DE10201982A1

DE10201982A1 - Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Automatisierten Kupplung eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE10201982A1
Application number: DE10201982A
Authority: DE
Inventors: Juergen Eich; Bernhard Boll; Thomas Jaeger; Frank Bast
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2002-07-25
Also published as: US20040064232A1; FR2819867B1; KR100857686B1; KR20030077006A; ITMI20020113A1; ITMI20020113A0; DE10290232D2; BR0206655B1; BR0206655A; US7158873B2; FR2819867A1; WO2002059493A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer automatisierten Kupplung eines Fahrzeuges vorgeschlagen, bei dem mit einem elektronischen Kupplungsmanagement (EKM) eine Kupplungskennlinie adaptiert wird, wobei die Adaption bei wenigstens einem geeigneten Betriebspunkt durchgeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern und/oder Re geln einer automatisierten Kupplung eines Fahrzeuges, bei dem mit einem elektronischen Kupplungsmanagement (EKM) eine Kupplungskennlinie a daptiert wird.

Aus der Fahrzeugtechnik sind automatisierte Kupplungen bekannt, wodurch insgesamt eine Automatisierung des Antriebsstranges eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, ermöglicht wird. Es ist auch bekannt, daß derartige Kupplungen in einem Automatikgetriebe eingesetzt werden. Insbesondere durch das elektronische Kupplungsmanagement (EKM) wird ein Einkuppelvorgang bei einem gewünschten Schaltvorgang automatisiert.

Dabei kann mit dem bekannten Verfahren die Kupplungskennlinie adaptiert werden. Somit kann die Kupplungskennlinie der automatisierten Kupplung, z. B. aufgrund möglicher Einflüsse, geeignet verändert werden.

Jedoch ist bei dem bekannten Verfahren die Adaption auf das Eintreten ei nes vorbestimmten stationären Betriebspunktes angewiesen. Beispielsweise kann dieser Betriebspunkt bei Betätigung der Betriebs- bzw. Feststellbremse beim Einlegen des ersten Ganges im Leerlauf vorliegen. Je nach den Ge wohnheiten des Fahrers des Fahrzeuges tritt dieser stationäre Betriebspunkt unter Umständen äußerst selten auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer automatisierten Kupplung Getriebes zu schaffen, wel ches insbesondere hinsichtlich der Adaptionsmöglichkeiten weiter verbessert wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentan spruches 1 gelöst.

Demgemäß kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Adaption bei geeigneten Betriebspunkten durchgeführt. Beispielsweise ist es möglich, daß bei jedem Anfahr- oder Schaltvorgang die Kupplungskennlinie adaptiert wird und demnach die Abhängigkeit von einer unter Umständen seltenen eintre tenden Betriebsbedingung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vermie den wird.

Selbstverständlich kann die Adaption auch bei anderen beliebigen Betriebs punkten durchgeführt werden. Somit wird die Adaption bei dem erfindungs gemäßen Verfahren insgesamt verbessert.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, daß die Adapti on bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem geeigneten Modell durchgeführt wird. Somit kann eine modellgestützte Adaption der Kupplungs kennlinie durchgeführt werden. Es ist möglich, daß basierend auf einem Mo dell der Kupplungskennlinie eine Adaption des Tastpunktes aber auch des Reibwertes und/oder der Form der Kupplungskennlinie durchgeführt wird. Prinzipiell kann diese Adaption bei jedem Schlupfvorgang der Kupplung er folgen. Es ist auch möglich, daß bei bestimmten Betriebsbedingungen bzw. Betriebspunkten geeignete Einschränkungen bei der Adaption vorgesehen werden. Beispielsweise kann kurz nach dem Motorstart die Zuverlässigkeit der Übermittlung z. B. des Motormomentensignals eingeschränkt sein. Hier kann es vorteilhaft sein, wenn die vorgesehene Adaption z. B. zeitweilig un terdrückt wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß bei der Adaption der Kupplungskennlinie wenigstens eine Eingangsgröße berück sichtigt wird. Vorzugsweise kann die Adaption der Kupplungskennlinie primär auf vorbestimmte Signale, wie z. B. die Motordrehzahl, das effektive Motor moment und/oder die Kupplungsaktorposition, gestützt werden. Selbstver ständlich ist es auch denkbar, daß andere Signale von Eingangsgrößen da bei berücksichtigt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß bei der Adaption der Kupplungskennlinie wenigstens ein Verzöge rungsblock verwendet wird. Vorzugsweise können Verzögerungsblöcke, z. B. bei den Eingangsgrößen Motordrehzahl, Motormoment und/oder Kupplung saktorposition eingesetzt werden. Mit Hilfe dieser Verzögerungsblöcke wird ein möglicher Zeitversatz zwischen den Signalen, welcher z. B. aus der Sig nalerfassung und/oder der Signalübertragung resultieren kann, derart ausge glichen, daß am Ausgang der Verzögerungsblöcke die jeweiligen Signale der Eingangsgrößen physikalisch dem gleichen Zeitpunkt entsprechen.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, daß bei der Adapti on der Kupplungskennlinie ein geeigneter Adaptionsalgorithmus integriert wird. Zunächst wird ohne den Adaptionsalgorithmus aus der jeweiligen Kupplungsaktorposition mittels einem Kennlinienmodell das Kupplungsmo ment abgeschätzt. Dieses bestimmt zusammen mit dem Motormoment die Beschleunigung des Verbrennungsmotors. Hieraus kann dann die prädizierte Motordrehzahl errechnet werden. Aus der Abweichung zwischen der gemes senen und der prädizierten Motordrehzahl lassen sich im Fahrbetrieb Rück schlüsse auf die Qualität der Modelldaten sowie Information zu deren Anpas sung an die physikalisch korrekten Werte ableiten.

