DE102007053706B4

DE102007053706B4 - Verfahren zur Steuerung mindestens einer Reibkupplung

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Publication number: DE102007053706B4
Application number: DE102007053706.0A
Authority: DE
Inventors: Dr. Lückmann Thomas; Ioannis Botonakis; Dr. Damm Ansgar
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2007-11-10
Filing date: 2007-11-10
Publication date: 2021-09-16
Anticipated expiration: 2027-11-11
Also published as: DE102007053706A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung mindestens einer Reibkupplung eines Kraftfahrzeuges, wobei die Reibkupplung Kupplungsplatten aufweist und wobei eine Temperatur (7, 8, 9, 10, 11, 12) mindestens einer Kupplungsplatte bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Temperaturgradient (13, 14, 15, 16) innerhalb der jeweiligen Kupplungsplatte, nämlich mindestens eine Temperaturdifferenz innerhalb der Kupplungsplatte, bestimmt wird und aufgrund der ermittelten Daten und eines Temperaturmodells eine aktuelle Stellkennlinie (2, 3, 4) in Abhängigkeit einer bereits abgespeicherten Kennlinie (1) zur Steuerung der Reibkupplung bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung mindestens einer Reibkupplung, insbesondere einer Doppelkupplung mit zwei Reibkupplungen, eines Kraftfahrzeuges, wobei die Reibkupplung Kupplungsplatten vzw. eine Anpressplatte und eine Zentralplatte aufweist und wobei eine Temperatur mindestens einer, vzw. mehrerer Kupplungsplatten bestimmt wird.
Doppelkupplungen, insbesondere Doppelkupplungen für Doppelkupplungsgetriebe, teilen das zu übertragende Drehmoment auf, nämlich auf zwei verschiedene Getriebeeingangswellen eines Doppelkupplungsgetriebes. Die vzw. mit der ersten Gangstufe der ersten Eingangswelle verbindbare, erste Reibkupplung ist im Allgemeinen die thermisch höher belastete Reibkupplung, weil diese Reibkupplung während des Anfahrens hier besonders entstehende Wärme abführen muss. Der Kraftfluss wird zwischen der Motorwelle und zwei Reibkupplungen übertragen. Reibkupplungen, insbesondere Trockenkupplungen, übertragen ein Drehmoment kraftschlüssig durch Reibungskräfte von der Motorwelle auf eine - oder im Fall von Doppelkupplungen - auf zwei Getriebeeingangswellen.
Aus der DE 101 34 118 A1 ist eine Doppelkupplung mit zwei trockenen Reibkupplungen bekannt. Jede Reibkupplung weist dabei vzw. mehrere Kupplungsplatten auf, wobei hier zwischen zwei benachbarten Kupplungsplatten eine Kupplungsscheibe angeordnet ist. Die Kupplungsplatten sind vzw. drehfest mit einer Motorwelle verbunden. Die Kupplungsscheiben sind vzw. drehfest mit einer Getriebeeingangswelle verbunden. Im geöffneten Zustand der Reibkupplung ist die Kupplungsscheibe bzw. sind die Kupplungsscheiben durch einen Luftspalt von den Kupplungsplatten beabstandet. Durch einen Stellmechanismus kann der Luftspalt geschlossen werden und die Kupplungsscheibe an die benachbarten Kupplungsplatten gepresst werden. Bspw. kann eine der Kupplungsplatten feststehend und die andere Kupplungsplatte axial beweglich als Anpressplatte ausgebildet sein, so dass die bewegliche Kupplungsplatte an die zwischen den Kupplungsplatten angeordnete Kupplungsscheibe pressbar ist, so dass die Kupplung schließt. Die Ansteuerung des Stellmechanismus kann mittels einer Kennlinie bspw. in Form der Abhängigkeit des übertragenen Drehmoments vom Stellweg erfolgen. Es sind auch Reibkupplungen bekannt, die bspw. bei einer Doppelkupplung verwendet werden, wobei dann hier die erste Reibkupplung eine erste Anpressplatte und die zweite Reibkupplung eine zweite Anpressplatte aufweisen, allerdings beide Reibkupplungen eine gemeinsame Zentralplatte besitzen. Die Ausbildung einer spezifischen Reibkupplung ist daher abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall.
