DE102005023538A1

DE102005023538A1 - Doppelkupplungsgetriebe und Verfahren zum Ansteuern einer Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebes

Info

Publication number: DE102005023538A1
Application number: DE102005023538A
Authority: DE
Inventors: Olaf Dr. Werner; Klaus Dr. Küpper; Markus Dr. Baehr; Rainer Praus
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2005-05-21
Publication date: 2006-01-19

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ansteuern einer Kupplung eins Doppelkupplungsgetriebes in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges vorgeschlagen, bei dem zur Schlupfregelung das übertragbare Kupplungsmoment verändert wird, wobei beide Kupplungen der Teilgetriebe zur Schlupfregelung verwendet werden und wobei eine Grobeinstellung des Kupplungsmomentes an der Kupplung des aktiven Teilgetriebes und eine Feineinstellung an der Kupplung des inaktiven Teilgetriebes durchgeführt wird. Ferner wird ein Doppelkupplungsgetriebe, insbesondere ein Parallelschaltgetriebe, in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit zwei Teilgetrieben vorgeschlagen, denen jeweils eine Kupplung zugeordnet ist, wobei zur Schlupfregelung das übertragbare Kupplungsmoment veränderbar ist, indem beide Kupplungen der Teilgetriebe zur Schlupfregelung ansteuerbar sind, und wobei eine Grobeinstellung des Kupplungsmomentes an der Kupplung des aktiven Teilgetriebes sowie eine Feineinstellung an der Kupplung des inaktiven Teilgetriebes vorgesehen ist. Insbesondere ist das vorgeschlagene Doppelkupplungsgetriebe zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebes in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges, bei dem zur Schlupfregelung das übertragbare Kupplungsmoment verändert wird.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Doppelkupplungsgetriebe, insbesondere ein Parallelschaltgetriebe, in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges, mit zwei Teilgetrieben, wobei jedem Teilgetriebe eine Kupplung zugeordnet ist, und wobei zur Schlupfregelung das übertragbare Kupplungsmoment veränderbar ist. Das vorgeschlagene Doppelkupplungsgetriebe ist vorzugsweise zum Durchführen des vorgeschlagenen Verfahrens verwendbar.

Aus der Fahrzeugtechnik sind Verfahren zum Ansteuern einer automatisierten Kupplung, sowie Doppelkupplungsgetriebe in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges bekannt. Um eine Übertragung von z. B. Motorschwingungen auf den Antriebsstrang zu vermeiden, wird bei automatisierten Kupplungen vorgesehen, dass bei bestimmten Drehzahlbereichen ein geringer Schlupf an der Kupplung zugelassen wird. Dadurch kann eine Entkopplung zwischen dem Antriebsstrang und dem Motor realisiert werden, sodass möglicherweise auftretende Schwingungen des Motors nicht auf andere Teile des Fahrzeuges übertragen werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es dabei erforderlich ist, die Differenzdrehzahl an der Kupplung zwischen der Motordrehzahl und der Getriebeeingangsdrehzahl sehr genau einzustellen. Bei einer zu großen Drehzahldifferenz kann ein erhöhter Energieeintrag und somit ein erhöhter Verschleiß an der Kupplung auftreten. Eine zu geringe Differenzdrehzahl kann zum Anhaften der Kupplungsscheiben der Kupplung führen, so dass der Fahrkomfort möglicherweise dadurch verringert wird.

Bei aus der Fahrzeugtechnik bekannten Verfahren wird zur Schlupfregelung das zu übertragende Kupplungsmoment verändert, um die Differenzdrehzahl entsprechend einzustellen.

Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Doppelkupplungsgetriebe und ein Verfahren zur Ansteuerung einer automatisierten Kupplung der eingangs genannten Gattungen vorzuschlagen, um die Schlupfregelung weiter zu verbessern, so dass der Fahrkomfort erheblich gesteigert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Ansteuern einer Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebes in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges gelöst, bei dem zur Schlupfregelung das übertragbare Kupplungsmoment verändert wird, wobei beide Kupplungen der Teilgetriebe zur Schlupfregelung verwendet werden, und wobei eine Grobeinstellung des Kupplungsmomentes vorzugsweise an der Kupplung des aktiven Teilgetriebes und eine Feineinstellung beispielsweise an der Kupplung des inaktiven Teilgetriebes durchgeführt wird. Auf diese Weise wird eine Modulation des Kupplungsmomentes bzw. der gewünschten Differenzdrehzahl zur Regelung der jeweils schlupfenden Kupplungen der einzelnen Antriebsstränge des Doppelkupplungsgetriebes realisiert. Insbesondere kann dazu die jeweilige Charakteristik der Kupplungskennlinie der einzelnen automatisierten Kupplungen und das Übersprechverhalten zwischen den Kupplungen in vorteilhafter Weise ausgenutzt werden, um eine optimale Schlupfregelung zu gewährleisten.

