzugt höchstens 3,5 Ampere.
Insbesondere wird erst bei Überschreiten des Vorstroms eine Haftreibung der bei der Betätigung der Betätigungseinheit verlagerten Komponenten des Kupplungs aggregats durch den Aktuator überwunden. Insbesondere wird der Vorstrom so eingestellt, dass ein Strom, bei dem sich der Kolben im Rahmen von Vorversu chen bewegt hat, mindestens 5 % größer, bevorzugt mindestens 10 % größer, be sonders bevorzugt mindestens 20 % größer ist als der Wert des aktuell eingestell ten bzw. im Rahmen von Schritt b) eingestellten Vorstroms.
Insbesondere umfassen die Komponenten, deren Haftreibung durch den Betäti gungsstrom überwunden bzw. durch den Vorstrom gerade nicht überwunden wer den muss, zumindest den Kolben und zumindest eine oder alle der folgenden Komponenten:
• eine Gleitscheibe, die zwischen dem Kolben und einer Sensorscheibe ange ordnet ist;
• eine Sensorscheibe, die zur Ermittlung einer Lage des Kolbens mit einem Positionssensor zusammenwirkt; • eine Rückstellfeder, die als Energiespeicherelement eine Kraft zur Rückbe wegung des Kolbens aus der Endposition zurück in die Ausgangsposition bereitstellt;
• ein Nockenring als erste Kupplungskomponente
Die Gleitscheibe dient insbesondere zur Beabstandung von Bauteilen, die mit un terschiedlichen Drehzahlen rotieren. Über die Gleitscheibe wird eine Reibung der einander (sonst, also ohne Gleitscheibe) kontaktierenden Komponenten reduziert, so dass eine Relativverdrehung der Komponenten möglichst verlustfrei erfolgen kann. Über die Gleitscheibe kontaktiert der Kolben insbesondere die Sensorschei be und/ oder die erste Kupplungskomponente.
Die Sensorscheibe wirkt insbesondere mit einem ortfest positionierten Sensor zu sammen, der zur Erfassung der Lage des Kolbens vorgesehen ist. Die Sensor scheibe ist mit dem Kolben, der Gleitscheibe und/ oder der ersten Kupplungs komponente verbunden, so dass deren Verlagerung auf die Sensorscheibe übertra gen wird. Über den Sensor ist die Verlagerung der Sensorscheibe und damit die Verlagerung des Kolbens bzw. der ersten Kupplungskomponente ermittelbar.
Die Rückstellfeder dient insbesondere zur Rückbewegung des Kolbens zurück in die Ausgangsposition. Dabei wirkt die Rückstellfeder insbesondere mit der Sen sorscheibe zusammen und stützt sich an einer ortsfesten Komponente des Kupp lungsaggregats, z. B. dem Gehäuse, ab. Die Rückstellfeder speichert bei einer Verlagerung des Kolbens die zur Verlagerung erforderliche Arbeit und gibt diese nach Beenden der Betätigung des Aktuators an die Betätigungseinheit zurück. Damit kann der Kolben in die Ausgangsposition zurückbewegt werden.
Der Nockenring ist zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung, insbeson dere formschlüssig gegenüber der Elmfangsrichtung, mit der zweiten Kupplungs komponente ausgebildet. Die genannten Komponenten, insbesondere auch die Sensorscheibe, können sich innerhalb eines Getriebefluids, insbesondere einer Flüssigkeit, bewegen oder wer den dadurch zumindest beaufschlagt. Bei Vorliegen eines Getriebefluids wird die Bewegung der genannten Komponenten noch stärker gehemmt, so dass der Vor strom einen höheren Wert aufweist.
Insbesondere weist das Kupplungsaggregat einen Sensor zur Ermittlung der Lage des Kolbens auf. Der Sensor wirkt insbesondere mit der Sensorscheibe zusam men.
Insbesondere kann das System, das für die Ausführung des Verfahrens, z. B. im Fahrzeug, verantwortlich ist, „selbstlernend“ ausgeführt sein. Zum Beispiel kann der gemäß Schritt b) eingestellte Wert des Vorstroms in Abhängigkeit von ermit telten Umgebungsbedingungen festgelegt werden.
