DE102015226537A1

DE102015226537A1 - "Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer nasslaufenden Kupplung eines Kraftfahrzeugs"

Info

Publication number: DE102015226537A1
Application number: DE102015226537.4A
Authority: DE
Inventors: Marko Marchlewski
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2017-06-22
Also published as: WO2017108478A1; EP3394462A1; CN108431442B; EP3394462B1; CN108431442A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer nasslaufenden Kupplung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einer Doppelkupplung, wobei mit Hilfe eines Steuergerätes (1) ein bestimmtes Kupplungsmoment (M) eingestellt und zur Einstellung dieses bestimmten Kupplungsmomentes (M) die Kupplung mit einem bestimmten Kupplungsdruck (PK) beaufschlagt und mit einem bestimmten Kupplungsschlupf (ns) betrieben wird, wobei die funktionale Abhängigkeit des Kupplungsmomentes (MK) vom Kupplungsdruck (PK) durch mindestens eine, insbesondere in dem Steuergerät abgespeicherte Kupplungskennlinie (KK) für einen bestimmten Bereich definiert ist, und wobei die Kupplungskennlinie (KK) auch einen bestimmten Reibwert inhärent aufweist bzw. der abgespeicherten Kupplungskennlinie (KK) ein inhärenter Reibwert zugrunde liegt. Der Fahrkomfort ist dadurch verbessert, dass zunächst ein Reibwertkorrekturfaktor (RKF) in Abhängigkeit eines gewünschten Kupplungsmomentes (MKSoll) und/oder in Abhängigkeit des Kupplungsschlupfes (ns) und/oder in Abhängigkeit der Kupplungstemperatur (T) und/oder in Abhängigkeit des Alterungszustandes der Kupplung bestimmt und/oder ermittelt wird, dass mit Hilfe des Reibwertkorrekturfaktors (RKF) aufgrund der Kupplungskennlinie (KK) dann ein korrigiertes Kupplungsmoment (MKSoll-Korrektur) ermittelt und/oder berechnet wird, dass anhand der Kupplungskennlinie (KK) der dann zu diesem korrigiertem Kupplungsmoment (MKSoll-Korrektur) dazugehörige korrigierte Kupplungsdruck (PKSoll-Korrektur) ermittelt wird, wobei der so ermittelte korrigierte Kupplungsdruck (PKSoll-Korrektur) dann an der Kupplung auch eingestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer nasslaufenden Kupplung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere mindestens einer der Kupplungen oder beider Kupplungen einer Doppelkupplung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für den Anfahrvorgang und/oder für Schaltabläufe eines Kraftfahrzeuges, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.
In Stand der Technik sind eine Vielzahl von Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung von Kupplungen von Kraftfahrzeugen bekannt. Mit Hilfe eines Steuergerätes wird ein bestimmtes Kupplungsmoment eingestellt und zur Einstellung dieses bestimmten Kupplungsmomentes die Kupplung mit einem bestimmten Kupplungsdruck beaufschlagt, wobei die Kupplung dann mit einem bestimmten Kupplungsschlupf betrieben wird. Hierbei ist die funktionale Abhängigkeit des Kupplungsmomentes vom Kupplungsdruck durch mindestens eine, insbesondere in dem Steuergerät abgespeicherte Kupplungskennlinie für einen bestimmten Bereich entsprechend definiert. Hierbei weist die bestimmte bzw. definierte Kupplungskennlinie auch einen bestimmten Reibwert inhärent auf bzw. der abgespeicherten Kupplungskennlinie liegt ein inhärenter Reibwert zugrunde, insbesondere ist nämlich die entsprechend abgespeicherte Kupplungskennlinie mit einem bestimmten Reibwert ermittelt worden, der für die Kupplungskennlinie dann „inhärent” ist.
So ist aus der DE 10 2007 053 706 A1 ein Verfahren zur Steuerung mindestens einer Reibkupplung, nämlich einer Trockenkupplung bekannt, bei dem Temparaturgradienten innerhalb der jeweiligen Kupplungsplatte (Anpressplatte/Zentralplatte) bestimmt werden und aufgrund dieser ermittelten Daten oder eines abgespeicherten Temperaturmodelles eine Stellkennlinie in Abhängigkeit einer bereits abgespeicherten Kennlinie bestimmt und/oder verändert wird. Bei diesem zuvor genannten Verfahren wird für jede Reibkupplung ein schlupfabhängiger und ein temperaturabhängiger Reibwert ermittelt, sowie auch ein von der Anpresskraft/dem Kupplungsdruck abhängiger Reibwert ermittelt, wobei die einzelnen Reibwerte zu einem Gesamtreibwert addiert werden. Hieraus wird dann eine qualitative Änderung des Kurvenverlaufs der Stellkennlinie berechnet, um eine aktualisierte/adaptierte Stellkennlinie zu erhalten.
