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1. WO2020221386 - METHOD FOR DETERMINING A TORQUE TRANSMISSION CHARACTERISTIC OF A CLUTCH WITH A NON-ROTATING OUTPUT ELEMENT

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[ DE ]

Verfahren zur Ermittlung einer Drehmomentübertragungseigenschaft einer Kupplung bei nichtdrehendem Abtriebselement

Beschreibungseinleitung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer

Drehmomentübertragungseigenschaft einer Kupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus DE 10 2012 204 940 A1 ist ein Verfahren zur Adaption von

Kupplungsparametern einer Kupplung bekannt, die einen hydrostatischen

Kupplungsaktor aufweist. Bei einer Kupplungsbetätigung wird der in dem

Kupplungsaktor auftretende Druckverlauf durch einen Drucksensor sowie die Position der Kupplung gemessen. Die Kupplungsparameter werden dann abhängig von dem Druckverlauf angepasst und die angepassten Kupplungsparameter im weiteren Betrieb der Kupplung verwendet.

In DE 10 2015 216 071 A1 ist ein Verfahren zur Adaption eines Reibwerts einer Kupplung beschrieben. Das Übertragungsdrehmoment der Kupplung wird durch einen gespeicherten Reibwert ermittelt. An einem Prüfstand, bei dem das

Antriebsdrehmoment bekannt ist und eine Abweichung zwischen

Sollkupplungsdrehmoment und Antriebsdrehmoment erfasst wird, erfolgt die

Adaption des Reibwerts, indem der Reibwert abhängig von der Abweichung angepasst wird.

In DE 10 2010 024 941 A1 ist ein Verfahren zum Steuern eines

Doppelkupplungsgetriebes mit zwei Teilantriebssträngen beschrieben, von denen jeder über eine Kupplung mit einer Brennkraftmaschine koppelbar ist. In dem inaktiven Teilantriebsstrang wird zunächst bei geöffneter Kupplung von einem eingelegten Gang in Neutral gewechselt, anschließend das Schleppmoment der Eingangswelle des inaktiven Teilantriebsstrangs während eines vorgegebenen Zeitraums ermittelt, anschließend die Kupplung des inaktiven Teilantriebsstrangs bis zu einer vorgegebenen Position an der ein Kupplungsmoment übertragen wird

geschlossen und ein Gesamtmoment der Eingangswelle des inaktiven Teilantriebsstrangs während eines vorgegebenen Zeitraums ermittelt. Daraufhin wird das Kupplungsmoment der Eingangswelle des inaktiven Teilantriebsstrangs aus dem Schleppmoment sowie dem Gesamtmoment als der Summe aus Schleppmoment und Kupplungsmoment und anschließend die Tastpunktposition aus dem

Absolutwert des ermittelten Kupplungsmoments sowie der Kupplungskennlinie der Kupplung ermittelt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Ermittlung einer Drehmomentübertragungseigenschaft einer Kupplung zu verbessern.

Bevorzugt soll für die Ermittlung eines Übertragungsdrehmoments der Kupplung eine Drehmomentmessung entbehrlich sein. Die Ermittlung der

Drehmomentübertragungseigenschaft im Betrieb der Kupplung soll einfacher, kostengünstiger und schneller erfolgen.

Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Verfahren zur Ermittlung einer Drehmomentübertragungseigenschaft einer Kupplung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann eine während des Betriebs erfolgende Ermittlung der Drehmomentübertragungseigenschaft der Kupplung bewirkt werden. Das Verfahren kann regelmäßig durchgeführt werden. Dadurch kann die Kupplung zuverlässiger und genauer betrieben werden.

Die Kupplung kann in einem Fahrzeug wirksam sein. Die Kupplung kann eine automatisierte und/oder halbautomatisierte Kupplung sein. Das Antriebselement kann ein Verbrennungsmotor und/oder ein Elektromotor sein. Das Abtriebselement kann zumindest ein Differenzialgetriebe und/oder ein Fahrzeugrad und/oder eine Antriebsachse sein. Das Verfahren kann bei stehendem Fahrzeug und/oder bei nichtdrehendem Abtriebselement durchgeführt werden.