Zu diesem Zweck ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Adaptionsalgorith mus eingesetzt wird. Der Adaptionsalgorithmus kann in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebspunkt bzw. Fahrzustand eine Anpassung der Signale und/oder der Parameter vornehmen. Beispielsweise kann als Betriebspunkt, z. B. eine schlupfende Kupplung, als Voraussetzung für eine geeignete Mo dellstruktur sein. Bei der Verwendung eines Adaptionsalgorithmus ist es be sonders vorteilhaft, wenn z. B. ein Korrekturterm bei der Motorbeschleuni gung vorgesehen wird. Beispielsweise kann dies nach dem Prinzip eines Zu standsbeobachters vorgesehen sein, um Abweichungen zwischen den Mo dellwerten und den realen Werten zu vermeiden.

Darüber hinaus kann auch ein Momentenkorrekturterm bei dem Adaptionsal gorithmus vorgesehen sein. Dieser Momentenkorrekturterm dient der Be rücksichtigung eines konstanten oder zeitlich z. B. langsam variierenden Fehlers im Momentensignal. Derartige Fehler, die aufgrund von Unsicher heiten in der Bestimmung des Motormoments und/oder von unbekannten Verbrauchermomenten, wie z. B. einem Generator, einem Klimakompressor oder dergleichen, herrühren, sind üblicherweise bei geöffneter Kupplung sehr gut als von Null verschiedenes Leerlaufmoment zu identifizieren.

Desweiteren kann bei dem Adaptionsalgorithmus ein Korrekturterm beim Kupplungsaktorweg vorgesehen sein. Dieser Korrekturterm ist gleichbedeu tend mit der sogenannten Greif- oder Tastpunktadaption.

Es ist auch möglich, daß bei dem Adaptionsalgorithmus ein Kennlinienpara meter (KL-Parameter) eingesetzt wird. Dies kann ein Signalvektor sein, wel cher zur Adaption des Reibwertes der Kupplung dient. Durch die Anpassung z. B. von mehreren geeigneten Kennlinienpunkten lassen sich ähnliche Ef fekte erzielen, wie mit der mehrstufigen Reibwertadaption.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß für die Auslegung des Adaptionsalgorithmus verschiedene Modelle verwendet wer den. Beispielsweise kann eine vorzugsweise nichtlineare Parameteridentifi kation verwendet werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß ein sogenannter erweiterter Kalman-Filter (EKF) eingesetzt wird. Darüber hinaus ist es auch denkbar, daß sogenannte Neuro-Fuzzy-Methoden bei der Ausle gung des Adaptionsalgorithmuses eingesetzt werden. Selbstverständlich können auch andere geeignete Auslegungsmöglichkeiten verwendet werden. Beispielsweise kann auch eine geeignete Kombination der bereits genannten Auslegungsmöglichkeiten eingesetzt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei der Auslegung des Adaptionsalgorith mus der aktuelle Fahrzustand bzw. Betriebspunkt geeignet berücksichtigt wird, da sich aufgrund der physikalischen Randbedingungen die Differenz von der gemessenen und der prädizierten Motordrehzahl einmal mehr auf die eine und dann mehr auf die andere Adaptionsgröße auswirken sollte. Bei spielsweise kann bei geöffneter Kupplung der Momentenkorrekturterm und bei leicht angelegter Kupplung, z. B. bei Anfahrtbeginn oder Kriechen, adap tiert werden. Während die Kennlinienparameter vorwiegend bei höheren Kupplungsmomenten anzupassen sind.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorge sehen sein, daß bei der Adaption der Kupplungskennlinie eine erste Adaption von einer zweiten Adaption überlagert wird. Beispielsweise kann eine imple mentierte Adaption des Reibwertes und/oder des Tastpunktes als erste A daption vorgesehen werden, bei der z. B. durch Auswerten eines dynami schen Momentengleichgewichtes an der Kupplung eine mögliche Abwei chung bei den anliegenden Momenten bestimmt wird und eine Anpassung des Reibwertes in Abhängigkeit der Abweichung erfolgt. Diese erste Adapti on kann dann von einer zweiten Adaption überlagert werden, bei der vor zugsweise die Form der Kupplungskennlinie bewertet wird.

