WO2015113538A1 - Reibwertbestimmung einer reibkupplung - Google Patents

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friction clutch
clutch
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Bachar Ibrahim
Erhard Hodrus
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to the determination of a coefficient of friction of a friction clutch.
  • the invention relates to the friction value determination of a friction clutch in a drive train for a motor vehicle.
  • a motor vehicle comprises a drive train with a dual clutch transmission, which is coupled by means of a double clutch with a drive motor.
  • the dual-clutch transmission usually two different gear ratios are engaged, but generally only one of the friction clutches is closed and transmits torque between the engine and the transmission.
  • the closed friction clutch is opened and at the same time the other friction clutch is closed.
  • DE 10 2010 024 941 A1 shows the determination of a touch point of a friction clutch on a dual-clutch transmission.
  • a method for determining a change in the coefficient of friction of a fully opened friction clutch in a drive train for a motor vehicle comprises steps of determining a time span during which the friction clutch was open, determining a rotational speed of the friction clutch and determining the friction value change as a function of the time span and the rotational speed, wherein the Reibwert shortung is determined by means of a map.
  • a clutch engagement of the friction clutch after the inactive time period can be controlled more precisely.
  • the engagement can thus be gentle to the material, so that a life of the friction clutch can be extended.
  • the motor vehicle can be moved with increased ride comfort.
  • the determination of the coefficient of friction change on the basis of the characteristic map can be carried out quickly and with little error.
  • the map may require only minimal processing resources.
  • the data of the map can be determined by means of a test arrangement that provides suitable results for a large number of friction clutches or drive trains.
  • an opening gap of the friction clutch can be determined, wherein the
  • Reibwert the output quantity of the characteristic diagram is preferably multiplied by a constant factor or a predetermined function.
  • the size of the opening gap has an influence on the temperature adjustment of the friction clutch. The larger the opening gap, the faster the temperature of the friction clutch adapts to an ambient temperature. The accuracy of the Reibwert selectedung can be determined improved.
  • a temperature of the friction clutch is determined, wherein the coefficient of friction value is additionally determined on the basis of the temperature.
  • the output size of the map is determined by a constant factor or a predetermined function. on multiplied to modulate the temperature influence. Also by this measure, the accuracy of the determination of the coefficient of friction can be improved.
  • the friction clutch operates in an air environment and for determining the temperature, a specific heat capacity of the air is taken into account. It is also possible to take into account thermal masses and / or thermal conductivities of the pressure plates. Furthermore, other properties of the air can be taken into account, for example an air volume that is in heat exchange with the friction clutch, or an air temperature.
  • the friction clutch can also run in an oil environment, taking into account a specific heat capacity of the oil. This is called a wet friction clutch.
  • additional parameters of the oil can be taken into account, for example an oil volume or an oil temperature.
  • the drive train comprises a dual clutch with the fully open and another, closed friction clutch.
  • the friction clutches are arranged for transmitting torque between a common input shaft and various transmission shafts.
  • a double clutch for a dual-clutch transmission can be monitored or controlled in an improved manner.
  • FIG. 1 shows a section of a drive train for a motor vehicle
  • FIG. 2 shows a flow chart of a method for determining a change in the coefficient of friction of a fully opened friction clutch
  • Figure 3 is a simplified representation of the determination of the coefficient of friction change
  • Figure 4 is a flowchart of a method for creating a map for use in the method of Figure 2;
  • Figure 5 shows clutch characteristics of the friction clutch of Fig. 1 and
  • Figure 6 shows the map according to the method of Figure 4.
  • FIG. 1 shows a section of a drive train 100, in particular for a motor vehicle.
  • the powertrain 100 includes a drive motor 105, a dual clutch 110, and a dual clutch transmission 115.
  • the dual clutch 110 includes a first friction clutch 120 and a second friction clutch 125. Both friction clutches 120, 125 are connected to the same input shaft 130. However, the output of the first friction clutch 120 is connected to a first transmission shaft 135 and the second friction clutch 125 is connected to a second transmission shaft 140 of the dual-clutch transmission 15.
  • a first gear 145 and the second gear shaft 140, a second gear 150 is inserted on the first gear shaft 135.
  • Both gear stages 145, 150 act on a common output shaft 155, which may be connected to a drive wheel of the motor vehicle, for example.
  • the friction clutches 120 and 125 may be of the dry type and run in an air environment or run in the wet type and in an oil environment.
  • On the illustrated powertrain 100 usually only one of the friction clutches 120, 125 is closed while the other is fully opened.