Das Verfahren kann während eines Betriebs des Fahrzeugs zur Adaption der Kupplungsbetätigung angewendet werden. Die

Drehmomentübertragungseigenschaft kann wenigstens ein Tastpunkt der Kupplung sein, der sich aus dem ersten Übertragungsdrehmoment und der ersten

Schließstellung berechnen lässt. Die dem ermittelten Übertragungsdrehmoment entsprechende erste Schließstellung kann als diesem Übertragungsdrehmoment im weiteren Betrieb der Kupplung zugeordneter Tastpunkt verwendet werden und den bisherigen diesem Übertragungsdrehmoment zugeordneten Tastpunkt ersetzen.

Die erste Schließstellung kann ermittelt werden, indem die Kupplung innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne betätigt wird und die erste Schließstellung einer

Betätigungsposition der Kupplung entspricht, bei der ein vorgegebener Schwellwert erreicht ist. Der Schwellwert kann ein Drehzahlgradientenwert der ersten Drehzahl und/oder ein Drehzahlwert der ersten Drehzahl sein.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Antriebsdrehzahl eine

Leerlaufdrehzahl des Antriebselements. Insbesondere ist die Leerlaufdrehzahl während der Ermittlung des Übertragungsdrehmoments annähernd konstant.

In einer speziellen Ausführung der Erfindung wird die Kupplung sprunghaft in die erste Schließstellung betätigt. Die Kupplung kann ausgehend von der

Öffnungsstellung in die erste Schließstellung innerhalb einer ersten Zeitspanne betätigt werden, wobei die erste Zeitspanne kleiner gleich 1 s, 0,5 s, 0,3 s, 0,2 s, 0,1 s, 0,05 s oder 0,01 s ist.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung entspricht die erste Schließstellung einer Betätigungsposition der Kupplung zwischen der Öffnungsstellung und einer maximalen Schließstellung. Bei der ersten Schließstellung kann das erste

Übertragungsdrehmoment kleiner als das maximale über die Kupplung übertragbare Übertragungsdrehmoment sein.

In einer speziellen Ausführung der Erfindung wird die Kupplung in die erste

Schließstellung betätigt, wenn eine erste Bedingung, nach der die Abtriebsdrehzahl und/oder die erste Drehzahl über einen ersten Zeitraum hinweg Null ist, erfüllt ist

In einer speziellen Ausführung der Erfindung wird zusätzlich ein bei geöffneter Kupplung abhängig von einem zweiten Drehzahlgradienten der ersten Drehzahl abhängiges kupplungsausgangsseitiges Schleppmoment ermittelt. Das

kupplungsausgangsseitige Schleppmoment kann ein Reibmoment, insbesondere wenigstens eines Lagers umfassen.

ln einer bevorzugten Ausführung der Erfindung entspricht der erste Drehzahlgradient dem Übertragungsdrehmoment abzüglich dem kupplungsausgangsseitigen

Schleppmoment. Der zweite Drehzahlgradient kann dem kupplungsausgangsseitigen Schleppmoment entsprechen. Auch kann das kupplungsausgangsseitige

Schleppmoment aus Systemvermessungen und/oder bei einem anderen

Kupplungsbetätigungsvorgang und/oder bei einem anderen Durchlauf der Routine zur Ermittlung des Übertragungsdrehmoments bereits ermittelt worden sein.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird die Kupplung nach der ersten Schließstellung in die Öffnungsstellung gebracht und dabei erfolgt die Ermittlung des kupplungsausgangsseitigen Schleppmoments.

In einer speziellen Ausführung der Erfindung wird die Kupplung sprunghaft in die Öffnungsstellung gebracht. Die Kupplung kann ausgehend von der ersten

Schließstellung in die Öffnungsstellung innerhalb einer zweiten Zeitspanne gebracht werden, wobei die zweite Zeitspanne kleiner gleich 1 s, 0,5 s, 0,3 s, 0,2 s, 0,1 s, 0,05 s oder 0,01 s ist.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Kupplungsausgang während der Ermittlung des kupplungsausgangsseitigen Schleppmoments freidrehend.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.

