DE102008032477B4

DE102008032477B4 - Verfahren zum Steuern einer Kupplungseinheit, sowie Drehmomentübertragungsanordnung

Info

Publication number: DE102008032477B4
Application number: DE102008032477.9A
Authority: DE
Inventors: Martin Kiessner-Haiden
Original assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2019-11-21
Anticipated expiration: 2028-07-11
Also published as: DE102008032477A1; KR101629346B1; KR20100007793A

Abstract

Verfahren zum Steuern einer Kupplungseinheit (47) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei die Kupplungseinheit (47) zumindest aufweist:
- eine nasslaufende Reibungskupplung (49) zum steuerbaren Übertragen eines Drehmoments von einem Eingangselement (41) auf ein Ausgangselement (45) der Kupplungseinheit (47), wobei die Reibungskupplung (49) alternierend angeordnete primäre und sekundäre Kupplungslamellen aufweist;
- Öl zum Kühlen und Schmieren der Kupplungseinheit (47); und
- einen Aktuator (51) zum Betätigen der Reibungskupplung (49); wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Ermitteln eines Verschleißgrades des Öls durch Ermitteln einer Verlustleistung der Kupplungseinheit (47);
- Anpassen einer Kennlinie (111) der Reibungskupplung (49), welche die Abhängigkeit eines Kupplungsmoments von einer Aktuatorsteuergröße beschreibt, in Abhängigkeit von dem ermittelten Verschleißgrad; und
- Steuern der Kupplungseinheit (47) mittels des Aktuators (51) gemäß der Kennlinie (111).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Kupplungseinheit für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei die Kupplungseinheit zumindest eine nasslaufende Reibungskupplung zum steuerbaren Übertragen eines Drehmoments von einem Eingangselement auf ein Ausgangselement der Kupplungseinheit, Öl zum Kühlen und Schmieren der Kupplungseinheit und einen Aktuator zum Betätigen der Reibungskupplung aufweist. Die Reibungskupplung weist alternierend angeordnete primäre und sekundäre Kupplungslamellen auf.
Eine derartige Kupplungseinheit dient beispielsweise in einem Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeugs mit Allradantrieb zum steuerbaren Übertragen eines Antriebsmoments auf eine Primärachse und/oder eine Sekundärachse des Kraftfahrzeugs. Bei einem so genannten „torque on demand“-Verteilergetriebe sind die Räder der Primärachse permanent angetrieben, während mittels der genannten Kupplungseinheit ein variabler Teil des Antriebsmoments wahlweise auf die Räder der Sekundärachse übertragen werden kann. Das Verteilergetriebe kann auch als steuerbares Mittendifferential ausgebildet sein, bei dem die Kupplungseinheit einer Differentialsperre zugeordnet ist, um die Verteilung des Antriebsmoments in Längsrichtung des Fahrzeugs einzustellen. Eine Kupplungseinheit der genannten Art kann auch in einer Drehmomentübertragungsanordnung Anwendung finden, die in einem Kraftfahrzeug mit permanent angetriebener Vorderachse die Übertragung eines Teils des Antriebsmoments auf die Hinterachse erlaubt, wobei die Einheit beispielsweise am Vorderachsdifferential oder am Hinterachsdifferential angeordnet ist. Derartige unterschiedliche Anwendungen und Anordnungen sind aus der US 7,111,716 B2 bekannt.
Eine Kupplungseinheit der eingangs genannten Art kann auch in Querrichtung des Kraftfahrzeugs wirken, beispielsweise für eine Differentialsperre eines Achsdifferentials oder in einer Drehmomentüberlagerungsanordnung eines Achsdifferentials (so genanntes „torque vectoring“). In sämtlichen der vorgenannten Fälle kann die Kupplungseinheit ein rotierendes Eingangselement (z.B. Eingangswelle) und ein rotierendes Ausgangselement (z.B. Ausgangswelle) reibschlüssig miteinander verbinden, insbesondere um ein Antriebsmoment zu übertragen. Alternativ hierzu kann die Kupplungseinheit als Bremse konfiguriert sein, mit einem feststehenden Eingangselement oder einem feststehenden Ausgangselement, insbesondere um ein Bremsmoment zu übertragen.
In den vorgenannten Anwendungen der Kupplungseinheit ist die Kupplungseinheit bezüglich der Kraftflussrichtung hinter dem Hauptgetriebe des Antriebsstrangs (d.h. hinter dem manuellen oder automatischen Schaltgetriebe oder CVT-Getriebe) angeordnet. Das Kupplungsmoment - also das von der Reibungskupplung übertragene Drehmoment - wird üblicherweise in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrsituation variabel eingestellt. Je nach den fahrdynamischen Erfordernissen, die beispielsweise von der Fahrsituation oder von Umgebungseinflüssen abhängen können (z.B. glatte Fahrbahnoberfläche mit auftretendem Schlupf der Antriebsräder), erfolgt also eine Änderung des von der Kupplungseinheit zu übertragenden Drehmoments. Hierfür ist nicht nur ein gesteuertes Einrücken der Reibungskupplung erforderlich, sondern oftmals auch ein längerer Betrieb mit genau eingestelltem Kupplungsmoment, weshalb die Reibungskupplung bei den vorgenannten Anwendungen üblicherweise als nasslaufende Lamellenkupplung ausgebildet ist. Typischerweise ist die Reibungskupplung in ein Gehäuse integriert, welches Öl zum Kühlen und Schmieren der reibenden Komponenten enthält. Beispielsweise ist am Boden des Gehäuses ein Ölsumpf vorgesehen, aus dem eine Ölpumpe während des Kupplungsbetriebs stetig Öl fördert und auf die Reibungsoberflächen träufelt. Von den Reibungsoberflächen gelangt das Öl wieder zurück in den Ölsumpf.
Die Kupplungseinheit umfasst ferner einen Aktuator zum Betätigen der Reibungskupplung. Der Aktuator weist oftmals einen am Gehäuse der Kupplungseinheit befestigten Elektromotor auf und dient dazu, in Ansprechen auf ein angefordertes, zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement der Kupplungseinheit zu übertragendes Drehmoment die Kupplungslamellen in eine vorbestimmte Einrückstellung zu bewegen.
