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WO2011029670A1 - Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der genauigkeit eines kupplungsmomentes einer kupplung in einem automatisierten kupplungssystem in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der genauigkeit eines kupplungsmomentes einer kupplung in einem automatisierten kupplungssystem in einem kraftfahrzeug Download PDF

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WO2011029670A1
WO2011029670A1 PCT/EP2010/061188 EP2010061188W WO2011029670A1 WO 2011029670 A1 WO2011029670 A1 WO 2011029670A1 EP 2010061188 W EP2010061188 W EP 2010061188W WO 2011029670 A1 WO2011029670 A1 WO 2011029670A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
clutch
aktuatorstellweg
correction value
torque
predetermined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2010/061188
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Danny Mueller
Kaspar Schmoll Genannt Eisenwerth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO2011029670A1 publication Critical patent/WO2011029670A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F16D2500/704—Output parameters from the control unit; Target parameters to be controlled
    • F16D2500/70402—Actuator parameters
    • F16D2500/7041—Position
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    • F16D2500/70—Details about the implementation of the control system
    • F16D2500/706—Strategy of control
    • F16D2500/70605—Adaptive correction; Modifying control system parameters, e.g. gains, constants, look-up tables

Definitions

  • Clutch torque of a clutch in an automated clutch system in a motor vehicle in which an electromechanical actuator performs a predetermined Aktuatorstellweg and thus adjusts the clutch torque of the clutch via a hydraulic line system and an apparatus for performing the method.
  • the path is determined on the disengaging pressure plate, which is controlled on this release travel the friction torque on the clutch.
  • the clutch actuation is carried out by an actuated by a control unit electromechanical actuator whose forces are transmitted hydraulically to the clutch.
  • a displacement sensor is arranged on it, if possible.
  • an open hydraulic system which has a balancing bore on the electromechanical actuator (Schnüffelbeckleiterkeit)
  • it may due to centrifugal forces, which is due to the speed of the drive unit connected to the clutch to the rotating parts of the clutch to an unwanted movement at the disengaging Pressure plate come.
  • Such movements of the disengaging pressure plate can, in the case where there is no displacement sensor on the pressure plate, therefore, in the control a coupling process and thus in the adjustment of Aktuatorstellweges the electromechanical actuator are not taken into account.
  • the inventive method for improving the accuracy of a clutch torque of a clutch in an automated clutch system of a motor vehicle having the features of claim 1 has the advantage that the torque accuracy after suddenly changing system Eigen- shafts of the clutch, in which the travel of the clutch is no longer directly proportional to Aktuatorstellweg is adjustable, such as in a tension of the disengaging pressure plate is maintained.
  • the parameter representing the state of the clutch is the speed of the clutch.
  • the Anpressmechanik the clutch does not return to its initial position due to the rotational speed due to deflection due to friction, terminals and / or hysteresis, which is why on the path sensor contained in the electromechanical actuator no reliable conclusions can be drawn more about the clutch torque.
  • the speed thus causes a system critical condition, which is corrected by the correction factor.
  • the erratic deviation from the path-moment relationship due to the high speed is thus unproblematic.
  • the correction value is constant.
  • the correction value can simply be determined as a function of a preceding speed as a function of a preceding speed and is stored in the control unit for the clutch control before the start of a journey.
  • a correction value is immediately available at the start of travel of the vehicle, which is why when critical system properties occur, such as a high speed, for example, reacts immediately and the clutch torque can be corrected.
  • the correction value can be variably changed as a function of the parameter determined before opening and re-closing the clutch. This results in a smooth adaptation of the correction value to the respective preceding rotational speed value of the clutch, whereby the accuracy of the set clutch torque is increased, since the tension of the release system of the clutch can assume different states at different speeds.
  • the correction value is determined from an actuator travel, which is determined at a predetermined clutch torque.
  • the behavior of the clutch over the service life and the occurring clutch wear is taken into account. Therefore, the determination of the correction value is repeated at regular intervals to re-examine the behavior of the described speed effect.
  • the correction value is determined by after requesting a
  • Aktuatorstellweg is measured and from the first, second and third Aktuatorstellweg the correction value is determined.
  • the correction value can be quantified and can be used for system diagnostics. In such a
  • the determination of the correction value for diagnostic purposes can be done at any time during the drive of the vehicle. Therefore, any changes in the system characteristics of the coupling can be reacted immediately. In addition, it is possible to carry out the determination of the correction value within the scope of regular workshop intervals.
  • the coupling designed as a disconnect clutch which in the closed state connects a drive train of the motor vehicle which is driven by a first drive unit to a second drive unit, is controlled in such a way that the second drive unit is coupled to the first drive unit to determine the parameter and after exceeding the predetermined value by the parameter, the clutch is opened, wherein the vehicle is driven only by the first drive unit and after re-coupling the second drive unit to the first drive unit, whereby the vehicle is driven by both drive units, the current Aktuatorstellweg means the correction value is pre-controlled.
  • the inventive method can also be used without problems in hybrid vehicles, where the Trennkupp- ment of the two drive units is designed as a friction clutch.