Beispielsweise kann nämlich die Form der Kupplungskennlinie aufgrund von Fertigungstoleranzen und/oder der Alterung der Kupplung, z. B. durch Setzen der Belagfederung, von einer vorher bestimmten mittleren Kennlinienform abweichen. Bei bisher beschriebenen Adaptionen werden Korrekturwerte be rechnet, die einer bestimmten Kennlinienposition oder einem Kennlinienbe reich zuzuordnen sind. Damit kann die Form der Kupplungskennlinie nach ausreichenden Adaptionsphasen bestimmt werden. Schnelle Änderungen des Reibwertes können dabei unter Umständen nicht erfaßt werden. Es er forderlich, daß Adaptionen bei allen Betriebspunkten durchgeführt werden, damit die globale Änderung des Reibwertes über die gesamte Kupplungs kennlinie erfaßt wird.

Bei der nun beschriebenen Art der Adaption ist besonders vorteilhaft, daß sowohl schnelle Änderungen des Reibwertes berücksichtigt werden als auch eine Möglichkeit gegeben wird, die Form der Kupplungskennlinie wiederholt zu bestimmen.

Bei dieser Adaption wird insbesondere überprüft, ob während einer Schlupf phase ein wesentlicher Teil der Kupplungskennlinie durch das seitens der Steuerung angeforderte Moment durchlaufen wird, damit ausreichende In formationen über die Form der Kennlinie gewonnen werden können. Wäh rend dieser Schlupfphase wird das dynamische Gleichgewicht an der Kupp lung hinsichtlich des Motormoments, des Beschleunigungsanteils und/oder des eingestellten Kupplungsmoments an einigen, vorher festgelegten Kennli nienpunkten, ausgewertet. Durch eine Betrachtung der Differenzmomente an verschiedenen Punkt bzw. Stellen der Kupplungskennlinie kann anschlie ßend auf die Form der Kupplungskennlinie zurückgeschlossen werden.

Es besteht nun die Möglichkeit, daß zusätzlich zu den bisher implementierten Reibwerten eine zusätzliche Korrekturkupplungskennlinie berücksichtigt wird, welche die Abweichungen der realen Kupplungskennlinie von der nominellen Kupplungskennlinie erfaßt. Diese beschriebene Möglichkeit der Überlage rung von Adaptionen wird beispielhaft durch entsprechende Ablaufdiagram me später beschrieben. Selbstverständlich können auch andere geeignete Abläufe bei der Adaption des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen werden.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, daß die Adaption der Kupplungskennlinie z. B. bei der Schlupfphase der Kupplung und beispielsweise beim sogenannten Wegtouren des Motors vorzugsweise während des Auskuppeln zum Gangwechsel durchgeführt wird. Bei dieser A daptionsmöglichkeit kann ein Vergleich der anliegenden Kupplungsmomente, welche sich aus dem Motormoment und der Drehbeschleunigung des Motors ergeben, mit der in der Steuerung hinterlegten Kupplungskennlinie durchge führt und somit eine vorteilhaft einfache Adaption der Kupplungskennlinie er reicht werden. Hierzu kann z. B. das Motormomentengleichgewicht an der Kupplung ausgewertet werden, wobei davon ausgegangen wird, daß die auftretenden Fehler nur durch eine Verstimmung der Kupplungskennlinie hervorgerufen werden. An der Kupplung gilt folgendes Momentengleichge wicht

J_Mot.dω__Mot/dt = M_Mot - M_Kup

mit
J_Mot = Motorbeschleunigung
dω__Mot/dt = Motordrehbeschleunigung
M_Mot = Motormoment
M_Kup = Kupplungsmoment

Diese Gleichung ist für die am realen System wirkenden Momente und Be schleunigungen erfüllt. Unter der Annahme, daß sich das am realen System anliegende Kupplungsmoment aus dem in der Kupplungssteuerung verwen deten Kupplungsmoment und einem Fehlermoment berechnen läßt, gilt:

