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Title:
METHOD FOR CONTROLLING A POWERTRAIN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/134711
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for controlling a powertrain comprising an internal combustion engine (2) which is connected to a double-clutch transmission that has a first and a second sub-transmission (3, 4) with at least one switchable transmission ratio, a first friction clutch (5) being arranged between the internal combustion engine (2) and the first sub-transmission (3) and a second friction clutch (6) being arranged between the internal combustion engine (2) and the second sub-transmission (4). A motor torque of the internal combustion engine (2) is transmitted to the first or the second sub-transmission (3, 4) by means of the first and the second friction clutch (5, 6) in order to provide a powertrain torque at the output of the double-clutch transmission. In a method in which judder vibrations of the powertrain can be prevented, the powertrain (1) is monitored for the occurrence of judder vibrations, and when judder vibrations are detected, a regeneration process of one of the two sub-clutches (5, 6) is triggered, wherein a friction lining is removed in the regeneration process.

Inventors:
GÖPPERT GEORG (DE)
Application Number:
PCT/DE2016/200071
Publication Date:
September 01, 2016
Filing Date:
February 04, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16H57/00; F16D48/06
Domestic Patent References:
WO2007124710A12007-11-08
Foreign References:
DE102014212153A12015-01-22
DE102012223765A12014-06-26
DE112012001191T52013-12-05
DE102005036894A12006-03-09
DE112012001191T52013-12-05
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Claims:
Patentansprüche

1 . Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranges, umfassend eine Brennkraft- maschine (2), die mit einem Doppelkupplungsgetriebe verbunden ist, welches ein erstes und ein zweites Teilgetriebe (3, 4) mit zumindest einer schaltbaren Übersetzungsstufe aufweist, wobei zwischen der Brennkraftmaschine (2) und dem ersten Teilgetriebe (3) eine erste Reibungskupplung (5) und zwischen der Brennkraftmaschine (2) und dem zweiten Teilgetriebe (4) eine zweite Reibungskupplung (6) angeordnet ist, wobei durch die erste und die zweite Reibungskupplung (5, 6) ein Motormoment der Brennkraftmaschine (2) an das erste oder zweite Teilgetriebe (3, 4) zur Bereitstellung eines Triebstrangmomentes am Ausgang des Doppelkupplungsgetriebes übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (1 ) auf Auftreten von Rupfschwingungen überwacht wird und bei Detektion von Rupfschwingungen ein

Regenerierungsvorgang einer der beiden Teilkupplungen (5, 6) ausgelöst wird, wobei in dem Regenerierungsvorgang ein Reibbelag abgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion der Rupfschwingungen durch einen Rupfbeobachter (19) erfolgt, welcher den Regenerierungsvorgang aktiviert bzw. deaktiviert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die

Rupfschwingungen durch eine Antirupfregelung kompensiert werden, wobei bei einer Überschreitung eines Rupfschwell wertes durch eine Amplitude der Rupfschwingungen der Regenerierungsvorgang der ersten oder zweiten Teilkupplung (5, 6) ausgelöst wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des Regenerierungsvorganges ein Lastprofil des Antriebsstranges (1 ) durch die inaktive und/oder aktive erste bzw. zweite Teilkupplung (5, 6) variiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der

Regenerierungsvorgang bei einer aktiven, das Motormoment übertragenden ersten Teilkupplung (5) durchgeführt wird, während an die inaktive, im Schlupf befindliche zweite Teilkupplung (6) das Motormoment der Brennkraftmaschine (1 ) angelegt wird, wobei die zweite Teilkupplung (6) in Richtung geschlossenen Zustand bewegt wird, und eine Schlupfregelung (20) eine, an der zweiten Teilkupplung (6) anliegende Schlupfdrehzahl überwacht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive erste Teilkupplung (5) während des Regenerierungsvorganges geschlossen bleibt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive erste Teilkupplung (5) während des Regenerierungsvorganges geöffnet wird und die Schlupfregelung (20) ein von der ersten aktiven Kupplung (5) übertragenes Kupplungsmoment um das Kupplungsmoment, welches von der inaktiven zweiten Kupplung (6) übertragen wird, reduziert.