  • a further development of the invention relates to a device for improving the accuracy of a clutch torque of a clutch in an automated clutch system in a motor vehicle, in which an electromechanical actuator performs a predetermined Aktuatorstellweg and thus sets the clutch torque of the clutch via a hydraulic line system.
  • an electromechanical actuator performs a predetermined Aktuatorstellweg and thus sets the clutch torque of the clutch via a hydraulic line system.
  • an association between the actuation travel path and the clutch torque is stored in the control device, wherein the control device controls the electromechanical actuator for setting the Aktuatorstellweges.
  • the control of the clutch takes place on the basis of a clutch characteristic which assigns the desired clutch torque Aktuatorstellweg, which is output by the control unit to the electromechanical actuator.
  • a displacement sensor is arranged in the electromechanical actuator, which is connected to the control unit for determining the actual Aktuatorstellweges.
  • the control unit detects whether the desired Aktuatorstellweg, which was issued to set a required clutch torque from the control unit to the electromechanical actuator, has actually been set.
  • the electromechanical actuator and the clutch are arranged spatially separated and connected to each other via at least one line containing a hydraulic fluid. Due to the spatial separation of electromechanical actuator and clutch, the individual components can be much easier to implement in the overall design of a vehicle, since they can be arranged to save space.
  • the clutch is designed as a disconnect clutch, which connects or decouples the drive train of the vehicle, which is driven by an electric motor, with an internal combustion engine.
  • Such separating clutches are used in hybrid vehicles and form a central element for driving the vehicle there.
  • the separating clutch wegsensorlos is designed as a friction clutch. A waiver of a displacement sensor on the disengaging pressure plate simplifies the design of the separating clutch crucial.
  • FIG. 1 schematic representation of a parallel hybrid
  • FIG. 1 Schematic representation of an automated coupling system
  • FIG. 4 shows a schematic flowchart for the method for improving the accuracy of the clutch torque
  • FIG. 5 is a schematic flow diagram for an adaptation method of the
  • FIG. 1 shows a hybrid vehicle designed as a parallel hybrid.
  • an electric motor 1 is arranged on the drive shaft 2 of an internal combustion engine 3.
  • the internal combustion engine 3 is connected to the electric motor 1 via a separating clutch 4.
  • the electric motor 1 leads to a starting element, for example a torque converter 6, which is connected to a transmission 7 and assumes the function of a starting clutch.
  • the gear 7 is guided to an axis 8, on which the wheels 9, 10 are arranged, which are driven by the drive train described.
  • the second axle of the vehicle is also driven.
  • the electric motor 1 is powered by a high-voltage battery 1 1 with energy, which is connected via an inverter 12 to the electric motor 1.
  • the electric motor 1 and the internal combustion engine 3 are controlled by a control unit 13.
  • the control unit 13 comprises a memory 14 in which characteristic curves for different operating parameters and correction values are stored.
  • a speed sensor 15 Before the output of the electric motor 1 is located on the drive shaft 2, a speed sensor 15 which is connected to the control unit 13.
  • the automated coupling system 16 containing the separating clutch 4 is shown in more detail in FIG.
  • the control unit 13 is connected to an electrohydraulic actuating element 18 via a communication network 17, which may be designed, for example, as a CAN bus.
  • This electro-hydraulic actuator 18 has an electrical circuit 19 and a hydraulic
  • the hydraulic master cylinder 20 wherein the electrical signals output from the controller 13 are converted into a movement of the hydraulic master cylinder 20 of the electro-hydraulic actuator 18, so that the hydraulic fluid in the hydraulic master cylinder 20 is moved by means of a piston 21 in the overall hydraulic system, the hydraulic master cylinder 20 is connected to a hydraulic line system 22.
  • the hydraulic line system 22 connects the electro-hydraulic actuator 18 to the separating clutch 4, which are both arranged spatially separated in the vehicle, the hydraulic control signals of the electro-hydraulic actuator 18 via the hydraulic line system 22 to the clutch 4 further given and executed by this.
  • the total hydraulic system includes the hydraulic master cylinder 20, a slave cylinder (not shown in the drawing), the line system 22 consisting of rigid and flexible lines, and connecting pieces of the lines which are not further differentiated.
  • the electrohydraulic control element 18 has a compensation opening 23 (sniffer hole) which is opened or closed during the movement of the piston 21 of the master cylinder 20 and in the open state is in communication with a compensation tank, not shown, of the hydraulic system. During the movement of the piston 21 from its rest position, this compensation opening 23 is run over, whereby the connection between the surge tank and the hydraulic line system 22 is interrupted. From this position, the construction of a pressure in the separating clutch 4.
  • the separating clutch 4 is mechanically designed so that it is closed without pressure.
  • a displacement sensor 24 which determines the travel of the piston 21 from a zero position, is arranged on the hydraulic master cylinder 20.
  • the displacement sensor 24 is connected via the communication network 17 with the
  • Control unit 13 connected.
  • the separating clutch 4 has a non-illustrated cover-fixed Primaausschreiber with pulled or depressed hydraulic actuation.
  • the actuator travel is corrected with the correction value in block 107 and the travel of the central disengagement piston 25 is set with this corrected actuator travel travel (block 108).
  • an adaptation method for the correction value is explained, which can be carried out while the vehicle is traveling.