  • the gear 145, 150 connected to the closed friction clutch 120, 125 is then active, while the other gear is inactive.
  • the closed friction clutch 120, 125 is opened and the other friction clutch 125, 120 closed.
  • both friction clutches 120, 125 may be partially closed at the same time.
  • a control device 160 is provided to control the gear change or the friction clutches 120, 125.
  • the control device 160 is in particular connected to actuators (not shown) which enable opening or closing of the friction clutches 120, 125.
  • the control device 160 may also be connected to other sensors, in particular rotational or temperature sensors and / or further actuators, for example an actuator for engaging or disengaging a gear step 145, 150.
  • the knowledge of a friction coefficient of the friction clutch 120, 125 is required, among other things.
  • the coefficient of friction of the friction clutch 120, 125 may change while no torque is transmitted via the friction clutch 120, 125.
  • FIG. 2 shows a flowchart of a proposed method 200 for determining a change in the coefficient of friction of a fully opened friction clutch. Without limiting the generality, reference is made to the friction clutch 120 in the drive train 100 from FIG. 1.
  • a first step 205 the friction clutch 120 is opened.
  • the other friction clutch 125 of the double clutch 1 10 is completely or at least partially closed.
  • a temperature of the friction clutch 120 is determined.
  • the temperature may be determined based on a friction clutch model before or while the friction clutch 120 is being opened.
  • a rotational speed of the friction clutch 120 is determined and stored. The storage serves for the later formation of an average for the speed; In other embodiments, a moving average may also be formed by taking into account only a predetermined number of past rotational speeds, or only the last determined rotational speed may be taken into account.
  • a step 220 it is checked whether a transmission of torque over the
  • Friction clutch 120 is required. This corresponds to a request for gear change. If no torque is to be transmitted via the friction clutch 120, the method 200 may return to step 215 and run again. Before re-running a predetermined waiting time can be completed.
  • the time period during which the friction clutch 120 was opened is determined in a step 225.
  • the number of stored speed values can be taken into account.
  • the time span can correspond to the product of the waiting time and the number of stored speeds.
  • an average rotational speed is preferably determined from the stored rotational speeds. Alternatively, the speed of the moving average or the last certain speed can be used.
  • a friction value change of the friction clutch 120 is determined by means of a map on the basis of the speed and the time period. The determination of the map will be described in more detail below with reference to FIG.
  • a correction factor based on a temperature of the friction clutch 120 is multiplied by the output of the map. In this case, the temperature of step 210, which was determined immediately after the opening of the friction clutch 120, is preferably used. It is further preferred that in an ensuing step 245, an opening gap of the friction clutch 120 is determined.
  • the opening gap corresponds to a distance of friction plates of the friction clutch 120 from each other and can be determined on the basis of an actuator position for the friction clutch 120 and a touch point at which a torque transmission via the friction clutch begins.
  • a correction factor for the opening gap is then applied to the output quantity of the characteristic map or to the corrected output quantity.
  • the correction factors for the opening gap and the temperature can also be applied in the reverse order.
  • the friction clutch 120 may be closed based on the coefficient of friction variation thus provided.
  • the closing operation can be carried out with improved precision, in particular if at the same time the other friction clutch 125 in the drive train 100 is opened.
  • FIG. 3 shows a simplified representation of the determination of the coefficient of friction change according to the method of FIG. 2.
  • a rotational speed 305 of the friction clutch 120 and a time period 310 during which the friction clutch 120 was opened serve as input variables for a two-dimensional characteristic map 315.
  • An output variable 320 of the characteristic map 315 is multiplied by a correction factor 325 for the temperature and then by a correction coefficient 330 for the opening gap of the friction clutch 120.
  • each is a factor that is linearly dependent on the input variable, that is, the temperature or the opening gap.
  • a com- lexerer context are chosen as the linear.
  • the application of both correction factors 325 and 330 is optional and an order can be reversed.
  • a coefficient of friction change 335 is available which represents a deviation of the coefficient of friction of the friction clutch 120 from a coefficient of friction which was determined before the method 200, in particular as directly as possible before the friction clutch 120 was opened.
  • FIG. 4 shows a flowchart of an exemplary method 400 for determining the map 315.
  • An installation similar to that of FIG. 1 is preferably used, wherein the input shaft 130 can be acted upon by a drive motor with a predetermined torque and both transmission shafts 135, 140 independently with each other can be braked a predetermined torque.
  • speed sensors are mounted on the shafts 130, 135 and 140 and connected to a control device.
  • a first clutch characteristic is determined.