M_{Kup,Steuerung} = M_Kup + ΔM_Kup

ΔM = M_{Kup,Steuerung} - (M_Mot - J_Mot.ω_punkt_Mot)

mit
M_{Kup,Steuerung} = Kupplungsmoment der Steuerung
ΔM = Fehlermoment

Somit kann aus dem jeweils vorliegenden Motormoment, der Drehbeschleu nigung des Motors und des in der Steuerung bestimmten Kupplungsmo mentes ein Fehler im Kupplungsmoment bestimmt werden. In Abhängigkeit von diesem Fehler kann nun die in der Kupplungssteuerung hinterlegte Kupplungskennlinie korrigiert werden.

Die Korrektur der Kupplungskennlinie kann z. B. durch eine Anpassung der die Kupplungskennlinie beschreibenden Größen, wie z. B. der Reibwert, der Tastpunkt oder dergleichen Größen, erfolgen. Bei ausreichend großen Kupplungsmomenten kann bei den die Kupplungskennlinie beschreibenden Größen bzw. Parametern eine Anpassung des Reibwertes durchgeführt wer den. Nach den obigen Gleichungen wird z. B. bei einem positiven Fehlermo ment der Reibwert verringert und z. B. bei einem negativen Fehlermoment der Reibwert erhöht. Beispielsweise kann ein Kurbelwellenmoment, welches dem Motormoment korrigiert um einen dynamischen Momentenanteil ent spricht, etwa 50 Nm und ein in der Steuerung berechnetes Kupplungsmo ment etwa 30 Nm betragen. Daraus ergibt sich ein Fehlermoment von -20 Nm, d. h. die Kupplung überträgt ein Moment von 50 Nm und nicht das in der Steuerung berechnete Moment von 30 Nm, wodurch der Reibwert erhöht werden muß. Diese Angaben sind lediglich beispielhaft und können beliebig ergänzt werden.

Weiterhin ist auch denkbar, daß z. B. die Parameter zur Beschreibung der Kupplungskennlinie korrigiert werden. Hierzu kann eine Tabelle oder ein funktionaler Zusammenhang zwischen dem Ansteuersignal der Kupplung saktorik und dem Kupplungsmoment verwendet werden.

Es ist im Rahmen der Adaption der Kupplungskennlinie sinnvoll, daß die Kor rekturen der beschreibenden Parametern bzw. Größen inkremetell durchge führt werden. Dies bedeutet, daß der berechnete Momentenfehler nicht in ei nem Korrekturschritt vermindert wird. Damit kann die Stabilität des Gesamt systems wesentlich erhöht werden, da somit nur geringe Rückwirkungen, im Sinne einer Rückkopplung bei einer Regelung, vorhanden sind. Selbstver ständlich sind auch andere geeignete Korrekturen bei dem erfindungsgemä ßen Verfahren möglich.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß alternativ zur direkten Momentenauswertung bei der Adaption zur Kor rektur der Kupplungskennlinie ein integrales Verfahren angewandt wird. Hierbei kann aus den vorhandenen Momentensignalen mittels Integration die Motordrehzahl bestimmt werden, so dass eine Modellmotordrehzahl nach folgender Gleichung ermittelt wird.

mit
ω__{Mot, Modell} = Modellmotordrehzahl.

Hierbei kann die Adaption bei der Kupplungskennlinie derart ausgeführt wer den, daß ein Vergleich der Modellmotordrehzahl mit der tatsächlich vorlie genden Motordrehzahl die Grundlage bilden. Wenn nach der Auswertung der obigen Gleichung Abweichungen zwischen der tatsächlichen Motordrehzahl und der Modellmotordrehzahl auftreten, kann anhand der Abweichungen die Kupplungskennlinie oder die beschreibenden Größen bzw. Parameter, wie z. B. der Reibwert, der Tastpunkt oder dergleichen, geeignet verändert wer den. Beispielsweise kann ein positives Motormoment und eine Motordrehzahl kleiner als die Modelldrehzahl vorliegen, somit ist das tatsächliche anliegen de Kupplungsmoment größer als das in der Steuerung verwendete, wodurch der Reibwert erhöht werden muß.