  • an arbitrary point on the torque actuator travel path characteristic is selected.
  • this may be the touch point, which represents the point where the clutch begins to transmit a clutch torque.
  • Under the clutch torque is understood to mean the torque transmitted by the clutch.
  • a speed of the drive train preferably 0 rpm, is set over a defined period of time, which is below the value of the limit speed for the mechanical stresses.
  • a first Aktuatorstellweg is measured in block 203, which adjusts at the touch point of the clutch 4.
  • the speed is then increased to a value above the threshold speed to set the effect, and again a second Aktuatorstellweg under the same boundary conditions (speed, torque) as measured in block 201, which is necessary to the identical clutch torque of block 201 to reach, which is required for the setting of the touch point.
  • a full clutch stroke is performed, that is, the closed separating clutch 4 is opened and then closed again (block 205).
  • the behavior of the speed effect is monitored at multiple speed reference locations such as 4000, 5000, 6000 rpm over the life of the clutch and the clutch wear, and the correction value adjusted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit eines Kupplungsmomentes einer Kupplung in einem automatisierten Kupplungssystem in einem Kraftfahrzeug, bei welchem ein elektromechanischer Aktuator (18) einen vorgegebenen Aktuatorstellweg ausführt und somit über ein Hydraulikleitungssystem (22) das Kupplungsmoment einer Kupplung (4) einstellt. Um die Momentengenauigkeit auch nach sich sprunghaft ändernden Systemeigenschaften der Kupplung, in welchen der Stellweg der Kupplung nicht mehr direkt proportional zum Aktuatorstellweg verstellbar ist, zu gewährleisten, wird bei geschlossener Kupplung ein den Zustand der Kupplung (4) repräsentierender Parameter überwacht und nach Überschreitung eines vorgegebenen Wertes des Parameters beim Wiederschließen der Kupplung (4) der aktuelle Aktuatorstellweg mit einem Korrekturwert beaufschlagt wird.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Genauigkeit eines Kupplungs- momentes einer Kupplung in einem automatisierten Kupplungssvstem in einem
Kraftfahrzeug
Stand der Technik Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit eines
Kupplungsmomentes einer Kupplung in einem automatisierten Kupplungssystem in einem Kraftfahrzeug, bei welchem ein elektromechanischer Aktuator einen vorgegebenen Aktuatorstellweg ausführt und somit über ein Hydraulikleitungssystem das Kupplungsmoment der Kupplung einstellt sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei automatisierten Kupplungssystemen wird der Weg an der ausrückenden Anpressplatte bestimmt, wobei über diesen Ausrückweg das Reibmoment an der Kupplung gesteuert wird. Die Kupplungsbetätigung erfolgt dabei durch einen, von einem Steuergerät angesteuerten elektromechanischen Aktuator, dessen Kräfte hydraulisch auf die Kupplung übertragen werden. Zur direkten Bestimmung des Weges an der ausrückenden Anpressplatte ist an dieser, sofern möglich, eine Wegsensorik angeordnet. Bei einem offenen hydraulischem System, welches eine Ausgleichsbohrung am elektromechanischen Aktuator (Schnüffelmöglichkeit) besitzt, kann es auf Grund von Fliehkräften, welche durch die Drehzahl der mit der Kupplung verbundenen Antriebsaggregaten bedingt ist, an den rotierenden Teilen der Kupplung zu einer unerwünschten Bewegung an der ausrückenden Anpressplatte kommen. Solche Bewegungen der ausrückenden Anpressplatte können, in dem Fall, in welchem keine Wegsensorik an der Anpressplatte vorhanden ist, daher bei der Steuerung eines Kupplungsvorganges und somit bei der Einstellung des Aktuatorstellweges des elektromechanischen Aktuators nicht berücksichtigt werden.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit eines Kupplungsmomentes einer Kupplung in einem automatisierten Kupplungssystem eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist den Vorteil auf, dass die Momentengenauigkeit nach sich sprunghaft ändernden Systemeigen- Schäften der Kupplung, in welchen der Stellweg der Kupplung nicht mehr direkt proportional zum Aktuatorstellweg verstellbar ist, wie beispielsweise bei einer Verspannung der ausrückenden Anpressplatte, erhalten bleibt. Dadurch, dass bei geschlossener Kupplung ein den Zustand der Kupplung repräsentierender Parameter überwacht wird und nach Überschreitung eines vorgegebenen Wertes des Parameters bei dem Wiederschließen der Kupplung der aktuelle Aktuatorstellweg mit einem Korrekturwert beaufschlagt wird, kann die Korrektur des Aktuatorstellweges und somit des Weges der ausrückenden Anpressplatte, durch welchen das Kupplungsmoment eingestellt wird, sofort in jedem Fahrzustand des Fahrzeuges durchgeführt werden. Die adaptierte Kupplungskennlinie wird nicht verändert, da Adaptionen nur auf langsame Systemänderungen reagieren. Auf
Grund der vorliegenden Erfindung wird durch eine am elektromechanischen Ak- tuator vorhandene Sensorik immer eine verlässliche Aussage über den Aktua- torweg und somit indirekt über das von der Kupplung aufgebrachte Moment gemacht.