  • the clutch characteristic gives a relationship between an actuation of the friction clutch 120, that is to say an actuating travel, by which the friction clutch disks of the friction clutch 120 are brought closer to one another axially, and a torque transmitted to it corresponding thereto.
  • An exemplary first clutch characteristic 505 is shown in the following FIG. 5.
  • a predetermined energy is optionally entered.
  • the friction clutch 120 is partially opened, so that a predetermined slip and a predetermined speed result, while the other friction clutch 125 transmits torque without slippage.
  • the friction energy released at the friction clutch 120 generates heat, so that the temperature of the friction clutch 120 increases.
  • a predetermined energy input a desired increase in temperature can be achieved.
  • the temperature can also be sampled at the friction clutch 120.
  • a step 420 the friction clutch 120 is opened and is in an inactive phase.
  • a time period 425 of the inactive phase can be controlled as desired, wherein a predetermined period of time 425 should not be undershot to avoid measurement errors.
  • a speed 430 of friction clutch 120 may be varied by varying the speed of input shaft 130 accordingly.
  • a predetermined gear ratio 145 is inserted on the first transmission shaft 135.
  • an opening gap 435 may be varied.
  • a second clutch characteristic 510 is determined, which is also shown in FIG.
  • the determination of the clutch characteristics 505 and 510 is carried out in a known manner by gradual opening or closing of the friction clutch 120, while the other friction clutch 125 is closed.
  • a rotational speed of the input shaft 130 is maintained at a predetermined level.
  • the coefficient of friction change is determined based on the determined clutch characteristics 505 and 510.
  • Method 400 is run many times, with parameters 415, 425, 430, and 435 preferably varying only one each between passes, so that each cycle involves a new combination of parameters 415, 425, 430, and 435.
  • the time period 425 and / or the speed 430 are systematically varied to provide the map 315.
  • the temperature 415 and / or the opening gap 435 may be varied to determine the correction factors 325 and 330, respectively.
  • the parameters thus provided are preferably used to perform the method 200 on the powertrain 100.
  • FIG. 6 shows an exemplary map 315 for determining the coefficient of friction change 335 on the basis of the time span 425 and the rotational speed 430 by means of the method 200 from FIG.

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Abstract

Ein Verfahren zum Bestimmen einer Reibwertänderung (335) einer vollständig geöffneten Reibkupplung (120) in einem Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug umfasst Schritte des Bestimmens (225) einer Zeitspanne (425), während der die Reibkupplung geöffnet war, des Bestimmens (230) einer Drehzahl (430) der Reibkupplung und des Bestimmens (235) der Reibwertänderung (335) in Abhängigkeit der Zeitspanne (425) und der Drehzahl (430), wobei die Reibwertänderung (335) mittels eines Kennfelds (315) bestimmt wird.

Description

Reibwertbestimmung einer Reibkupplung
Die Erfindung betrifft die Bestimmung eines Reibwerts einer Reibkupplung. Insbesondere betrifft die Erfindung die Reibwertbestimmung einer Reibkupplung in einem Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug.
Ein Kraftfahrzeug umfasst einen Antriebsstrang mit einem Doppelkupplungsgetriebe, das mittels einer Doppelkupplung mit einem Antriebsmotor gekoppelt ist. Im Doppelkupplungsgetriebe sind üblicherweise zwei unterschiedliche Gangstufen eingelegt, wobei jedoch im Allgemeinen nur eine der Reibkupplungen geschlossen ist und Drehmoment zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe übermittelt. Während eines Gangwechsels wird die geschlossene Reibkupplung geöffnet und gleichzeitig die andere Reibkupplung geschlossen. Um ein komfortables und effizientes Gangwechseln zu ermöglichen, ist es erforderlich, mehrere Kupplungsparameter der Reibkupplungen genau zu kontrollieren. Zu diesen Parametern können insbesondere ein Tastpunkt, ein Reibwert, ein Formfaktor und eine Hysterese gehören. Diese Parameter werden üblicherweise mittels eines Beobachtermodells abgeschätzt und ein vorhergesagter Fehler zwischen einem gemessenen und einem berechneten Wert wird berücksichtigt, um den zu überwachenden Parameter ständig adaptiv zu korrigieren. Auf der Basis der Parameter kann der Gangwechsel dann verbessert gesteuert werden.
DE 10 2010 024 941 A1 zeigt die Bestimmung eines Tastpunkts einer Reibkupplung an einem Doppelkupplungsgetriebe.