Von Nachteil bei trockenen Reibkupplungen ist, dass durch die beim Betrieb auftretende Reibwärme, insbesondere die Kupplungsplatten, die Kupplungsscheibe bzw. die Zentralplatte erhitzen und diese sich aufgrund der Reibwärme verformen können. Durch die Verformung kann sich der Luftspalt bzw. der Greifpunkt der Kupplung und damit auch der Stellweg ändern. Die realen Stellkennlinien von Reibkupplungen ändern sich in Abhängigkeit von der Temperatur, dem Schlupf, der Anpresskraft und/oder der Drehzahl etc.
Aus der DE 102 36 540 A1 und der DE 10 2004 029 558 A1 sind Verfahren zum Ansteuern eines Kupplungsmanagements und/oder eines automatischen Schaltgetriebes bekannt, wobei ein Greifpunkt der Reibkupplung in Abhängigkeit der Kupplungstemperatur bestimmt wird und bei der Ansteuerung der Reibkupplung berücksichtigt wird. Hierbei wird dann die Kupplungstemperatur durch ein Modell ermittelt, insbesondere wird der Greifpunkt der Kupplung entsprechend verschoben. Aus der DE 102 13 946 A1 und DE 10 2006 013 907 A1 sind dann Verfahren bekannt, wo außer Kupplungstemperatur auch der Kupplungstemperaturgradient, d.h. Änderung der ermittelten Temperatur der Kupplung während der Zeit, bestimmt wird und für Steuerung der Kupplung verwendet wird. Doch auch diese bekannte Modelle sind noch nicht optimal ausgebildet.
Die DE 103 36 180 A1 offenbart eine Doppelkupplung mit zwei Reibkupplungen mit einer gemeinsamen Zentralplatte. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Reibkupplung derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass Verformungen von Kupplungsbauteilen aufgrund von Temperatureinflüssen bei der Steuerung der Reibkupplung, insbesondere einer Doppelkupplung mit zwei Reibkupplungen, auf kostengünstige Weise berücksichtigt werden können.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird nun dadurch gelöst, dass mindestens ein Temperaturgradient innerhalb der jeweiligen Kupplungsplatte bestimmt wird und aufgrund der ermittelten Daten und eines Temperaturmodells eine aktuelle Stellkennlinie in Abhängigkeit einer bereits abgespeicherten Kennlinie zur Steuerung der Reibkupplung bestimmt wird. Von besonderem
Vorteil ist, dass in diesem Modell nicht nur Temperaturen, sondern auch Temperaturgradienten, insbesondere die Temperaturdifferenzen innerhalb einer Kupplungsplatte ermittelt werden. Auf diese Weise lässt sich die aktuelle Stellkennlinie gut ermitteln, insbesondere von der abgespeicherten Kennlinie ableiten bzw. adaptieren. Der Komfort beim Kuppeln wird dadurch erhöht. Die Steuerung bzw. Vorsteuerung, insbesondere die Ermittlung der aktuellen Stellkennlinie ist vzw. unterteilt in eine axiale Verschiebung der abgespeicherten Kennlinie sowie eine Änderung der Kurvenform. Es werden dabei Einflüsse der Temperatur, des Temperaturgradienten innerhalb der Kupplungsplatten bzw. allgemein innerhalb der Kupplungsbauteile sowie des Schlupfes S, der Anpresskraft F, der Drehzahl n und des übertragenden Moments M erfasst und/oder bestimmt. Insbesondere kann das übertragende Drehmoment nach folgender Formel bestimmt werden: $M = μ * r * z * F$
Der Reibwert wird hier als µ bezeichnet. Der mittlere Reibradius ist r. Die Anzahl der Reibflächen ist als z bezeichnet. Die Anpresskraft ist F und der Schlupf ist S. Insbesondere lässt sich dies durch die folgende Formel ausdrücken: $M (T, dT, S, F, n, M) = μ (T, S, F) * r (dT) * z * F (T, dT, n, M)$
Axiale Verschiebungen entstehen bspw. durch

• die Erwärmung der Kupplung, da heiße Kupplungsplatten aufeinander zu wandern;
• eine Fliehkraftverformung, wobei die Fliehkraftverformung proportional zur Motordrehzahl n und abhängig vom übertragenden Drehmoment ist; und
• durch einen Temperaturgradienten, innerhalb der Kupplungsplatten, da die heiße Seite der Kupplungsplatten sich stärker ausdehnt als die kalte Seite, wodurch sich die Kupplungsplatte verbiegt. Dieser Effekt kann als Topfung bezeichnet werden.