Eine Kupplungseinheit der eingangs genannten Art und ein Verfahren zum Kalibrieren einer solchen Kupplungseinheit sind aus der WO 2003/025422 A1 (entsprechend US 7,032,733 B2 ) bekannt, deren Inhalt ausdrücklich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird. Wie in der WO 2003/025422 A1 genauer beschrieben ist, muss zum Einstellen eines bestimmten erwünschten Kupplungsmoments nicht notwendigerweise eine direkte Drehmomentregelung vorgesehen sein (mit dem gemessenen tatsächlichen Kupplungsmoment als Regelgröße). Sondern infolge einer entsprechenden Kalibrierung der Kupplungseinheit kann die Steuerung der Reibungskupplung auf dem Umweg über eine Positionsregelung des Aktuators erfolgen. Zum Einstellen des gewünschten zu übertragenden Drehmoments wird also beispielsweise der Drehwinkel des Elektromotors oder eine sonstige Positionsgröße des Aktuators als Regelgröße herangezogen und auf einen Wert eingestellt, welcher dem gewünschten Kupplungsmoment entspricht. Hierfür wird empirisch eine Kupplungsmoment/Aktuatorposition-Abhängigkeit ermittelt, die als Kennlinie beispielsweise in Form einer Tabelle (look up table, LUT) oder einer Funktion (also einer Rechenvorschrift) abgelegt wird. Anhand dieser Abhängigkeit wird somit für eine bestimmte Drehmomentanforderung der entsprechende Sollwert der betreffenden Positionsgröße des Aktuators (z.B. Drehwinkel) bestimmt und eingeregelt.
Während des Betriebs der Reibungskupplung tritt bei dem in der Kupplungseinheit vorhandenen Öl ein Verschleiß oder eine Schädigung auf, beispielsweise durch eine Ansammlung von Abriebpartikeln. Durch den Verschleiß des Öls ändert sich im Lauf der Zeit der Reibwert an den Kupplungslamellen und somit auch das bei einer bestimmten Aktuatorposition tatsächlich übertragene Drehmoment, da dieses vom Reibwert an den Kupplungslamellen abhängt. Diese Änderung kann durch die vorstehend genannte statische Zuordnung zwischen Drehmomentanforderung und Aktuatorposition nicht berücksichtigt werden. Somit kann es zu unerwünschten Abweichungen zwischen dem angewiesenen Kupplungsmoment (Sollwert) und dem tatsächlich übertragenen Kupplungsmoment (Istwert) kommen. Bei hohem Ölverschleiß kann die Änderung des Reibwerts derart hoch sein, dass es aufgrund des überhöhten Drehmoments zu einer Beeinträchtigung des Fahrkomforts, zu Verspannungen im Antriebsstrang oder zu anderen schädlichen Belastungen von Getriebekomponenten kommt.
In der US 2005/ 0 165 583 A1 wird ein Verfahren diskutiert, um die Lebensdauer des Öls und damit den Verschleißgrad des Öls zu ermitteln. Um die Information zu gewinnen, wird ein Algorithmus angewendet, der auf der Zahl der Schaltvorgänge sowie auf der Temperatur und einer Tabelle passiert, die eine Abschätzung des Energieeintrags darstellt.
Die ermittelte Information dient dabei zur Information des Fahrers.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Abweichungen zwischen dem Sollwert und dem Istwert des Kupplungsmoments zu verringern und somit die Genauigkeit der Kupplungssteuerung zu erhöhen. Ferner soll eine unzulässig hohe Belastung von Komponenten der Kupplungseinheit vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Steuern einer Kupplungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, und insbesondere durch die folgenden Schritte:

- Ermitteln eines Verschleißgrades des Öls durch Ermitteln einer Verlustleistung der Kupplungseinheit;
- Anpassen einer Kennlinie der Reibungskupplung, welche die Abhängigkeit eines Kupplungsmoments von einer Aktuatorsteuergröße beschreibt, in Abhängigkeit von dem ermittelten Verschleißgrad; und
- Steuern der Kupplungseinheit mittels des Aktuators gemäß der Kennlinie.

Erfindungsgemäß erfolgt also eine dynamische Anpassung der Kupplungssteuerung in Abhängigkeit vom Verschleiß- oder Schädigungsgrad des Öls, welcher eine bedeutende Einflussgröße in Bezug auf den Zusammenhang zwischen der Aktuatorsteuergröße und dem übertragenen Drehmoment darstellt. Dies kann auf zweckdienliche Weise dadurch erreicht werden, dass eine der Kupplungseinheit zugeordnete Verlustleistung ermittelt wird und die Kennlinie der Reibungskupplung, welche üblicherweise in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt ist, entsprechend angepasst wird. Durch eine derartige Anpassung können verschleißbedingte Abweichungen der Kupplungscharakteristik vom Normalverhalten kompensiert werden, wodurch die Stellgenauigkeit der Kupplungseinheit erhöht wird. Der Zusammenhang zwischen Ölverschleißgrad und zu kompensierender Drehmomentabweichung kann berechnet oder empirisch ermittelt sein und beispielsweise in Form einer Look-up-Tabelle vorliegen. Durch eine Anpassung der Kennlinie kann die Kupplungssteuerung schnell und zuverlässig korrigiert werden. Die Anpassung der Kennlinie kann insbesondere jeweils bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs vorgenommen werden.
Bevorzugt wird der Verschleißgrad des Öls ermittelt, indem eine Verlustleistung der Kupplungslamellen oder eine Schleppmoment-Verlustleistung der Kupplungseinheit oder eine Scherwirkungs-Verlustleistung einer Getriebeeinrichtung der Kupplungseinheit ermittelt wird, oder indem mehrere der genannten Verlustleistungen ermittelt werden. Die Kupplungslamellen-Verlustleistung steht in direktem Zusammenhang mit der an den Lamellenoberflächen stattfindenden Reibung und ist somit ein wichtiger Indikator für den Verschleiß des Öls. Die Schleppmoment-Verlustleistung bezieht sich auf Wirkungsgradverluste aufgrund einer Mitführung des Öls durch Komponenten der Kupplungseinheit, die ebenfalls mit dem Verschleiß des Öls in der Kupplungseinheit in Zusammenhang stehen. Auch der Fluidtransport durch eine Ölpumpe kann in der Schleppmoment-Verlustleistung berücksichtigt sein.
Die genannte Scherwirkungs-Verlustleistung bezieht sich auf einen Ölverschleiß durch Scherprozesse insbesondere in einer Getriebeeinrichtung der Kupplungseinheit. Bei dieser Getriebeeinrichtung kann es sich um eine Komponente zur Umsetzung des von der Reibungskupplung übertragenen Drehmoments handeln. Die Getriebeeinrichtung dient insbesondere dazu, das Drehmoment auf eine in Bezug auf die Eingangswelle parallel oder winkelig versetzte Ausgangswelle zu übertragen oder das Drehmoment betragsmäßig umzuwandeln. Zu diesem Zweck kann ein Triebsatz vorgesehen sein, beispielsweise eine Stirnradverzahnung oder ein Kettentrieb, welcher die Reibungskupplung mit einem Ausgangselement der Kupplungseinheit koppelt. Das Öl aus dem Ölsumpf kann zum Schmieren des Triebsatzes verwendet werden.