Auch bei dem integralen Verfahren können die Änderungen der Kupplungs kennlinie zur Vermeidung von Rückkopplungen im Sinne einer Regelung vorzugsweise inkremetell ausgeführt werden. Somit können Stabilitätsprob leme bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vermieden werden. Selbstver ständlich sind auch andere Änderungsmöglichkeiten denkbar.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann Vorsehen, daß insbesondere bei Erstinbetriebnahme der Kupplung bzw. des Getriebes eine mehrstufige Reibwertadaption an vorbestimmten Reibwertstützstellen durch geführt wird. Es ist möglich, daß bei einer mehrstufigen Reibwertadaption die Reibwertstützstellen vorzugsweise im Bereich von hohen Kupplungsmo menten angepaßt werden. Besonders vorteilhaft ist es gemäß einer Weiter bildung der Erfindung, daß die Änderungen bzw. Anpassungen der Reib wertstützstellen im Bereich hoher Kupplungsmomente auf andere ausge wählte Reibwertstützstellen übertragen werden. Dies kann während und/oder nach einem Vollastzyklus vorgesehen werden. Diese Adaption kann vor zugsweise bei der Erstinbetriebnahme der Kupplung bzw. des Getriebes ein gesetzt und z. B. über externe Vorgaben zusammen mit der Adaptionsbe schleunigung, welche größere Adaptionsinkremente erlaubt, aktiviert bzw. deaktiviert.

Selbstverständlich kann die Adaption auch auf Reibwertstützstellen, die z. B. nicht im Bereich von hohen Kupplungsmomenten liegen, angepaßt werden. Bei der Übertragung der Änderung bzw. Anpassung der Reibwertstützstellen kann jede beliebige Reibwertstützstelle ausgewählt werden.

Ein überwiegender Anteil der Abweichung zwischen der vorinitialisierten Kupplungskennlinie und der tatsächlichen Kupplungskennlinie besteht aus einem Offset, welcher für alle Reibwertstützstellen derselbe ist. Die Formab weichungen werden im Vergleich dazu nur einen geringen Anteil ausmachen. Durch die Übertragung des Adaptionsergebnisses bei einem gewählten Fahrzyklus auf sämtliche Reibwertstützstellen kann der Offset annähernd ausgeglichen werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können bei der Adaption der Kupp lungskennlinie durch das Übertragen der Änderung der Reibwertstützstellen auf andere Reibwertstützstellen in einem Fahrzyklus bei der Erstinbetrieb nahme unkomfortable Schaltungen in einem anschließenden normalen Fahr betrieb vorteilhaft vermieden werden. Desweiteren kann mit dem erfindungs gemäßen Verfahren das Verfälschen von bereits adaptierten Reibwertstütz stellen vermieden werden. Somit kann durch das erfindungsgemäße Verfah ren eine Feinabstimmung der Kupplungskennlinie im anschließenden Fahr betrieb früher abgeschlossen werden, da im wesentlichen nur noch die Form der Kupplungskennlinie entsprechend angepaßt werden muß.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich wie beschrieben beim elektroni schen Kupplungsmanagement (EKM) als auch bei einem automatisierten Schaltgetriebe (ASG) prinzipiell anwenden. Darüberhinaus ist es auch denk bar, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei stufenlosen CVT-Getrieben eingesetzt werden kann.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausgestaltung des erfindungsgemä ßen Verfahrens mit einer modellgestützten Adaption der Kupp lungskennlinie;

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm einer anderen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Verfahrens mit einer überlagerten Adaption der Kupplungskennlinie;

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm einer Ausgestaltung gemäß Fig. 3 des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Momentengleichgewichtes an einer Kupplung.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer modellgestützten Adaption der Kupp lungskennlinie dargestellt. Als Eingangsgrößen sind die Motordrehzahl n_mot, das Motormoment M_Mot, die Kupplungsaktorposition X_Kupp und der jeweilige Fahrzustand bzw. Betriebspunkt vorgesehen. Die Adaption der Kupplungs kennlinie stützt sich primär auf die vorgenannten Eingangsgrößen bzw. deren Signale. Mit Hilfe von Verzögerungsblöcken wird ein möglicher Zeitversatz zwischen den jeweiligen Signalen der Eingangsgrößen ausgeglichen, so daß am Ausgang der Verzögerungsblöcke alle Signale physikalisch dem gleichen Zeitpunkt entsprechen. Der mögliche Zeitversatz zwischen den Signalen kann z. B. bei der Signalerfassung und/oder der Signalübertragung auftreten.

Bei der Motordrehzahl nmot ist der Verzögerungsblock T_tn, bei dem effektiven Motormoment M_Mot ist der Verzögerungsblock T_tM und bei der Kupplungsak torposition X_Kupp ist der Verzögerungsblock T_tl vorgesehen.