8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer niedrigen Umgebungstemperatur des Antriebsstranges (1 ) eine erhöhte Schlupfdrehzahl an der inaktiven zweiten Kupplung (6) erzeugt wird.

9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung eines Leichtlastrupfens Verschleiß an der inaktiven zweiten Teilkupplung generiert wird.

10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die inaktive Teilkupplung (6) ein Motormoment von annähernd 10 bis 25 Nm angelegt wird.

Description:
Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranges

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranges, umfassend eine Brennkraftmaschine, die mit einem Doppelkupplungsgetriebe verbunden ist, wel- ches ein erstes und ein zweites Teilgetriebe mit zumindest einer schaltbaren Übersetzungsstufe aufweist, wobei zwischen der Brennkraftmaschine und dem ersten Teilgetriebe eine erste Reibungskupplung und zwischen der Brennkraftmaschine und dem zweiten Teilgetriebe eine zweite Reibungskupplung angeordnet ist, wobei durch die erste oder die zweite Reibungskupplung ein Motormoment der Brennkraftmaschine an das erste oder zweite Teilgetriebe zur Bereitstellung eines Triebstrangmomentes am Ausgang des Doppel kupplungsgetriebes übertragen wird.

Aus der DE 10 2005 036 894 A1 ist ein gattungsgemäßer Antriebsstrang mit einem Parallelschaltgetriebe, wie einem Doppelkupplungsgetriebe, bekannt, bei dem das Motormoment der Brennkraftmaschine mittels einer Doppelkupplung mit zwei Rei- bungskupplungen gesteuert über die beiden Teilgetriebe auf einen Getriebeausgang übertragen wird. Dabei werden bei der, einem Teilgetriebe zugeordneten offenen Reibungskupplung die Übersetzungsstufen geschaltet und ausgelegt. Die eigentliche Schaltung des Doppelkupplungsgetriebes erfolgt bei in beiden Teilgetrieben eingelegten Übersetzungsstufen durch eine sogenannte beispielsweise aus der

WO 2007/124710 A1 bekannten Überschneidungsschaltung, bei der die geschlossene Reibungskupplung eines momentübertragenden Teilgetriebes geöffnet und die offene Reibungskupplung des anderen Teilgetriebes überschneidend geschlossen wird. Dabei sind die Reibungskupplungen bezüglich ihrer Übertragungskapazität so ausgelegt, dass zumindest das maximale Motormoment bei vollständig geschlossener Reibungs- kupplung übertragbar ist. Hierbei werden das Motormoment und die Kupplungsmomente der Reibungskupplungen über der Lebensdauer laufend ermittelt bzw. abgeschätzt. Wird festgestellt, dass beispielsweise aufgrund einer Vorschädigung eines Reibbelages die Übertragungskapazität für ein anliegendes Motormoment nicht mehr ausreichend ist, wird das Motormoment auf das noch über die betroffene Reibungs- kupplung übertragbare Kupplungsmoment begrenzt. Dies führt zu Leistungseinbußen des Antriebsstranges bei einem Betrieb des Teilgetriebes mit der eingeschränkt funktionierenden Reibungskupplung. Aus der DE 1 1 2012 001 191 T5 ist ein Verfahren zum Einfahren von Kupplungen durch Schlupfregelung bekannt. Bei diesem Verfahren werden Kupplungen während einer grünen Phase, welche einer Anfangsphase bei der Betätigung der Kupplung entspricht, mit einem erhöhten Schlupf betätigt und die Kupplung wird in einer nach der grünen Phase folgenden Phase mit einem normalen Schlupf betätigt. Dies führt dazu, dass während der grünen Phase an der Kupplung sich die Temperaturen erhöhen, was zu einem Abtrag des Reibbelages und somit zu einer Erneuerung des Reibbelages bei erhöhtem Schlupf der Kupplung führt. Allerdings führt das Durchlaufen einer Schlupfphase durch eine aktive Kupplung dazu, dass spürbare Veränderungen am Fahrverhalten des Fahrzeuges durch die Fahrzeuginsassen wahrgenommen werden.