Schließlich ist aus der DE 42 41 995 A1 ein Verfahren zur Einstellung des Kupplungsschlupfes einer Reibkupplung eines Kraftfahrzeugs bekannt. Hierbei wird in Abhängigkeit vom Betriebspunkt des Antriebsmotors und von einem zugeordneten, aus einem Kennfeld ausgelesenen Sollwert für den Kupplungsschlupf eine Steuergröße gebildet, die unmittelbar auf ein den Kupplungsschlupf einstellendes Kupplungsstellglied zur Wirkung gebracht wird. Hierdurch wird eine schnelle Änderung des Kupplungsschlupfes erzielt, auch wenn sich das Motormoment zum Beispiel durch eine Drosselklappenbetätigung ändert.
Bei den im Stand der Technik bekannten Verfahren sind insbesondere die Adaptionsverfahren zur Adaption von Kupplungskennlinien, wo das Kupplungsmoment in Abhängigkeit des Kupplungsdruckes ermittelt wird bzw. abgespeichert ist, noch nicht optimal. Die hier realisierten Adaptionen der Kupplungskennlinie erfolgen nur bei bestimmten Betriebstemperaturen und einem allgemein sehr geringem Kupplungsschlupf. Hierdurch können sich zum Teil dann Differenzen zwischen dem gewünschten Kupplungsmoment und dem tatsächlichen Kupplungsmoment ergeben, nämlich insbesondere dann bei erheblich anderen Betriebsbedingungen. Bei nasslaufenden Kupplungen werden die Kupplungskennlinien bei einer bestimmten Betriebstemperatur und einem geringem Schlupf adaptiert, wobei diesen Kupplungskennlinien als solches aber ein „Grundreibwert”, also ein bestimmter Reibwert inhärent ist. Die noch nicht optimalen bekannten Verfahren können daher im Endeffekt zu unkomfortablen Schaltungen, insbesondere während eines Anfahrvorgangs führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren nun derart auszugestalten und weiterzubilden, dass unkomfortable Schaltungen vermieden sind, insbesondere bei einem noch verhältnismäßig zu vertretenem Steuerungsaufwand einerseits die Vorteile der Adaption einer Kupplungskennlinie beibehalten werden, andererseits aber auch noch zusätzliche weitere Faktoren, insbesondere auch verschiedene Betriebszustände berücksichtigt werden können.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Das Grundprinzip der Erfindung geht dahin, dass zunächst ein Reibwertkorrekturfaktor ermittelt wird. Der Reibwertkorrekturfaktur wird in Abhängigkeit eines gewünschten Kupplungsmomentes und/oder in Abhängigkeit des Kupplungsschlupfes und/oder in Abhängigkeit der Kupplungstemperatur und/oder in Abhängigkeit des Alterungszustandes der Kupplung bestimmt und/oder ermittelt. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Reibwertkorrekturfaktor in Abhängigkeit des gewünschten Kupplungsmomentes, des Kupplungsschlupfes, der Kupplungstemperatur und des Alterungszustandes der Kupplung bestimmt bzw. ermittelt. Nach der Ermittlung des Reibwertkorrekturfaktors wird mit Hilfe des Reibwertkorrekturfaktors aufgrund der Kupplungskennlinie dann ein korrigiertes Kupplungsmoment ermittelt und/oder berechnet. Anhand der Kupplungskennlinie wird dann weiterhin der dann zu diesem korrigierten Kupplungsmoment dazugehörige korrigierte Kupplungsdruck ermittelt. Schließlich wird der so ermittelte korrigierte Kupplungsdruck dann an der Kupplung eingestellt.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt zunächst darin, dass insbesondere die im Stand der Technik bekannten Adaptionsverfahren grundsätzlich beibehalten werden können, da das erfindungsgemäße Verfahren den bekannten Verfahren „nachgeschaltet” ist bzw. „nachgeschaltet” werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigt nun weitere unterschiedliche Faktoren, wie die Höhe des gewünschten Kupplungsmomentes, des jeweiligen Kupplungsschlupfes, der aktuellen Kupplungstemperatur und des aktuellen Alterungszustandes der Kupplung, und ermittelt insbesondere in Abhängigkeit dieser zuvor genannten Faktoren dann einen Reibwertkorrekturfaktor. Der Reibwertkorrekturfaktor wird genutzt, um die ursprünglich vom Steuergerät einzustellende „Soll-Größe”, nämlich das einzustellende Kupplungsmoment zu korrigieren, insbesondere zu einem einzustellenden korrigierten Kupplungsmoment. Anhand des korrigierten Kupplungsmomentes und der Kupplungskennlinie wird der zum korrigierten Kupplungsmoment gehörende bzw. hierzu korrespondierende korrigierte Kupplungsdruck ermittelt, der dann an der Kupplung auch eingestellt wird.