Desweiteren ist bei der modellgestützten Adaption der Kupplungskennlinie ein geeigneter Adaptionsalgorithmus und ein vorbestimmtes Kennlinienmo dell integriert. Ohne Berücksichtigung des Adaptionsalgorithmus und dessen Ausgangssignalen ergibt sich folgendes Funktionsprinzip:
Aus der Kupplungsaktorposition X_Kupp wird mittels des Kennlinienmodells das Kupplungsmoment M_Kupp abgeschätzt. Aus dem Kupplungsmoment M_Kupp und dem Motormoment M_Mot wird die Beschleunigung des Verbrennungs motors bzw. Trägheit J_Mot bestimmt. Hieraus kann dann die prädizierte Mo tordrehzahl n'_mot errechnet werden.
Aus der Abweichung bei der Differenz von gemessener Motordrehzahl nmot und der prädizierten Motordrehzahl n'_mot lassen sich nun im Fahrbetrieb Rückschlüsse auf die Qualität der Modelldaten sowie Information zu deren Anpassung an die physikalisch korrekten Werte ableiten.

Zu diesem Zweck wird der Adaptionsalgorithmus eingesetzt, welcher in Ab hängigkeit vom jeweiligen Fahrzustand, z. B. schlupfende Kupplung als Vor aussetzung für die in Fig. 1 dargestellte Modellstruktur, die Anpassung von Signalen oder Parametern vornimmt.

Dazu ist als erstes Ausgangsignal des Adaptionsalgorithmus ein Korrektur term für die Motorbeschleunigung vorgesehen. Dieser wird nach dem Prinzip eines Zustandsbeobachters verwendet, um ein Auseinanderdriften von Mo dell und Realität zu vermeiden.

Desweiteren ist als zweites Ausgangsignal ein Momentenkorrekturterm Δ_Mmot bei dem Adaptionsalgorithmus vorgesehen. Dieser Term Δ_Mmot dient der Be rücksichtigung eines konstanten oder zeitlich langsam variierenden Fehlers im Momentensignal M_Mot. Solche Fehler, die z. B. aufgrund von Unsicherhei ten in der Bestimmung des Motormoments oder von unbekannten Verbrau chermomenten, wie z. B. dem Generator oder dem Klimakompressor, herrüh ren, sind typischerweise bei geöffneter Kupplung sehr gut als von Null ver schiedenes Leerlaufmoment zu identifizieren.

Darüberhinaus ist als drittes Ausgangssignal des Adaptionsalgorithmus ein Korrekturterm Δ_Tap des Kupplungsaktorweges vorgesehen. Dieser Term Δ_Tap ist gleichbedeutend mit einer sogenannten Greif- oder Tastpunktadaption.

Als viertes Ausgangssignal ist ein sogenannter KL-Parameter (Kennlinienpa rameter) bei dem Adaptionsalgorithmus vorgesehen. Dieser Signalvektor dient zur Adaption des Reibwertes der Kupplung. Durch die Anpassung von gleich mehreren vorbestimmten Kennlinienpunkten lassen sich ähnliche Ef fekte erzielen, wie mit der mehrstufigen Reibwertadaption.

Für die Auslegung des Adaptionsalgorithmus stehen verschiedene Methoden zur Verfügung. Beispielsweise kann eine nichtlineare Parameteridentifikation, ein erweiterter Kalman-Filter (EKF), eine Neuro-Fuzzy-Methode oder derglei chen, verwendet werden.

Grundsätzlich sollte bei der Auslegung des Adaptionsalgorithmuses der ak tuelle Fahrzustand bzw. Betriebspunkt intensiv berücksichtigt werden, da sich aufgrund der physikalischen Randbedingungen die Abweichung aus der Differenz n_mot - n'_mot einmal auf die eine und dann mehr auf die andere A daptionsgröße auswirken sollte. So gilt beispielsweise, daß der Momenten korrekturterm Δ_Mmot bei geöffneter Kupplung und der Korrekturterm des Kupplungsaktorweges Δ_TaP primär bei leicht angelegter Kupplung adaptiert werden können, während die KL-Parameter vorwiegend bei höheren Kupp lungsmomenten anzupassen sind.

In Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm beispielhaft beschrieben, wie eine Adaption einer Formkorrektur-Kupplungskennlinie aufgebaut sein kann. Das Ablauf diagramm beginnt mit dem Einkuppeln nach Gangwechsel oder Anfahrt mit Schritt 1.

Bei Schritt 2 der bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah rens soll eine nächste Kupplungsmomentenschwelle für die Auswertung des dynamischen Gleichgewichtes an der Kupplung bestimmt werden.

Danach folgt Schritt 3, bei dem ermittelt wird, ob das Kupplungsmoment gleich der Kupplungsmomentenschwelle ist. Wenn ja, folgt Schritt 4. Bei Sehritt 4 wird der aktuelle Kupplungsmomentenfehler und der Reibwert gespeichert.

