DE102015210175A1

DE102015210175A1 - Verfahren zur Steuerung einer automatisiert betätigten Reibungskupplung

Info

Publication number: DE102015210175A1
Application number: DE102015210175.4A
Authority: DE
Inventors: Georg Göppert; Erhard Hodrus; Steffen Köhler; Heiko Westphal
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-06-02
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2016-12-08
Also published as: KR20160142237A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Betätigung einer in unbetätigtem Zustand geschlossenen, um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Reibungskupplung mittels eines anhand einer Kupplungskennlinie eines zu übertragenden Kupplungsmoments über einen Betätigungsweg gesteuerten hydrostatischen Ausrücksystems, welches an einer Schnüffelposition bei geschlossener Reibungskupplung mit einem drucklosen Ausgleichsbehälter verbindbar ist, wobei ein sich abhängig von Schnüffelvorgängen und abhängig von einer Drehzahl der Reibungskupplung um die Drehachse ändernder Tastpunkt der Kupplungskennlinie laufend mittels eines Kompensationswerts korrigiert wird. Um die Drehzahlkompensation zu verbessern, werden die Kompensationswerte abhängig von der Richtung der Drehzahländerung ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Betätigung einer in unbetätigtem Zustand geschlossenen, um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Reibungskupplung mittels eines anhand einer Kupplungskennlinie eines zu übertragenden Kupplungsmoments über einen Betätigungsweg gesteuerten hydrostatischen Ausrücksystems, welches an einer Schnüffelposition bei geschlossener Reibungskupplung mit einem drucklosen Ausgleichsbehälter verbindbar ist, wobei ein sich abhängig von Schnüffelvorgängen und abhängig von einer Drehzahl der Reibungskupplung um die Drehachse ändernder Tastpunkt der Kupplungskennlinie laufend mittels eines Kompensationswerts korrigiert wird.
Verfahren zur automatisierten Steuerung einer Reibungskupplung sind hinreichend bekannt. Hierbei wird gattungsgemäß eine in unbetätigtem Zustand geschlossene Reibungskupplung mittels eines hydrostatischen Ausrücksystems abhängig von einer Kupplungskennlinie geöffnet. Hierbei stellt die an die sich physikalisch ändernden Eigenschaften der Reibungskupplung und des Ausrücksystems adaptierbare Kennlinie einen Zusammenhang zwischen dem zu übertragenden Kupplungsmoment und dem Betätigungsweg der Reibungskupplung her. Das Ausrücksystem ist dabei bei geschlossener Reibungskupplung an einer Schnüffelposition beispielsweise über eine Schnüffelbohrung des Geberzylinders mit einem drucklosen, beispielsweise unter Atmosphärendruck betriebenen Ausgleichsbehälter verbindbar, so dass beispielsweise temperaturabhängige Druckunterschiede, aus denen gegebenenfalls Wegunterschiede resultieren, im Ausrücksystem ausgeglichen werden können. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass abhängig von der Drehzahl der Reibungskupplung Druckunterschiede und damit Wegunterschiede entlang des Betätigungswegs auftreten, die beispielsweise auf Fliehkrafteinwirkung auf Bauteile der Reibungskupplung, beispielsweise deren Tellerfeder zurückzuführen sind.
Aus der DE 101 27 766 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Reibungskupplung bekannt, bei der drehzahlbedingte Änderungen des Betätigungswegs mittels eines Ausgleichswerts kompensiert werden. Hierbei wird ein drehzahlabhängiger Teil des Ausgleichswerts mittels einer Gleichung berechnet. Hierbei wird das Anfahren der Schnüffelposition federbeaufschlagt unterstützt und endet an einem mechanischen Anschlag an der Schnüffelposition, so dass im geschlossenen Zustand die Schnüffelposition sicher angefahren wird.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Steuerung einer Reibungskupplung insbesondere zur verbesserten Kompensation der Drehzahlabhängigkeit des einzustellenden Betätigungswegs ohne Anschlag an der Schnüffelposition vorzuschlagen.
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 automatisierten Betätigung einer in unbetätigtem Zustand geschlossenen, um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Reibungskupplung. Diese Reibungskupplung wird mittels eines anhand einer Kupplungskennlinie eines zu übertragenden Kupplungsmoments über einen Betätigungsweg gesteuerten hydrostatischen Ausrücksystems, das beispielsweise einen Hydrostataktor entsprechend der DE 10 2010 047 801 A1 enthält, betätigt. Hierzu weist das Ausrücksystem einen Geberzylinder und einen Nehmerzylinder auf, die mittels einer hydrostatischen Strecke miteinander verbunden sind. Um die Reibungskupplung zu öffnen, wird der Geberzylinderkolben mittels eines anhand der Kupplungskennlinie gesteuerten Antriebs beispielsweise mittels eines Elektromotors axial verlagert und baut in der hydrostatischen Strecke Druck auf, wodurch der an den Tellerfederzungen der Reibungskupplung drehentkoppelt anliegende Nehmerzylinderkolben die Tellerfederzungen um den vorgegebenen Weg verlagert und dadurch die Reibungskupplung zumindest teilweise öffnet. Hierbei entspricht laut Kupplungskennlinie ein vorgegebener Wegbetrag einem zu übertragenden Kupplungsmoment, wobei die Kupplungskennlinie bezüglich ihres Reibwerts und ihres Tastpunkts adaptiert werden kann. Aufgrund von Temperaturänderungen, Blasenbildung und dergleichen kann sich in der hydrostatischen Strecke der Betriebsdruck ändern. Um stets gleiche Arbeitsbedingungen in der hydrostatischen Strecke