Aufgrund der Ermittlung des Reibwertkorrekturfaktors können nun auch unterschiedliche Betriebsbedingungen in die Korrektur einfließen. Es wird nun nicht mehr nur – wie bisher im Stand der Technik – ein kleiner Teilbereich der Kupplungskennlinie adaptiert, sondern es können nun über einen großen Bereich die verschiedensten Faktoren jeweils berücksichtigt werden. Hierzu sind insbesondere eine Vielzahl von Kennfeldern im Steuergerät abgelegt, was im Folgenden noch ausführlicher erläutert werden wird. Das gewünschte Kupplungsmoment ist – im Ergebnis – wesentlich genauer realisierbar, so dass insbesondere die Schaltabläufe im Getriebe des Kraftfahrzeugs optimiert ablaufen können und der Fahrtkomfort erheblich verbessert ist.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden darf nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der nachfolgenden Beschreibung und der dazugehörigen Zeichnungen näher beschrieben werden. In der Zeichnung zeigt:
1a, 1b eine im Stand der Technik bekannte Kupplungssteuerung einer Doppelkupplung mit Darstellung der jeweiligen Momentenverläufe bei einer Schaltung (vgl. 1a), und ein schematisches Schaltbild des bisher im Stand der Technik angewendeten Verfahrens (vgl. 1b),
2a, 2b in schematischer Darstellung das erfindungsgemäße Verfahren, nämlich die Realisierung eines tatsächlichen Kupplungsmomentes mit Hilfe eines ermittelten korrigierten Kupplungsmomentes M_{KSoll-Korrektur} (vgl. 2a), und in schematischer Darstellung zumindest teilweise den mit Hilfe eines Steuergerätes schematisch dargestellten Schaltungsablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens (vgl. 2b),
3 in schematischer Darstellung eine in einem Steuergerät abgelegte Kupplungskennlinie,
4a, 4b, 4c in schematischer Darstellung die unterschiedlichen Verläufe/Abhängigkeiten von Reibwerten dargestellt über den Kupplungsschlupf, in Abhängigkeit von unterschiedlich grossen Kupplungsmomenten (vgl. 4a), von unterschiedlich grossen Kupplungstemperaturen (vgl. 4b), sowie in Abhängigkeit von unterschiedlichen Alterungszuständen der Kupplung (vgl. 4c),
5a, 5b, 5c, 5d zunächst in schematischer Darstellung ein erstes Kennfeld zur Bestimmung eines ersten Reibwertfaktors in Abhängigkeit des gewünschten Kupplungsmomentes und des Kupplungsschlupfes für eine bestimmten erste Kupplungstemperatur (vgl. 5a), sowie nur schematisch angedeutete weitere erste Kennfelder für eine zweite (vgl. 5b), für eine dritte (vgl. 5c) und für eine vierte (vgl. 5d) Kupplungstemperatur, sowie
6 in schematischer Darstellung ein zweites Kennfeld zur Bestimmung von zweiten Reibwertfaktoren in Abhängigkeit der Laufleistung der Kupplung und der geleisteten Kupplungsarbeit.
So zeigt die 1 nun zunächst die Ansteuerung zweier Kupplungen einer Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeugs, so wie diese derzeit im Stand der Technik angesteuert werden: Bei einem Gangstufenwechsel wird das Kupplungsmoment M_K1Soll der sich öffnenden ersten Kupplung verringert und das Kupplungsmoment M_K2Soll der sich schliessenden zweiten Kupplung erhöht, damit die zweite Kupplung das Drehmoment in der neuen Gangstufe auch entsprechend übertragen kann.
Dargestellt in 1a ist die Ansteuerung/Überschneidung der Kupplungsmomente M_K1Soll bzw. M_K2Soll, wobei zwar über das Steuergerät die jeweiligen gewünschten Kupplungsmomente M_K1Soll und M_K2Soll eingestellt werden, aber wie die 1a zeigt, das an der zweiten Kupplung dann real tatsächlich anliegende Kupplungsmoment M_K2Ist von M_K2Soll entsprechend abweichen kann. Letzteres insbesondere aufgrund unterschiedlicher Betriebszustände, wie eingangs bereits erläutert. In 1a wird das Motormoment M_M während des Schaltvorganges im Wesentlichen konstant gehalten.
1b veranschaulicht schematisch, einen im Stand der Technik bekannten Schaltablauf für ein Steuergerät 1, wobei bei dem gemäß 1a bekannten Verfahren dem Steuergerät 1 nun entsprechende Werte, wie beispielsweise das Motormoment M_M und/oder andere Werte zugeleitet werden, insbesondere auch die Werte einer Kupplungskennlinie im Steuergerät 1 abgelegt sind und/oder diese Werte für einen spezifischen Betriebszustand abgelegt sind. Das Steuergerät 1 gibt hier nun entsprechende Sollgrößen zur Ansteuerung der ersten und zweiten Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebes, insbesondere an einen nicht dargestellten Kupplungsregler ab, hier das an den jeweiligen Kupplungen zu realisierende jeweilige gewünschte Kupplungsmoment M_K1Soll bzw. M_K2Soll.
Zu dem bekannten sowie erfindungsgemässen Verfahren darf nun allgemein folgendes vorab ausgeführt werden: Bei dem Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer nasslaufenden Kupplung eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges, insbesondere mindestens einer der Kupplungen oder beider Kupplungen einer Doppelkupplung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für den Anfahrvorgang eines Kraftfahrzeuges wird nun mit Hilfe eines Steuergerätes 1 ein bestimmtes Kupplungsmoment M_K eingestellt und zur Einstellung dieses bestimmten Kupplungsmomentes M_K die Kupplung mit einem bestimmten Kupplungsdruck P_K beaufschlagt und mit einem bestimmten Kupplungsschlupf n_s betrieben. Hierbei ist die funktionale Abhängigkeit des Kupplungsmomentes M_K vom Kupplungsdruck P_K durch mindestens eine, insbesondere in dem Steuergerät 1 abgespeicherte Kupplungskennlinie KK für einen bestimmten Bereich definiert. Die Kupplungskennlinie KK weist auch einen bestimmen Reibwert der Kupplung als inhärenten Wert auf bzw. liegt der abgespeicherten Kupplungskennlinie KK ein inhärenter Reibwert zugrunde.