Um den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges weiter zu senken, müssen alle Reibungen und auch Dämpfungen im Triebstrang reduziert werden. Die Reduktion dieser Dämpfungen bzw. Reibungen führt dazu, dass der Triebstrang an sich keine Dämp- fung mehr aufweist und somit die Kupplungsdämpfung den wesentlichen Faktor für das Auftreten von Rupfschwingungen darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranges anzugeben, bei welchem Rupfschwingungen, die durch die Teilkupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes verursacht werden, vermindert oder ganz vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Antriebsstrang auf Auftreten von Rupfschwingungen überwacht wird und bei der Detektion von

Rupfschwingungen ein Regenerierungsvorgang einer der beiden Teilkupplungen ausgelöst wird, wobei in dem Regenerierungsvorgang ein Reibbelag abgetragen wird. Durch diese Erneuerung des Reibbelages einer der beiden Teilkupplungen während des Regenerierungsvorganges wird dazu beigetragen, dass Rupfschwingungen vermindert werden und anschließend sich das Fahrzeug wieder in einem komfortablen Zustand befindet. Dieser Regenerierungsvorgang erzeugt keinerlei von den Fahrzeuginsassen wahrnehmbare Veränderungen. Vorteilhafterweise erfolgt die Detektion der Rupfschwingungen durch einen

Rupfbeobachter, welcher den Regenerierungsvorgang aktiviert bzw. deaktiviert. Ein Rupfbeobachter ist von Vorteil, da die Reibsysteme der einzelnen Teilkupplungen sich unterscheiden und der Regenerierungsvorgang nur dann eingesetzt werden soll, wenn es der Zustand der Teilkupplungen erfordert.

In einer Ausgestaltung werden die Rupfschwingungen durch eine Antirupfregelung kompensiert, wobei bei einer Überschreitung eines Rupfschwellwertes durch eine Amplitude der Rupfschwingungen der Regenerierungsvorgang der ersten oder zweiten Teilkupplung ausgelöst wird. Der Rupfschwellwert wird dabei so festgelegt, dass der Regenerierungsvorgang immer dann gestartet wird, wenn die Antischlupfregelung die auftretenden Rupfschwingungen nicht mehr ausregeln kann. Mittels des

Rupfschwell wertes lässt sich einfach softwaremäßig festlegen, wann der

Regenerierungsvorgang gestartet bzw. beendet werden soll. Da der

Regenerierungsvorgang immer nur an einer Teilkupplung durchgeführt wird, kann mit der zweiten, nicht dem Regenerierungsvorgang unterliegenden Kupplung ohne weitere Auswirkungen auf das Fahrverhalten des Fahrzeuges weitergefahren werden.

In einer Variante wird während des Regenerierungsvorganges ein Lastprofil des Dop- pelkupplungsgetriebes durch die inaktive und/oder aktive Teilkupplung variiert. Durch die Veränderung des Lastprofils lässt sich jeweils die Wirkung des

Regenerierungsvorganges einstellen, wobei bei dem Abtragen des Reibbelages sowohl Temperatur als auch Verschleiß des Reibbelages der Teilkupplungen berücksichtigt werden. In einer Weiterbildung wird der Regenerierungsvorgang bei einer aktiven, das Motormoment übertragenden ersten Teilkupplung durchgeführt, während an die inaktive, im Schlupf befindliche zweite Teilkupplung das Motormoment der Brennkraftmaschine angelegt wird, wobei die zweite Teilkupplung in Richtung geschlossenen Zustand bewegt wird und eine Schlupfregelung eine an der zweiten Teilkupplung anliegende Schlupfdrehzahl überwacht. Durch Einstellung dieser Schlupfdrehzahl durch die

Schlupfregelung kann der Grad des Abriebes des Reibbelages der inaktiven zweiten Kupplung kontrolliert gestaltet werden.

In einer Ausführungsform bleibt die aktive erste Teilkupplung während des

Regenerierungsvorganges geschlossen, so dass der Fahrzustand des Fahrzeuges unbeeinflusst bleibt.