Die abgespeicherte Kennlinie kann das zu übertragende Drehmoment in Abhängigkeit vom Stellweg der Kupplung darstellen. Die aktuelle Stellkennlinie wird vzw. aus dem Temperaturmodell, insbesondere aus der temperaturabhängigen Verformung der Kupplungsplatten, bestimmt. Vzw. wird dabei aus der Temperatur und/oder dem Temperaturgradienten mittels des Temperaturmodells eine Verformung der Kupplungsplatten bestimmt. Im Temperaturmodell werden insbesondere Daten der Verformung, insbesondere der Verbiegung, in Abhängigkeit des Temperaturgradienten und/oder der Temperatur verwendet. Als Eingangsgrößen kann das Temperaturmodell die Temperaturen und die Temperaturgradienten bzw. Temperatur- Differenzen erhalten und als Ausgangsgröße die Verformungen und/oder Stellkennlinienverschiebungen liefern. Dies ist abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall.
Insbesondere die Temperatur und/oder der Temperaturgradient kann ständig in einer Steuervorrichtung mitgerechnet werden. Diese Temperaturdaten liefern Eingangsdaten für Tabellen, in denen die Verformung der Kupplungsplatten beschrieben ist. Die Tabelleneinträge können dabei aus Prüfstandsmessungen oder Simulationen stammen, insbesondere aus einer Berechnung mit einer Finite-Elemente-Methode (FEM). Als Ausgangsgröße liefert die Tabelle dann vzw. die axiale Verschiebung der Kennlinie, wodurch eine bessere Übereinstimmung zwischen der realen und der abgespeicherten Kennlinie erzielt wird. Die eingangs beschriebenen Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
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 wird nun eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der folgenden Zeichnung und der zugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

1 in einem schematischen Diagramm die Momentenkapazität einer Reibkupplung in Abhängigkeit von einem Stellweg bzw. die axiale Verschiebung der Kennlinie zur Realisierung der aktuellen Stellkennlinie,
2 in einem schematischen Diagramm die Momentenkapazität einer Reibkupplung in Abhängigkeit von einem Stellweg bzw. Veränderung der Form einer Kennlinie zur Realisierung der aktuellen Stellkennlinie,
3 in einem schematischen Flussdiagramm die Berechnung der axialen Verschiebung der Kennlinie zum Erhalt der aktuellen Stellkennlinie, und
4 in einem schematischen Flussdiagramm die Berechnung der aktuellen Stellkennlinienform aus einer vorhandenen Kennlinie.

In den 1 bis 4 ist - zumindest teilweise - ein in seiner Gesamtheit nicht näher dargestelltes Verfahren zur Steuerung zweier nicht dargestellter Reibkupplungen dargestellt. Das Verfahren kann insbesondere bei einer ebenfalls nicht explizit dargestellten Doppelkupplung mit zwei Reibkupplungen Anwendung finden.
Solche Doppelkupplungen werden insbesondere in Kraftfahrzeugen eingesetzt und können Teil eines Doppelkupplungsgetriebes sein. Doppelkupplungsgetriebe teilen den Fluss des Drehmomentes mit Hilfe der Doppelkupplung auf zwei verschiedene Antriebswellen auf, nämlich auf eine erste Antriebswelle und auf eine zweite Antriebswelle. Die Doppelkupplung weist dazu vzw. zwei Reibkupplungen auf. Als Reibkupplungen können dabei Nasskupplungen oder vzw. Trockenkupplungen eingesetzt werden. Das vorliegende „Steuerverfahren“ bezieht sich insbesondere auf Trockenkupplungen, d.h. die Reibkupplungen werden nicht durch Kühlöl gekühlt. Die Reibkupplungen weisen jeweils Kupplungsplatten auf, um ein Drehmoment, insbesondere auf eine oder mehrere angeordnete Kupplungsscheiben zu übertragen. Vzw. weist die Doppelkupplung daher eine erste und eine zweite Reibkupplung mit mindestens einer ersten und einer zweiten Anpressplatte und vzw. jeweils einer so genannten Zentralplatte auf. Im geöffneten Zustand der jeweiligen Reibkupplung existiert ein Luftspalt zwischen der Platte. Der Luftspalt bestimmt den Stellweg, um die Kupplung zu schließen.