Das grundlegende Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun zunächst in allgemeiner Darstellung anhand der 2a und 2b allgemein erläutert:
Die eingangs genannten Nachteile sind nun zunächst dadurch vermieden, dass zunächst ein Reibwertkorrekturfaktor RKF in Abhängigkeit eines gewünschten Kupplungsmomentes M_KSoll und/oder in Abhängigkeit des Kupplungsschlupfes n_s und/oder in Abhängigkeit der Kupplungstemperatur T und/oder in Abhängigkeit des Alterungszustandes der Kupplung bestimmt und/oder ermittelt wird, dass mit Hilfe des Reibwertkorrekturfaktors RKF aufgrund der Kupplungskennlinie KK dann ein korrigiertes Kupplungsmoment M_{KSoll-Korrektur} ermittelt und/oder berechnet wird, das anhand der Kupplungskennlinie KK der dann zu diesem korrigierten Kupplungsmoment M_{KSoll-Korrektur} der dazugehörige korrigierte Kupplungsdruck P_{KSoll-Korrektur} ermittelt wird, wobei der so ermittelte korrigierte Kupplungsdruck P_{KSoll-Korrektur} dann an der Kupplung auch eingestellt wird.
2a zeigt ein korrigiertes Kupplungsmoment M_{K2Soll-Korrektur} für die zweite Kupplung, wobei im Unterschied zur 1a deutlich zu erkennen ist, dass hieraufhin das tatsächliche Kupplungsmoment M_K2Ist dann im Wesentlichen dem gewünschten Kupplungsmoment M_KSoll entspricht. Das in 2a dargestellte erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere mit Hilfe eines Steuergerätes gemäß dem in 2b, teilweise dargestellten Ablauf realisiert: Dem Steuergerät 1 werden entsprechende Werte wie das Motormoment M_M zugeführt bzw. sind im Steuergerät 1 die entsprechenden Daten für die Kupplungskennlinie KK und/oder eine etwaige bereits bekannte Adaption abgelegt, letzteres alles insbesondere in einer Steuereinheit 1a. Weiterhin werden dem Steuergerät 1, insbesondere einer Steuereinheit 1b aktuelle Betriebsparameter insbesondere kontinuierlich zugeführt, hierzu zählen insbesondere die Schlupfdrehzahl n_s, die Kupplungstemperatur T, Werte über den Alterungszustand der Kupplung, wie bspw. die Laufleistung (in Km) bzw. die Kupplungsarbeit (in GJ), und/oder ein angefordertes Motormoment M_M bzw. sind derartige Werte teilweise auch in Kennfeldern abgelegt, was im Folgenden noch näher erläutert werden wird. Insbesondere in der Steuereinheit 1b, wobei die Steuereinheiten 1a und 1b auch als eine Steuereinheit, beispielsweise als ein Mikroprozessor realisiert sein können, erfolgt dann die Ermittlung des Reibwertkorrekturfaktors RKF.
Zunächst werden auf Basis der Kupplungskennlinie KK die üblichen Kupplungsmomente für die erste und zweite Kupplung M_K1-Soll bzw. M_K2-Soll abgerufen bzw. hier der Steuereinheit 1b zugeführt. Es wird dann ein Reibwertkorrekturfaktor RKF ermittelt, insbesondere auf Basis der vorliegenden Daten/Kennfelder, mit deren Hilfe dann bei einer Doppelkupplung für die erste und für die zweite Kupplung jeweilige korrigierte Kupplungsmomente M_{K1Soll-Korrektur} bzw. M_{K2Soll-Korrektur} ermittelt bzw. berechnet werden, mit deren Hilfe dann im Endeffekt, nämlich durch die Ermittlung des hierzu anhand der Kupplungskennlinie korrespondierenden jeweiligen korrigierten Kupplungsdruckes P_{KSoll-Korrektur} (P_{K1Soll-Korrektur} bzw. P_{K2Soll-Korrektur}) dann an der jeweiligen Kupplung der jeweilige korrigierte Kupplungsdruck P_{KSoll-Korrektur} (P_{K1Soll-Korrektur} bzw. P_{K2Soll-Korrektur}) eingestellt wird. Hierzu werden bzw. können die in 2b dargestellten korrigierten Kupplungsmomente M_{K1Soll-Korrektur} bzw. M_{K2Soll-Korrektur} dann auch einem Kupplungsregler vom Steuergerät 1 zugeleitet werden, wobei der Kupplungsregler auf Basis der korrigierten Kupplungsmomente M_{K1Soll-Korrektur} bzw. M_{K2Soll-Korrektur} die dazugehörigen bzw. korrespondierenden korrigierten Kupplungsdrücke, wie oben beschrieben, einstellen kann.