Die genannten Verlustleistungen stellen bedeutsame Einflussgrößen für den Ölverschleiß in der Kupplungseinheit dar und können daher in vorteilhafter Weise zur Abschätzung des Ölverschleißgrads herangezogen werden.
Vorzugsweise wird für das Ermitteln der Verlustleistung der Kupplungslamellen eine Drehzahldifferenz zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement der Kupplungseinheit mit dem Kupplungsmoment multipliziert. Die entsprechenden Drehzahlen sind durch geeignete Sensoren leicht erfassbar und werden oftmals standardmäßig für verschiedene Aufgaben der Fahrzeugsteuerung zur Verfügung gestellt. Bei dem Kupplungsmoment kann es sich um eine Drehmomentanforderung (Sollwert) oder um das tatsächlich übertragene Drehmoment (Istwert) handeln, welches seinerseits gemessen oder berechnet sein kann. Das Kupplungsmoment steht in Zusammenhang mit der auf die Kupplungslamellen wirkenden Andruckkraft. Die Drehzahldifferenz zwischen Eingangselement und Ausgangselement repräsentiert den in der Reibungskupplung auftretenden Schlupf. Durch das Produkt aus Andruckkraft und Schlupf kann somit auf die Reibungsverluste der Kupplungslamellen geschlossen werden.
Vorzugsweise wird das Produkt aus Drehzahldifferenz und Kupplungsmoment mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert, der in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz, dem Kupplungsmoment oder dem Produkt aus Drehzahldifferenz und Kupplungsmoment gewählt wird. Es hat sich gezeigt, dass der Schädigungsgrad des Öls im Allgemeinen nicht nur von der Kupplungslamellen-Verlustarbeit, also von der durch die Kupplungslamellen absorbierten Gesamtenergie, sondern auch vom zeitlichen Verlauf der Energieaufnahme abhängt. Beispielsweise kann eine geringe Verlustleistung, die über einen längeren Zeitraum hinweg anhält, zu weniger Verschleiß und somit Ölschädigung führen als eine hohe Verlustleistung, die nur über einen kurzen Zeitraum hinweg anhält. Durch Multiplikation mit einem Gewichtungsfaktor kann diesem Umstand auf relativ einfache Weise Rechnung getragen werden. Der Gewichtungsfaktor kann beispielsweise empirisch ermittelt sein.
Für das Ermitteln der Schleppmoment-Verlustleistung kann ein empirisch ermittelter Schleppmomentwert mit einer Drehzahl des Eingangselements oder des Ausgangselements der Kupplungseinheit multipliziert werden. Der Schleppmomentwert muss keine konstante Größe sein, sondern er kann wiederum von der Drehzahl abhängen. Er kann aus einer abgespeicherten Look-up-Tabelle abgerufen werden. Die durch Schleppmomente bedingten Energieverluste können hierdurch abgeschätzt werden.
Für das Ermitteln der Scherwirkungs-Verlustleistung kann das Kupplungsmoment mit einem empirisch ermittelten Wirkungsgradwert und mit einer Drehzahl des Eingangselements oder des Ausgangselements der Kupplungseinheit multipliziert werden. Bei dem Kupplungsmoment kann es sich wiederum um den Sollwert oder um den Istwert handeln. Der Wirkungsgradwert kann selbst von der Drehzahl des Eingangselements abhängen und beispielsweise aus einer zuvor gespeicherten Look-up-Tabelle abgerufen werden. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Verschleißgradermittlung weiter erhöht werden.
Vorzugsweise werden für das Ermitteln der Verlustleistung der Kupplungseinheit mehrere - insbesondere alle - der drei genannten Verlustleistungen ermittelt und miteinander addiert. Auf diese Weise können alle wesentlichen Beiträge zum Verschleiß in der Kupplungseinheit berücksichtigt werden. Vor dem Addieren können die Summanden jeweils mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert werden, um die einzelnen Beiträge entsprechend ihrer spezifischen Schädigungswirkung relativ zueinander zu gewichten.
Vorzugsweise wird ein Zeitintegral über die Verlustleistung während des Betriebs der Kupplungseinheit gebildet. Dadurch kann von der leicht ermittelbaren Verlustleistung auf die Verlustarbeit geschlossen werden, welche letztlich mit dem Ölverschleiß in direktem Zusammenhang steht.
Bevorzugt wird die ermittelte Verlustarbeit der Kupplungseinheit bei einer Stillsetzung des Kraftfahrzeugs in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt, um bei einer nachfolgenden Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs als Startwert für das weitere Ermitteln des Verschleißgrades des Öls verwendet zu werden. Die Gesamtverlustarbeit wird also kontinuierlich hochgerechnet, da die durch sie verursachte Ölschädigung irreversibel ist, also stetig voranschreitet und sich nicht etwa bei stillgesetztem Fahrzeug zurückbildet. Ein Rücksetzen der ermittelten Verlustarbeit erfolgt lediglich im Falle eines Ölwechsels.
Bevorzugt wird für das Steuern der Kupplungseinheit anhand der genannten Kennlinie ein Sollwert der betreffenden Aktuatorsteuergröße in Abhängigkeit von einem Sollwert des Kupplungsmoments ermittelt, und der ermittelte Sollwert der Aktuatorsteuergröße wird eingeregelt, wobei ein Istwert der Aktuatorsteuergröße erfasst und mit dem Sollwert verglichen wird. Die Aktuatorsteuergröße ist im Allgemeinen einer messtechnischen Erfassung besser zugänglich als das Kupplungsmoment selbst, sodass eine Regelung, die sich auf Sollwert und Istwert für die gewählte Aktuatorsteuergröße bezieht, leichter bereitgestellt werden kann. Bei der Aktuatorsteuergröße kann es sich beispielsweise um eine Aktuatorposition (insbesondere Drehwinkel) oder um einen hydraulischen Druck handeln.