Vorteilhafterweise ist der den Zustand der Kupplung repräsentierende Parameter die Drehzahl der Kupplung. Bei hohen Drehzahlen, welche beispielsweise über 4000 U/min liegen, kehrt die Anpressmechanik der Kupplung nach einer durch die Drehzahl bedingten Auslenkung infolge von Reibung, Klemmen und/ oder Hysterese nicht wieder in seine Ausgangslage zurück, weshalb über die im elektromechanischen Aktuator enthaltene Wegsensorik keine zuverlässigen Rückschlüsse mehr über das Kupplungsmoment gezogen werden können. Die Drehzahl verursacht somit einen systemkritischen Zustand, welcher durch den Korrekturfaktor behoben wird. Das sprunghafte Abweichen von der Weg- Moment-Beziehung durch die hohe Drehzahl ist somit unproblematisch. In einer Ausgestaltung ist der Korrekturwert konstant. Dies hat den Vorteil, dass der Korrekturwert vor Beginn einer Fahrt einfach als Funktion einer vorangegangenen Drehzahl pauschal ermittelt werden kann und in dem Steuergerät für die Kupplungssteuerung abgelegt wird. Somit steht ein solcher Korrekturwert sofort mit Fahrtbeginn des Fahrzeuges zur Verfügung, weshalb bei Auftreten von kritischen Systemeigenschaften, wie beispielsweise einer zu hohen Drehzahl, sofort reagiert und das Kupplungsmoment korrigiert werden kann.
Alternativ ist der Korrekturwert in Abhängigkeit des vor dem Öffnen und Wiederschließen der Kupplung bestimmten Parameters variabel veränderbar. Dadurch erfolgt eine fließende Anpassung des Korrekturwertes an den jeweiligen vorangegangenen Drehzahlwert der Kupplung, wodurch die Genauigkeit des eingestellten Kupplungsmomentes erhöht wird, da die Verspannungen des Ausrückersystems der Kupplung bei unterschiedlichen Drehzahlen verschiedene Zustände annehmen können.
In einer Weiterbildung wird der Korrekturwert aus einem Aktuatorstellweg ermittelt, welcher bei einem vorgegebenen Kupplungsmoment bestimmt wird. Bei einer solchen Bestimmung des Korrekturwertes wird das Verhalten der Kupplung über der Lebensdauer und dem auftretenden Kupplungsverschleiß berücksichtigt. Deshalb wird die Bestimmung des Korrekturwertes in regelmäßigen Abständen wiederholt, um das Verhalten des beschriebenen Drehzahleffektes neu zu überprüfen. Vorteilhafterweise wird der Korrekturwert bestimmt, indem nach Anliegen einer
Referenzdrehzahl bei dem vorgegebenen Kupplungsmoment ein erster Aktuatorstellweg ermittelt wird, anschließend bei demselben vorgegebenen Kupplungsmoment eine Bestimmung eines zweiten Aktuatorstellweges bei der Drehzahl erfolgt, welche den vorgegebenen Wert der Drehzahl überschreitet und ab- schließend nach einem vollständigen Öffnen und vollständigen Schließen der
Kupplung bei dem vorgegebenen Kupplungsmoment ein dritter Aktuatorstellweg gemessen wird und aus dem ersten, zweiten und dritten Aktuatorstellweg der Korrekturwert ermittelt wird. Durch die mehrfache Adaption des Aktuatorstellweges bei ein- und demselben Kupplungsmoment lässt sich der Korrekturwert quantifizieren und kann zur Systemdiagnose genutzt werden. Bei einer solchen
Diagnose wird die Aktuatorstellung einmal ohne den Drehzahleffekt, anschlie- ßend mit dem Drehzahleffekt und abschließend wieder ohne den Drehzahleffekt durchgeführt. Zur Verbesserung der Genauigkeit des Korrekturwertes können auch mehrere unterschiedliche Drehzahlen als Stützpunkte für die Berechnung verwendet werden.
Die Ermittlung des Korrekturwertes zu Diagnosezwecken kann jederzeit während der Fahrt des Fahrzeuges erfolgen. Daher kann auf auftretende Änderungen in den Systemeigenschaften der Kupplung unverzüglich reagiert werden. Darüber hinaus ist es möglich, die Bestimmung des Korrekturwertes im Rahmen regelmäßiger Werkstattintervalle durchzuführen.