Es wird ein Antriebsstrang eines Fahrzeuges vorgeschlagen, zumindest aufwei send ein Getriebegehäuse und ein darin angeordnetes Kupplungsaggregat mit ei ner formschlüssig wirkenden Kupplung sowie eine Betätigungseinheit zur Betäti gung der Kupplung. Die Kupplung umfasst zumindest eine entlang einer axialen Richtung verlagerbare erste Kupplungskomponente und eine zweite Kupplungs komponente, die bei Betätigung der Kupplung formschlüssig miteinander ver bindbar sind bzw. verbunden werden. Die Betätigungseinheit umfasst einen elekt romagnetischen Aktuator mit einem Kolben. Der Kolben ist, zur Betätigung der Kupplung und zur Verlagerung der ersten Kupplungskomponente, aus einer Aus gangsposition in eine Endposition verlagerbar bzw. wird bei der Betätigung der Kupplung verlagert. Die Kupplungskomponenten sind erst nach Erreichen eines Synchronisationszustands miteinander formschlüssig verbindbar. Zumindest der Kolben und die Kupplung können zumindest teilweise von einem Getriebefluid beaufschlagt sein.
Insbesondere umfasst der Antriebsstrang oder die Betätigungseinheit ein System zur Datenverarbeitung, z. B. ein Steuergerät, das Mittel zur Ausführung der Schritte des Verfahrens aufweist und/ oder das Mittel aufweist, die zur Ausfüh rung der Schritte des Verfahrens geeignet ausgestattet, konfiguriert oder pro grammiert sind.
Eine Übertragung eines Drehmomentes über die Kupplungskomponenten erfolgt insbesondere erst nach Feststellung eines vollständig eingerückten Zustandes der Kupplungskomponenten, für den der Kolben in der Endposition angeordnet ist. Insbesondere ist über einen Sensor eine Lage des Kolbens feststellbar.
Insbesondere wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, dass den beschriebenen Antriebs strang sowie davon antreibbare Räder aufweist.
Insbesondere ist zumindest ein System zur Datenverarbeitung vorgesehen, das Mittel aufweist, die das Verfahren initiieren und steuern und die zur Durchfüh rung des Verfahrens ausgestattet, konfiguriert oder programmiert sind.
Die Mittel umfassen z. B. Datenleitungen oder Übertragungseinrichtungen, die eine Übertragung von Befehlen, Messwerten, Daten oder ähnlichem zwischen den angeführten Elementen ermöglichen.
Es wird weiter ein Computerprogramm vorgeschlagen, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das beschriebene Verfahren bzw. die Schritte des beschriebenen Verfahrens auszufüh ren. Es wird weiter ein computerlesbares Speichermedium vorgeschlagen, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das beschriebene Verfahren bzw. die Schritte des beschriebenen Verfahrens auszufüh ren.
Die Ausführungen zu dem Verfahren sind insbesondere auf den Antriebsstrang, das Fahrzeug, das System zur Datenverarbeitung und/oder das computerimple mentierte Verfahren (also das Computerprogramm und das computerlesbare Spei chermedium) übertragbar und umgekehrt.
Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), ins besondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein kön nen.
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zwei te“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegen ständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach Vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleich ermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der bei liegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbe sondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Be standteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinie- ren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
Fig. 1: eine Teilansicht eines Antriebstrangs in einer Seitenansicht im Schnitt; und
Fig. 2: ein Diagramm mit mehreren Verläufen.
Fig. 1 zeigt eine Teilansicht eines Antriebsstrangs 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Der Antriebsstrang 1 ist Teil eines Fahrzeugs 2. Der Antriebsstrang 1 umfasst ein Getriebegehäuse 3 und ein darin angeordnetes Kupplungsaggregat 4 mit einer formschlüssig wirkenden Kupplung 5 sowie eine Betätigungseinheit 6 zur Betätigung der Kupplung 5. Die Kupplung 5 umfasst eine entlang einer axia len Richtung 7 verlagerbare erste Kupplungskomponente 8 und eine zweite Kupp lungskomponente 9, die bei Betätigung der Kupplung 5 formschlüssig miteinan- der verbindbar sind bzw. verbunden werden. Die Betätigungseinheit 6 umfasst einen elektromagnetischen Aktuator 10 mit einem Kolben 11. Der Antriebsstrang 1 bzw. die Betätigungseinheit 6 umfasst ein System 32 zur Datenverarbeitung. Der Kolben 11 ist, zur Betätigung der Kupplung 5 und zur Verlagerung der ersten Kupplungskomponente 8, aus einer Ausgangsposition 12 in eine Endposition 13 verlagerbar bzw. wird bei der Betätigung der Kupplung 5 verlagert. Die Kupp lungskomponenten 8, 9 sind erst nach Erreichen eines Synchronisationszustands miteinander formschlüssig verbindbar. Zumindest der Kolben 11 und die Kupp lung 5 sind zumindest teilweise von einem Getriebefluid 14 beaufschlagt. Das System 32 umfasst Mittel, die zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignet ausgeführt und eingerichtet sind bzw. mit denen das Verfahren durch führt wird.