Zu dem erfindungsgemäßen Verfahren darf im Einzelnen nunmehr ausführlich folgendes anhand der 3 bis 6 ausgeführt werden, wobei gleiche Komponenten mit den Bezugszeichen, die auch bereits bei der Beschreibung der 1a und 1b (Stand der Technik) verwendet worden sind, nun auch bei Beschreibung der 2 bis 6 verwendet werden:
3 zeigt eine Kupplungskennlinie KK, die insbesondere in einem Steuergerät 1 abgelegt bzw. gespeichert ist. Auf der X-Achse ist der Kupplungsdruck P_K und auf der Y-Achse das Kupplungsmoment M_K dargstellt. Bei der hier bevorzugten Ausführungsform verläuft die Kupplungskennlinie KK im Wesentlichen linear konstant steigend. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Steuerung und/oder Regelung einer nasslaufenden Kupplung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere mindestens einer der Kupplungen oder beider Kupplungen einer Doppelkupplung eines Kraftfahrzeuges. Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere für den Anfahrtvorgang und/oder für Schaltabläufe eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Mit Hilfe des Steuergerätes 1 wird ein bestimmtes Kupplungsmoment M_K an der Kupplung eingestellt, wobei zur Einstellung dieses bestimmten Kupplungsmomentes M_K die Kupplung mit einem bestimmten Kupplungsdruck P_K beaufschlagt und mit einem bestimmten Kupplungsschlupf n_s betrieben wird.
3 zeigt die Abhängigkeit des Kupplungsmomentes M_K vom Kupplungsdruck P_K durch die hier dargestellte, insbesondere in dem Steuergerät 1 abgespeicherte Kupplungskennlinie KK. Die Kupplungskennlinie KK verläuft hier über einen bestimmten Bereich und definiert daher entsprechende Kupplungsmomente M_K für bestimmte Kupplungsdrücke P_K. Die in 3 dargestellte Kupplungskennlinie KK weist als inhärenten Bestandteil auch einen bestimmten Reibwert auf bzw. liegt dieser abgespeicherten Kupplungskennlinie KK ein inhärenter Reibwert zugrunde.
Die 4a, 4b und 4c zeigen nun zum besseren allgemeinen Verständnis entsprechende Kennlinien, nämlich die Abhängigkeit eines Reibwertes μ vom Schlupf n_s bei unterschiedlichen Kupplungsmomenten, bei unterschiedlichen Kupplungstemperaturen und bei unterschiedlichen Alterungszuständen der Kupplung.
So zeigt die 4a, dass der jeweilige Reibwert μ bei unterschiedlichen Kupplungsmomenten M_K1, M_K2 und M_K3, wenn gilt M_K1 < M_K2 < M_K3, bei einem bestimmten konstanten Kupplungsschlupf für das Kupplungsmoment M_K1 gross, für das Kupplungsmoment M_K3 aber entsprechend geringer ist. 4a verdeutlicht also die Abhängigkeit eines Reibwertes μ in Abhängigkeit des Kupplungsschlupfes und in Abhängigkeit unterschiedlicher Momente M_K1 bis M_K3.
4b verdeutlicht in schematischer Darstellung die Abhängigkeit eines Reibwertes μ vom Kupplungsschlupf n_s in Abhängigkeit unterschiedlicher Kupplungstemperaturen T₁, T₂ und T₃. 4b zeigt, dass der Reibwert μ für den Fall, dass für die Kupplungstemperatur T₁ < T₂ < T₃ gilt, für einen bestimmten Kupplungsschlupf n_s im Fall der Kupplungstemperatur T₁ gross und im Fall der Kupplungstemperatur T₃ entsprechend geringer ist bzw. verdeutlicht die 4b die entsprechenden Abhängigkeiten, so wie ersichtlich.
Schließlich verdeutlicht die 4c die Abhängigkeit des Reibwertes μ vom Alterungszustand der Kupplung, wobei der Alterungszustand der Kupplung insbesondere durch die Laufleistung der Kupplung (in Km) bzw. durch die Kupplungsarbeit (GJ/GigaJoule) beschrieben wird. Aus 4c wird deutlich, dass der Reibwert μ in Abhängigkeit des Kupplungsschlupfes n_s für einen jeweiligen Alterungszustand der Kupplung mit L₁, L₂, L₃ entsprechend unterschiedlich ist, so wie in 4c dargestellt.
Die 5a zeigt beispielhaft für die bevorzugte Ausführungsform ein erstes Kennfeld, hier insbesondere für eine bestimmte erste Kupplungstemperatur T₁, das insbesondere auch im Steuergerät 1 abgespeichert ist. In dem ersten Kennfeld 2 sind nun für unterschiedliche Kupplungsschlupf-Drehzahlen n_s und für unterschiedliche gewünschte Kupplungsmomente M_KSoll bestimmte erste Reibwertfaktoren RWF₁ hinterlegt.