In einer Ausgestaltung wird die als Trennkupplung ausgebildete Kupplung, welche im geschlossenen Zustand einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges, der durch ein erstes Antriebsaggregat angetrieben wird, mit einem zweiten Antriebsaggregat verbindet, derart gesteuert, dass zur Bestimmung des Parameters das zweite Antriebsaggregat an das erste Antriebsaggregat angekuppelt wird und nach Überschreitung des vorgegebenen Wertes durch den Parameter die Kupplung geöffnet wird, wobei das Fahrzeug nur von dem ersten Antriebsaggregat angetrieben wird und nach dem erneuten Ankoppeln des zweiten Antriebsaggregates an das erste Antriebsaggregat, wodurch das Fahrzeug von beiden Antriebsaggregaten angetrieben wird, die aktuelle Aktuatorstellweg mittels des Korrekturwertes vorgesteuert wird. Somit lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch unproblematisch in Hybridfahrzeugen verwenden, wo die Trennkupp- lung der beiden Antriebsaggregate als Reibkupplung ausgebildet ist.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung der Genauigkeit eines Kupplungsmomentes einer Kupplung in einem automatisierten Kupplungssystem in einem Kraftfahrzeug, bei welchem ein elekt- romechanischer Aktuator einen vorgegebenen Aktuatorstellweg ausführt und somit über ein Hydraulikleitungssystem das Kupplungsmoment der Kupplung einstellt. Zur Verbesserung der Momentengenauigkeit nach sich ändernden Systemeigenschaften der Kupplung, in welchen der Stellweg der Kupplung nicht mehr direkt proportional zum Aktuatorstellweg verstellbar ist, sind Mittel vorhan- den, welche bei geschlossener Kupplung ein den Zustand der Kupplung repräsentierenden Parameter überwachen und nach Überschreitung eines vorgege- benen Wertes des Parameters beim Wiederschließen der Kupplung den aktuellen Aktuatorstellweg mit einem Korrekturwert beaufschlagen. Auf eine sofortige Adaption der Kupplungskennlinie, welche in einem die Kupplung ansteuernden Steuergerät abgelegt ist und einen Zusammenhang zwischen dem Kupplungs- moment und dem Aktuatorstellweg darstellt, wird verzichtet. Die nur temporär notwendige Korrektur wird somit im aktuellen Fahrzustand des Fahrzeuges durchgeführt.
In einer Ausgestaltung ist in dem Steuergerät eine Zuordnung zwischen dem Ak- tuatorstellweg und dem Kupplungsmoment abgespeichert, wobei das Steuergerät den elektromechanischen Aktuator zur Einstellung des Aktuatorstellweges ansteuert. Die Ansteuerung der Kupplung erfolgt dabei auf Grund einer Kupplungskennlinie, welche dem gewünschten Kupplungsmoment einen Aktuatorstellweg zuordnet, welcher von dem Steuergerät an den elektromechanischen Aktuator ausgegeben wird.
Vorteilhafterweise ist ein Wegsensor in dem elektromechanischen Aktuator angeordnet, welcher mit der Steuereinheit zur Bestimmung des tatsächlichen Aktuatorstellweges verbunden ist. Auf Grund des von dem Wegsensor ausgegebenen Signals erkennt das Steuergerät, ob der gewünschte Aktuatorstellweg, welcher zur Einstellung eines geforderten Kupplungsmomentes von dem Steuergerät an den elektromechanischen Aktuator ausgegeben wurde, auch tatsächlich eingestellt worden ist. In einer Weiterbildung sind der elektromechanische Aktuator und die Kupplung örtlich getrennt angeordnet und über mindestens eine, eine Hydraulikflüssigkeit enthaltende Leitung miteinander verbunden. Durch die räumliche Trennung von elektromechanischem Aktuator und Kupplung lassen sich die einzelnen Komponenten wesentlich einfacher in dem baulichen Gesamtkonzept eines Fahrzeuges realisieren, da sie Platz sparend angeordnet werden können.
In einer Ausgestaltung ist die Kupplung als Trennkupplung ausgebildet, welche den Antriebsstrang des Fahrzeuges, der von einem Elektromotor angetrieben wird, mit einem Verbrennungsmotor verbindet oder entkoppelt. Solche Trenn- kupplungen kommen in Hybridfahrzeugen zum Einsatz und bilden dort ein zentrales Element für den Antrieb des Fahrzeuges. Vorteilhafterweise ist die Trennkupplung wegsensorlos als Reibkupplung ausgebildet. Ein Verzicht auf einen Wegsensor an der ausrückenden Anpressplatte vereinfacht den konstruktiven Aufbau der Trennkupplung entscheidend.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt:
Figur 1 : schematische Darstellung eines als Parallelhybrid ausgeführte
Hybridfahrzeugs
Figur 2: Prinzipdarstellung eines automatisierten Kupplungssystems
Figur 3: mechanisches Ersatzmodell des Nehmerzylinders in der Trennkupplung
Figur 4: schematisches Ablaufdiagramm für das Verfahren zur Verbesse- rung der Genauigkeit des Kupplungsmomentes
Figur 5: schematisches Ablaufdiagramm für ein Adaptionsverfahren des