Der Aktuator 10 umfasst eine Spule 23, die zur Verlagerung des Kolbens 11 mit einem elektrischen Betätigungsstrom 17 beaufschlagt wird. Durch den Kolben 11 wird die Gleitscheibe 18 und über die Gleitscheibe 18 die Sensorscheibe 19 verla gert. Der Positionssensor 21 erfasst die Lage 20 der Sensorscheibe 19 und damit des Kolbens 11. Die Gleitscheibe 18 dient zur Beabstandung von Bauteilen, die mit unterschiedli chen Drehzahlen rotieren. Über die Gleitscheibe 18 wird eine Reibung der einan der (sonst, also ohne Gleitscheibe) kontaktierenden Komponenten reduziert, so dass eine Relativverdrehung der Komponenten möglichst verlustfrei erfolgen kann. Über die Gleitscheibe 18 kontaktiert der Kolben 11 die Sensorscheibe 19.
Die Sensorscheibe 19 wirkt mit dem ortsfest positionierten Positionsensor 21 zu sammen, der zur Erfassung der Lage 20 des Kolbens 11 vorgesehen ist. Die Sen sorscheibe 19 ist mit dem Kolben 11, der Gleitscheibe 18 und der ersten Kupp lungskomponente 8 verbunden, so dass deren Verlagerung auf die Sensorscheibe 19 übertragen wird. Über den Positionssensor 21 ist die Verlagerung der Sensor scheibe 19 und damit die Verlagerung des Kolbens 11 bzw. der ersten Kupp lungskomponente 8 ermittelbar.
Die Rückstellfeder 22 dient zur Rückbewegung des Kolbens 11 zurück in die Ausgangsposition 12. Dabei wirkt die Rückstellfeder 22 mit der Sensorscheibe 19 zusammen und stützt sich an einer ortsfesten Komponente des Kupplungsaggre gats 4, z. B. dem Getriebegehäuse 3, ab. Die Rückstellfeder 22 speichert bei einer Verlagerung des Kolbens 11 die zur Verlagerung erforderliche Arbeit und gibt diese nach Beenden der Betätigung des Aktuators 10 an die Betätigungseinheit 6 zurück. Damit kann der Kolben 11 in die Ausgangsposition 12 zurückbewegt werden.
Der Nockenring ist zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung, insbeson- dere formschlüssig gegenüber der Umfangsrichtung 33, mit der zweiten Kupp lungskomponente 9 ausgebildet. Die zweite Kupplungskomponente 9 ist mit der Achse 38 der Ausgleichsräder 39 des Differentials drehfest verbunden. Die Sei tenkegelräder 42 des Differentials sind mit den Rädern des Fahrzeuges 2 drehfest verbunden. Das Ausgleichsrad 39 ist drehbar auf der Achse 38 angeordnet und mit den Seitenkegelrädern 42 verbunden.
Der Differentialdeckel 40 und das, das Differential über das Getriebe mit der An triebseinheit verbindende Zahnrad 41 sind drehfest miteinander verbunden. Die erste Kupplungskomponente 8 ist drehfest mit dem Differentialdeckel 40 verbun- den.
Über die Kupplungskomponenten 8, 9 wird das Zahnrad 41 mit der Achse 38 drehfest verbunden. Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit mehreren Verläufen 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31. Auf der vertikalen Achse ist eine Drehzahl 16, eine Lage 20 und ein Strom 15, 17 auf getragen. Auf der horizontalen Achse ist die Zeit 34 aufgetragen.
Das Verfahren beginnt zu einem erstem Zeitpunkt 24 mit Schritt a). Dabei erfolgt ein Feststellen einer Aufforderung zur Betätigung der Kupplung 5 durch das Sys tem 32. Das System 32 der Betätigungseinheit 6 leitet danach die weiteren Schrit te des Verfahrens ein. Die Aufforderung zur Betätigung der Kupplung 5 ist auf die Herstellung der formschlüssigen Verbindung der Kupplungskomponenten 8, 9 miteinander gerichtet. Der erste Verlauf 25 zeigt den Verlauf des elektrischen Soll-Stroms, wenn kein Vorstrom 15 eingestellt werden soll. Es ist erkennbar, dass dabei eine Synchroni sation der Drehzahlen 16, siehe fünfter Verlauf 29, abgewartet wird, bevor der Soll-Strom zum zweiten Zeitpunkt 35 von dem Wert null auf den Wert des Betä tigungsstroms 17 erhöht wird.