In 1 und 2 sind schematisch verschiedene Kennlinien 1, 2, 3 und 4 dargestellt, die noch näher erläutert werden. Aufgetragen ist jeweils die Momentenkapazität 5, d.h. das theoretisch übertragene Drehmoment, in Abhängigkeit vom Stellweg 6 einer Reibkupplung.
Von Nachteil bei trockenen Reibkupplungen ist, dass durch die beim Betrieb auftretende Reibwärme insbesondere die Kupplungsplatte, die Zentralplatte und/oder die Kupplungsscheibe sich erhitzen und sich aufgrund der Reibwärme ausdehnen und/oder verformen können. Durch die Ausdehnung kann sich der Luftspalt bzw. der Greifpunkt der Reibkupplung und damit auch der Stellweg 6 ändern. Die realen Stellkennlinien von Reibkupplungen ändern sich daher in Abhängigkeit von der Temperatur, dem Schlupf, der Anpresskraft und/oder der Drehzahl etc..
Diese zuvor genannten Nachteile werden nun dadurch vermieden, dass mindestens ein Temperaturgradient innerhalb der jeweiligen Kupplungsplatte bestimmt wird und aufgrund der ermittelten Daten und/oder eines Temperaturmodells eine aktuelle Stellkennlinie in Abhängigkeit einer bereits abgespeicherten Kennlinie zur Steuerung der Reibkupplung bestimmt wird. Durch die Bestimmung des Temperaturgradienten kann eine Verbiegung, insbesondere auch eine so genannte Topfung der Kupplungsplatten bestimmt werden, da die heißen Seiten der Kupplungsplatten sich stärker ausdehnen als die kalten Seiten der Kupplungsplatten. Dies führt bspw. zu einer axialen Verschiebung der „normalen“ abgespeicherten Kennlinie 1 hin zu einer aktuellen Kennlinie 2, wie es durch den Pfeil P1 in der 1 angedeutet ist. Die bereits abgespeicherte Kennlinie 1 wird axial verschoben, so dass sich hieraus dann die aktuelle Stellkennlinie 2 ergibt, mit deren Hilfe nun die Reibkupplung gesteuert bzw. vorgesteuert werden kann.
Die Berechnung der axialen Verschiebung ist in 3 dargestellt und erfolgt jeweils getrennt für die beiden Reibkupplungen der Doppelkupplung. Ausgangspunkt sind dabei die Temperaturen in der ersten Anpressplatte, der ersten Reibkupplung, der zweiten Anpressplatte, der zweiten Reibkupplung und der Zentralplatte. Die erste Anpressplatte, die zweite Anpressplatte und die Zentralplatte weisen vzw. jeweils einen Grundkörper und eine Reibfläche auf. Die Temperatur 7 wird am oder im Grundkörper der ersten Anpressplatte gemessen. Die Temperatur 8 wird an der Reibfläche der ersten Anpressplatte gemessen. Die Temperaturen 9 und 10 sind entsprechend dem Grundkörper und der Reibfläche der Zentralplatte zugeordnet. Die Temperaturen 11 und 12 sind dem Grundkörper und der Reibfläche der zweiten Anpressplatte zugeordnet. Aus diesen Temperaturen wird in anschließenden Schritten der jeweilige Temperaturgradient 13, 14, 15 und 16 innerhalb der jeweiligen Platte berechnet. Es werden dabei ständig die Temperaturen 7,9, 11 der Grundkörper und die Temperaturen 8, 10 und 12 der Reibflächen eingelesen bzw. gemessen und daraus die Temperaturdifferenz /-gradienten 13, 14, 15, 16 gebildet. Die Temperaturdifferenzen 13 bis 16 und die Temperaturen der Grundkörper 7, 9 und 11 werden anschließend ausgewertet.
