DE102016201145A1

DE102016201145A1 - Verfahren zur Steuerung einer Reibungskupplung

Info

Publication number: DE102016201145A1
Application number: DE102016201145.6A
Authority: DE
Inventors: Jerome Laugel; Matthieu Sechet
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2016-01-27
Publication date: 2017-07-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer aufgedrückten Reibungskupplung mittels eines hydrostatischen Kupplungsbetätigungssystems mit einem Geberzylinder und einem mittels einer hydrostatischen Strecke mit diesem verbundenen Nehmerzylinder, welcher mittels eines Nehmerzylinderkolbens mit einem axial spielbehaftet aufgenommenen Ausrücklager eine Tellerfeder der Reibungskupplung unter Druck axial verlagert und die Reibungskupplung öffnet, wobei der Geberzylinderkolben des Geberzylinders zum Öffnen der Reibungskupplung unter Aufbau eines Drucks in der hydrostatischen Strecke mittels eines Kupplungspedals oder mittels eines Aktor automatisiert axial vorverlagert wird. Um ein Axialspiel während schneller Einkuppelvorgänge zwischen der Tellerfeder und dem Nehmerzylinderkolben zu vermeiden, wird die Geschwindigkeit einer Rückverlagerung des Nehmerzylinderkolbens während des Schließens der Reibungskupplung überwacht und bei Überschreiten einer vorgegebenen Geschwindigkeitsschwelle des Nehmerzylinderkolbens der Druck in der hydrostatischen Strecke während der Rückwärtsbewegung kurzzeitig erhöht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer aufgedrückten Reibungskupplung mittels eines hydrostatischen Kupplungsbetätigungssystems mit einem Geberzylinder und einem mittels einer hydrostatischen Strecke mit diesem verbundenen Nehmerzylinder, welcher mittels eines Nehmerzylinderkolbens mit einem axial spielbehaftet aufgenommenen Ausrücklager eine Tellerfeder der Reibungskupplung unter Druck axial verlagert und die Reibungskupplung öffnet, wobei der Geberzylinderkolben des Geberzylinders zum Öffnen der Reibungskupplung unter Aufbau eines Drucks in der hydrostatischen Strecke mittels eines Kupplungspedals oder mittels eines Aktor automatisiert axial vorverlagert wird.
Ein gattungsgemäßes Verfahren ist beispielsweise aus der DE 198 24 480 A1 bekannt. Hierbei weist der Kupplungsnehmerzylinder bedingt durch die Fertigung ein Axialspiel zwischen dem Ausrücklager und dem Nehmerzylinderkolben auf, welches bei einer Betätigung, insbesondere bei einem Einrücken auftreten kann, wenn die Reibungskupplung sehr schnell eingerückt wird. Hierbei entsteht in der hydrostatischen Strecke ein Unterdruck, welcher zu einer Verschiebung der Kupplungskennlinie des Betätigungswegs der Reibungskupplung gegenüber dem zu übertragenden Kupplungsmoment führen kann. Um dies zu vermeiden, können Unterdruckventile eingesetzt werden, die bei Unterdruck Druckmedium aus dem Nachlaufbehälter nachsaugen. Derartige Unterdruckfilter sind kostenintensiv und aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Verfahrens zur Steuerung einer Reibungskupplung, welches schnelle Einkuppelvorgänge der Reibungskupplung ohne den Einsatz von Unterdruckfiltern ohne Ausbildung eines Axialspiels ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
Das vorgeschlagene Verfahren dient der Steuerung einer aufgedrückten Reibungskupplung mittels eines hydrostatischen Kupplungsbetätigungssystems. Das Kupplungsbetätigungssystem enthält einen Geberzylinder und einen Nehmerzylinder, welche mittels einer hydrostatischen Strecke miteinander verbunden sind. Bei einer Axialverlagerung des Geberzylinderkolbens mittels eines Aktors oder eines Druckaufbaus eines in die hydrostatische Strecke integrierten Aktors, welcher mittels eines Druckzylinders mit einem axial verlagerbaren Kolben Druck aufbaut, wird Druck in der hydrostatischen Strecke aufgebaut, der zu einer Verlagerung des Nehmerzylinderkolbens führt. Die Druckerhöhung in der hydrostatischen Strecke erfolgt mittels des Aktors, der beispielsweise abhängig von einer Betätigung eines Kupplungspedals oder automatisiert von einem Steuergerät gesteuert wird.