Figurenbeschreibung

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:

Figur 1 : Einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer Kupplung, bei der ein

Verfahren zur Ermittlung einer Drehmomentübertragungseigenschaft in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung durchführbar ist.

Figur 2: Ein Blockdiagramm eines Verfahrens in einer weiteren speziellen

Ausführungsform der Erfindung.

Figur 3: Kurvendiagramme bei Anwendung eines Verfahrens in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 1 zeigt einen Antriebsstrang 10 eines Fahrzeugs mit einer Kupplung 12, bei der ein Verfahren zur Ermittlung einer Drehmomentübertragungseigenschaft in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung durchführbar ist. Die Kupplung 12 ist wirksam zwischen einem Antriebselement 14, hier einem Verbrennungsmotor und einem Abtriebselement 16, hier einer Antriebsachse angeordnet.

Die Kupplung 12 weist einen Kupplungseingang 18 auf, der mit dem Antriebselement 14 verbunden ist. Das Antriebselement 14 kann im Betrieb eines Antriebsdrehzahl we aufweisen. Weiterhin weist die Kupplung 12 einen Kupplungsausgang 20 auf, der bei Kupplungsbetätigung mit dem Kupplungseingang 18 wirksam, insbesondere reibschlüssig, verbunden werden kann und dadurch ein Übertragungsdrehmoment zwischen dem Kupplungseingang 18 und dem Kupplungsausgang 20 übertragen kann. Der Kupplungsausgang 20 ist mit dem Abtriebselement 16 über ein Getriebe 22 gekoppelt. Das Getriebe 22 ist wirksam zwischen dem Kupplungsausgang 20 und dem Abtriebselement 16 angeordnet. In einer Neutralstellung entkoppelt das

Getriebe 22 den Kupplungsausgang 20 und das Abtriebselement 16. Dadurch ist eine kupplungsausgangsseitige erste Drehzahl w 1 unabhängig von einer

Abtriebsdrehzahl wa des Abtriebselements 16.

In Figur 2 ist ein Blockdiagramm eines Verfahrens 100 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dem Verfahren 100 zur Ermittlung einer Drehmomentübertragungseigenschaft der Kupplung soll insbesondere das Übertragungsdrehmoment bei einer vorgegebenen ersten Schließstellung der Kupplung ermittelt werden.

Die Ermittlung des Übertragungsdrehmoments erfolgt erst, wenn die

Abtriebsdrehzahw l wa und/oder die erste Drehzahl w1 gleich Null ist. Dies ist

beispielsweise bei einem Stillstand des Fahrzeugs, in dem die Kupplung wirksam angeordnet ist, gegeben. Weiterhin erfolgt die Ermittlung des

Übertragungsdrehmoments erst, wenn das Getriebe in Neutralstellung 102 ist und das Antriebselement in Betrieb ist und dabei mit einer Antriebsdrehzahl we dreht.

Erst wenn diese Bedingungen erfüllt sind, erfolgt eine Einleitung 104 des Verfahrens. Das Antriebselement befindet sich dabei in Betrieb und dreht insbesondere mit einer Antriebsdrehzahl we die der Leerlaufdrehzahl we,0 entspricht. Die Leerlaufdrehzahl we 0 bleibt während der Ermittlung des Übertragungsdrehmoments annähernd konstant.

Die Kupplung wird im Fall einer geschlossenen Kupplung nach Einleitung 104 zunächst in eine Öffnungsstellung gebracht. Ist die Kupplung vor Einleitung 104 bereits in der Öffnungsstellung, wird die Kupplung in der Öffnungsstellung belassen. Anschließend wird die Kupplung in eine erste Schließstellung L 1 betätigt, wodurch die erste Drehzahl w1 ansteigt und dabei einen ersten Drehzahlgradienten w1 aufweist. Zwischen der Bewirkung der Öffnungsstellung und der ersten Schließstellung ist ein erster Zeitraum t1 einzuhalten, damit auch die erste Drehzahl ausreichend abfallen, insbesondere gleich Null sein kann.