Danach folgt Schritt 5, bei dem ermittelt wird, ob alle Meßpunkte abgearbeitet sind. Wenn nein, geht das Verfahren zu Schritt 2 zurück. Wenn ja, folgt Schritt 6, bei dem ermittelt wird, ob die Kupplung offen ist (Neutralstellung).

Wenn die Kupplung offen ist folgt Schritt 7. Wenn nein, wird das Verfahren beendet.

Bei Schritt 7 wird ein Mittelwert aus allen gemessenen Momentenabwei chungen bestimmt.

Danach folgt Schritt 8, bei dem die Abweichungen aller Momentenabwei chungen vom Mittelwert bestimmt werden.

Dann folgt Schritt 9, bei dem der Meßwert mit der größten Abweichung vom Mittelwert bestimmt wird.

Schließlich folgt Schritt 10, bei dem die Formkorrekturkennlinie an der Stelle mit der größten Abweichung des Kupplungsmomentenfehlers vom Mittelwert korrigiert wird. Danach ist das Verfahren beendet.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ablaufdiagramm einer Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Verfahrens beschrieben.

Bei Schritt 1 liegt eine aktuelle Stellerposition vor.

Bei Schritt 2 wird ein nominelles Kupplungsmoment aus der Kennlinie mit der aktuellen Stellerposition bestimmt.

Danach folgt Schritt 3, bei dem das ermittelte nominelle Kupplungsmoment mit dem globalen Reibwert korrigiert wird.

Dann folgt Schritt 4, bei dem das nominelle Kupplungsmoment mit einem Korrekturwert aus der Formkorrekturkennlinie korrigiert wird.

Schließlich folgt Schritt 5, bei dem ein aktuelles Kupplungsmoment ausgege ben wird.

Das vorgenannte Verfahren kann auch invers durchgeführt werden, d. h. daß aus einem vorgegebenen Sollkupplungsmoment eine Sollposition für das Stellglied bestimmt werden kann.

In Fig. 4 sind die an der Kupplung angreifenden Momente schematisch dar gestellt. Dabei werden das Kupplungsmoment M_Kup, das Motormoment M_Mot, die Motordrehbeschleunigung dω_Mot/dt und die Motorbeschleunigung J_Mot in Fig. 4 angedeutet. Aus diesen Größen wird das Momentengleichgewicht an der Kupplung durch folgende Gleichung bestimmt:

J_mot.dω._Mot/dt = M_Mot - M_Kup

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die An melderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbil dung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweili gen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprü che unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abände rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Be schreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschrit ten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

1. Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer automatisierten Kupplung eines Fahrzeuges, bei dem mit einem elektronischen Kupplungsmanage ment (EKM) eine Kupplungskennlinie adaptiert wird, dadurch gekenn zeichnet, daß die Adaption bei wenigstens einem geeigneten Betriebs punkt durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaption bei beliebigen Betriebspunkten durchgeführt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaption bei jedem Anfahrvorgang und/oder jedem Schaltvorgang durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaption mit einem geeigneten Modell durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Modell zumindest ein Tastpunkt adaptiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Modell zumindest ein Reibwert adaptiert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Modell zumindest die Form der Kupplungskennlinie adaptiert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Adaption der Kupplungskennlinie zumindest eine Eingangs größe berücksichtigt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Adapti on der Kupplungskennlinie als Eingangsgröße die Motordrehzahl (n_mot), das effektives Motormoment (M_mot) und/oder die Kupplungsaktorposition (X_kupp) verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Adapti on der Kupplungskennlinie wenigstens ein Verzögerungsblock (T) zum Ausgleichen eines möglichen Zeitversatzes bei der Signalerfassung der Eingangsgrößen und/oder der Signalübertragung der Eingangsgrößen verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Adaption der Kupplungskennlinie ein Adaptionsalgorithmus zum Anpassen von Signalen und/oder Parametern in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebspunktes verwendet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem A daptionsalgorithmus zumindest ein Korrekturterm verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem A daptionsalgorithmus ein Korrekturterm bei der Motorbeschleunigung (J_mot) verwendet wird, wodurch ein Auseinanderlaufen von Modell- und Real werten vermieden wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeich net, daß bei dem Adaptionsaigorithmus ein Momentenkorrekturterm (ΔM_mot) zum Berücksichtigen eines Fehlers bei dem Signal des Motormo ments (M_mot) verwendet wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Adaptionsalgorithmus ein Korrekturterm (ΔT_aP) beim Kupplungsaktorweg verwendet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Adaptionsalgorithmus zumindest ein Kennlinienparameter (KL-Parameter) zum Adaptieren des Reibwertes bei der Kupplung ver wendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als KL- Parameter ein Signalvektor eingesetzt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auslegung des Adaptionsalgorithmus eine Parameteridentifi kation verwendet wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auslegung des Adaptionsalgorithmus ein erweiterter Kalman- Filter (EKF) verwendet wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auslegung des Adaptionsalgorithmus eine geeignete Neuro- Fuzzy-Methode verwendet wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auslegung des Adaptionsalgorithmus wenigstens ein Be triebspunkt bzw. Fahrzustand berücksichtigt wird.