An dem Nehmerzylinder ist ein Ausrücklager montiert, welcher bei axialer Verlagerung die Tellerfeder der Reibungskupplung beaufschlagt, sodass unter Druck die Reibungskupplung ausgerückt und bei nachlassendem Druck wieder eingerückt wird. Fertigungsbedingt ist das mit dem Nehmerzylinderkolben verbundene Ausrücklager spielbehaftet an diesem aufgenommen, sodass unter fehlender axialer Vorspannung Axialspiel zwischen dem Ausrücklager und dem Nehmerzylinderkolben auftreten kann.
Ist die Reibungskupplung vollständig geschlossen, kann der Geberzylinderkolben selbsttätig oder von dem Aktor initiiert an eine Schnüffelposition gefahren werden, wobei die hydrostatische Strecke in Verbindung mit einem Nachlaufbehälter gebracht wird und dabei Druckunterschiede ausgeglichen werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Druckausgleich mittels einer Stellung des Kolbens eines in die hydrostatische Strecke zusätzlich zum Geber- und Nehmerzylinder eingebrachten Aktors vorgesehen sein.
Um ein Axialspiel während eines schnellen Einrückvorgangs zu vermeiden, wird die Geschwindigkeit einer Rückverlagerung des Nehmerzylinderkolbens während des Schließens der Reibungskupplung überwacht und bei Überschreiten einer vorgegebenen Geschwindigkeitsschwelle der Druck in der hydrostatischen Strecke während der Rückverlagerung des Nehmerzylinders kurzzeitig erhöht, indem beispielweise der Nehmerzylinderkolben während der Rückwärtsbewegung kurzzeitig vorverlagert wird. Unter Vorverlagerung ist eine Bewegung des Nehmerzylinderkolbens in Ausrückrichtung zu verstehen. Dies bedeutet, dass der Aktor beispielsweise kurzzeitig unter Ausbildung eines geringen Hubs des Geberzylinderkolbens oder des Kolbens des in die hydrostatische Strecke zusätzlich zu Nehmer- und Geberzylinder intergierten Druckzylinders bestromt oder eine Stromumkehr geschaltet wird. Die Vorverlagerung kann über Lebensdauer der Kupplungsbetätigungseinrichtung konstant oder beispielsweise mittels einer Sollfunktion über Lebensdauer variabel vorgesehen sein. Desweiteren kann die Geschwindigkeit der Vorverlagerung konstant, von dem Steuergerät gesteuert oder geregelt vorgesehen sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Aktor die Reibungskupplung automatisiert vor- und zurückverlagern. Hierzu kann eine Kupplungssteuerungssoftware vorgesehen sein, die beispielsweise anhand einer laufend adaptierten Kupplungskennlinie eine einem zu übertragenden Sollmoment zugeordnete Weggröße eines Betätigungswegs oder eine mit diesem korrelierte Druckgröße in der hydrostatischen Strecke einstellt. Die Rückkoppelung der eingestellten Größen und deren gegebenenfalls notwendige Nachführung können anhand eines Kupplungsmodells und eines Beobachters erfolgen.
In alternativer Weise kann der Aktor eine Pedalbetätigung zum Öffnen der Reibungskupplung durch einen Fahrer unterstützen. Beispielsweise kann eine hilfskraftbetätigte Reibungskupplung vorgesehen sein, bei der der Fahrer das Pedal mit geringer Kraft betätigt, wobei der Weg und/oder die Pedalkraft als Führungsgröße für den Aktor dienen kann.