Der zweite Verlauf 26 zeigt den Verlauf des elektrischen Ist-Stroms, der dem the oretisch geforderten Soll-Strom zeitlich nachfolgt und tatsächlich im Kupplungs aggregat 4 aufgeprägt wird.
Der sechste Verlauf 30 zeigt den Verlauf der Lage 20 der ersten Kupplungskom ponente 8, wenn kein Vorstrom 15 eingestellt wird. Die erste Kupplungskompo nente 8 wird durch den Kolben 11 betätigt, der sich entlang der axialen Richtung 7 zwischen einer Ausgangsposition 12 und einer Endposition 13 bewegt und diese Bewegung auf die erste Kupplungskomponente 8 überträgt. Zu einem vierten Zeitpunkt 37 erreicht die erste Kupplungskomponente 8 bzw. der Kolben 11 seine Endposition 13 entlang der axialen Richtung 7.
Der dritte Verlauf 27 zeigt den Verlauf des elektrischen Soll-Stroms, wenn ein Vorstrom 15 eingestellt wird. Der vierte Verlauf 28 zeigt den Verlauf des elektri schen Ist-Stroms, der dem theoretisch geforderten Soll-Strom gemäß drittem Ver lauf 27 zeitlich nachfolgt und tatsächlich im Kupplungsaggregat 4 aufgeprägt wird.
Es ist erkennbar, dass unmittelbar nach dem ersten Zeitpunkt 24 Schritt b) einge leitet wird. Gemäß Schritt b) erfolgt ein Bestromung des Aktuators 10 mit einem Vorstrom 15 durch das System 32, wobei der Kolben 11 in der Ausgangsposition 12 angeordnet bleibt. Es wird also nicht ein zur Bewegung des Kolbens 11 erfor derlicher elektrischer Strom, z. B. der Betätigungsstrom 17, eingestellt. Der Vor strom 15 ist aber so groß wie möglich, wobei eine Bewegung des Kolbens 11 aber nicht erfolgen soll. Dabei wird der Kolben 11 durch die im Kupplungsaggregat 4 bzw. in der Betätigungseinheit 6 vorhandenen Widerstände in der Ausgangsposi tion 12 zurückgehalten. Gemäß Schritt c) erfolgt ein Einleiten einer Synchronisation der Drehzahlen 16 der Kupplungskomponenten 8, 9, siehe fünfter Verlauf 29. Schritt c) erfolgt in Folge der Feststellung einer Aufforderung zur Betätigung der Kupplung 5 gemäß Schritt a), also ebenfalls unmittelbar nach dem ersten Zeitpunkt 24. In Schritt c) werden die Drehzahlen 16 der Kupplungskomponenten 8, 9 möglichst schnell miteinander synchronisiert. Hier ist dargestellt, dass eine Drehzahl 16 einer Kupp lungskomponente 8, 9 erhöht wird, bis eine (konstante) Drehzahl 16 der anderen Kupplungskomponente 9, 8 zum zweiten Zeitpunkt 35 erreicht ist.
Gemäß Schritt d) erfolgt ein Feststellen eines Erreichens des Synchronisationszu- Stands durch die Kupplungskomponenten 8, 9 durch das System 32. Die Drehzah len 16 der Kupplungskomponenten 8, 9 müssen einander dabei soweit gleichen, dass eine Kopplung der Kupplungskomponenten 8, 9 möglich ist, vorliegend dar gestellt durch den Übergang des fünften Verlaufs 29 hin zu einer konstanten Drehzahl 16 zum zweiten Zeitpunkt 35.