Aus den Temperaturen 7, 9 und 11 sowie den Temperaturgradienten 13, 14, 15 und 16 wird mittels eines Temperaturmodells jeweils eine Verformung 17, 18, 19 und 20 der jeweiligen Kupplungsplatte, insbesondere der Zentralplatte sowie der ersten und der zweiten Anpressplatte, bestimmt. Das Temperaturmodell beschreibt die temperatur- und temperaturdifferenz-abhängigen Verformungen 17, 18, 19, 20 der jeweiligen Kupplungsplatten. Das Temperaturmodell kann vzw. in Form einer Tabelle vorliegen. Die Einträge in dieser Tabelle können aus FEM-Simulationen oder aus Prüfstandsmessungen stammen.
Mit höherer Temperatur dehnen sich z. B. die Kupplungsplatten aus. Falls eine Temperaturdifferenz in der Kupplungsplatte, hier zwischen dem Grundkörper und der Reibfläche, besteht, dann kann es zu einer „Topfung“ der Kupplungsplatte kommen. Diese Verformungen 17, 18, 19 und 20 werden vzw. durch das Temperaturmodell beschrieben bzw. können hierdurch ermittelt werden.
Anschließend werden die Verformungen 17 und 18, d.h. der Zentralplatte und der ersten Anpressplatte, zu einer Gesamtverformung 21 der ersten Reibkupplung kombiniert. Die Gesamtverformung 21 muss dabei nicht die Summe der Einzelwerte sein. Die Verformungen 19 und 20, d.h. der Zentralplatte und der zweiten Anpressplatte, werden zu einer Gesamtverformung 22 der zweiten Reibkupplung kombiniert.
In einem weiteren Schritt wird vzw. ein Kupplungsmoment 23 der ersten Reibkupplung und die zugehörige Drehzahl 24 zu einer daraus resultierenden Fliehkraftverformung 25 der ersten Reibkupplung kombiniert. Diese Fliehkraftverformung 25 wird anschließend zur temperaturabhängigen Gesamtverformung 21 der ersten Reibkupplung addiert. Dabei sind auch negative Werte der Fliehkraftverformung 25 und/oder der temperaturabhängigen Gesamtverformung 21 möglich.
Entsprechend wird vzw. ein Kupplungsmoment 26 der zweiten Reibkupplung und die zugehörige Drehzahl 27 zu einer daraus resultierenden Fliehkraftverformung 28 der zweiten Reibkupplung kombiniert. Diese Fliehkraftverformung 28 wird anschließend zur temperaturabhängigen Gesamtverformung 22 der zweiten Reibkupplung addiert.
In einem Schritt kann ggf. zu Testzwecken alternativ über einen Schalter 29 bzw. 30 insbesondere nach Aktivierung einer manuellen Vorgabe 31 bzw. 32 ein manueller Wert 33 bzw. 34 gesendet werden.
Als Ausgangsgrößen werden für jede der beiden Reibkupplungen je eine berechnete axiale Verschiebung 35 bzw. 36 gesendet, wenn die manuellen Vorgaben 31 und 34 inaktiv sind. Die axialen Verschiebungen 35 und 36 können die Einheit Millimeter haben. Aufgrund der berechneten axialen Verschiebung kann nun bspw. wie in 1 ersichtlich eine abgespeicherte Kennlinie 1 axial verschoben werden, so dass sich hieraus eine aktuelle Stellkennlinie 2 ergibt.
Die Berechnung des Kurvenverlaufs der Kennlinien 3 und 4 gem. 2, insbesondere die Berechnung der Reibfaktoren 37 und 38 der ersten und zweiten Reibkupplung, ist in 4 dargestellt. Die Berechnung erfolgt wiederum getrennt für die beiden Reibkupplungen. Wie in 3 ist in 4 die Berechnung für die erste Reibkupplung in der oberen Hälfte der 4 und für die zweite Reibkupplung in der unteren Hälfte der 4 dargestellt.
Eingangsgrößen für den ersten Reibfaktor 37 sind die Temperatur 39 der ersten Anpressplatte, die Temperatur 40 der Zentralplatte, der Schlupf 41 der ersten Reibkupplung sowie die aktuelle Anpresskraft 42 der ersten Reibkupplung. Eingangsgrößen für den zweiten Reibfaktor 38 sind die Temperatur 43 der zweiten Anpressplatte, die Temperatur 44 der Zentralplatte, der Schlupf 45 der zweiten Reibkupplung sowie die aktuelle Anpresskraft 46 der zweiten Reibkupplung.