Eine mögliche Variante der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass, wenn die Kupplung des aktiven Teilgetriebes das vollständige vom Gesamtantriebsstrang zu übertragende Moment überträgt, die Feineinstellung durch Betätigung der Kupplung des inaktiven Teilgetriebes durchgeführt wird. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass das Übersprechverhalten zwischen den beiden Kupplungen ausgenutzt wird. Bei dieser Konstellation ist in der Regel die Getriebewelle des aktiven Teilgetriebes mit einem Gang gekoppelt, so dass die Kupplung des aktiven Teilgetriebes aktiv das Moment überträgt. Die Getriebewelle des inaktiven Teilgetriebes ist in der Regel im Neutralzustand, so dass die Kupplung des inaktiven Teilgetriebes im Wesentlichen kein Moment überträgt.

Durch die Betätigung der Kupplung des inaktiven Teilgetriebes kann eine Änderung des übertragbaren Kupplungsmomentes an der Kupplung des aktiven Teilgetriebes erreicht werden. Dies wird durch das vorhandene Übersprechverhalten zwischen den beiden Kupplungen bewirkt. Durch das Übersprechverhalten kann beispielsweise eine Positionsänderung bei der einen Kupplung auch eine Änderung des übertragbaren Moments an der anderen Kupplung des weiteren Teilgetriebes realisiert werden. Dadurch kann eine Feineinstellung der Differenzdrehzahl auf einfachste Weise ermöglicht werden.

Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Übersprechverhalten zwischen den beiden Kupplungen zur besseren Schlupfregelung adaptiert wird. Dazu kann vorzugsweise eine auftretende Änderung der Motordrehzahl nach einer durch die Schlupfregelung geforderten Änderung des Kupplungsmomentes registriert und entsprechend ausgewertet werden. Beispielsweise kann zum Erfassen und gleichzeitigen Auswerten ein Beobachter oder dergleichen verwendet werden, um eine tatsächliche Änderung des Kupplungsmomentes zu erfassen. Es ist jedoch auch denkbar, dass andere Mittel dazu verwendet.

Das Übertragungsverhalten bzw. das Übersprechverhalten kann vorzugsweise bei statistisch abgesicherten Abweichungen des Kupplungsmomentes gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung angepasst werden, so dass eine entsprechende Adaption des Übersprechverhaltens zwischen den beiden Kupplungen sicher gestellt wird.

Neben der Adaption des Übertragungsverhaltens sollte auch eine Adaption der Kupplungskennlinien der einzelnen Kupplungen der Teilgetriebe durchgeführt werden. Zur Adaption der Kupplungskennlinien kann beispielsweise ein ständiger Abgleich zwischen dem Motormoment und dem Kupplungsmoment durchgeführt und ausgewertet werden. Es sind jedoch auch andere Adaptionsmöglichkeiten denkbar.

Eine weitere Variante der vorliegenden Erfindung kann eine Konstellation betreffen, bei der beide Getriebewellen der einzelnen Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes mit einem Gang gekoppelt sind. Bei dieser möglichen Konstellation des Doppelkupplungsgetriebes wird in der Regel die Getriebewelle des inaktiven Teilgetriebes mit einem niedrigeren Gang gekoppelt, wobei die Getriebewelle des aktiven Teilgetriebes, welches das hauptsächliche Antriebsmoment überträgt, mit einem höheren Gang gekoppelt ist. Die mit der Getriebewelle des inaktiven Teilgetriebes gekoppelten Kupplung wird derart betätigt, dass die Kupplungsscheiben nur leicht aneinander gelegt sind, um auftretende Reibleistungen möglichst zu vermeiden bzw. zu reduzieren. Bei der vorbeschriebenen Konstellation kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das zur optimalen Schlupfregelung erforderliche Steuer- oder Regelmoment auf beide Kupplungen der Teilgetriebe verteilt wird. Vorzugsweise kann es auf die Kupplungen aufgeteilt werden.