Gemäß einer Ausführungsform wird für das genannte Anpassen der Kennlinie eine Steigung und/oder ein Offset der Kennlinie modifiziert. Insbesondere können für das Anpassen der Kennlinie ein Steigungs-Korrekturwert und ein Offset-Korrekturwert in Abhängigkeit von dem ermittelten Verschleißgrad des Öls bestimmt werden, wobei ein Sollwert des Kupplungsmoments mit dem Steigungs-Korrekturwert multipliziert wird, um einen modifizierten Sollwert des Kupplungsmoments zu ermitteln, wobei anhand der Kennlinie in Abhängigkeit von dem modifizierten Sollwert des Kupplungsmoments ein vorläufiger Sollwert der Aktuatorsteuergröße ermittelt wird, und wobei auf den vorläufigen Sollwert der Aktuatorsteuergröße der Offset-Korrekturwert addiert wird, um einen Sollwert der Aktuatorsteuergröße zu ermitteln. Die abgespeicherte Kennlinie selbst bleibt bei einem derartigen Vorgehen unverändert, da lediglich zwei der Kennlinie zugeordnete Parameter aktualisiert werden. Eine komplette Neuerstellung der Kennlinie mit entsprechendem Berechnungs- und Speicheraufwand wird auf diese Weise vermieden. Der genannte Steigungs-Korrekturwert und der genannte Offset-Korrekturwert können empirisch ermittelt werden und in einfachen Look-up-Tabellen hinterlegt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verschleißgrad der Kupplungslamellen ermittelt, und das Anpassen der Kennlinie der Reibungskupplung erfolgt zusätzlich in Abhängigkeit von dem ermittelten Verschleißgrad der Kupplungslamellen. Aufgrund von Verschleiß kann es nämlich zu einer Verringerung der Lamellendicke und zu einer Versteifung des Lamellenmaterials kommen. Diese Materialversteifung kann ebenfalls zu einem erhöhten Reibwert führen. Um die Stellgenauigkeit der Kupplungseinheit zu optimieren, kann dieser Effekt im Rahmen der Kennlinienanpassung berücksichtigt werden.
Vorzugsweise erfolgt das Ermitteln des Verschleißgrades der Kupplungslamellen in Abhängigkeit von einer Änderung der Dicke der Kupplungslamellen während eines Betriebs der Kupplungseinheit. Eine Versteifung des Lamellenmaterials geht im Allgemeinen mit einer Verringerung der Lamellendicke einher, sodass durch einen Dickenvergleich auf einfache Weise eine Maßzahl für die Versteifung und somit für die Reibwerterhöhung durch Lamellenverschleiß gewonnen werden kann.
Vorzugsweise wird die Dicke der Kupplungslamellen in Abhängigkeit von einem Aktuatorpositionswert ermittelt, der in einem Kalibrierungslauf der Kupplungseinheit bezüglich einer vorbestimmten Kalibrierstellung ermittelt wird. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Bestimmung der Lamellendicke.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Drehmomentübertragungsanordnung mit einer Kupplungseinheit und einer Steuereinrichtung, wobei die Kupplungseinheit zumindest eine nasslaufende Reibungskupplung zum steuerbaren Übertragen eines Drehmoments von einem Eingangselement auf ein Ausgangselement, Öl zum Kühlen der Reibungskupplung und einen Aktuator zum Betätigen der Reibungskupplung aufweist, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, einen Verschleißgrad des Öls durch Ermitteln einer Verlustleistung der Kupplungseinheit zu ermitteln, eine Kennlinie der Reibungskupplung, welche die Abhängigkeit eines Kupplungsmoments von einer Aktuatorsteuergröße beschreibt, in Abhängigkeit von dem ermittelten Verschleißgrad anzupassen, und die Kupplungseinheit mittels des Aktuators gemäß der Kennlinie zu steuern.
Die erfindungsgemäße Kupplungseinheit bzw. Drehmomentübertragungsanordnung kann in unterschiedlichen Anordnungen verwendet werden, um entlang eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs ein Drehmoment zu übertragen, wie eingangs erläutert wurde. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen lediglich beispielhaft im Zusammenhang mit einem „torque on demand“-Verteilergetriebe erläutert.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines Verteilergetriebes.
3 zeigt eine Querschnittsansicht des Verteilergetriebes gemäß 2.
4 zeigt eine schematische Ansicht eines Kupplungsaktuators.
5 zeigt beispielhaft eine unkorrigierte und zwei korrigierte Kennlinien zur Beschreibung der Abhängigkeit eines Kupplungsmoments von einer Aktuatorposition.
6 zeigt beispielhaft die Anpassung einer Kennlinie mittels eines Steigungs-Korrekturwerts und eines Offset-Korrekturwerts.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern einer Kupplungseinheit.

1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit zuschaltbarem Allradantrieb. Das von einem Verbrennungsmotor 11 erzeugte Antriebsmoment wird über ein Hauptgetriebe 13 (manuelles Schaltgetriebe oder Automatikgetriebe) einem Verteilergetriebe 15 zugeführt. Ein erster Ausgang des Verteilergetriebes 15 ist über eine Kardanwelle 17 mit einem Hinterachs-Differentialgetriebe 19 gekoppelt. Hierdurch werden die Räder 21 der Hinterachse 23 permanent angetrieben. Die Hinterachse 23 bildet somit die Primärachse des Fahrzeugs. Ein zweiter Ausgang des Verteilergetriebes 15 ist über eine Kardanwelle 25 mit einem Vorderachs-Differentialgetriebe 27 gekoppelt. Hierdurch kann ein Teil des Antriebsmoments des Verbrennungsmotors 11 wahlweise auf die Räder 29 der Vorderachse 31 übertragen werden. Die Vorderachse 31 bildet somit die Sekundärachse des Fahrzeugs.
Ferner ist in 1 eine Fahrdynamik-Regelungseinheit 33 gezeigt. Diese ist mit Raddrehzahl-Sensoren 35, 37 verbunden, die den Rädern 21 der Hinterachse 23 bzw. den Rädern 29 der Vorderachse 31 zugeordnet sind. Die Fahrdynamik-Regelungseinheit 33 ist auch noch mit weiteren Sensoren 39 verbunden, beispielsweise einem Gierraten-Sensor. In Abhängigkeit von den Signalen der Sensoren 35, 37, 39 erzeugt die Fahrdynamik-Regelungseinheit 33 ein Steuersignal, welches einer Steuereinrichtung (in 1 nicht gezeigt) des Verteilergetriebes 15 zugeführt wird, um hierdurch eine bestimmte Verteilung des Antriebsmoments zwischen den beiden Achsen 23, 31 des Fahrzeugs einzustellen. Bei dem genannten Steuersignal handelt es sich insbesondere um einen Sollwert eines Kupplungsmoments, d.h. um eine Drehmomentanforderung für eine Kupplungseinheit des Verteilergetriebes 15.
2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Verteilergetriebes 15 gemäß 1. Das Verteilergetriebe 15 besitzt eine Eingangswelle 41, eine erste Ausgangswelle 43 und eine zweite Ausgangswelle 45. Die erste Ausgangswelle 43 ist koaxial zu der Eingangswelle 41 und mit dieser drehfest - vorzugsweise einstückig - ausgebildet. Die zweite Ausgangswelle 45 ist parallel versetzt zu der Eingangswelle 41 angeordnet.