Aus der Temperatur 39 der Anpressplatte und der Temperatur 40 der Zentralplatte wird jeweils getrennt nach den Reibseiten des Belags ein temperaturabhängiger Reibwert µ(T) gebildet, wobei die Reibwerte µ(T) mit den Bezugszeichen 47 und 48 versehen sind. Aus den Reibwerten 47 und 48 wird anschließend ein Mittelwert 49 des temperaturabhängigen Reibwertes der ersten Reibkupplung berechnet. Entsprechende temperaturabhängige Reibwerte 50 und 51 sowie deren Mittelwert 52 werden für die zweite Reibkupplung in analoger Weise bestimmt.
Zusätzlich werden insbesondere jeweils ein schlupfabhängiger Reibwert µ(S) 53 und 54 für jede der beiden Reibkupplungen bestimmt. Des Weiteren wird vzw. je ein von der Anpresskraft F abhängiger Reibwert µ(F) 55 und 56 für jede der Reibkupplungen bestimmt. Der temperaturabhängige, gemittelte Reibwert µ(T) 49 bzw. 52 und der schlupfabhängige Reibwert µ(S) 53 bzw. 54 sowie der von der Anpresskraft abhängige Reibwert µ(F) 55 bzw. 56 wird in einem weiteren Schritt zu einem Gesamtreibwert µ_ges 57 bzw. 58 addiert - jeweils wiederum getrennt für jede der Reibkupplungen. Die Gesamtreibwerte µ_ges 57 bzw. 58 werden anschließend durch Division mit einem nicht näher bezeichneten Normierwert zu normierten Reibwerten µ_norm 59 bzw. 60 normiert. Durch diesen Reibwert µ_norm 59 bzw. 60 wird eine qualitative Änderung des Kurvenverlaufs gegenüber dem Normalzustand der Kennlinie 3 ausgedrückt, um die aktuelle Stellkennlinie 4 zu erhalten. Durch diese Normierung wird erreicht, dass bei einem Wechsel der Reibbeläge keine Änderung der Parameter erfolgen muss, da sich verschiedene Reibbeläge teilweise gleich verhalten können. Zudem vereinfacht sich die Kupplungsansteuerung, wenn aus der (Vor-)Steuerung Reibfaktoren übergeben werden. Die so - wie oben beschrieben - erhaltene aktuelle Stellkennlinie 4, wie in 2 gezeigt, wird durch die Änderung des Kurvenverlaufs in Abhängigkeit der bereits bekannten Kennlinie 3 realisiert. Die Kennlinie 3 kann eine abgespeicherte Kennlinie sein, oder aber bspw. mit der in 1 dargestellten Stellkennlinie 2, die bereits axial verschoben worden ist, identisch sein. Es ist also die Kombination der axialen Verschiebung und der Änderung der Kurvenform möglich, um eine aktuelle Stellkennlinie 2 zu erhalten.
Zu Testzwecken kann vzw. mittels zweier Schalter 61 und 62 eine manuelle Vorgabe 63 bzw. 64 aktiviert werden und ein manueller Wert 65 bzw. 66 gesendet werden. Alternativ und in der Regel werden die normierten Reibwerte µ_norm 59 bzw. 60 als Ausgangsgrößen bzw. als Reibfaktoren 37 und 38 gesendet. Die Reibfaktoren 37 und 38 besitzen vzw. durch die Normierung die Einheit 1. Normierte Reibfaktoren 37 und 38 größer als 1 werden z.B. bei hohen Temperaturen erreicht und geben einen steileren Verlauf der Stellkennlinie (siehe bspw. Stellkennlinie 4 in 2) wieder. Normierte Gesamtreibwerte kleiner als 1 geben einen flacheren Verlauf der „Stellkennlinie“ (siehe bspw. Kennlinie 3 in 2) wieder. Die Veränderung der „Stellkennlinie 3“ zu Stellkennlinie 4 durch steigende Temperaturen ist in 2 durch den Pfeil P2 angedeutet.