Ist ein Synchronisationszustand erreicht, erfolgt gemäß Schritt e) zum zweiten Zeitpunkt 35 ein Bestromen des Aktuators 10 mit einem Betätigungsstrom 17 (siehe dritter Verlauf 27 und zeitlich dem dritten Verlauf 27 nachfolgender vierter Verlauf 28), wobei der Kolben 11 aus der Ausgangsposition 12 in die Endposition 13 verlagert wird. Der Betätigungsstrom 17 ist deutlich größer als der vorher an liegende Vorstrom 15. Mit dem Betätigungsstrom 17 werden die auch in Schritt b) vorliegenden Widerstände im Kupplungsaggregat 4 überwunden und der Kolben 11 entlang der axialen Richtung 7 zur Betätigung der Kupplung 5 verlagert. Der siebte Verlauf 31 zeigt den Verlauf der Lage 20 der ersten Kupplungskompo nente 8, wenn ein Vorstrom 15 eingestellt wird. Die erste Kupplungskomponente 8 wird durch den Kolben 11 betätigt, der sich entlang der axialen Richtung 7 zwi schen einer Ausgangsposition 12 und einer Endposition 13 bewegt und diese Be- wegung auf die erste Kupplungskomponente 8 überträgt. Zu einem vierten Zeit punkt 37 erreicht die erste Kupplungskomponente 8 bzw. der Kolben 11 seine Endposition 13 entlang der axialen Richtung 7.
Die Endposition 13 des Kolbens 11 bzw. der ersten Kupplungskomponente 8 wird nun zu einem vierten Zeitpunkt 37 erreicht, der deutlich vor dem dritten Zeitpunkt 36 liegt. Dies kann in erster Linie auf den sich schneller einstellenden Betäti gungsstrom 17 zurückgeführt werden, der nun vom Wert des Vorstroms 15 auf den Wert des Betätigungsstroms 17 und nicht von null aus erhöht werden muss. Die mit dem vorgeschlagenen Verfahren mögliche Zeitersparnis ist durch den Abstand zwischen dem viertem Zeitpunkt 37 (Endposition 13 - vom Positions sensor 21 erkannt - ist erreicht, wenn Aktuator 10 mit Vorstrom 15 beaufschlagt wird) und dem dritten Zeitpunkt 36 (Endposition 13 ist erreicht, wenn Aktuator 10 von einem Wert null direkt mit dem Betätigungsstrom 17 beaufschlagt wird) er- kennbar.
B ezugszei chenli ste 1 Antriebsstrang
2 Fahrzeug
3 Getriebegehäuse
4 Kupplungsaggregat
5 Kupplung 6 Betätigungseinheit
7 axiale Richtung
8 erste Kupplungskomponente
9 zweite Kupplungskomponente
10 Aktuator 11 Kolben
12 Ausgangsposition
13 Endposition
14 Getriebefluid
15 Vor ström 16 Drehzahl
17 Betätigungsstrom
18 Gleitscheibe
19 Sensorscheibe
20 Lage 21 Positionssensor
22 Rückstellfeder
23 Spule
24 erster Zeitpunkt
25 erster Verlauf (Soll-Strom ohne Vorstrom) 26 zweiter Verlauf (Ist-Strom ohne Vorstrom) dritter Verlauf (Soll-Strom mit Vorstrom) vierter Verlauf (Ist-Strom mit Vorstrom) fünfter Verlauf (Drehzahl) sechster Verlauf (Lage erste Kupplungskomponente ohne Vorstrom) siebter Verlauf (Lage erste Kupplungskomponente mit Vorstrom) System
Umfangsrichtung
Zeit zweiter Zeitpunkt dritter Zeitpunkt vierter Zeitpunkt Achse
Ausgleichsrad
Differentialdeckel
Zahnrad
Seitenkegelrad

Claims

Patentansprüche 1 Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges (1) eines Fahrzeugs (2), wo bei der Antriebsstrang (1) zumindest ein Getriebegehäuse (3) und ein darin angeordnetes Kupplungsaggregat (4) mit einer formschlüssig wirkenden Kupplung (5) sowie eine Betätigungseinheit (6) zur Betätigung der Kupp lung (5) aufweist; wobei die Kupplung (5) zumindest eine entlang einer axi alen Richtung (7) verlagerbare erste Kupplungskomponente (8) und eine zweite Kupplungskomponente (9) umfasst, die bei Betätigung der Kupplung (5) formschlüssig miteinander verbunden werden; wobei die Betätigungs einheit (6) einen elektromagnetischen Aktuator (10) mit einem Kolben (11) umfasst; wobei der Kolben (11) bei Betätigung der Kupplung (5) aus einer Ausgangsposition (12) entlang der axialen Richtung in eine Endposition (13) verlagert wird und dabei die erste Kupplungskomponente (8) verlagert; wobei die Kupplungskomponenten (8, 9) erst nach Erreichen eines Syn chronisationszustands miteinander formschlüssig verbunden werden; wobei zumindest der Kolben (11) und die Kupplung (5) zumindest teilweise von einem Getriebefluid (14) beaufschlagt werden; wobei das Verfahren zumin dest die folgenden Schritte umfasst: a) Feststellen einer Aufforderung zur Betätigung der Kupplung (5) und zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung der Kupplungskom ponenten (8, 9) miteinander; b) Bestromen des Aktuators (10) mit einem Vorstrom (15), wobei der Kolben (11) in der Ausgangsposition (12) angeordnet bleibt; c) Einleiten einer Synchronisation der Drehzahlen (16) der Kupplungs komponenten (8, 9); d) Feststellen eines Erreichens des Synchronisationszustands durch die Kupplungskomponenten (8, 9); e) Bestromen des Aktuators (10) mit einem Betätigungsstrom (17), wo bei der Kolben (11) aus der Ausgangsposition (12) in die Endposition (13) verlagert wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei der Vorstrom (15) mindestens 20
% des Betätigungsstroms (17) beträgt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei ein Wert des Vorstroms (15) bis zum Einleiten von Schritt e) konstant gehalten wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Be tätigungsstrom (17) höchstens 6 Ampere beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei erst bei Überschreiten des Vorstroms (15) eine Haftreibung der bei der Betätigung der Betätigungseinheit (6) verlagerten Komponenten (8, 11, 18, 19, 21) des Kupplungsaggregats (4) durch den Aktuator (10) überwunden wird.
6 Verfahren nach Patentanspruch 5, wobei die Komponenten (8, 11, 18, 19,
21) zumindest den Kolben (11) und zumindest eines von
• einer Gleitscheibe (18), die zwischen dem Kolben (11) und einer Sen sorscheibe (19) angeordnet ist;
• einer Sensorscheibe (19), die zur Ermittlung einer Lage (20) des Kol bens (11) mit einem Positionssensor (21) zusammenwirkt;
• einer Rückstellfeder (22), die als Energiespeicherelement eine Kraft zur Rückbewegung des Kolbens (11) aus der Endposition (13) zurück in die Ausgangsposition bereitstellt;
• einem Nockenring als erste Kupplungskomponente (8) umfassen.
7. Antriebsstrang (1) eines Fahrzeuges (2), zumindest aufweisend ein Getrie begehäuse (3) und ein darin angeordnetes Kupplungsaggregat (4) mit einer formschlüssig wirkenden Kupplung (5) sowie eine Betätigungseinheit (6) zur Betätigung der Kupplung (5); wobei die Kupplung (5) zumindest eine entlang einer axialen Richtung (7) verlagerbare erste Kupplungskomponente
(8) und eine zweite Kupplungskomponente (9) umfasst, die bei Betätigung der Kupplung (5) formschlüssig miteinander verbunden werden; wobei die Betätigungseinheit (6) einen elektromagnetischen Aktuator (10) mit einem Kolben (11) umfasst; wobei der Kolben (11) bei Betätigung der Kupplung (5) aus einer Ausgangsposition (12) entlang der axialen Richtung in eine
Endposition (13) verlagerbar ist und dabei die erste Kupplungskomponente (8) verlagert; wobei die Kupplungskomponenten (8, 9) erst nach Erreichen eines Synchronisationszustands miteinander formschlüssig verbindbar sind; wobei zumindest der Kolben (11) und die Kupplung (5) zumindest teilweise von einem Getriebefluid (14) beaufschlagt sind; wobei der Antriebs sträng
(1) ein System (32) zur Datenverarbeitung aufweist, das Mittel umfasst, die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Patentan sprüche geeignet ausgeführt sind.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009001191A2 (en) * 2007-06-22 2008-12-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dog clutch
DE102015113083A1 (de) * 2015-08-07 2017-02-09 Gkn Driveline International Gmbh Verfahren zum Auslösen eines Prüfungsprozesses bei einem Kupplungsaggregat
US20170198766A1 (en) * 2016-01-13 2017-07-13 Jtekt Corporation Control method and control device for dog clutch
WO2018157950A1 (de) 2017-03-03 2018-09-07 Gkn Automotive Ltd. Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines antriebsstranges

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009001191A2 (en) * 2007-06-22 2008-12-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dog clutch
DE102015113083A1 (de) * 2015-08-07 2017-02-09 Gkn Driveline International Gmbh Verfahren zum Auslösen eines Prüfungsprozesses bei einem Kupplungsaggregat
US20170198766A1 (en) * 2016-01-13 2017-07-13 Jtekt Corporation Control method and control device for dog clutch
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