DE102010052391A1

DE102010052391A1 - Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes

Info

Publication number: DE102010052391A1
Application number: DE102010052391A
Authority: DE
Inventors: Frank Stengel; Michael Linz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2011-06-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes in einem Kraftfahrzeug mit zwei mittels jeweils einer von einem Kupplungsaktor betätigten Reibungskupplung mit einer Brennkraftmaschine koppelbaren Teilantriebssträngen, wobei Schaltungen zwischen auf verschiedenen Teilantriebssträngen angeordneten Gängen ohne Zugkraftunterbrechung durch Überschneidung des über die beiden Reibungskupplungen übertragenen Moments oder Schaltungen von Gängen mit Zugkraftunterbrechung vorgesehen sind. Um ein Blockieren des Doppelkupplungsgetriebes bei erhöhten mechanischen Widerständen eines oder beider Kupplungsaktoren insbesondere während eines Einlaufzustands der Kupplungsaktoren zu verhindern, werden in einer vorgegebenen Betriebssituation abhängig von der Laufleistung zumindest einer Komponente des Doppelkupplungsgetriebes ausschließlich Schaltungen von Gängen mit Zugkraftunterbrechung ausgeführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes in einem Kraftfahrzeug mit zwei mittels jeweils einer von einem Kupplungsaktor betätigten Reibungskupplung mit einer Brennkraftmaschine koppelbaren Teilantriebssträngen, wobei Schaltungen zwischen auf verschiedenen Teilantriebssträngen angeordneten Gängen ohne Zugkraftunterbrechung durch Überschneidung des über die beiden Reibungskupplungen übertragenen Moments oder Schaltungen von Gängen mit Zugkraftunterbrechung vorgesehen sind.
Doppelkupplungsgetriebe sind aus Serienfahrzeugen bekannt. Die DE 10 2007 000 595 A1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Doppelkupplungsgetriebes mit zwei Reibungskupplungen, die jeweils eine Getriebeeingangswelle eines Teilantriebsstrangs mit einer Brennkraftmaschine antriebsmäßig koppeln. Dabei werden die Reibungskupplungen mittels Kupplungsaktoref betrieben, wie sie beispielsweise aus der DE 2004 009 832 A1 bekannt sind.
In Doppelkupplungsgetrieben werden bevorzugt sogenannte Lastschaltungen durchgeführt, bei denen in einem mit der Brennkraftmaschine mittels der Reibungskupplung verbundenen Teilantriebsstrang ein Gang eingelegt und in dem anderen Teilantriebsstrang bei offener Reibungskupplung ein nachfolgender Gang eingelegt ist, indem die eine Reibungskupplung geöffnet und die andere Reibungskupplung überschneidend das von der Brennkraftmaschine bereitgestellte Moment übernimmt und geschlossen wird. Um während einer derartigen Überschneidung, bei der beide Kupplungsaktoren aktiv betrieben werden, ein Blockieren des Doppelkupplungsgetriebes zu vermeiden, muss zumindest eine Reibungskupplung bei Versagen eines Kupplungsaktors, wenn dieser beispielsweise wegen des Ausfalls eines Steuergeräts oder eines eine Betätigungsmechanik antreibenden Elektromotors funktionsunfähig wird, selbsttätig öffnen. Hierzu wird zumindest eine Reibungskupplung als sogenannte selbstöffnende Reibungskupplung ausgestaltet, die von dem zugehörigen Kupplungsaktor zum Aufbau eines über diese übertragbaren Moments entlang eines Axialwegs mit einer Einrückkraft belastet wird. Fällt der Kupplungsaktor aus, öffnet die Reibungskupplung selbstständig und ein Blockieren der beiden Teilantriebsstränge, die infolge einer Blockade der Antriebsräder zu einem sicherheitsrelevanten Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs führen können, wird vermieden.