beziehungsweise des Ausrücksystems zu erhalten, ist die hydrostatische Strecke an einer Schnüffelposition bei geschlossener Reibungskupplung mit einem drucklosen Ausgleichsbehälter verbindbar, so dass Druckunterschiede zum Atmosphärendruck ausgeglichen und der ursprüngliche Abstand des Nehmerzylinderkolbens gegenüber den Tellerfederzungen wieder hergestellt wird. Desweiteren ist der Druck der hydrostatischen Strecke von der Drehzahl der Reibungskupplung abhängig, so dass sich der Tastpunkt entlang des Betätigungswegs der Reibungskupplung und damit mit diesem die Kupplungskennlinie drehzahlabhängig und abhängig von Schnüffelvorgängen verschiebt. Es ist dabei vorgesehen, diesen Wegunterschied laufend durch Schnüffelvorgänge und einer Korrektur des Wegunterschieds mittels eines Kompensationswerts auszugleichen. Insbesondere bei fehlender Rückstellung und fehlendem Anschlag an der Schnüffelposition kann eine Korrektur der Kupplungskennlinie mittels einer Kompensationsgleichung bei unterschiedlichen Drehzahlrichtungen, beispielsweise aufeinander folgender Schnüffelvorgänge bei ansteigender und aufeinander folgender Schnüffelvorgänge bei abnehmender Drehzahl, welche unterschiedliche Kompensationswerte liefern, erfolgen. Hierzu wird vorgeschlagen, den beziehungsweise die Kompensationswerte abhängig von einer Richtung der Drehzahländerung der Reibungskupplung einzustellen. Hierzu kann beispielsweise die Einstellung der Kompensationswerte faktorisiert erfolgen. Durch die Faktorisierung der Kompensationswerte führen diese, um beispielsweise Überkompensationen zu vermeiden, beim ersten Schnüffelvorgang nur zu einer Teilkompensation der drehzahlbedingten Abweichung des Betätigungswegs beziehungsweise des Tastpunkts der Kupplungskennlinie, die in den nachfolgenden Schnüffelvorgängen vervollständigt wird, so dass eine verbesserte Nachbildung des Drehzahlverhaltes erfolgen kann.
Die Kompensationswerte werden dabei in bevorzugter Ausbildung als über die Drehzahl monoton steigende Funktion, beispielweise als separate Kennlinie abgebildet, aus der drehzahlabhängig ein zugeordneter Kompensationswert entnommen wird. Beispielsweise kann durch Faktorisierung des aktuell verwendeten Kompensationswerts bei einer aktuellen Drehzahl nach einem ersten Schnüffelvorgang und Berücksichtigung eines neuen Kompensationswerts bei der anliegenden Drehzahl nach einem nachfolgend ausgeführten Schnüffelvorgang eine Wegkorrektur ermittelt werden, mit dem die Kupplungskennlinie, insbesondere deren Tastpunkt korrigiert wird.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der aktuelle Kompensationswert infolge der Faktorisierung bei mehreren aufeinander folgenden Schnüffelvorgängen bei derselben Drehzahl zunimmt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine aktuelle Wegkorrektur Δw mittels einer faktorisierten Kompensation nach folgendem Zusammenhang Δw = Kw(akt) + Kw(n) – F·(Kw,s(akt) + Kw,s(n)) (1) mit dem aktuell angewendeten Kompensationswert Kw(akt), dem Kompensationswert Kw(n) der aktuellen Drehzahl n, dem aktuellen Kompensationswert Kw,s(akt) bei Durchführung eines Schnüffelvorgangs, dem Kompensationswert Kw,s(n) der aktuellen Drehzahl n bei Durchführung eines Schnüffelvorgangs und dem vorgegebenen Faktor F ermittelt.
Der vorgegebene Faktor F kann auf die Systembedingungen des Ausrücksystems und der Reibungskupplung angepasst werden und ist kleiner eins und bevorzugt auf den Wert 0,5 eingestellt ist. Desweiteren kann der Faktor F unter der Bedingung Kw(n) < Kw(akt) gleich eins gesetzt werden.
Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt das Diagramm D der Kompensationswerte K_W über die Drehzahl n der Reibungskupplung.
Das Diagramm D zeigt ein Kennfeld mit ausgewählten, zueinander parallel verlaufenden Kennlinien K1, K2, K3, K4 eines den Tastpunkt der Reibungskupplung adaptierenden Kompensationswerts K_W über die Drehzahl n der Reibungskupplung. Hierbei geben die Kennlinien K1, K2, K3, K4 ausschließlich das drehzahlabhängige Verhalten des Kompensationswerts K_W bei unterschiedlichen Drehzahlen n, beispielsweise die Kennlinie K1 bei einer Drehzahl von 1000 min^–1, die Kennlinie K2 bei einer Drehzahl von von 3000 min^–1, die Kennlinie K3 bei einer Drehzahl von 4000 min^–1 und die Kennlinie K4 bei einer Drehzahl von 6000 min^–1 ohne einen Schnüffelvorgang wieder. Die Kennlinie K5 gibt das Drehzahlverhalten des Kompensationswerts K_W bei über die Drehzahl angenommenem ständigem Druckausgleich durch Schnüffelvorgänge wieder. Hierbei sind die Kennlinien K1, K2, K3, K4 mit der Drehzahl ansteigend parallel angeordnet. Wird beispielsweise bei einer Drehzahl n von 1000 min^–1 ein Schnüffelvorgang durchgeführt und auf eine Drehzahl n = 4000 min^–1 beschleunigt, folgt der Kompensationswert K_W der Kennlinie K1 und nimmt den Kompensationswert Kw (1) ein. Erfolgt anschließend ein Schnüffelvorgang, wird auf die Kennlinie K3 mit dem Kompensationswert Kw(3) und bis zum nächsten Schnüffelvorgang dieser Kenlinie K3 gefolgt. Hierbei hat sich gezeigt, dass aufgrund der beschränkt zur Verfügung stehenden Zeit zur Durchführung eines Schnüffelvorgangs ein Austausch von Druckmedium zwischen der hydrostatischen Strecke und dem Ausgleichsbehälter gegebenenfalls nicht vollständig ist. Dies bedeutet, dass der Kompensationswert Kw(3) nicht vollständig eingestellt wird. Der Kompensationswert wird daher gemäß der oben stehenden Gleichung (1) faktorisiert eingestellt.
Bezugszeichenliste