Korrekturwertes Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Figur 1 zeigt ein als Parallelhybrid ausgebildetes Hybridfahrzeug. In dieser Ausbildung ist ein Elektromotor 1 auf der Antriebswelle 2 eines Verbrennungsmotors 3 angeordnet. Der Verbrennungsmotor 3 ist über eine Trennkupplung 4 mit dem Elektromotor 1 verbunden. Der Elektromotor 1 führt auf ein Anfahrelement, beispielsweise einen Drehmomentwandler 6, welcher mit einem Getriebe 7 verbunden ist und die Funktion einer Anfahrkupplung übernimmt. Das Getriebe 7 ist an eine Achse 8 geführt, an welcher die Räder 9, 10 angeordnet sind, die von dem beschriebenen Antriebsstrang angetrieben werden. Bei einem Allrad-Fahrzeug wird ausgehend vom Getriebe 7 auch noch die zweite Achse des Fahrzeuges angetrieben. Der Elektromotor 1 wird von einer Hochvoltbatterie 1 1 mit Energie versorgt, welche über einen Inverter 12 mit dem Elektromotor 1 verbunden ist. Gesteuert werden der Elektromotor 1 und der Verbrennungsmotor 3 von einem Steuergerät 13. Das Steuergerät 13 umfasst einen Speicher 14, in welchem Kennlinien für verschieden Betriebsparameter sowie Korrekturwerte abgelegt sind. Vor dem Ausgang des Elektromotors 1 liegt an der Antriebswelle 2 ein Drehzahlsensor 15, der mit dem Steuergerät 13 verbunden ist. Es gibt verschiedene Betriebsbereiche, in welchen ein Parallelhybrid betrieben werden kann. Ein erster Betriebsbereich, in welchem die Trennkupplung 4 geöffnet ist und der Verbrennungsmotor 3 vom Antriebsstrang getrennt und automatisch gestoppt ist, wird als eDrive bezeichnet, da das Hybridfahrzeug rein elektrisch durch den motorisch geschalteten Elektromotor 1 und die in der Hochvolt- batterie 1 1 gespeicherte Energie angetrieben wird. Besteht ein Energiebedarf, welcher von dem Elektromotor 1 allein nicht mehr aufgebracht werden kann, wird der Verbrennungsmotor s automatisch gestartet und an den Antriebsstrang angekuppelt, was durch Schließung der Trennkupplung 4 erfolgt. Der Verbrennungsmotor 3 trägt nun zum Antrieb des Hybridfahrzeuges bei.
Das die Trennkupplung 4 enthaltende automatisierte Kupplungssystem 16 ist in Figur 2 näher dargestellt. Das Steuergerät 13 ist über ein Kommunikationsnetzwerk 17, welches beispielsweise als CAN-Bus ausgebildet sein kann, mit einem elektrohydraulischen Stellelement 18 verbunden. Dieses elektrohydraulische Stellelement 18 weist einen elektrischen Schaltkreis 19 und einen hydraulischen
Geberzylinder 20 auf, wobei die von dem Steuergerät 13 ausgegebenen elektrischen Signale in eine Bewegung des hydraulischen Geberzylinders 20 des elektrohydraulischen Stellelementes 18 umgewandelt werden, so dass die in dem hydraulischen Geberzylinder 20 befindliche Hydraulikflüssigkeit mittels eines Kolbens 21 in dem hydraulischen Gesamtsystem bewegt wird, wobei der hydraulische Geberzylinder 20 mit einem hydraulischem Leitungssystem 22 verbunden ist. Das hydraulische Leitungssystem 22 verbindet das elektrohydraulische Stellelement 18 mit der Trennkupplung 4, welche beide räumlich getrennt im Fahrzeug angeordnet sind, wobei die hydraulischen Stellsignale des elektrohydrauli- sehen Stellelementes 18 über das hydraulische Leitungssystem 22 an die Trennkupplung 4 weiter gegeben und von dieser ausgeführt werden. Zum hydraulischen Gesamtsystem zählen der hydraulische Geberzylinder 20, ein in der Zeichnung nicht weiter dargestellter Nehmerzylinder, das aus starren und flexiblen Leitungen bestehende Leitungssystem 22 sowie nicht weiter differen- zierte Anschlusstücke der Leitungen.
Das elektrohydraulische Stellelement 18 weist eine Ausgleichsöffnung 23 (Schnüffelloch) auf, die bei der Bewegung des Kolbens 21 des Geberzylinders 20 geöffnet oder verschlossen wird und im geöffneten Zustand mit einem nicht weiter dargestellten Ausgleichsbehälter des Hydrauliksystems in Verbindung steht. Bei der Bewegung des Kolbens 21 aus seiner Ruhestellung wird diese Ausgleichsöffnung 23 überfahren, wodurch die Verbindung zwischen dem Ausgleichsbehälter und dem hydraulischen Leitungssystem 22 unterbrochen wird. Ab dieser Position erfolgt der Aufbau eines Druckes in der Trennkupplung 4. Die Trennkupplung 4 ist mechanisch derart konzipiert, dass sie drucklos geschlossen ist.
Darüber hinaus ist an dem hydraulischen Geberzylinder 20 ein Wegsensor 24 angeordnet, welcher den Weg des Kolbens 21 ausgehend von einer Nulllage be- stimmt. Der Wegsensor 24 ist über das Kommunikationsnetzwerk 17 mit dem
Steuergerät 13 verbunden.
Die Trennkupplung 4 weist einen nicht weiter dargestellten deckelfesten Zentralausrücker mit gezogener oder gedrückter hydraulischer Betätigung auf.