22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß bei der Adaption der Kupplungskennlinie eine erste Adapti on von einer zweiten Adaption überlagert wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß bei der ersten Adaption zumindest der Reibwert derart adaptiert wird, daß eine Abwei chung bei den an der Kupplung anliegenden Momenten durch Auswerten des dynamischen Gleichgewichts an der Kupplung bestimmt und der Reibwert in Abhängigkeit der Abweichung geeignet angepaßt wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeich net, daß bei der zweiten Adaption zumindest die Form der Kennlinie be wertet wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zwei ten Adaption durch Auswertung von Differenzmomenten an vorbestimmten Betriebspunkten der Kupplungslinie auf eine Form der Kupplungskennlinie zurückgeschlossen wird und daß zu dem implementierten Reibwert eine zusätzliche Korrekturkennlinie erstellt wird, die die Abweichungen der re alen Kupplungskennlinie von der nominellen Kupplungskennlinie erfaßt.

26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Adaption der Kupplungskennlinie derart erfolgt, daß während einer Schlupfphase ein Vergleich des aus dem Motormoment und der Drehbeschleunigung des Motors berechneten Kupplungsmoments mit einer hinterlegten Kupplungskennlinie durchgeführt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Momen tengleichgewicht an der Kupplung durch folgende Gleichung dargestellt wird:
J_Mot.dω__Mot/dt = M_Mot - M_Kup
mit
J_Mot = Motorbeschleunigung
dω__Mot/dt = Motordrehbeschleunigung
M_Mot = Motormoment
M_Kup = Kupplungsmoment

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeich net, daß mit den folgenden Gleichungen ein bei der Steuerung verwen detes Kupplungsmoment und ein Fehlermoment berechnet wird:
M_{Kup,Steuerung} = M_Kup + ΔM_Kup
ΔM = M_{Kup,Steuerung} - (M_Mot - J_Mot.dω__Mot/dt)
mit
M_{Kup,Steuerung} = Kupplungsmoment der Steuerung
ΔM = Fehlermoment

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß durch das ermittelte Fehlermoment eine abgelegte Kupplungskennlinie korrigiert wird.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur der abgelegten Kupplungskennlinie durch das Anpassen der die Kupp lungskennlinie beschreibenden Größen, wie Reibwert und/oder Tastpunkt, erreicht wird.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem positiven Fehlermoment der Reibwert verringert wird und daß bei einem negativen Fehlermoment der Reibwert erhöht wird.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur der abgelegten Kupplungskennlinie durch das Anpassen von wenigstens einem der die Kupplungskennlinie beschreibenden Para meter erreicht wird.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpas sen der Parameter inkremetell durchgeführt wird.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß zur Adaption der Kupplungskennlinie ein integrales Verfahren ver wendet wird.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß aus den vor handenen Momentensignalen mittels Integration eine Modellmotordreh zahl durch folgende Gleichung bestimmt wird:
mit
ω__{Mot, Modell} = Modellmotordrehzahl

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Adap tion ein Vergleich der Modellmotordrehzahl mit der tatsächlichen realen Motordrehzahl durchgeführt wird, wobei durch registrierte Abweichungen die Kupplungskennlinie und/oder die beschreibenden Größen, wie Reib wert und/oder Tastpunkt, geeignet verändert werden.

37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpas sen der Kupplungskennlinie und/oder der beschreibenden Größen zum Vermeiden von Rückkopplungen inkremetell durchgeführt wird.

38. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß insbesondere bei Erstinbetriebnahme der automatisierten Kupplung eine mehrstufige Reibwertadaption an vorbestimmten Reibwert stützstellen durchgeführt wird.

39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Reib wertadaption die Reibwertstützstellen im Bereich hoher Kupplungsmo mente angepaßt werden.

40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderun gen der Reibwertstützstellen im Bereich hoher Kupplungsmomente auf andere Reibwertstützstellen während und/oder nach einem Vollastzyklus übertragen werden.