Mittels der kurzzeitigen Vorverlagerung kann ein durch einen Unterdruck in der hydrostatischen Strecke entstehendes Axialspiel zwischen Nehmerzylinderkolben und Tellerfeder ausgeglichen beziehungsweise vermieden werden. Beispielsweise kann ein Druckausgleich durch Verkippen einer Dichtlippe des Kolbens des in die hydrostatische Strecke integrierten Druckzylinders ausgeglichen werden.
Die Erfassung der Geschwindigkeit des Geberzylinderkolbens kann direkt oder indirekt erfolgen. Beispielsweise kann die Geschwindigkeit der Rückverlagerung mittels eines Drucksensors in der hydrostatischen Strecke erfasst werden. Hierbei kann ein Druckgradient ausgewertet werden. Überschreitet der Druckgradient eine vorgegebene Schwelle, gilt die Geschwindigkeitsschwelle als überschritten.
Alternativ oder zusätzlich kann die Geschwindigkeit der Rückverlagerung mittels eines Wegsensors zumindest eines in der hydrostatischen Strecke verlagerten Bauteils erfasst werden. Hierbei kann das verlagerte Bauteil der Nehmerzylinderkolben und/oder der Geberzylinderkolben sein.
Alternativ oder zusätzlich kann die Geschwindigkeit einer Rückverlagerung mittels einer Erfassung der Drehzahl eines Rotors des Aktors erfasst werden. Hierbei kann beispielsweise eine direkte Koppelung der Axialbewegung des Geberzylinderkolbens mit der Drehbewegung des Rotors über ein Wandlergetriebe der Rotordrehzahl in eine Linearbewegung des Geberzylinderkolbens ausgewertet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19824480 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Steuerung einer aufgedrückten Reibungskupplung mittels eines hydrostatischen Kupplungsbetätigungssystems mit einem Geberzylinder und einem mittels einer hydrostatischen Strecke mit diesem verbundenen Nehmerzylinder, welcher mittels eines Nehmerzylinderkolbens mit einem axial spielbehaftet aufgenommenen Ausrücklager eine Tellerfeder der Reibungskupplung unter Druck axial verlagert und die Reibungskupplung öffnet, wobei der Geberzylinderkolben des Geberzylinders zum Öffnen der Reibungskupplung unter Aufbau eines Drucks in der hydrostatischen Strecke mittels eines Kupplungspedals oder mittels eines Aktor automatisiert axial vorverlagert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit einer Rückverlagerung des Nehmerzylinderkolbens während des Schließens der Reibungskupplung überwacht und bei Überschreiten einer vorgegebenen Geschwindigkeitsschwelle der Druck in der hydrostatischen Strecke kurzzeitig erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der hydrostatischen Strecke mittels des den Geberzylinderkolben des Geberzylinders verlagernden Aktors oder mittels eines zusätzlich zu einem mittels eines Kupplungspedals betätigten Geberzylinders angeordneten Aktors mit einem in die hydrostatische Strecke integrierten Druckzylinder mit einem Kolben gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Druckverringerung der Nehmerzylinderkolben während der Rückwärtsbewegung kurzzeitig vorverlagert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der kurzzeitigen Druckverringerung ein durch einen Unterdruck in der hydrostatischen Strecke entstehendes Axialspiel zwischen Nehmerzylinderkolben und Tellerfeder ausgeglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckausgleich durch Verkippen einer Dichtlippe des Kolbens des zusätzlich in die hydrostatische Strecke eingebrachten Druckzylinders ausgeglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Rückverlagerung mittels eines Drucksensors in der hydrostatischen Strecke erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Rückverlagerung mittels eines Wegsensors zumindest eines in der hydrostatischen Strecke verlagerten Bauteils erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das verlagerte Bauteil der Nehmerzylinderkolben und/oder der Geberzylinderkolben ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit einer Rückverlagerung mittels einer Erfassung der Drehzahl eines Rotors des Aktors erfasst wird.