Anschließend erfolgt eine Erfassung 106 des ersten Drehzahlgradienten w1 und eine Ermittlung 108 von dem der ersten Schließstellung L 1 zugeordneten ersten

Übertragungsdrehmoment L4i zumindest abhängig von dem erfassten ersten

Drehzahlgradienten ώ1. Dadurch kann eine während des Betriebs erfolgende

Ermittlung der Drehmomentübertragungseigenschaft der Kupplung bewirkt werden. Das Verfahren kann regelmäßig durchgeführt werden. Dadurch kann die Kupplung zuverlässiger und genauer betrieben werden.

Figur 3 zeigt Kurvendiagramme bei Anwendung eines Verfahrens in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. In Figur 3 a) ist ein zeitlicher Verlauf der Abtriebsdrehzahl wa, in Figur 3 b) ist ein zeitlicher Verlauf der Betätigungsposition L der Kupplung und in Figur 3 c) ist ein zeitlicher Verlauf der Antriebsdrehzahl we und der ersten Drehzahl w1 abgebildet.

Das Verfahren wird während eines Stillstands des Fahrzeugs, beispielsweise an einer Ampelkreuzung angewendet, bei dem eine Abtriebsdrehzahl wa gleich Null vorliegt, wie dies beispielhaft aus dem zeitlichen Verlauf der Abtriebsdrehzahl in Figur 3 a) hervorgeht. Dabei ist das Antriebselement in Betrieb und dreht mit einer Antriebsdrehzahl die einer Leerlaufdrehzahl we,0 des Antriebselements entspricht. Die Kupplung ist bereits in einer Öffnungsstellung L0 und das Getriebe ist in

Neutralstellung. Die erste Drehzahl ist gleich Null. Die Kupplung wird in die erste Schließstellung L1 betätigt, wenn zusätzlich eine erste Bedingung, nach der die erste Drehzahl w 1 über einen ersten Zeitraum t1 hinweg Null sein soll, erfüllt ist. Erst dann wird die Kupplung in die erste Schließstellung L1 betätigt.

Die Kupplung wird sprunghaft von der Öffnungsstellung L0 in die erste

Schließstellung L1 betätigt. Die erste Schließstellung L1 entspricht einer

Betätigungsposition der Kupplung zwischen der Öffnungsstellung L0 und einer maximalen Schließstellung Lmax. Durch die erste Schließstellung L1 der Kupplung steigt die erste Drehzahl w 1 an und weist dabei zumindest einen ersten

Drehzahlgradienten ώ1 auf. Der erste Drehzahlgradient ώ1 wird erfasst und das der ersten Schließstellung L1 zugeordnete erste Übertragungsdrehmoment zumindest abhängig von dem erfassten ersten Drehzahlgradienten ώ1 ermittelt.

Weiterhin wird zur Ermittlung des ersten Übertragungsdrehmoments ein zweiter Drehzahlgradient ώ2 der ersten Drehzahl w1 erfasst, indem die Kupplung von der ersten Schließstellung L1 sprunghaft in die Öffnungsstellung L0 gebracht wird. Das Getriebe ist dabei nach wie vor in Neutralstellung und der Kupplungsausgang ist freidrehend. Durch die Öffnungsstellung der Kupplung nimmt die erste Drehzahl mit zumindest einem zweiten Drehzahlgradienten ab. Der zweite Drehzahlgradient ώ2 wird erfasst und bei der Berechnung des ersten Übertragungsdrehmoments berücksichtigt.

Bezugszeichenliste

10 Antriebsstrang

12 Kupplung

14 Antriebselement

16 Abtriebselement

18 Kupplungseingang

20 Kupplungsausgang

22 Getriebe

100 Verfahren

102 Neutralstellung

104 Einleitung

106 Erfassung

108 Ermittlung

L Betätigungsposition

L0 Öffnungsstellung

Li erste Schließstellung

Lmax maximale Schließstellung

M1 erstes Übertragungsdrehmoment

Antriebsdrehzahl

we,0 Leerlaufdrehzahl

Abtriebsdrehzahl

w 1 erste Drehzahl

ώ1 erster Drehzahlgradient

ώ2 zweiter Drehzahlgradient

Dw Drehzahldifferenz

t1 erster Zeitraum