Da über die geöffnete Reibkupplung kein Drehmoment übertragen wird, können nicht alle Parameter an der geöffneten Reibkupplung bestimmt werden. Üblicherweise geht man auch davon aus, dass beispielsweise ein Reibwert der Reibkupplung bzw. eines Kupplungsbelags unverändert bleibt, während die Reibkupplung vollständig geöffnet ist und kein Drehmoment über die Reibkupplung übermittelt wird. Es hat sich gezeigt, dass diese Annahme nicht unter allen Umständen gültig ist. Bleibt die Reibkupplung beispielsweise über eine längere Zeitspanne geöffnet, so kann sich der Reibwert der Reibkupplung verändern. Nimmt der Reibwert beispielsweise ab, so kann bei einem Gangwechsel am Ende der inaktiven Phase ein hoher bzw. langer Reibkupplungsschlupf auftreten. Steigt der Reibwert während der inaktiven Phase, so kann beim anschließenden Gangwechsel ein zu frühes bzw. sofortiges Haften der Reibkupplung auftreten. Beide Phänomene können zu starken Einbußen beim Fahrkomfort führen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen einer Reibwertänderung einer vollständig geöffneten Reibkupplung bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bestimmen einer Reibwertänderung einer vollständig geöffneten Reibkupplung in einem Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug umfasst Schritte des Bestimmens einer Zeitspanne, während der die Reibkupplung geöffnet war, des Bestimmens einer Drehzahl der Reibkupplung und des Bestimmens der Reibwertänderung in Abhängigkeit der Zeitspanne und der Drehzahl, wobei die Reibwertänderung mittels eines Kennfelds bestimmt wird.
Durch die Berücksichtigung des geänderten Reibwerts der vollständig geöffneten Reibkupplung kann ein Einkuppelvorgang der Reibkupplung nach der inaktiven Zeitspanne präziser kontrolliert werden. Das Einkuppeln kann somit materialschonend erfolgen, sodass eine Lebensdauer der Reibkupplung verlängert sein kann. Das Kraftfahrzeug kann mit erhöhtem Fahrkomfort bewegt werden. Das Bestimmen der Reibwertänderung auf der Basis des Kennfelds kann rasch und fehlerarm durchgeführt werden. Das Kennfeld kann nur geringe Verarbeitungsressourcen erfordern. Dabei können die Daten des Kennfelds mittels einer Versuchsanordnung bestimmt werden, die für eine Vielzahl Reibkupplungen bzw. Antriebsstränge passende Ergebnisse bereitstellt.
Es kann zusätzlich ein Öffnungsspalt der Reibkupplung bestimmt werden, wobei die
Reibwertänderung zusätzlich auf der Basis des Öffnungsspalts bestimmt wird. Dabei wird bevorzugterweise die Ausgabegröße des Kennfelds mit einem konstanten Faktor oder einer vorbestimmten Funktion multipliziert. Die Größe des Öffnungsspalts hat einen Einfluss auf die Temperaturanpassung der Reibkupplung. Je größer der Öffnungsspalt ist, desto schneller passt sich die Temperatur der Reibkupplung an eine Umgebungstemperatur an. Die Genauigkeit der Reibwertänderung kann so verbessert bestimmt werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird auch eine Temperatur der Reibkupplung bestimmt, wobei die Reibwertänderung zusätzlich auf der Basis der Temperatur bestimmt wird. In ähnlicher Weise wie oben bezüglich des Öffnungsspalts beschrieben ist, wird bevorzugterweise die Ausgabegröße des Kennfelds mit einem konstanten Faktor oder einer vorbestimmten Funkti- on multipliziert, um den Temperatureinfluss zu modulieren. Auch durch diese Maßnahme kann die Genauigkeit der Bestimmung der Reibwertänderung verbessert werden.
In einer Ausführungsform läuft die Reibkupplung in einer Luftumgebung und zur Bestimmung der Temperatur wird eine spezifische Wärmekapazität der Luft berücksichtigt. Es können auch thermische Massen und/oder Wärmeleitfähigkeiten der Anpressplatten berücksichtigt werden. Ferner können weitere Eigenschaften der Luft berücksichtigt werden, beispielsweise ein Luftvolumen, das im Wärmeaustausch mit der Reibkupplung steht, oder eine Lufttemperatur.
Die Reibkupplung kann auch in einer Ölumgebung laufen, wobei eine spezifische Wärmekapazität des Öls berücksichtigt wird. Man spricht dabei von einer nassen Reibkupplung. Auch hier können zusätzliche Parameter des Öls berücksichtigt werden, beispielsweise ein Ölvolu- men oder eine Öltemperatur.