Alle Parameter der Berechnung sind im vorliegenden Verfahren einfach anpassbar, so dass eine schnelle Anpassung an verschiedene Reibbeläge oder Kupplungsplattenmaterialien erfolgen kann. Die Berechnung der Steuerwerte, insbesondere der normierten Gesamtreibwerte 37 und 38 sowie der axialen Verschiebungen 35 und 36, erfolgt vzw. in einer Steuervorrichtung, insbesondere einer Getriebesteuervorrichtung. In der Steuervorrichtung sind vzw. in einer Speichereinheit das Temperaturmodell bspw. in Tabellenform abgespeichert. Die Steuervorrichtung umfasst vzw. zusätzlich eine Einleseeinheit und eine Recheneinheit zur Ausführung des Steuerverfahrens sowie der weiteren üblichen Komponenten.
Das Steuerverfahren zeichnet sich vzw. dadurch aus, dass trockene Reibkupplungen, insbesondere Doppelkupplungen mit zwei trockenen Reibkupplungen angesteuert werden. Das Verfahren kann in der Steuervorrichtung ständig ausgeführt werden, so dass online die jeweiligen Stellkennlinien aktuell berechnet werden. Die Steuerparameter, insbesondere die des Temperaturmodells, kommen vzw. aus einer Modellrechnung oder einer Prüfstandsmessung. Das Steuerverfahren wird getrennt für jede der Reibkupplungen ausgeführt. Das Steuerverfahren berechnet getrennt Reibwerte, welche die Kurvenform der jeweiligen Kennlinie beeinflussen, und eine axiale Verschiebung der jeweiligen Kennlinie aus den Temperaturdifferenzen bzw. Temperaturgradienten realisiert. Das Steuerverfahren berücksichtigt insbesondere die Abhängigkeit der Stellkennlinie von den aktuellen Parametern, insbesondere von der Temperatur, dem Temperaturgradienten, dem Schlupf, der Drehzahl, der Anpresskraft und dem übertragenden Drehmoment.
Bezugszeichenliste

1: Kennlinie
2: Stellkennlinie
3: Stellkennlinie
4: Stellkennlinie
5: Momentenkapazität
6: Stellweg
7: Temperatur eines Grundkörpers
8: Temperatur einer Reibfläche
9: Temperatur eines Grundkörpers
10: Temperatur einer Reibfläche
11: Temperatur eines Grundkörpers
12: Temperatur einer Reibfläche
13: Temperaturgradient
14: Temperaturgradient
15: Temperaturgradient
16: Temperaturgradient
17: Verformung der Zentralplatte
18: Verformung der ersten Anpressplatte
19: Verformung der Zentralplatte
20: Verformung der zweiten Anpressplatte
21: Gesamtverformung der ersten Reibkupplung
22: Gesamtverformung der zweiten Reibkupplung
23: Kupplungsmoment der ersten Reibkupplung
24: Drehzahl der ersten Reibkupplung
25: Fliehkraftverformung der ersten Reibkupplung
26: Kupplungsmoment der zweiten Reibkupplung
27: Drehzahl der zweiten Reibkupplung
28: Fliehkraftverformung der zweiten Reibkupplung
29: Schalter
30: Schalter
31: Aktivierung manuelle Vorgabe
32: Aktivierung manuelle Vorgabe
33: manueller Wert
34: manueller Wert
35: axiale Verschiebung der ersten Reibkupplung
36: axiale Verschiebung der zweiten Reibkupplung
37: Reibfaktor der ersten Reibkupplung
38: Reibfaktor der zweiten Reibkupplung
39: Temperatur der ersten Anpressplatte
40: Temperatur der Zentralplatte
41: Schlupf
42: Anpresskraft
43: Temperatur der zweiten Anpressplatte
44: Temperatur der Zentralplatte
45: Schlupf
46: Anpresskraft
47: Reibwert µ(T)
48: Reibwert µ(T)
49: mittlerer Reibwert der ersten Reibkupplung
50: Reibwert µ(T)
51: Reibwert µ(T)
52: mittlerer Reibwert der zweiten Reibkupplung
53: Reibwert µ(S)
54: Reibwert µ(S)
55: Reibwert µ(F)
56: Reibwert µ(F)
57: Gesamtreibwert der ersten Reibkupplung
58: Gesamtreibwert der zweiten Reibkupplung
59: normierter Reibwert der ersten Reibkupplung
60: normierter Reibwert der zweiten Reibkupplung
61: Schalter
62: Schalter
63: Aktivierung manuelle Vorgabe
64: Aktivierung manuelle Vorgabe
65: manueller Wert
66: manueller Wert
P1: Pfeil
P2: Pfeil

Claims