Dabei sind aus Sicherheitsbetrachtungen für dieses passive Öffnen zumindest einer Reibungskupplung Zeitanforderungen vorgegeben. Dabei hat sich herausgestellt, dass bei Betrachtung der einzelnen Betriebszustände des Doppelkupplungsgetriebes und der Toleranzketten der Reibungskupplungen und deren Kupplungsaktoren einzelne Betriebszustände auftreten, bei denen diese Zeitanforderungen überschritten werden, ein selbstständiges Öffnen einer Reibungskupplung beispielsweise bei geringen Außentemperaturen also nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeit nach einem Ausfall eines Kupplungsaktors erfolgen kann. In diesen Fällen werden Überschneidungsschaltungen, an denen an beiden Reibungskupplungen ein Teilmoment der Brennkraftmaschine anliegt, ausgeschlossen und lediglich Schaltungen mit Zugkraftunterbrechung zugelassen, bei denen gleichzeitig nur Moment über eine einzige Reibungskupplung übertragen wird. Infolge der großen Abweichungen beispielsweise zwischen einem Neuzustand und einem eingefahrenen Zustand des Doppelkupplungsgetriebes weisen Betriebszustände, in denen lediglich unkomfortable Schaltungen mit Zugkraftunterbrechung erlaubt sind, einen hohen Anteil des gesamten Betriebs des Doppelkupplungsgetriebes auf.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes vorzuschlagen, das bei vorgegebener Hardware des Doppelkupplungsgetriebes eine höhere Anzahl von Lastschaltungen ohne Zugkraftunterbrechung ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes in einem Kraftfahrzeug mit zwei mittels jeweils einer von einem Kupplungsaktor betätigten Reibungskupplung mit einer Brennkraftmaschine koppelbaren Teilantriebssträngen gelöst, wobei Schaltungen zwischen auf verschiedenen Teilantriebssträngen angeordneten Gängen ohne Zugkraftunterbrechung durch Überschneidung des über die beiden Reibungskupplungen übertragenen Moments oder Schaltungen von Gängen mit Zugkraftunterbrechung vorgesehen sind und in einer vorgegebenen Betriebssituation abhängig von der Laufleistung zumindest einer Komponente des Doppelkupplungsgetriebes ausschließlich eine Schaltung von Gängen mit Zugkraftunterbrechung erfolgt.
Durch eine von der Laufleistung des Doppelkupplungsgetriebes abhängige Steuerung der Schaltungen mit Zugkraftunterbrechung in entsprechenden Betriebsmodi können diese Schaltungen auf bestimmte Phasen der Laufleistung des Doppelkupplungsgetriebes begrenzt werden. Beispielsweise können an gealterten Reibungskupplungen und deren Kupplungsaktoren erhöhte Betriebskräfte beispielsweise infolge Schmiermittelverlusts auftreten, so dass in bestimmten Betriebszuständen, beispielsweise bei gegenüber gewöhnlichen Betriebszuständen stark erniedrigten Betriebstemperaturen, beispielsweise unter dem Gefrierpunkt, die Selbstöffnungszeiten eine vorgegebene Schwelle überschreiten und nur noch Schaltungen mit Zugkraftunterbrechung zugelassen werden. In besonderem Maße treten derartige Erhöhungen der Betriebskräfte im Neuzustand der Reibungskupplungen und deren Kupplungsaktoren infolge eines fehlenden Einlaufs der mechanischen Komponenten zueinander und gegebenenfalls einer noch unzureichenden Versorgung aller Schmierstellen mit Schmiermittel auf.
Nach dem erfinderischen Gedanken werden dabei die diesen Betriebszuständen mit erhöhter Betriebskraft und damit zu hohem Zeitanspruch zum Öffnen der betroffenen Reibungskupplung ausschließlich während der zutreffenden Laufleistungen berücksichtigt, indem während diesen Laufleistungen nur Schaltungen mit Zugkraftunterbrechungen durchgeführt werden. Auf diese Weise können trotz der hohen Betriebskräfte während dieser Laufleistungen während der übrigen, nicht betroffenen Betriebszeit des Doppelkupplungsgetriebes wesentlich geringere Betriebskräfte bei der Auswahl der Betriebszustände mit Schaltungen ausschließlich unter Zugkraftunterbrechung angesetzt werden, so dass insgesamt das Doppelkupplungsgetriebe unter komfortableren und leistungsverbesserten Bedingungen betrieben werden kann.