Bevorzugterweise umfasst der Antriebsstrang eine Doppelkupplung mit der vollständig geöffneten und einer weiteren, geschlossenen Reibkupplung. Dabei sind die Reibkupplungen zur Übertragung von Drehmoment zwischen einer gemeinsamen Eingangswelle und verschiedenen Getriebewellen eingerichtet.
So kann insbesondere eine Doppelkupplung für ein Doppelkupplungsgetriebe verbessert überwacht bzw. gesteuert werden.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
Figur 1 einen Abschnitt eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug;
Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen einer Reibwertänderung einer vollständig geöffneten Reibkupplung;
Figur 3 eine vereinfachte Darstellung der Bestimmung der Reibwertänderung;
Figur 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erstellen eines Kennfelds zur Verwendung im Verfahren nach Figur 2; Figur 5 Kupplungskennlinien der Reibkupplung von Fig. 1 und Figur 6 das Kennfeld nach dem Verfahren von Figur 4 darstellt.
Figur 1 zeigt einen Abschnitt eines Antriebsstrangs 100, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Der Antriebsstrang 100 umfasst einen Antriebsmotor 105, eine Doppelkupplung 1 10 und ein Doppelkupplungsgetriebe 115. Die Doppelkupplung 1 10 umfasst eine erste Reibkupplung 120 und eine zweite Reibkupplung 125. Beide Reibkupplungen 120, 125 sind mit der gleichen Eingangswelle 130 verbunden. Die erste Reibkupplung 120 ist ausgangsseitig jedoch mit einer ersten Getriebewelle 135 und die zweite Reibkupplung 125 mit einer zweiten Getriebewelle 140 des Doppelkupplungsgetriebes 1 15 verbunden. In exemplarischer Weise ist an der ersten Getriebewelle 135 eine erste Gangstufe 145 und an der zweiten Getriebewelle 140 eine zweite Gangstufe 150 eingelegt. Beide Gangstufen 145, 150 wirken auf eine gemeinsame Abtriebswelle 155, die beispielsweise mit einem Antriebsrad des Kraftfahrzeugs verbunden sein kann.
Die Reibkupplungen 120 und 125 können vom trockenen Typ sein und in einer Luftumgebung laufen oder vom nassen Typ und in einer Ölumgebung laufen. Am dargestellten Antriebsstrang 100 ist üblicherweise nur eine der Reibkupplungen 120, 125 geschlossen, während die andere vollständig geöffnet ist. Die mit der geschlossenen Reibkupplung 120, 125 verbundene Gangstufe 145, 150 ist dann aktiv, während die andere Gangstufe inaktiv ist. Beim Gangwechsel wird die geschlossene Reibkupplung 120, 125 geöffnet und die andere Reibkupplung 125, 120 geschlossen. Während dieses Übergangs können beide Reibkupplungen 120, 125 gleichzeitig teilweise geschlossen sein.
Zur Steuerung des Gangwechsels bzw. der Reibkupplungen 120, 125 ist eine Steuereinrichtung 160 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 160 ist insbesondere mit Aktuatoren (nicht dargestellt) verbunden, die ein Öffnen bzw. Schließen der Reibkupplungen 120, 125 ermöglichen. Weiter kann die Steuereinrichtung 160 noch mit weiteren Sensoren, insbesondere Drehzahloder Temperatursensoren und/oder weiteren Aktuatoren, beispielsweise einem Aktuator zum Einlegen oder Auslegen einer Gangstufe 145, 150, verbunden sein. Um das Schließen einer geöffneten Reibkupplung 120, 125 so zu ermöglichen, dass das von der Reibkupplung 120, 125 zu übertragende Drehmoment kontinuierlich in einer gewünschten Weise ansteigt, ist unter anderem die Kenntnis eines Reibwerts der Reibkupplung 120, 125 erforderlich. Der Reibwert der Reibkupplung 120, 125 kann sich ändern, während kein Drehmoment über die Reibkupplung 120, 125 übertragen wird. Für die folgenden Überlegungen ist es nicht unbedingt erforderlich, dass im Antriebsstrang 100 mehr als eine Reibkupplung 120, 125 vorhanden ist, das Problem eines sich ändernden Reibwerts an einer geöffneten Reibkupplung 120, 125 stellt sich jedoch insbesondere an einer Doppelkupplung 1 10, während das Drehmoment über die jeweils andere Reibkupplung 120, 125 übermittelt wird.
Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines vorgeschlagenen Verfahrens 200 zum Bestimmen einer Reibwertänderung einer vollständig geöffneten Reibkupplung. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird dabei Bezug genommen auf die Reibkupplung 120 im Antriebsstrang 100 aus Figur 1.