Die 5b bis 5d zeigen nun in schematischer Darstellung weitere erste Kennfelder 2, die im Wesentlichen genauso aufgebaut sind, wie das in 5a dargestellte erste Kennfeld 2, jedoch sind die jeweiligen hier in den 5b bis 5d dargestellten ersten Kennfelder 2 für andere Temperaturen hinterlegt, weisen also für andere, weitere Temperaturen bestimmte erste Reibwertfaktoren RWF₁ in Abhängigkeit von jeweiligen Kupplungsschlupf-Drehzahlen und gewünschten Kupplungsmomenten M_KSoll auf. So weist beispielweise das erste Kennfeld 2 aus 5b entsprechende erste Reibwertfakturen RWF₁ für eine Kupplungstemperatur T₂, das in 5c dargestellte Kennfeld 2 für eine Kupplungstemperatur T₃ und das in 5d dargestellte Kennfeld 2 erste Reibwertfaktoren RWF₁ für eine Kupplungstemperatur T₄ auf. Eine Vielzahl von derartigen ersten Kennfeldern 2 ist daher für jeweilige bestimmte Kupplungstemperaturen T₁, T₂, T₃ ... T_n abgespeichert, insbesondere im Steuergerät 1 hinterlegt.
6 zeigt nun die Darstellung eines zweiten Kennfeldes 3, insbesondere in tabellarischer Darstellung wie auch das erste Kennfeld 2 in den 5. In 6 weist das zweite Kennfeld 3 entsprechende Werte für verschiedene Laufleistungen der Kupplungen (in Km) auf sowie eine durch die Kupplung geleistete Kupplungsarbeit (GJ, GigaJoule). Das Kennfeld weist dann hierzu entsprechend jeweilige zweite Reibwertfaktoren RWF₂ auf. Die zweiten Reibwertfaktoren RWF₂ können auch als „Lebensdauereinflussfaktoren” oder „Alterungseinflussfaktoren” bezeichnet werden, insbesondere werden diese Faktoren zur Korrektur der zuvor genannten ersten Reibwertfaktoren RWF₁ herangezogen.
Die ersten und/oder zweiten Reibwertfaktoren RWF₁ bzw. RWF₂ sind relativ zu dem in der Kupplungskennlinie KK inhärenten Reibwert nun entsprechend skaliert, insbesondere wird der der Kupplungskennlinie KK zugrundeliegende inhärente Reibwert mit 100% oder mit „1” bewertet bzw. bestimmt, wobei der erste und/oder zweite Reibwertfaktor hierzu jeweils entsprechend relativ skaliert sind.
Bei dem hier dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der der Kupplungskennlinie KK zugrundeliegende inhärente Reibwert mit 100% bewertet, wobei in 5 die ersten Reibwertfaktoren RWF₁ in % angegeben sind, sowie die zweiten Reibwertfaktoren RWF₂ in 6 ebenfalls hier in % angegeben sind, so wie aus den 5 bis 6 ersichtlich.
Die ersten und zweiten Kennfelder 2 und 3, sind insbesondere im Steuergerät 1 abgelegt und ergeben sich insbesondere durch Messverfahren bzw. durch entsprechend gewonnene Messwerte.
Im Folgenden soll nun die Ermittlung des Reibwertkorrekturfaktors RKF des erfindungsgemäßen Verfahrens näher beschrieben werden: Wird beispielsweise, wie in 3 gezeigt, ein gewünschtes Kupplungsmoment M_KSoll, hier von beispielsweise 100 Nm an der Kupplung eingestellt bzw. soll entsprechd eingestellt werden, so muss gemäß der Kupplungskennlinie KK ein bestimmter Kupplungsdruck P_KSoll realisiert werden, hier biespielsweise dann von 6 bar. In einem ersten Schritt wird nun der erste Reibwertfaktur RWF₁ mit Hilfe des ersten Kennfeldes 2 ermittelt, das für die jeweilige Kupplungstemperatur T_x entsprechend gültig ist. Beispielsweise wird dann für die dann aktuelle Kupplungstemperatur T₁ für ein gewünschtes Kupplungsmoment M_KSoll von 100 Nm bei einem bestimmten Kupplungsschlupf n_s von 1000 Umdrehungen/pro Minute ein erster Reibwertfaktor RWF₁ von 140% ermittelt, so wie in 5a durch die stärkere Umrandung verdeutlicht sein soll. In einem zweiten Schritt wird dann mit Hilfe des zweiten Kennfeldes 3 (vgl. 6) ein zweiter Reibwertfaktor RWF₂ ermittelt, von beispielsweise 80%, wenn beispielsweise die Kupplungsarbeit 1,0 GJ gewesen ist und die bisherige Laufleistung der Kupplung 10.000 Km ist.
Damit ist ein erster Reibwertfaktor RWF₁ und ein zweiter Reibwertfaktur RWF₂ festgelegt, hier beispielsweise RWF₁ = 140% und RWF₂ = 80%. Es darf darauf hingewiesen werden, dass nicht explizit im Kennfeld angegebene bzw. hierdurch abgespeicherte Reibwertfaktoren RWF₁/RWF₂ natürlich auch durch eine Interpolation zwischen entsprechenden Stützstellen, insbesondere ebenfalls mit Hilfe des Steuergerätes bzw. eines hier im Steuergerät 1 existierenden Mikroprozessors/Computerprogrammes interpoliert und ermittelt werden können, um entsprechende Reibwertfaktoren RWF₁/RWF₂ zu berechnen.