Das Verteilergetriebe 15 besitzt eine Kupplungseinheit 47 mit einer Reibungskupplung 49 und einem Aktuator 51. Die Reibungskupplung 49 weist einen Kupplungskorb 53 auf, der drehfest mit der Eingangswelle 41 und der ersten Ausgangswelle 43 verbunden ist und mehrere Kupplungslamellen trägt. Ferner besitzt die Reibungskupplung 49 eine drehbar gelagerte Kupplungsnabe 55, die ebenfalls mehrere Kupplungslamellen trägt, welche in einer alternierenden Anordnung in die Lamellen des Kupplungskorbs 53 eingreifen. Die Kupplungsnabe 55 ist drehfest mit einem Antriebszahnrad 57 eines Kettentriebs 59 verbunden. Ein Abtriebszahnrad 61 des Kettentriebs 59 ist drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 45 verbunden. Anstelle des Kettentriebs 59 kann ein Rädertrieb vorgesehen sein, beispielsweise mit einem Zwischenzahnrad zwischen den genannten Zahnrädern 57, 61.
Durch Betätigung des Aktuators 51 im Einrücksinn der Reibungskupplung 49 kann ein zunehmender Anteil des über die Eingangswelle 41 in das Verteilergetriebe 15 eingeleiteten Antriebsmoments auf die zweite Ausgangswelle 45 übertragen werden.
3 zeigt Einzelheiten des Verteilergetriebes 15 gemäß 2 in einer Querschnittsansicht. Insbesondere ist ersichtlich, dass der Aktuator 51 einen Stützring 63 und einen Stellring 65 aufweist, die bezüglich der Rotationsachse A der Eingangswelle 41 und der ersten Ausgangswelle 43 drehbar gelagert sind. Der Stützring 63 ist über ein Axiallager an dem Antriebszahnrad 57 axial abgestützt. Der Verstellring 65 ist hingegen axial verschieblich gelagert. An den einander zugewandten Seiten besitzen der Stützring 63 und der Verstellring 65 jeweils mehrere Kugelrillen 67 bzw. 69. Diese verlaufen bezüglich der Achse A in Umfangsrichtung und sind bezüglich einer Normalebene zu der Achse A in Umfangsrichtung rampenartig geneigt, d.h. die Kugelrillen 67, 69 besitzen in Umfangsrichtung eine variierende Tiefe. Jeweils eine Kugelrille 67 des Stützrings 63 und eine Kugelrille 69 des Verstellrings 65 stehen einander gegenüber und umschließen hierbei eine zugeordnete Kugel 71. Durch Verdrehen des Stützrings 63 und des Verstellrings 65 relativ zueinander kann somit ein axiales Verschieben des Verstellrings 65 bewirkt werden, wobei der Verstellring 65 über ein Axiallager mit einem Andruckring 73 der Reibungskupplung 49 zusammenwirkt. Der Andruckring 73 ist mittels einer Tellerfederanordnung 75 in Ausrückrichtung der Reibungskupplung 49 vorgespannt.
An dem Stützring 63 und an dem Verstellring 65 ist ein jeweiliger Betätigungshebel 77 bzw. 79 angeformt. An dem freien Ende eines jeden Hebels 77, 79 ist eine jeweilige Rolle 81 bzw. 83 drehbar gelagert. Über die Rollen 81, 83 wirken die Betätigungshebel 77, 79 mit den beiden Stirnseiten 85, 87 einer Steuerscheibe 89 zusammen, die bezüglich einer Achse C drehbar ist. Die Stirnseiten 85, 87 besitzen bezüglich einer Normalebene zu der Achse C einen in Umfangsrichtung geneigten Verlauf, d.h. die Steuerscheibe 89 ist im Querschnitt keilförmig ausgebildet. Durch Verdrehen der Steuerscheibe 89 können die Betätigungshebel 77, 79 somit scherenartig bewegt werden, um den Stützring 63 und den Stellring 65 relativ zueinander zu verdrehen. Die Steuerscheibe 89 besitzt einen angeformten Steckverzahnungsansatz 91. Über diesen kann die Steuerscheibe 89 mit einem Elektromotor und einem zugeordneten Untersetzungsgetriebe antriebswirksam verbunden sein (in 3 nicht gezeigt).
Somit kann durch entsprechende Ansteuerung des genannten Elektromotors die Steuerscheibe 89 zu einer Drehbewegung angetrieben werden, um hierdurch die Betätigungshebel 77, 79 relativ zueinander zu verschwenken. Die hierdurch verursachte Verdrehung des Stützrings 63 und des Verstellrings 65 relativ zueinander bewirkt eine axiale Bewegung des Verstellrings 65. Der Andruckring 73 bewirkt somit ein Einrücken der Reibungskupplung 49 oder - unterstützt von der Tellerfederanordnung 75 - ein Ausrücken der Reibungskupplung 49.
Aus 3 ist auch ersichtlich, dass der untere Teil des Gehäuses des Verteilergetriebes 15 einen Ölsumpf 120 bildet, der Öl zum Kühlen und Schmieren der Reibungskupplung 47 und der weiteren Komponenten des Verteilergetriebes 15 aufnimmt.
4 zeigt den Aktuator 51 gemäß 2 und 3 in einer schematischen Ansicht. Der Aktuator 51 besitzt einen steuerbaren Elektromotor 93 mit einer Ankerwelle 95, ein Untersetzungsgetriebe 97 mit einer Schnecke 99 und einem Schneckenrad 101, sowie eine Umlenkeinrichtung 103. Mittels der Umlenkeinrichtung 103 wird eine Drehbewegung einer Ausgangswelle 105 des Untersetzungsgetriebes 97 in eine translatorische, d.h. geradlinige Bewegung des Andruckrings 73 (3) umgesetzt. Die Umlenkeinrichtung 103 umfasst die Steuerscheibe 89 sowie den Stützring 63 und den Verstellring 65 mit den Betätigungshebeln 77, 79 und den Kugeln 71 gemäß 3. An der Ankerwelle 95 des Elektromotors 93 ist ein Sensor 107 angeordnet, der beispielsweise als ein Inkrementalgeber ausgebildet ist. Wie in 4 gezeigt ist, kann der Sensor 107 alternativ auch als Sensor 107' an der Ausgangswelle 105 angeordnet sein.