In einem ersten Schritt 205 ist die Reibkupplung 120 geöffnet. Üblicherweise ist dabei die andere Reibkupplung 125 der Doppelkupplung 1 10 ganz oder wenigstens teilweise geschlossen. In einem Schritt 210 wird eine Temperatur der Reibkupplung 120 bestimmt. Die Temperatur kann beispielsweise auf der Basis eines Reibkupplungsmodells bestimmt werden, bevor oder während die Reibkupplung 120 geöffnet wird. In einem Schritt 215 wird eine Drehzahl der Reibkupplung 120 bestimmt und abgespeichert. Das Abspeichern dient der späteren Bildung eines Mittelwerts für die Drehzahl; in anderen Ausführungsformen kann auch ein gleitender Durchschnitt gebildet werden, indem nur eine vorbestimmte Anzahl zurückliegender Drehzahlen berücksichtigt wird oder es kann jeweils nur die letzte ermittelte Drehzahl berücksichtigt werden.
In einem Schritt 220 wird überprüft, ob eine Übertragung von Drehmoment über die
Reibkupplung 120 gefordert ist. Dies entspricht einer Anforderung zum Gangwechsel. Soll kein Drehmoment über die Reibkupplung 120 übertragen werden, so kann das Verfahren 200 zum Schritt 215 zurückkehren und erneut durchlaufen. Vor dem erneuten Durchlaufen kann eine vorbestimmte Wartezeit absolviert werden.
Bei Vorliegen einer Anforderung zur Übertragung von Drehmoment wird in einem Schritt 225 die Zeitspanne bestimmt, während derer die Reibkupplung 120 geöffnet war. Dazu kann beispielsweise die Anzahl abgespeicherter Drehzahlwerte berücksichtigt werden. Wurden kons- tante Wartezeiten beim Rücksprung eingelegt, so kann die Zeitspanne dem Produkt der eingelegten Wartezeit und der Anzahl abgespeicherter Drehzahlen entsprechen.
In einem Schritt 230 wird bevorzugterweise aus den abgespeicherten Drehzahlen eine durchschnittliche Drehzahl bestimmt. Alternativ kann auch die Drehzahl des gleitenden Durchschnitts oder die letzte bestimmte Drehzahl verwendet werden. In einem Schritt 235 wird mittels eines Kennfelds auf der Basis der Drehzahl und der Zeitspanne eine Reibwertänderung der Reibkupplung 120 bestimmt. Die Bestimmung des Kennfelds wird unten mit Bezug auf Figur 4 noch genauer beschrieben. Bevorzugterweise wird in einem Schritt 240 noch ein Korrekturfaktor auf der Basis einer Temperatur der Reibkupplung 120 mit dem Ausgabegröße des Kennfelds multipliziert. Dabei wird bevorzugterweise die Temperatur vom Schritt 210, die unmittelbar nach dem Öffnen der Reibkupplung 120 bestimmt wurde, verwendet. Es ist weiterhin bevorzugt, dass in einem nachfolgenden Schritt 245 ein Öffnungsspalt der Reibkupplung 120 bestimmt wird. Der Öffnungsspalt entspricht einem Abstand von Reibscheiben der Reibkupplung 120 voneinander und kann auf der Basis einer Aktuatorposition für die Reibkupplung 120 und einem Tastpunkt, an dem eine Drehmomentübertragung über die Reibkupplung beginnt, bestimmt sein. In einem Schritt 250 wird dann ein Korrekturfaktor für den Öffnungsspalt auf den Ausgabegröße des Kennfelds bzw. auf den korrigierten Ausgabegröße angewendet. Die Korrekturfaktoren für den Öffnungsspalt und die Temperatur können natürlich auch in umgekehrter Reihenfolge angewendet werden.
In einem optionalen Schritt 255 kann die Reibkupplung 120 auf der Basis der solchermaßen bereitgestellten Reibwertänderung geschlossen werden. Durch das Berücksichtigen des geänderten Reibwerts kann der Schließvorgang mit verbesserter Präzision durchgeführt werden, insbesondere wenn gleichzeitig die andere Reibkupplung 125 im Antriebsstrang 100 geöffnet wird.