Im nächsten Schritt wird nun eine Differenz Δ, insbesondere durch Subtraktion zwischen dem ermittelten ersten Reibwertfaktor RWF₁ und dem inhärenten Reibwert ermittelt. Für das oben genannte Beispiel gilt dann: Differenz Δ = 140% – 100% = 40%. Diese so ermittelte Differenz Δ wird nun mit Hilfe des zweiten Reibwertfaktors RWF₂ nochmals korrigiert bzw. angepasst. Insbesondere wird die ermittelte Differenz Δ mit dem zweiten Reibwertfaktor multipliziert, wenn der zweite Reibwertfaktor auf „1” skaliert ist, (also 80% = 0,8). So wird dann der Alterungszustand der Kupplung berücksichtigt und aus der ermittelten Differenz Δ ein Differenz-Korrekturwert Δ_Korrektur ermittelt. Es gilt bei dem zuvor genannten Beispiel: Differenz-Korrekturwert Δ_Korrektur = 40% × 0,8 = 32%.
Schließlich wird aus dem ermittelten Differenz-Korrekturwert Δ_Korrektur und dem inhärenten Reibwert der Reibwertkorrekturfaktor RKF, ermittelt, insbesondere durch eine Addition. Insbesondere gilt RKF = Differenz-Korrekturwert Δ_Korrektur + 100% (inhärenter Reibwert), also für das obige Ausführungsbeispiel gilt dann RKF = 32% + 100% = 132% (oder auch wieder auf „1” skaliert RKF = 1,32).
Mit Hilfe des nunmehr so ermittelten Reibwertkorrekturfaktors RKF und des gewünschten Kupplungsmomentes M_KSoll wird dann das für die Kupplungskennlinie KK dann gültige vom Steuergerät einzustellende korrigierte Kupplungsmoment M_{KSoll-Korrektur} ermittelt, insbesondere durch eine Division des gewünschten Kupplungsmomentes M_KSoll durch den Reibwertkorrekturfaktor RKF. Es gilt allgemein M_{KSoll-Korrektur} = M_KSoll/RKF, bei dem hier zuvor genannten Ausführungsbeispiel gilt dann: M_{KSoll-Korrektur} = 100 Nm/1,32 (auf „1” skaliert) = ca. 75,75 Nm. Nun wird über das ermittelte korrigierte Kupplungsmomentes M_{KSoll-Korrektur} anhand der Kupplungskennlinie KK der hierzu zugehörige bzw. korrespondierende korrigierte Kupplungsdruck P_{KSoll-Korrektur} ermittelt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein Wert von P_{KSoll-Korrektur} = 5,2 bar.
Nun wird vom Steuergerät 1 als Wert für den tatsächlich einzustellenden Kupplungsdruck P_K dieser Wert, also der korrigierte Kupplungdruck P_{KSoll-Korrektur} verwendet und an der Kupplung eingestellt, um so dann das gewünschte Kupplungsmoment M_KSoll zu realisieren bzw. um damit – dann im Endeffekt – dann das gewünschte tatsächliche Kupplungsmoment zu realisieren, das bei dem bevorzugten oben erläuterten Beispiel insbesondere dann im Wesentlichen 100 Nm entspricht. Im Endeffekt wird dann an der Kupplung insbesondere als einzustellendes Kupplungsmoment M_K dann das korrigierte Kupplungsmoment M_{KSoll-Korrektur} bzw. als einzustellender Kupplungsdruck P_K der korrigierte Kupplungsdruck P_{KSoll-Korrektur} eingestellt, um das gewünschte Kupplungsmoment M_KSoll auch zu realisieren, das insbesondere dann auch dem tatsächlichen Kupplungsmoment M_KIst entspricht.