Der Sensor 107 erzeugt ein Signal, das einem Aktuatorpositionswert entspricht. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist dies der Drehwinkel-Istwert α' der Ankerwelle 95. Dieses Signal α' wird einer Steuereinrichtung 109 des Verteilergetriebes 15 zugeführt. Von der Fahrdynamik-Regelungseinheit 33 des Kraftfahrzeugs (1) erhält die Steuereinrichtung 109 auch eine Drehmomentanforderung M, also einen Sollwert des Kupplungsmoments. Aus einer Kupplungsmoment/Drehwinkel-Kennlinie 111, die in einem nichtflüchtigen Speicher 113 der Steuereinrichtung 109 abgelegt ist, ermittelt die Steuereinrichtung 109 anhand der Drehmomentanforderung M einen Drehwinkel-Sollwert α. In Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Drehwinkel-Sollwert α und dem Drehwinkel-Istwert α' erzeugt die Steuereinrichtung 109 ein Steuersignal für den Elektromotor 93, um die Reibungskupplung 49 (2 und 3) entsprechend zu verstellen. Die Steuereinrichtung 109 wirkt somit als Positionsregler.
Die Steuereinrichtung 109 ist dazu ausgebildet, einen Verschleißgrad des Öls in dem Verteilergetriebe 15 zu ermitteln und bei der Steuerung der Kupplungseinheit 47 zu berücksichtigen, indem die Kennlinie 111 der Reibungskupplung 49 entsprechend angepasst wird. Das Ermitteln des Ölverschleißgrades geschieht durch Erfassen einer in die Kupplungseinheit 47 eingetragenen Verlustarbeit. Hierfür werden - wie eingangs erläutert - eine Kupplungslamellen-Verlustleistung, eine Schleppmoment-Verlustleistung der Kupplungseinheit 47 und eine Scherwirkungs-Verlustleistung der Kupplungseinheit 47 ermittelt und über die Betriebszeit der Kupplungseinheit 47 integriert.
Die Steuerung der Kupplungseinheit 47 unter Verwendung der Kennlinie 111 wird nun unter Bezugnahme auf die 5 und 6 näher erläutert.
5 zeigt ein Diagramm, in welchem die Drehmomentanforderung (Kupplungsmoment-Sollwert) M in Abhängigkeit vom Drehwinkel-Sollwert α in willkürlichen Einheiten und mit willkürlichem Nulldurchgang aufgetragen ist. Beispielhaft gezeigt ist eine ursprünglich in dem Speicher 113 der Steuereinrichtung 109 abgelegte Kennlinie 111 sowie zwei zur Kompensation des Ölschädigungseinflusses angepasste Kennlinien 111', 111". Wenn die Steuereinrichtung 109 eine Drehmomentanforderung M empfängt, so kann mittels der Kennlinie 111 der zugehörige Drehwinkel-Sollwert α des Elektromotors 93 ermittelt werden. Wenn infolge des berechneten Ölverschleißgrads eine Korrektur der Kupplungssteuerung vorgenommen werden soll, kann nun statt der ursprünglich abgelegten Kennlinie 111 eine angepasste Kennlinie 111' verwendet werden, deren Steigung modifiziert ist. Bei Verwendung der Kennlinie 111' ergibt sich der modifizierte Drehwinkel-Sollwert α_mod , der beim dargestellten Beispiel geringer ist als der unmodifizierte Drehwinkel-Sollwert α. Die Reibungskupplung 49 wird also in diesem Fall weniger stark eingerückt als durch die ursprünglich abgelegte Kennlinie 111 angegeben ist, um z.B. einen erhöhten Reibwert zu berücksichtigen. Die ebenfalls dargestellte Kennlinie 111" veranschaulicht eine andere Variante der Anpassung, bei welcher eine Modifizierung des Offsets der ursprünglich abgelegten Kennlinie 111 vorgenommen wird, was einer Parallelverschiebung im Aktuatorposition/Kupplungsmoment-Diagramm entspricht.
Zur Anpassung der Kennlinie 111 muss nicht notwendigerweise die gesamte abgespeicherte Kurve oder deren zugehörige Tabelle überschrieben werden. Es genügt beispielsweise, jede Drehmomentanforderung M mit einem verschleißgradabhängigen Korrekturwert zu multiplizieren und danach den Drehwinkel-Sollwert α anhand der ursprünglich abgelegten Kennlinie 111 zu ermitteln. Diese Vorgehensweise ist mit einer Änderung der Kennliniensteigung äquivalent, entspricht also im Ergebnis beispielsweise einer Verwendung der angepassten Kennlinie 111'. Alternativ ist es auch möglich, zunächst den Drehwinkel-Sollwert α gemäß der unveränderten Drehmomentanforderung M und der unmodifizierten Kennlinie 111 zu ermitteln und den so erhaltenen Drehwinkel-Sollwert α um einen verschleißgradabhängigen Korrekturwert zu erhöhen oder zu verringern. Diese Vorgehensweise ist mit einer Änderung des Kennlinien-Offsets äquivalent, entspricht also im Ergebnis beispielsweise einer Verwendung der parallelverschobenen Kennlinie 111". Je nach Anwendung kann es auch vorteilhaft sein, die Änderung des Offsets und der Steigung miteinander zu kombinieren. Der Rechenaufwand ist dadurch auf ein Minimum reduziert, dass während des laufenden Kupplungsbetriebs jeweils nur ein Zahlenwert für die Steigung und/oder für den Offset aktualisiert wird.
Die Kennlinienanpassung kann sich in der Praxis somit so gestalten, dass die einmalig abgespeicherte Kennlinie 111 stets unverändert bleibt, wie in 6 veranschaulicht ist. Zur Anpassung wird die aktuelle Drehmomentanforderung M mit einem Steigungs-Korrekturwert K₁ multipliziert, sodass sich eine modifizierte Drehmomentanforderung M_mod ergibt. Anhand der Kennlinie 111 wird nun derjenige vorläufige Drehwinkel-Sollwert α_temp ermittelt, welcher der modifizierten Drehmomentanforderung M_mod entspricht. Auf den ermittelten Drehwinkel-Sollwert α_temp wird anschließend ein Offset-Korrekturwert K₂ addiert, um den gewünschten, der Anpassung entsprechenden Drehwinkel-Sollwert α zu erhalten. Der Steigungs-Korrekturwert K₁ und der Offset-Korrekturwert K₂ , die dem aktuellen Verschleißgrad des Öls zugeordnet sind, können beispielsweise aus einer einfachen, zuvor gespeicherten jeweiligen Look-up-Tabelle abgerufen werden, die durch eine einmalige Kalibrierung des betreffenden Verteilergetriebes 15 erzeugt worden ist. Die in dem Speicher 113 der Steuereinrichtung 109 abgelegte Kennlinie 111 bleibt in diesem Fall stets unverändert. Der Steigungs-Korrekturwert K₁ kann auch kleiner als eins sein, so dass die Multiplikation einer Division äquivalent ist. Ebenso kann der Offset-Korrekturwert K₂ negativ sein, so dass die Addition einer Subtraktion äquivalent ist.