Es kann bei hydraulischen Systemen mit einer Ausgleichsbohrung 23 im Geberzylinder 20 auf Grund von durch die Drehzahl bedingten Fliehkräften an den rotierenden Teilen der Trennkupplung 4 zu einer unerwünschten Bewegung am Nehmerzylinder kommen, welche infolge der Verformung des mechanischen Ausrückersystems auftreten. Solche Bewegungen können nicht über das hydraulische System am Geberzylinder 20 erkannt werden. Es ergibt sich ein so genannter„Drehzahl-Memory-Effekt", welcher anhand der Figur 3 aufgezeigt werden soll. Nach einer durch den Drehzahleinfluß der Antriebswelle 2 bedingten Auslenkung durch die Kraft FDZ kehrt der Zentralausrückerkolben 25, der die Masse m aufweist, und an welchem die ausrückende Anpressplatte befestigt ist und der zwischen einer Tellerfeder 26 und einer Ausrückfeder 27 angeordnet ist, auf Grund von Reibung, Klemmen usw. nicht wieder in seine ursprüngliche Lage zurück. Dies führt zu Schwankungen in der Nulllage des Zentralausrückerkolbens 25. Die Korrektur dieses„Drehzahl-Memory-Effektes" soll anhand des Verfahrens erläutert werden, welches in Figur 4 dargestellt ist. Im Block 101 wird in Feldversuchen vor der Inbetriebnahme der Kupplungssteuerung des Fahrzeuges ein pauschaler Korrekturfaktor in Abhängigkeit einer vorangegangenen Drehzahl ermittelt, welcher in dem Speicher 14 des Steuergerätes 13 abgespeichert wird. Bei Inbetriebnahme des Fahrzeuges im Block 102 werden der Verbrennungsmotor 3 und der Elektromotor 1 aktiviert, so dass beide Antriebsaggregate 1 , 3 einen Betrag zum Antrieb des Fahrzeuges leisten. Dabei wird die Drehzahl an der Antriebswelle 2 hinter dem Verbrennungsmotor 3 mittels des Drehzahlsensors 15 überwacht und die maximale Drehzahl ermittelt (Block 103). Dabei wird festge- stellt, ob die maximale Drehzahl den Wert von einem applizierbaren Grenzwert überschreitet. Im Block 104 wird anschließend die Trennkupplung 4 geöffnet, wodurch der Verbrennungsmotor 3 von dem Elektromotor 1 abgekoppelt wird und das Fahrzeug nur noch von dem Elektromotor 1 angetrieben wird. Nachdem im Block 105 die Trennkupplung 4 wieder geschlossen wurde, was bedeutet, dass das Fahrzeug wieder von Verbrennungsmotor 3 und Elektromotor 1 gemeinsam angetrieben wird, wird im Block 106, wenn die maximale Drehzahl den Wert des applizierbaren Grenzwertes nicht überschritten hat, die Trennkupplung 4 entsprechend der Kupplungskennlinie, welche in dem Steuergerät 13 ab- gespeichert ist, angesteuert. D.h., dass gemäß dem gewünschten Kupplungsmoment ein aus der Kennlinie ausgelesener Ansteuerwert des Aktuatorstellwe- ges an das elektrohydraulische Stellelement 18 ausgegeben wird, welches somit den Stellweg des Zentralausrückerkolbens 25 der Trennkupplung 4 einstellt (Block 108).
Wurde aber im Block 103 ermittelt, dass die maximale Drehzahl den Wert des applizierbaren Grenzwertes überschritten hat, dann wird im Block 107 der Aktua- torstellweg mit dem Korrekturwert korrigiert und mit diesem korrigierten Aktua- torstellweg der Weg des Zentralausrückerkolbens 25 eingestellt (Block 108). Gemäß Figur 5 soll ein Adaptionsverfahren für den Korrekturwert erläutert werden, welches während der Fahrt des Fahrzeuges durchgeführt werden kann. Im Block 201 wird ein beliebiger Punkt auf der Momenten- Aktuatorstellweg- Kennlinie ausgewählt. Vorteilhafterweise kann dies der Tastpunkt sein, welcher den Punkt darstellt, wo die Kupplung beginnt ein Kupplungsmoment zu übertragen. Unter dem Kupplungsmoment wird dabei das von der Kupplung übertragene Drehmoment verstanden. Im Block 202 wird über einen definierten Zeitraum eine Drehzahl des Antriebsstranges, bevorzugt 0 U/min, eingestellt, welche unter dem Wert der Grenzdrehzahl für die mechanischen Verspannungen liegt. Danach wird im Block 203 ein erster Aktuatorstellweg gemessen, welcher sich bei dem Tastpunkt der Kupplung 4 einstellt. Im Block 204 wird anschließend die Drehzahl auf einen Wert über der Grenzdrehzahl zur Einstellung des Effektes erhöht, und wiederum ein zweiter Aktuatorstellweg unter den gleichen Randbedingungen (Drehzahl, Moment) wie im Block 201 gemessen, welcher notwendig ist, um das identische Kupplungsmoment von Block 201 zu erreichen, welches für die Einstellung des Tastpunktes erforderlich ist. Anschließend wird ein voller Kupplungshub ausgeführt, das heißt die geschlossene Trennkupplung 4 wird geöffnet und anschließend wieder geschlossen (Block 205). Im Block 206 wird nun ein dritter Aktuatorstellweg unter den gleichen Randbedingungen wie bei der Messung im Block 201 , welcher zur Einstellung des Tastpunktes aus Block 201 notwendig ist, ermittelt, da sich nach dem vollen Kupplungshub die Verspannungen an der Kupplung gelöst haben und das Kupplungssystem wieder ohne Einfluss des Drehzahleffektes vorliegt.