Bezugszeichenliste

1: Steuergerät
2: erstes Kennfeld
3: zweites Kennfeld
M_KIst: Kupplungsistmoment,
M_KSoll: gewünschtes Kupplungsmoment
M_{KSoll-Korrektur}: korrigiertes Kupplungsmoment
P_K: Kupplungsdruck
P_{KSoll-Korrektur}: korrigierter Kupplungsdruck
T: Kupplungstemperatur
M_K: Kupplungsmoment
P_K: Kupplungsdruck
KK: Kupplungskennlinie
RKF: Reibwertkorrekturfaktor
n_s: Kupplungsschlupf
RWF₁: erster Reibwertfaktor
RWF₂: zweiter Reibwertfaktor
M_M: Motormoment
Δ: Differenz
Δ_Korrektur: Differenz-Korrekturwert

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007053706 A1 [0003]
DE 4241995 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer nasslaufenden Kupplung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere mindestens einer der Kupplungen oder beider Kupplungen einer Doppelkupplung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für den Anfahrvorgang und/oder für Schaltabläufe eines Kraftfahrzeuges, wobei mit Hilfe eines Steuergerätes (1) ein bestimmtes Kupplungsmoment (M_K) eingestellt und zur Einstellung dieses bestimmten Kupplungsmomentes (M_K) die Kupplung mit einem bestimmten Kupplungsdruck (P_K) beaufschlagt und mit einem bestimmten Kupplungsschlupf (n_s) betrieben wird, wobei die funktionale Abhängigkeit des Kupplungsmomentes (M_K) vom Kupplungsdruck (P_K) durch mindestens eine, insbesondere in dem Steuergerät abgespeicherte Kupplungskennlinie (KK) für einen bestimmten Bereich definiert ist, und wobei die Kupplungskennlinie (KK) auch einen bestimmten Reibwert inhärent aufweist bzw. der abgespeicherten Kupplungskennlinie (KK) ein inhärenter Reibwert zugrunde liegt, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Reibwertkorrekturfaktor (RKF) in Abhängigkeit eines gewünschten Kupplungsmomentes (M_KSoll) und/oder in Abhängigkeit des Kupplungsschlupfes (n_s) und/oder in Abhängigkeit der Kupplungstemperatur (T) und/oder in Abhängigkeit des Alterungszustandes der Kupplung bestimmt und/oder ermittelt wird, dass mit Hilfe des Reibwertkorrekturfaktors (RKF) aufgrund der Kupplungskennlinie (KK) dann ein korrigiertes Kupplungsmoment (M_{KSoll-Korrektur}) ermittelt und/oder berechnet wird, dass anhand der Kupplungskennlinie (KK) der dann zu diesem korrigiertem Kupplungsmoment (M_{KSoll-Korrektur}) dazugehörige korrigierte Kupplungsdruck (P_{KSoll-Korrektur}) ermittelt wird, wobei der so ermittelte korrigierte Kupplungsdruck (P_{KSoll-Korrektur}) dann an der Kupplung auch eingestellt wird.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erstes Kennfeld (2) für eine bestimmte erste Kupplungstemperatur (T) abgespeichert ist, wobei in dem ersten Kennfeld (2) für unterschiedliche Kupplungsschlupf-Drehzahlen (n_s) und für unterschiedliche gewünschte Kupplungsmomente (M_Ksoll) bestimmte erste Reibwertfaktoren (RWF₁) hinterlegt sind.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von derartigen ersten Kennfeldern (2) für jeweilige unterschiedliche bestimmte Kupplungstemperaturen (T) abgespeichert sind.
Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweites Kennfeld (3) für den Alterungszustand der Kupplung abgespeichert ist, wobei in dem zweiten Kennfeld (3) für unterschiedliche Laufleistungen der Kupplung und für unterschiedliche geleistete Kupplungsarbeit jeweilige bestimmte zweite Reibwertfaktoren (RWF₂) abgespeichert sind.
Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten Reibwertfaktoren (RWF₁/RWF₂) relativ zu dem in der Kupplungskennlinie (KK) inhärenten Reibwert skaliert sind, insbesondere der der Kupplungskennlinie (Kk) zugrundeliegende inhärente Reibwert mit „100%” oder mit „1” bewertet bzw. bestimmt ist und der erste und/oder der zweite Reibwertfaktor (RWF₁/RWF₂) hierzu jeweils entsprechend relativ skaliert sind.
Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt der erste Reibwertfaktor (RWF₁) mit Hilfe eines ersten Kennfeldes (2) ermittelt wird und/oder der zweite Reibwertfaktor (RWF₂) in einem zweiten Schritt mit Hilfe des zweiten Kennfeldes (3) ermittelt wird.
Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst eine Differenz (Δ), insbesondere durch Subtraktion zwischen dem ermittelten ersten Reibwertfaktor (RWF₁) und dem inhärenten Reibwert ermittelt wird, dass diese ermittelte Differenz (Δ) mit Hilfe des zweiten Reibwertfaktors (RWF₂) nochmals korrigiert bzw. angepasst wird, insbesondere die ermittelte Differenz (Δ) mit dem zweiten Reibwertfaktor (RWF₂) multipliziert wird, um einen auch den Alterungszustand der Kupplung berücksichtigenden Differenz-Korrekturwert (Δ_Korrektur) zu ermitteln.
Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem ermittelten Differenz-Korrekturwert (Δ_Korrektur) und dem inhärenten Reibwert der Reibwertkorrekturfaktor (RKF), insbesondere durch eine Addition ermittelt wird.
Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des Reibwertkorrekturfaktors (RKF) und des gewünschten Kupplungsmomentes (M_KSoll) das für die Kupplungskennlinie (KK) dann gültige, vom Steuergerät (1) einzustellende korrigierte Kupplungsmoment (M_{KSoll-Korrektur}) ermittelt wird, insbesondere durch eine Division des gewünschten Kupplungmomentes (M_KSoll) durch den Reibwertkorrekturfaktor (RFK).
Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des korrigierten Kupplungsmomentes (M_{KSoll-Korrektur}) anhand der Kupplungskennlinie (KK) der zugehörige korrigierte Kupplungsdruck (P_{KSoll-Korrektur}) ermittelt wird, der dann vom Steuergerät (1) als Wert für den tatsächlich einzustellenden Kupplungsdruck (P_K) verwendet wird, um das gewünschte Kupplungsmoment (M_KSoll) zu realisieren bzw. im Endeffekt dann ein tatsächliches Kupplungsmoment (MK_Ist) zu realisieren, das insbesondere im wesentlichen dem gewünschten Kupplungsmoment (M_KSoll) entspricht.