Beispielsweise ist die Abhängigkeit der Betriebskräfte der Reibungskupplungen und der Kupplungsaktoren eines Doppelkupplungsgetriebes von der Betriebs-beziehungsweise Außentemperatur im Neuzustand vergleichsweise groß, so dass infolge der sich daraus ergebenden Verlangsamung der Öffnung der Reibungskupplungen vergleichsweise hohe Temperaturschwellen wie beispielsweise 0° bis –5°C für die Aktivierung einer Betriebssituation mit Schaltungen ausschließlich mit Zugkraftunterbrechung vorgesehen werden müssen. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, eine derartige Temperaturschwelle ausschließlich innerhalb der Laufleistung eines Einlaufintervalls des Doppelkupplungsgetriebes anzuwenden und diese nach dem Einlaufintervall zu erniedrigen. Hierbei hat sich gezeigt, dass außerhalb der Einlaufphase die verringerten Betriebskräfte bei entsprechend verbesserter Reproduzierbarkeit soweit abnimmt, dass die Temperaturschwelle zur Auswahl der Betriebssituation mit ausschließlich unter Zugkraftunterbrechung durchgeführten Schaltungen unter –15°C, vorzugsweise unter 20°C gesenkt werden kann. Zur Beurteilung und Einstellung einer entsprechenden Temperaturschwelle kann ein Thermofühler zur Erfassung der Außentemperatur im Kraftfahrzeug, ein Temperaturfühler zur Erfassung einer Betriebstemperatur des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Antriebsstrangs beziehungsweise des Doppelkupplungsgetriebes beispielsweise zur Erfassung der Öltemperatur des Getriebeöls dienen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Betriebstemperatur der Reibungskupplungen und/oder der Kupplungsaktoren mittels dort angeordneter Temperaturfühler oder mittels entsprechender Temperaturmodelle aus Werten anderer Temperaturfühler ermittelt und zur Überprüfung der Temperaturschwelle herangezogen werden. Beispielweise kann die Temperatur eines Kupplungsaktors aus dem elektrischen Verhalten eines die Betätigungsmechanik des Kupplungsaktors antreibenden Elektromotors abgeleitet werden, beispielsweise aus dessen Innenwiderstand, Induktivität und dergleichen.
Die Laufleistung wird im einfachsten Fall abhängig von einer Betriebsgröße des Kraftfahrzeugs ermittelt. Hierzu kann die Laufleistung aus der Betriebsdauer des Kraftfahrzeugs beziehungsweise des Doppelkupplungsgetriebes abgeleitet werden, wobei die Auswertung eines Betriebsstundenzählers, eines Betriebsstreckenzählers oder dergleichen in vorteilhafter Weise dienen kann.
Um die direkte Qualität wie Einlaufverhalten eines Kupplungsaktors, der beispielsweise auch in Doppelkupplungsgetnieben mit anderer Laufleistung als Ersatzteil eingesetzt werden kann, zu berücksichtigen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Laufleistung des oder der Kupplungsaktoren zu berücksichtigen, indem die Laufleistung beispielsweise abhängig von einer Betriebsgröße zumindest eines Kupplungsaktors ermittelt wird. Hierzu können beispielsweise ein kumulierter Aktorweg über die Axialwege des oder der Kupplungsaktoren, ein Betriebszeitenzähler des oder der Kupplungsaktoren, eine die Betriebsströme eines elektrisch angetriebenen Kupplungsaktors, beispielsweise das Integral der Betätigungsströme eines oder beider Elektromotoren der Kupplungsaktoren dienen.