Verfahren zur Steuerung mindestens einer Reibkupplung eines Kraftfahrzeuges, wobei die Reibkupplung Kupplungsplatten aufweist und wobei eine Temperatur (7, 8, 9, 10, 11, 12) mindestens einer Kupplungsplatte bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Temperaturgradient (13, 14, 15, 16) innerhalb der jeweiligen Kupplungsplatte, nämlich mindestens eine Temperaturdifferenz innerhalb der Kupplungsplatte, bestimmt wird und aufgrund der ermittelten Daten und eines Temperaturmodells eine aktuelle Stellkennlinie (2, 3, 4) in Abhängigkeit einer bereits abgespeicherten Kennlinie (1) zur Steuerung der Reibkupplung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Temperatur (7, 8, 9, 10, 11, 12) und/oder dem Temperaturgradienten (13, 14, 15, 16) mittels des Temperaturmodells eine Verformung (17, 18, 19, 20) der jeweiligen Kupplungsplatte bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Temperaturmodell Daten der Art der Verformung (17, 18, 19, 20) in Abhängigkeit des Temperaturgradienten (13, 14, 15, 16) und/oder der Temperatur (7, 9, 11) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Stellkennlinie (2, 4) unterteilt ist in eine axiale Verschiebung (P1) der Kennlinie (1) und eine Änderung der Kurvenform (P2), wobei die Verschiebung (P1) aufgrund der Verformung (17, 18, 19, 20) und die Änderung (P2) aufgrund von Reibwerten (47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56) berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie bzw. aktuelle Stellkennlinie (1, 2, 3, 4) das zu übertragende Drehmoment (5) in Abhängigkeit vom Stellweg (6) der Reibkupplung darstellt und die aktuelle Stellkennlinie (2, 3, 4) durch das Temperaturmodell, insbesondere aus der temperaturabhängigen Verformung (17, 18, 19, 20) der Kupplungsplatten, sowie durch Reibfaktoren (37, 38) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Seiten jeder Kupplungsplatte, insbesondere an der Reibfläche und der der Reibfläche abgewandten Seite der Kupplungsplatte, eine Temperatur (7, 8 u. 9, 10 u. 11, 12) gemessen wird und aus jeweils diesen beiden Temperaturen (7, 8 u. 9, 10 u. 11, 12) der Temperaturgradient (13, 14, 15, 16) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reibfaktor (35, 36) aus einem temperaturabhängigen Reibwert (47, 48, 50, 51), einem schlupfabhängigen Reibwert (53, 54) und/oder einem von der Anpresskraft (42, 46) abhängigen Reibwert (55, 56) berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung einer Gesamtverformung (21) zusätzlich eine Fliehkraftverformung (25, 28) in Abhängigkeit von einer Drehzahl (24, 27) und eines übertragenden Drehmomentes (23, 26) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellkennlinie (2, 3, 4) in Abhängigkeit von der Temperatur (7 bis 12) der jeweiligen Kupplungsplatte, des Temperaturgradienten (13, 14, 15, 16) der jeweiligen Kupplungsplatte, des Schlupfes (41, 45), der Anpresskraft (42, 46) und der Drehzahl (24, 27) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ständig die Temperatur (7 bis 12, 41, 42, 43, 44) und/oder der Temperaturgradient (13, 14, 15, 16) aktualisiert, insbesondere gemessen, wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibkupplung als Trockenkupplung ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Doppelkupplung mit einer ersten und einer zweiten trockenlaufenden Reibkupplung angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede Reibkupplung als Kupplungsplatten eine Anpressplatte und eine Zentralplatte aufweist, wobei die Zentralplatte beiden Reibkupplungen gemeinsam ist.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass für beide Reibkupplungen je eine Kennlinie (1) abgespeichert ist bzw. eine aktuelle Stellkennlinie (2, 3, 4) berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Stellkennlinie (2, 3, 4) ein Reibfaktor (35, 36) in Abhängigkeit von der Temperatur (39, 40, 43, 44) der jeweiligen Kupplungsplatte, dem Schlupf (41, 45) in der Reibkupplung und der aktuellen Anpresskraft (42, 46) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einleseeinheit, eine Ausgabeeinheit, eine Speichereinheit und eine Recheneinheit zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen ist.