Unter Bezugnahme auf 7 wird ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern einer Kupplungseinheit unter Berücksichtigung des Verschleißgrads des Öls beschrieben. Sofern in einem Schritt S1 festgestellt wird, dass das Fahrzeug in Betrieb genommen worden ist (die Steuereinrichtung 109 gemäß 4 erhält das Signal „Zündung Ein“), werden in einem Schritt S2 die zuletzt gespeicherten Werte für den Verschleißgrad des Öls und den Verschleißgrad der Kupplungslamellen abgerufen. Bei einer Erstinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs können entsprechende werkseitig vorgegebene Referenzwerte abgerufen werden. In Abhängigkeit der abgerufenen Verschleißgrad-Werte und gegebenenfalls weiterer Parameter wird dann die Steigung der Kennlinie 111 gemäß 5 modifiziert, um beispielsweise die angepasste Kennlinie 111' gemäß 5 zu erhalten.
In einem Schritt S4 wird dann die Kupplungseinheit 47 gemäß der modifizierten Kennlinie 111' gesteuert. Während des Betriebs der Kupplungseinheit 47 ermittelt die Steuereinrichtung 109 ferner fortlaufend eine Verlustleistung der Kupplungseinheit 47 - beispielsweise durch Erfassung einer Kupplungslamellen-Verlustleistung, wie eingangs erläutert -, und die Steuereinrichtung 109 bildet fortlaufend ein Zeitintegral über die ermittelte Verlustleitung (Schritt S5).
In einem Schritt S6 wird fortlaufend geprüft, ob der Fahrzeugmotor 11 stillgesetzt worden ist. Sofern die Steuereinrichtung 109 ein entsprechendes Signal erhält („Zündung Aus“), wird in einem Schritt S7 der Verschleißgrad des Öls aktualisiert. Zu diesem Zweck wird die in dem Schritt S5 fortlaufend ermittelte Verlustarbeit der Kupplungseinheit 47 zu dem bestehenden Verschleißgrad des Öls hinzuaddiert. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform wird also die in die Kupplungseinheit 47 eingetragene Verlustarbeit direkt als Verschleißgrad interpretiert. Optional kann der Wert der Verlustarbeit mit einer vorbestimmten Proportionalitätskonstante multipliziert werden, um einen angepassten Verschleißgrad-Wert zu erhalten.
In ähnlicher Weise wird in dem Schritt S7 auch der Verschleißgrad der Kupplungslamellen aktualisiert. Dazu wird zunächst ein Kalibrierungslauf der Kupplungseinheit 47 wie vorstehend beschrieben durchgeführt, und es wird ein auf eine vorbestimmte Kalibrierstellung bezogener Aktuatorpositionswert ermittelt. Anhand einer Differenz zwischen dem durch den Kalibrierungslauf ermittelten Aktuatorpositionswert und dem durch den letzten Kalibrierungslauf ermittelten Aktuatorpositionswert wird eine Änderung der Lamellendicke ermittelt und diese als Kupplungslamellen-Verschleißgrad interpretiert, wobei auch die Dickenänderung je nach Anwendung mit einem vorbestimmten Proportionalitätsfaktor multipliziert werden kann. Anschließend wird der ermittelte Kupplungslamellen-Verschleiß zum bestehenden Kupplungslamellen-Verschleißgrad hinzuaddiert.
Die aktualisierten Verschleißgrad-Werte für das Öl bzw. die Kupplungslamellen werden dann in einem Schritt S8 gespeichert, um für den nächsten Fahrzeugbetrieb als Startwerte zur Verfügung zu stehen.
Sofern das Anpassen der Kennlinie 111 durch Verwendung von Korrekturwerten erfolgt wie im Zusammenhang mit 6 beschrieben, können in dem Schritt S3 in Abhängigkeit von dem Verschleißgrad des Öls und dem Verschleißgrad der Kupplungslamellen der Steigungs-Korrekturwert K₁ und der Offset-Korrekturwert K₂ ausgelesen werden, wobei diese Werte K₁ , K₂ in dem Schritt S4 dazu verwendet werden können, anhand der Drehmomentanforderung M letztlich den angepassten Drehwinkel-Sollwert α zu ermitteln.
Auf diese Weise kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass mit zunehmendem Verschleiß der Kupplungseinheit 47 die Schmierwirkung des Öls abnimmt und sich somit die Kupplungscharakteristik ändert. Durch die Kompensation des Verschleißeinflusses kann die Genauigkeit der Kupplungsmomentsteuerung erhöht werden. Der ermittelte Verschleißgrad des Öls kann zusätzlich auch für andere Zwecke verwendet werden, beispielsweise zum Festlegen eines Zeitpunkts für einen Ölwechsel. Er kann deshalb z.B. zusätzlich an einen CAN-Bus ausgegeben werden, um so anderen Steuereinrichtungen zur Verfügung zu stehen.
Während die Erfindung in einem Verteilergetriebe mit elektromechanischer Betätigung der Reibungskupplung besonders vorteilhafte Anwendung findet, ist die Erfindung nicht auf das vorstehend erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt. Auch andere Anordnungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs sind möglich, wie eingangs erläutert. Ferner kann der Aktuator 51 anders ausgebildet sein als vorstehend im Zusammenhang mit den Figuren erläutert. Beispielsweise kann ein andersartiges Untersetzungsgetriebe 97 oder eine andersartige Umlenkeinrichtung 103 vorgesehen sein. Anstelle der gezeigten elektromechanischen Betätigung der Reibungskupplung 49 kann beispielsweise auch eine elektromagnetische, eine hydraulische oder eine elektrohydraulische Aktuierung vorgesehen sein. In diesem Fall wird anstelle der erläuterten Drehwinkel/Kupplungsmoment-Kennlinie 111 beispielsweise eine Druck/Kupplungsmoment-Kennlinie in Abhängigkeit von dem Verschleißgrad der Kupplungseinheit angepasst.