In einer Alternative wird die aktive erste Teilkupplung während des

Regenerierungsvorganges geöffnet und die Schlupfregelung reduziert ein von der ers- ten aktiven Teilkupplung übertragenes Kupplungsmonnent um das Kupplungsmoment, welches von der inaktiven zweiten Teilkupplung übertragen wird. Dadurch wird sichergestellt, dass das Triebstrangmoment, welches von dem Doppelkupplungsgetriebe an dessen Ausgang abgegeben wird, konstant gehalten wird, was insbesondere für ein konstantes Fahrverhalten von Bedeutung ist.

In einer weiteren Variante wird bei einer niedrigen Umgebungstemperatur des Antriebsstranges eine erhöhte Schlupfdrehzahl in der inaktiven zweiten Teilkupplung erzeugt. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere beim Auftreten von Rupfschwingungen bei kalten und feuchten Umgebungsbedingungen die inaktive Teilkupplung schneller aufgeheizt werden kann und somit die Dauer des Regenerierungsvorganges zur Abtragung des Reibbelages reduziert wird.

In einer Ausführungsform wird während einer grünen Phase der jeweiligen Teilkupplung eine erhöhte Schlupfdrehzahl an der inaktiven zweiten Kupplung erzeugt. Dies führt dazu, dass während der grünen Phase an der Teilkupplung sich die Temperatu- ren erhöhen, was zu einem Abtrag des Reibbelages und somit zu einer Erneuerung des Reibbelages bei erhöhtem Schlupf der Teilkupplung führt.

In einer Ausgestaltung wird bei einem Leichtlastrupfen Verschleiß an der inaktiven Teilkupplung generiert. Das bedeutet, dass nur bei geringen Rupfschwingungen die Oberfläche der inaktiven zweiten Kupplung abgetragen wird und somit eine neue Belagsschicht der Teilkupplung zum Tragen kommt.

Vorteilhafterweise wird an die inaktive Teilkupplung ein Motormoment von annähernd 10 bis 25 Nm angelegt. Ausgehend von solch einem geringen Motormoment wird die Belastung des Triebstranges und somit eine Veränderung des Triebstrangmomentes am Ausgang des Doppelkupplungsgetriebes nur unwesentlich beeinflusst und somit vom Fahrzeugführer nicht wahrgenommen.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Antriebsstranges mit einem Doppelkupplungsge- triebe. Das erfindungsgemäße Verfahren soll am Beispiel eines Antriebsstranges 1 mit einem Doppelkupplungsgetriebe erläutert werden. Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung des Antriebsstranges 1 , wie es in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommt. Dieser Antriebsstrang 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2 und zwei Teilgetriebe 3, 4. Die Verbin- dung eines Teilgetriebes 3, 4 mit dem Verbrennungsmotor 2 erfolgt über jeweils eine Teilkupplung 5, 6, die von einem Steuergerät 15 angesteuert werden. Das erste Teilgetriebe 3 trägt die ungeraden Gänge 7, während das zweite Teilgetriebe 4 die geraden Gänge 8 umfasst. Die Gänge 7 und 8 sind im Bedarfsfall mit einer Getriebeeingangswelle 9, 10 eines Getriebes 1 1 verbunden, welches über eine Abtriebswelle 12 und ein Differential 13 die Antriebsräder 14 antreibt.

Bei einem solchen Antriebsstrang 1 mit einem Doppelkupplungsgetriebe wird ein Gang 7 eines Teilgetriebes 3 mit der Getriebeeingangswelle 9 verbunden, während der Gang 8 des anderen Teilgetriebes 4 eingelegt wird. Zu diesem Zweck muss das Verhalten der beiden Teilkupplungen 5, 6 genau eingestellt werden, um Störungen zu vermeiden. Mittels eines Drehzahlsensors 16, welcher die Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 detektiert und einem Drehzahlsensor 17, der die Drehzahl an der Getriebeeingangswelle 9 überwacht, wird eine Schlupfdrehzahl der Teilkupplung 5 durch das Steuergerät 15 bestimmt. Ein weiterer Drehzahlsensor 18 ist ebenfalls mit dem Steuergerät 15 verbunden und detektiert die Drehzahl an der Getriebeeingangswelle 10 zur Bestimmung der Schlupfdrehzahl der Teilkupplung 6. Diese Schlupfdrehzahl wird in Abhängigkeit davon detektiert, ob die Teilkupplungen 5, 6 geschlossen oder geöffnet sind.