D

Diagramm

K1

Kennlinie

K2

Kennlinie

K3

Kennlinie

K4

Kennlinie

K5

Kompensationskennlinie

Kw

Kompensationswert

Kw(1)

Kompensationswert

Kw(3)

Kompensationswert

n

Drehzahl

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10127766 A1 [0003]
DE 102010047801 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur automatisierten Betätigung einer in unbetätigtem Zustand geschlossenen, um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Reibungskupplung mittels eines anhand einer Kupplungskennlinie eines zu übertragenden Kupplungsmoments über einen Betätigungsweg gesteuerten hydrostatischen Ausrücksystems, welches an einer Schnüffelposition bei geschlossener Reibungskupplung mit einem drucklosen Ausgleichsbehälter verbindbar ist, wobei ein sich abhängig von Schnüffelvorgängen und abhängig von einer Drehzahl (n) der Reibungskupplung um die Drehachse ändernder Tastpunkt der Kupplungskennlinie laufend mittels eines Kompensationswerts (Kw) korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationswerte (Kw) abhängig von einer Richtung der Drehzahländerung der Reibungskupplung ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationswerte (Kw) faktorisiert ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationswerte (Kw) als über die Drehzahl (n) monoton steigende Kennlinien (K1, K2, K3, K4) vorgesehen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Kompensationswert (Kw) bei mehreren aufeinander folgenden Schnüffelvorgängen bei derselben Drehzahl (n) bis zu einem maximalen Kompensationswert (Kw(3)) einer Kompensationskennlinie (K5) schrittweise eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine aktuelle Wegkorrektur Δw mittels einer faktorisierten Kompensation nach folgendem Zusammenhang Δw = Kw(akt) + Kw(n) – F·(Kw,s(akt) + Kw,s(n)) mit dem aktuell angewendeten Kompensationswert Kw(akt), dem Kompensationswert Kw(n) der aktuellen Drehzahl n, dem aktuellen Kompensationswert Kw,s(akt) bei Durchführung eines Schnüffelvorgangs, dem Kompensationswert Kw,s(n) der aktuellen Drehzahl n bei Durchführung eines Schnüffelvorgangs und dem vorgegebenen Faktor F ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Faktor F auf den Wert 0,5 eingestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Bedingung Kw(n) < Kw(akt) der Faktor F = 1 gesetzt wird.