Bezugszeichenliste

11: Verbrennungsmotor
13: Hauptgetriebe
15: Verteilergetriebe
17: Kardanwelle
19: Hinterachs-Differentialgetriebe
21: Rad
23: Hinterachse
25: Kardanwelle
27: Vorderachs-Differentialgetriebe
29: Rad
31: Vorderachse
33: Fahrdynamik-Regelungseinheit
35: Raddrehzahl-Sensor
37: Raddrehzahl-Sensor
39: Sensor
41: Eingangswelle
43: erste Ausgangswelle
45: zweite Ausgangswelle
47: Kupplungseinheit
49: Reibungskupplung
51: Aktuator
53: Kupplungskorb
55: Kupplungsnabe
57: Antriebszahnrad
59: Kettentrieb
61: Abtriebszahnrad
63: Stützring
65: Verstellring
67: Kugelrille
69: Kugelrille
71: Kugel
73: Andruckring
75: Tellerfederanordnung
77: Betätigungshebel
79: Betätigungshebel
81: Rolle
83: Rolle
85: Stirnseite
87: Stirnseite
89: Steuerscheibe
91: Steckverzahnungsansatz
93: Elektromotor
95: Ankerwelle
97: Untersetzungsgetriebe
99: Schnecke
101: Schneckenrad
103: Umlenkeinrichtung
105: Ausgangswelle
107: Positionssensor
107': Positionssensor
109: Steuereinrichtung
111: Kupplungsmoment/Drehwinkel-Kennlinie
111': Kennlinie mit modifizierter Steigung
111": Kennlinie mit modifiziertem Offset
113: Speicher
120: Ölsumpf
A: Rotationsachse
B: Rotationsachse
C: Rotationsachse
α: Drehwinkel-Sollwert
α': Drehwinkel-Istwert
α_mod: modifizierter Drehwinkel-Sollwert
α_temp: vorläufiger Drehwinkel-Sollwert
M: Drehmomentanforderung
M_mod: modifizierte Drehmomentanforderung
K₁: Steigungs-Korrekturwert
K₂: Offset-Korrekturwert

Claims

Verfahren zum Steuern einer Kupplungseinheit (47) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei die Kupplungseinheit (47) zumindest aufweist: - eine nasslaufende Reibungskupplung (49) zum steuerbaren Übertragen eines Drehmoments von einem Eingangselement (41) auf ein Ausgangselement (45) der Kupplungseinheit (47), wobei die Reibungskupplung (49) alternierend angeordnete primäre und sekundäre Kupplungslamellen aufweist; - Öl zum Kühlen und Schmieren der Kupplungseinheit (47); und - einen Aktuator (51) zum Betätigen der Reibungskupplung (49); wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Ermitteln eines Verschleißgrades des Öls durch Ermitteln einer Verlustleistung der Kupplungseinheit (47); - Anpassen einer Kennlinie (111) der Reibungskupplung (49), welche die Abhängigkeit eines Kupplungsmoments von einer Aktuatorsteuergröße beschreibt, in Abhängigkeit von dem ermittelten Verschleißgrad; und - Steuern der Kupplungseinheit (47) mittels des Aktuators (51) gemäß der Kennlinie (111).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Verschleißgrad des Öls ermittelt wird, indem eine Verlustleistung der Kupplungslamellen, eine Schleppmoment-Verlustleistung der Kupplungseinheit (47) und/oder eine Scherwirkungs-Verlustleistung einer Getriebeeinrichtung der Kupplungseinheit (47) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei für das Ermitteln der Verlustleistung der Kupplungslamellen eine Drehzahldifferenz zwischen dem Eingangselement (41) und dem Ausgangselement (45) der Kupplungseinheit (47) mit dem Kupplungsmoment multipliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Produkt aus Drehzahldifferenz und Kupplungsmoment mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert wird, der in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz, dem Kupplungsmoment oder dem Produkt aus Drehzahldifferenz und Kupplungsmoment gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei für das Ermitteln der Schleppmoment-Verlustleistung ein empirisch ermittelter Schleppmomentwert mit einer Drehzahl des Eingangselements (41) oder des Ausgangselements (45) der Kupplungseinheit (47) multipliziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei für das Ermitteln der Scherwirkungs-Verlustleistung das Kupplungsmoment mit einem empirisch ermittelten Wirkungsgradwert und mit einer Drehzahl des Eingangselements (41) oder des Ausgangselements (45) der Kupplungseinheit (47) multipliziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei für das Ermitteln der Verlustleistung der Kupplungseinheit (47) mehrere - insbesondere alle - Leistungen aus der Gruppe bestehend aus der Kupplungslamellen-Verlustleistung, Schleppmoment-Verlustleistung und Scherwirkungs-Verlustleistung ermittelt und miteinander addiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Zeitintegral über die Verlustleistung während des Betriebs der Kupplungseinheit (47) gebildet wird, um eine Verlustarbeit der Kupplungseinheit zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die ermittelte Verlustarbeit der Kupplungseinheit (47) bei einer Stillsetzung des Kraftfahrzeugs in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt wird, um bei einer nachfolgenden Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs als Startwert für das weitere Ermitteln des Verschleißgrades des Öls verwendet zu werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für das Anpassen der Kennlinie (111) eine Steigung und/oder ein Offset der Kennlinie (111) modifiziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Verschleißgrad der Kupplungslamellen ermittelt wird und das Anpassen der Kennlinie (111) der Reibungskupplung (49) zusätzlich in Abhängigkeit von dem ermittelten Verschleißgrad der Kupplungslamellen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Ermitteln des Verschleißgrades der Kupplungslamellen in Abhängigkeit von einer Änderung der Dicke der Kupplungslamellen während des Betriebs der Kupplungseinheit (47) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Dicke der Kupplungslamellen in Abhängigkeit von einem Aktuatorpositionswert ermittelt wird, der in einem Kalibrierungslauf der Kupplungseinheit (47) bezüglich einer vorbestimmten Kalibrierstellung ermittelt wird.
Drehmomentübertragungsanordnung (15) mit einer Kupplungseinheit (47) und einer Steuereinrichtung (109), wobei die Kupplungseinheit (47) zumindest eine nasslaufende Reibungskupplung (49) mit alternierend angeordneten primären und sekundären Kupplungslamellen zum steuerbaren Übertragen eines Drehmoments von einem Eingangselement (41) auf ein Ausgangselement (45), Öl zum Kühlen und Schmieren der Kupplungseinheit (47) und einen Aktuator (51) zum Betätigen der Reibungskupplung (49) aufweist; wobei die Steuereinrichtung (109) dazu ausgebildet ist, - einen Verschleißgrad des Öls durch Ermitteln einer Verlustleistung der Kupplungseinheit (47) zu ermitteln; - eine Kennlinie (111) der Reibungskupplung (49), welche die Abhängigkeit eines Kupplungsmoments von einer Aktuatorsteuergröße beschreibt, in Abhängigkeit von dem ermittelten Verschleißgrad anzupassen; und - die Kupplungseinheit (47) mittels des Aktuators (51) gemäß der Kennlinie (111) zu steuern.