Figur 3 zeigt eine vereinfachte Darstellung der Bestimmung der Reibwertänderung nach dem Verfahren von Figur 2. Eine Drehzahl 305 der Reibkupplung 120 und eine Zeitspanne 310, während der die Reibkupplung 120 geöffnet war, dienen als Eingangsgrößen für ein zweidimensionales Kennfeld 315. Eine Ausgabegröße 320 des Kennfelds 315 wird mit einem Korrekturfaktor 325 für die Temperatur und danach mit einem Korrekturfaktor 330 für den Öffnungsspalt der Reibkupplung 120 multipliziert. Für beide Korrekturfaktoren 325, 330 ist bevorzugt, dass es sich um jeweils einen Faktor handelt, der von der Eingangsgröße, also der Temperatur bzw. dem Öffnungsspalt linear abhängig ist. Gegebenenfalls kann auch ein komp- lexerer Zusammenhang als der lineare gewählt werden. Die Applikation beider Korrekturfaktoren 325 und 330 ist optional und eine Reihenfolge kann vertauscht werden. Abschließend steht eine Reibwertänderung 335 zur Verfügung, die eine Abweichung des Reibwerts der Reibkupplung 120 von einem Reibwert darstellt, der vor dem Verfahren 200, insbesondere möglichst unmittelbar vor dem Öffnen der Reibkupplung 120, bestimmt wurde.
Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zum Bestimmen des Kennfelds 315. Dabei wird bevorzugterweise eine Installation ähnlich der von Figur 1 verwendet, wobei die Eingangswelle 130 mittels eines Antriebsmotors mit einem vorbestimmten Drehmoment beaufschlagt werden kann und beide Getriebewellen 135, 140 unabhängig voneinander mit einem vorbestimmten Drehmoment gebremst werden können. Bevorzugterweise sind an den Wellen 130, 135 und 140 Drehzahlsensoren angebracht und mit einer Steuereinrichtung verbunden.
In einem ersten Schritt 405 wird eine erste Kupplungskennlinie bestimmt. Die Kupplungskennlinie gibt einen Zusammenhang zwischen einer Betätigung der Reibkupplung 120, also einem Betätigungsweg, um die die Reibkupplungsscheiben der Reibkupplung 120 axial aneinander angenähert werden, und einem dazu korrespondierenden, übertragenen Drehmoment. Eine beispielhafte erste Kupplungskennlinie 505 ist in der folgenden Figur 5 eingezeichnet.
In einem folgenden Schritt 410 wird optional eine vorbestimmte Energie eingetragen. Dabei wird bevorzugterweise die Reibkupplung 120 teilweise geöffnet, so dass sich ein vorbestimmter Schlupf und eine vorbestimmte Drehzahl ergeben, während die andere Reibkupplung 125 Drehmoment ohne Schlupf überträgt. Die an der Reibkupplung 120 frei werdende Reibungsenergie erzeugt Wärme, sodass die Temperatur der Reibkupplung 120 ansteigt. Durch einen vorbestimmten Energieeintrag ist ein gewünschter Temperaturanstieg erzielbar. Die Temperatur kann alternativ auch an der Reibkupplung 120 abgetastet werden.
In einem Schritt 420 ist die Reibkupplung 120 geöffnet und befindet sich in einer inaktiven Phase. Eine Zeitspanne 425 der inaktiven Phase kann nach Belieben gesteuert werden, wobei zur Vermeidung von Messfehlern eine vorbestimmte Zeitspanne 425 nicht unterschritten werden sollte. Während der inaktiven Phase 420 kann eine Drehzahl 430 der Reibkupplung 120 variiert werden, indem die Drehzahl der Eingangswelle 130 entsprechend variiert wird. Um reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, ist bevorzugt, dass eine vorbestimmte Gangstufe 145 an der ersten Getriebewelle 135 eingelegt ist. Ferner kann während der inaktiven Phase 420 ein Öffnungsspalt 435 variiert werden.
Am Ende der inaktiven Phase 420 wird eine zweite Kupplungskennlinie 510 bestimmt, die ebenfalls in Figur 5 dargestellt ist. Die Bestimmung der Kupplungskennlinien 505 und 510 erfolgt auf bekannte Weise durch graduelles Öffnen bzw. Schließen der Reibkupplung 120, während die andere Reibkupplung 125 geschlossen ist. Bevorzugterweise wird während des Bestimmens der Kupplungskennlinien 505, 510 eine Drehzahl der Eingangswelle 130 auf einem vorbestimmten Niveau gehalten.
In einem Schritt 445 wird die Reibwertänderung auf der Basis der bestimmten Kupplungskennlinien 505 und 510 bestimmt.