Gemäß einer nächsten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Grobeinstellung des Kupplungsmomentes zur Schlupfregelung über die aktive Kupplung und die Feineinstellung wiederum über die inaktive Kupplung durchgeführt wird, wobei bei der Feineinstellung die besonders günstigen Eigenschaften der Kupplungskennlinie im unteren Momentenbereich ausgenutzt werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch durch ein Doppelkupplungsgetriebe, insbesondere einem Parallelschaltgetriebe in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges, mit zwei Teilgetrieben gelöst werden, wobei jedem Teilgetriebe eine Kupplung zugeordnet ist, und wobei zur Schlupfregelung das übertragbare Kupplungsmoment veränderbar ist, und wobei beide Kupplungen der Teilgetriebe zur Schlupfregelung ansteuerbar sind, wobei eine Grobeinstellung des Kupplungsmomentes an der Kupplung des aktiven Teilgetriebes und eine Feineinstellung an der Kupplung des inaktiven Teilgetriebes vorgesehen ist. Insbesondere kann das vorgeschlagene Doppelkupplungsgetriebe zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine mögliche Kupplungskennlinie mit einer beispielhaft dargestellten Momentenauflösung bei einem hohen und bei einem niedrigen Kupplungsmoment;
2 ein Diagramm mit einem Verlauf eines Kupplungsmomentes bei einer aktiven Kupplung eines Teilgetriebes, welches über dem Ausrückweg einer inaktiven Kupplung eines weiteren Teilgetriebes dargestellt ist; und
3 ein weiteres Diagramm mit verschiedenen Verläufen des Kupplungsmomentes der aktiven Kupplung über dem Ausrückweg der inaktiven Kupplung.
In 1 ist eine Kennliniencharakteristik anhand einer Kupplungskennlinie der Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebes, insbesondere eines Parallelschaltgetriebes, dargestellt.
Anhand des gezeigten Verlaufes der Kupplungskennlinie ist die Momentenauflösung als Ableitung des Kupplungsmomentes in Abhängigkeit des Ausrückweges bzw.
Betätigungsweges S bei hohen und niedrigen Momenten dargestellt. Daraus ergibt sich, dass bei niedrigen Momenten eine bessere, präzisere Regelung als bei hohen Momenten möglich ist. Dies wird durch die exemplarisch dargestellten Momentenauflösungen deutlich, welche durch Pfeile in 1 angedeutet sind.
In 2 ist der Momentenverlauf einer aktiven Kupplung, also einer Kupplung, die das gesamte Moment des Antriebsstrangs überträgt, über dem Betätigungsweg einer inaktiven Kupplung dargestellt. Aus diesem Verlauf ergibt sich das Übersprechverhalten zwischen den beiden Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes. Dies wird daraus ersichtlich, dass bei Ausrückwegänderungen an der einen Kupplung Änderungen des übertragbaren Kupplungsmomentes der anderen Kupplung bewirkt werden. Dieser Zusammenhang kann der eingezeichneten hohen Momentenauflösung und der dazu korrespondierenden Wegauflösung in 2 entnommen werden.
In 3 sind mehrere Verläufe des Kupplungsmomentes bei der aktiven Kupplung über dem Ausrückweg bzw. Betätigungsweg S der inaktiven Kupplung gezeigt. Dabei sind die verschiedenen Verläufe des Kupplungsmomentes bei unterschiedlichen Ausrückwegen der aktiven Kupplung von 15 mm bis 19 mm dargestellt worden.

Claims

Verfahren zum Ansteuern einer Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebes in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges, bei dem zur Schlupfregelung das übertragbare Kupplungsmoment verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kupplung der Teilgetriebe zur Schlupfregelung verwendet wird, wobei eine Grobeinstellung des Kupplungsmomentes an der Kupplung des aktiven Teilgetriebes und eine Feineinstellung an der Kupplung des inaktiven Teilgetriebes durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Kupplung des aktiven Teilgetriebes das gesamte vom Antriebsstrang zu übertragende Moment überträgt, die Feineinstellung durch Betätigung der Kupplung des inaktiven Teilgetriebes durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Betätigung der Kupplung des inaktiven Teilgetriebes eine Änderung des übertragbaren Kupplungsmomentes an der Kupplung des aktiven Teilgetriebes durchgeführt wird, indem das Übersprechverhalten zwischen den beiden Kupplungen verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersprechverhalten zwischen den Kupplungen der Teilgetriebe adaptiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Adaption des Übersprechverhaltens eine Änderung der Motordrehzahl nach einer durch die Schlupfregelung geforderten Änderung des Kupplungsmomentes durch einen Beobachter ausgewertet wird, sodass tatsächliche Änderungen des Kupplungsmomentes erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsverhalten bei einer statistisch abgesicherten Abweichung des Kupplungsmomentes entsprechend angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn beide Getriebewellen der Teilgetriebe mit einem Gang gekoppelt sind, auf beide Kupplungen das Steuer- oder Regelmoment zur Schlupfregelung verteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobeinstellung des Kupplungsmomentes durch die Kupplung des aktiven Teilgetriebes durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feineinstellung des Kupplungsmomentes durch die Kupplung des inaktiven Teilgetriebes unter Ausnutzung der Charakteristik der Kupplungskennlinie im unteren Momentenbereich durchgeführt wird.
Doppelkupplungsgetriebe, insbesondere Parallelschaltgetriebe, in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges, mit zwei Teilgetrieben, wobei jedem Teilgetriebe eine Kupplung zugeordnet ist und wobei zur Schlupfregelung das übertragbare Kupplungsmoment veränderbar ist, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Kupplungen der Teilgetriebe zur Schlupfregelung ansteuerbar sind, wobei eine Grobeinstellung des Kupplungsmomentes an der Kupplung des aktiven Teilgetriebes und eine Feineinstellung an der Kupplung des inaktiven Teilgetriebes vorgesehen ist.