Aufgrund der Reibeigenschaften der Teilkupplungen 5, 6 treten in der Getriebeein- gangswellendrehzahl, die durch die Drehzahlsensoren 17 und 18 überwacht werden, Rupfschwingungen auf, deren Anregungsfrequenz von dem Schlupf der jeweiligen Teilkupplung 5, 6, der Getriebeeingangswellendrehzahl oder der Motordrehzahl abhängen kann. Diese Rupfschwingungen werden durch einen in dem Steuergerät 15 vorhandenen Rupfbeobachter 19 detektiert. Mittels einer Rupfschwingungsregelung werden die Amplituden der Rupfschwingungen auswertet und mit einem

Rupfschwingungsschwellwert vergleicht. Wird durch den Rupfbeobachter festgestellt, dass die auftretenden Rupfschwingungen nicht mehr durch die

Rupfschwingungsregelung ausgeglichen werden können, so startet das Steuergerät 15 während des Betriebes des Fahrzeuges einen Regenerierungsvorgang für die in- aktive Teilkupplung 6 des Doppelkupplungsgetriebes. Während dieses Regenerierungsvorganges wird die erste aktive Teilkupplung 5 mit dem annähenden gesamten Motormoment des Verbrennungsmotors 2 beaufschlagt. An der Getriebeausgangswelle 1 1 wird somit ein Triebstrangmoment zum Antrieb der Antriebsräder 14 abgenommen, was dem Motormoment des Verbrennungsmotors 2 entspricht. Während dieses Zustandes der ersten Teilkupplung 5 befindet sich die zweite Teilkupplung 6 im Schlupf und ist somit inaktiv. Zur Erzeugung eines Reibbelagabriebes an der inaktiven Teilkupplung 6 wird an diese Teilkupplung 6 ein Motormoment von etwa 20 Nm angelegt und die Teilkupplung 6 wird in Richtung Schließen bewegt, so dass die Schlupfdrehzahl an dieser Teilkupplung 6 eingestellt wird. Je nach Größe des Schlupfes erfolgt ein Abrieb des Reibbelages der inaktiven Teilkupplung 6 durch Verschleiß. Eine längere Einstellung des Schlupfes kann aber auch zu einer Temperaturerhöhung der inaktiven Teilkupplung 6 führen, was einen verstärkten Abrieb des Reibbelages der Teilkupplung 6 mit sich führt. Um die Stabilität des Doppelkupp- lungsgetriebes aufrecht zu erhalten und das Triebstrangmoment, welches an der Getriebeausgangswelle 1 1 abgenommen wird, konstant zu halten, ist eine im Steuergerät 15 vorhandene Schlupfregelung 20 damit befasst, das Motormoment von 20 Nm, welches an der inaktiven Teilkupplung 6 anliegt, von dem Motormoment abzuziehen, welches von dem Verbrennungsmotor 2 an die aktive Teilkupplung 5 übertragen wird. Aufgrund der vorgeschlagenen Lösung wird das Lastprofil des Antriebsstranges gezielt durch die Einstellung der aktiven bzw. inaktiven Teilkupplung 5, 6 geändert, um somit kritische Situationen wie Rupfschwingungen schneller zu durchfahren oder gar ganz zu vermeiden.

Bezuqszeichenliste Antriebsstrang

Verbrennungsmotor

Erstes Teilgetriebe

Zweites Teilgetriebe

Erste Teilkupplung

Zweite Teilkupplung

Ungerader Gang

Gerader Gang

Getriebeeingangswelle

Getriebeausgangswelle

Getriebe

Abtriebswelle

Differential

Antriebsräder

Steuergerät

Drehzahlsensor

Drehzahlsensor

Drehzahlsensor

Rupfbeobachter

Schlupfregelung