Das Verfahren 400 wird vielfach durchlaufen, wobei von den Parametern 415, 425, 430 und 435 bevorzugterweise nur jeweils einer zwischen den Durchläufen variiert wird, sodass bei jedem Durchlauf eine neue Kombination der Parameter 415, 425, 430 und 435 gilt. Bevorzugterweise werden zunächst die Zeitspanne 425 und/oder die Drehzahl 430 systematisch variiert, um das Kennfeld 315 bereitzustellen. Anschließend können die Temperatur 415 und/oder der Öffnungsspalt 435 variiert werden, um die Korrekturfaktoren 325 bzw. 330 zu bestimmen.
Die solchermaßen bereitgestellten Parameter werden bevorzugterweise verwendet, um das Verfahren 200 am Antriebsstrang 100 durchzuführen.
Figur 6 zeigt ein beispielhaftes Kennfeld 315, um die Reibwertänderung 335 auf der Basis der Zeitspanne 425 und der Drehzahl 430 mittels des Verfahrens 200 aus Figur 2 zu bestimmen.
Bezugszeichenliste
100 Antriebsstrang
105 Antriebsmotor
110 Doppelkupplung
115 Doppelkupplungsgetriebe
120 erste Reibkupplung
125 zweite Reibkupplung
130 Eingangswelle
135 erste Getriebewelle
140 zweite Getriebewelle
145 erste Gangstufe
150 zweite Gangstufe
155 Abtriebswelle
160 Steuereinrichtung
200 Verfahren
205 Reibkupplung geöffnet
210 Temperatur bestimmen
215 Drehzahl bestimmen und abspeichern
220 Drehmoment auf Reibkupplung gefordert?
225 Zeitspanne bestimmen, während derer die Reibkupplung geöffnet war
230 durchschnittliche Drehzahl bestimmen
235 Reibwertänderung mittels Kennfeld bestimmen
240 Korrekturfaktor für Temperatur anwenden
245 Öffnungsspalt bestimmen
250 Korrekturfaktor für Öffnungsspalt anwenden
255 Reibkupplung schließen
305 Drehzahl
310 Zeitspanne
315 Kennfeld
320 Ausgabegröße
325 Korrekturfaktor Temperatur
330 Korrekturfaktor Öffnungsspalt
335 Reibwertänderung 400 Verfahren
405 erste Kupplungskennlinie bestimmen
410 vorbestimmte Energie eintragen
415 Temperatur
420 inaktive Phase
425 Zeitspanne
430 Drehzahl
435 Öffnungsspalt
440 zweite Kupplungskennlinie bestimmen
445 Reibwertänderung bestimmen
505 erste Kupplungskennlinie
510 zweite Kupplungskennlinie

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren (200) zum Bestimmen einer Reibwertänderung (335) einer vollständig geöffneten Reibkupplung (120) in einem Antriebsstrang (100) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Verfahren (200) folgende Schritte umfasst:
Bestimmen (225) einer Zeitspanne (425), während der die Reibkupplung (120) geöffnet war;
- Bestimmen (230) einer Drehzahl (430) der Reibkupplung (120);
Bestimmen (235) der Reibwertänderung (335) in Abhängigkeit der Zeitspanne (425) und der Drehzahl (430),
wobei die Reibwertänderung (335) mittels eines Kennfelds (315) bestimmt wird.
2. Verfahren (200) nach Anspruch 1 , ferner umfassend ein Bestimmen (245) eines Öffnungsspalts (435) der Reibkupplung (120), wobei die Reibwertänderung (335) zusätzlich auf der Basis des Öffnungsspalts (435) bestimmt wird.
3. Verfahren (200) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend ein Bestimmen (210) einer Temperatur (415) der Reibkupplung (120), wobei die Reibwertänderung (335) zusätzlich auf der Basis der Temperatur (415) bestimmt wird.
4. Verfahren (200) nach Anspruch 3, wobei die Reibkupplung (120) in einer Luftumgebung läuft und eine spezifische Wärmekapazität der Luft berücksichtigt wird.
5. Verfahren (200) nach Anspruch 3, wobei die Reibkupplung (120) in einer Ölumgebung läuft und eine spezifische Wärmekapazität des Öls berücksichtigt wird.
6. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Drehzahl (430) auf der Basis eines Durchschnitts von Drehzahlen (430) während der Zeitspanne (425) bestimmt (230) wird.
7. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Antriebsstrang (100) eine Doppelkupplung (110) mit der vollständig geöffneten (120) und einer weiteren, geschlossenen Reibkupplung (125) umfasst und die Reibkupplungen (120, 125) zur Übertragung von Drehmoment zwischen einer gemeinsamen Eingangswelle (130) und verschiedenen Getriebewellen (135, 140) eingerichtet sind.
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