Infolge dieses Verfahrens wird das Verhalten des Drehzahleffektes an mehreren Drehzahlstützstellen wie beispielsweise 4000, 5000, 6000 U /min über der Lebensdauer der Kupplung und des Kupplungsverschleißes überwacht und der Korrekturwert angepasst.

Claims

Ansprüche 1 . Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit eines Kupplungsmomentes einer Kupplung in einem automatisierten Kupplungssystem in einem Kraftfahrzeug, bei welchem ein elektromechanischer Aktuator (18) einen vorgegebenen Aktuatorstellweg ausführt und somit über ein Hydraulikleitungssystem (22) das Kupplungsmoment einer Kupplung (4) einstellt, dadurch ge- kennzeichnet, dass bei geschlossener Kupplung (4) ein den Zustand der
Kupplung (4) repräsentierender Parameter überwacht wird und nach Überschreitung eines vorgegebenen Wertes des Parameters bei dem Wiederschließen der Kupplung (4) der aktuelle Aktuatorstellweg mit einem Korrekturwert beaufschlagt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der den Zustand der Kupplung repräsentierende Parameter die Drehzahl der Kupplung (4) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Korrektur- wert konstant ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert in Abhängigkeit des vor dem Öffnen und Wiederschließen der Kupplung (4) bestimmten Parameters variabel veränderbar ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert aus einem Aktuatorstellweg ermittelt wird, welcher bei einem vorgegebenen Kupplungsmoment bestimmt wird. 6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert bestimmt wird, indem nach Anliegen einer Referenzdrehzahl bei dem vorgegebenen Kupplungsmoment ein erster Aktuatorstellweg ermittelt wird, anschließend bei demselben vorgegebenen Kupplungsmoment eine Bestimmung eines zweiten Aktuatorstellweges bei der Drehzahl erfolgt, welche den vorgegebenen Wert der Drehzahl überschreitet, und abschließend nach einem vollständigen Öffnen und vollständigen Schließen der Kupplung bei dem vorgegebenen Kupplungsmoment ein dritter Aktuatorstellweg gemessen wird und aus dem ersten, zweiten und dritten Aktuatorstellweg der Korrekturwert ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des Korrekturwertes während der Fahrt des Fahrzeuges erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des Korrekturwertes im Rahmen regelmäßiger Werkstattintervalle erfolgt.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die als Trennkupplung ausgebildete Kupplung (4), welche im geschlossenen Zustand einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges, der durch ein erstes Antriebsaggregat (1 ) angetrieben wird, mit einem zweiten Antriebsaggregat (3) verbindet, derart gesteuert wird, dass zur Bestimmung des Parameters das zweite Antriebsaggregat an das erste Antriebsaggregat angekuppelt wird und nach Überschreitung des vorgegebenen Wertes durch den Parameter die Kupplung geöffnet wird, wobei das Fahrzeug nur von dem ersten Antriebsaggregat (1 ) angetrieben wird und nach dem erneuten Ankoppeln des zweiten Antriebsaggregates (3) an das erste Antriebsaggregat (1 ), wodurch das Fahrzeug von beiden Antriebsaggregaten (1 ,3) angetrieben wird, der aktuelle Aktuatorstellweg mittels des Korrekturwertes vorgesteuert wird. 10. Vorrichtung zur Verbesserung der Genauigkeit eines Kupplungsmomentes einer Kupplung in einem automatisierten Kupplungssystem in einem Kraftfahrzeug, bei welchem ein elektromechanischer Aktuator (18) einen vorgegebenen Aktuatorstellweg ausführt und somit über ein Hydraulikleitungssystem (22) das Kupplungsmoment der Kupplung (4) einstellt, dadurch gekenn- zeichnet, dass Mittel (13, 14, 15) vorhanden sind, welche bei geschlossener
Kupplung (4) ein den Zustand der Kupplung (4) repräsentierenden Parameter überwachen und nach Überschreitung eines vorgegebenen Wertes des Parameters beim Wiederschließen der Kupplung (4) den aktuellen Aktuatorstellweg mit einem Korrekturwert beaufschlagen.
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass in dem Steuergerät (13) eine Zuordnung zwischen dem Aktuatorstellweg und dem Kupplungsmoment abgespeichert ist, wobei das Steuergerät (13) den elektrome- chanischen Aktuator (18) zur Einstellung des Aktuatorstellweges ansteuert.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegsensor (24) in dem elektromechanischen Aktuator (18) angeordnet ist, welcher mit einer Steuereinheit (13) zur Bestimmung des tatsächlichen Aktuatorstellweges verbunden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, 1 1 oder 12 dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Aktuator (18) und die Kupplung (4) örtlich getrennt angeordnet sind und über mindestens eine, eine Hydraulikflüssigkeit enthaltende Leitung (22) miteinander verbunden sind.
14. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (4) als Trennkupplung ausgebildet ist, welche den Antriebsstrang des Fahrzeuges, welcher von einem Elektromotor (1 ) angetrieben wird, mit einem Verbrennungsmotor (3) verbindet oder entkoppelt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (4) wegsensorlos als Reibkupplung ausgebildet ist.
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