Alternativ oder Zusätzlich kann sich die Auswertung eines Einlaufverhaltens einer oder beider Reibungskupplungen als Betriebsgröße zur Beurteilung der Laufleistung als vorteilhaft erwiesen, insbesondere wenn das Einlaufverhalten der Kupplungsaktoren mit dem Einlaufverhalten korrelierbar und beispielsweise vorher in für die Betriebskräfte und die daraus folgenden Öffnungszeiten der Selbstöffnung der Reibungskupplung(en) relevanter Weise abgeschlossen ist. Dabei können als Einlaufverhalten der Reibungskupplung(en) deren sich über die Laufleistung verändernde Reibwerte, Tastpunkte und dergleichen herangezogen werden.
Das Verfahren zur laufleistungsabhängigen Überprüfung, Einleitung und Beendung von Betriebssituationen, in denen ausschließlich Schaltungen mit Zugkraftunterbrechung durchgeführt werden, wird vorzugsweise als Routine in dem Getriebe-beziehungsweise Kupplungssteuergerät des Doppelkupplungsgetriebes durchgeführt. Hierzu wird abhängig von der Laufleistung in einem Steuergerät ein Steuersignal gesetzt und abhängig von diesem Steuersignal eine vorgegebene Betriebsart, beispielweise ein Betrieb ohne Lastschaltungen, für das Doppelkupplungsgetriebe eingestellt.
Dabei hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn während des aktivierten Steuersignals adaptierbare Parameter des Doppelkupplungsgetriebes insbesondere der Reibungskupplung, beispielsweise der Reibwerte, des Tastpunktes, des maximal übertragbaren Moments, Maximaltemperatur, Schlupfregelung und dergleichen, der Kupplungsaktoren, wie beispielsweise dynamisches Verhalten, maximaler Axialweg wie Betätigungsweg, Abschaltkriterien und dergleichen, sowie Schaltkennlinien an die sich vergleichsweise stark ändernden Bedingungen während der Einlaufphase des Doppelkupplungsgetriebes mit Reibungskupplungen und Kupplungsaktoren entsprechend angepasst werden. So können Adaptionszyklen mit einer größeren Rate durchgeführt werden und die einzelnen Adaptionsgrößen während der Einlaufphase nach geänderten, an diese angepassten Algorithmen versehen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007000595 A1 [0002]
DE 2004009832 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes in einem Kraftfahrzeug mit zwei mittels jeweils einer von einem Kupplungsaktor betätigten Reibungskupplung mit einer Brennkraftmaschine koppelbaren Teilantriebssträngen, wobei Schaltungen zwischen auf verschiedenen Teilantriebssträngen angeordneten Gängen ohne Zugkraftunterbrechung durch Überschneidung des über die beiden Reibungskupplungen übertragenen Moments oder Schaltungen von Gängen mit Zugkraftunterbrechung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einer vorgegebenen Betriebssituation abhängig von der Laufleistung zumindest einer Komponente des Doppelkupplungsgetriebes ausschließlich eine Schaltung von Gängen mit Zugkraftunterbrechung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Reibungskupplungen eine von dem zugehörigen Kupplungsaktor in Schließrichtung entlang eines Aktorwegs mit einer Einrückkraft beaufschlagt wird und bei nicht anliegender Einrückkraft selbstöffnend ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Betriebssituation eine erniedrigte Außentemperatur ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Betriebssituation eine Betriebstemperatur des Doppelkupplungsgetriebes insbesondere der Kupplungsaktoren ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente zumindest einer der Kupplungsaktoren ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufleistung abhängig von einer Betriebsgröße zumindest eines Kupplungsaktors ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufleistung abhängig von einer Betriebsgröße des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufleistung mittels eines Einlaufverhaltens zumindest einer Reibungskupplung ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der Laufleistung in einem Steuergerät ein Steuersignal gesetzt wird und abhängig von dem Steuersignal eine vorgegebene Betriebsart für das Doppelkupplungsgetriebe eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass während des aktivierten Steuersignals adaptierbare Parameter des Doppelkupplungsgetriebes mit geänderten Adaptationsregeln angepasst werden.