DE102009029414A1 - Method and device for improving the accuracy of a clutch torque of a clutch in an automated clutch system in a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit eines Kupplungsmomentes einer Kupplung in einem automatisierten Kupplungssystem in einem Kraftfahrzeug, bei welchem ein elektromechanischer Aktuator (18) einen vorgegebenen Aktuatorstellweg ausführt und somit über ein Hydraulikleitungssystem (22) das Kupplungsmoment einer Kupplung (4) einstellt. Um die Momentengenauigkeit auch nach sich sprunghaft ändernden Systemeigenschaften der Kupplung, in welchen der Stellweg der Kupplung nicht mehr direkt proportional zum Aktuatorstellweg verstellbar ist, zu gewährleisten, wird bei geschlossener Kupplung ein den Zustand der Kupplung (4) repräsentierender Parameter überwacht und nach Überschreitung eines vorgegebenen Wertes des Parameters beim Wiederschließen der Kupplung (4) der aktuelle Aktuatorstellweg mit einem Korrekturwert beaufschlagt wird.The invention relates to a method for improving the accuracy of a clutch torque of a clutch in an automated clutch system in a motor vehicle, in which an electromechanical actuator (18) executes a predetermined actuator travel and thus adjusts the clutch torque of a clutch (4) via a hydraulic line system (22). In order to ensure the torque accuracy even after the system properties of the clutch change suddenly, in which the clutch travel can no longer be adjusted in direct proportion to the actuator travel, a parameter representing the status of the clutch (4) is monitored when the clutch is closed and after a specified one is exceeded Value of the parameter when the clutch is closed (4), the current actuator travel is subjected to a correction value.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit eines Kupplungsmomentes einer Kupplung in einem automatisierten Kupplungssystem in einem Kraftfahrzeug, bei welchem ein elektromechanischer Aktuator einen vorgegebenen Aktuatorstellweg ausführt und somit über ein Hydraulikleitungssystem das Kupplungsmoment der Kupplung einstellt sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for improving the accuracy of a clutch torque of a clutch in an automated clutch system in a motor vehicle, in which an electromechanical actuator performs a predetermined Aktuatorstellweg and thus adjusts the clutch torque of the clutch via a hydraulic line system and a device for performing the method.
Bei automatisierten Kupplungssystemen wird der Weg an der ausrückenden Anpressplatte bestimmt, wobei über diesen Ausrückweg das Reibmoment an der Kupplung gesteuert wird. Die Kupplungsbetätigung erfolgt dabei durch einen, von einem Steuergerät angesteuerten elektromechanischen Aktuator, dessen Kräfte hydraulisch auf die Kupplung übertragen werden. Zur direkten Bestimmung des Weges an der ausrückenden Anpressplatte ist an dieser, sofern möglich, eine Wegsensorik angeordnet.In automated clutch systems, the path is determined on the disengaging pressure plate, which is controlled on this release travel the friction torque on the clutch. The clutch actuation is carried out by an actuated by a control unit electromechanical actuator whose forces are transmitted hydraulically to the clutch. For direct determination of the path on the disengaging pressure plate, a displacement sensor is arranged on it, if possible.
Bei einem offenen hydraulischem System, welches eine Ausgleichsbohrung am elektromechanischen Aktuator (Schnüffelmöglichkeit) besitzt, kann es auf Grund von Fliehkräften, welche durch die Drehzahl der mit der Kupplung verbundenen Antriebsaggregaten bedingt ist, an den rotierenden Teilen der Kupplung zu einer unerwünschten Bewegung an der ausrückenden Anpressplatte kommen. Solche Bewegungen der ausrückenden Anpressplatte können, in dem Fall, in welchem keine Wegsensorik an der Anpressplatte vorhanden ist, daher bei der Steuerung eines Kupplungsvorganges und somit bei der Einstellung des Aktuatorstellweges des elektromechanischen Aktuators nicht berücksichtigt werden.In an open hydraulic system, which has a balancing bore on the electromechanical actuator (Schnüffelmöglichkeit), it may due to centrifugal forces, which is due to the speed of the drive unit connected to the clutch to the rotating parts of the clutch to an unwanted movement at the disengaging Pressure plate come. Such movements of the disengaging pressure plate can, in the case in which no displacement sensor on the pressure plate is present, therefore not be taken into account in the control of a coupling operation and thus in the adjustment of Aktuatorstellweges the electromechanical actuator.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit eines Kupplungsmomentes einer Kupplung in einem automatisierten Kupplungssystem eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist den Vorteil auf, dass die Momentengenauigkeit nach sich sprunghaft ändernden Systemeigenschaften der Kupplung, in welchen der Stellweg der Kupplung nicht mehr direkt proportional zum Aktuatorstellweg verstellbar ist, wie beispielsweise bei einer Verspannung der ausrückenden Anpressplatte, erhalten bleibt. Dadurch, dass bei geschlossener Kupplung ein den Zustand der Kupplung repräsentierender Parameter überwacht wird und nach Überschreitung eines vorgegebenen Wertes des Parameters bei dem Wiederschließen der Kupplung der aktuelle Aktuatorstellweg mit einem Korrekturwert beaufschlagt wird, kann die Korrektur des Aktuatorstellweges und somit des Weges der ausrückenden Anpressplatte, durch welchen das Kupplungsmoment eingestellt wird, sofort in jedem Fahrzustand des Fahrzeuges durchgeführt werden. Die adaptierte Kupplungskennlinie wird nicht verändert, da Adaptionen nur auf langsame Systemänderungen reagieren. Auf Grund der vorliegenden Erfindung wird durch eine am elektromechanischen Aktuator vorhandene Sensorik immer eine verlässliche Aussage über den Aktuatorweg und somit indirekt über das von der Kupplung aufgebrachte Moment gemacht.The inventive method for improving the accuracy of a clutch torque of a clutch in an automated clutch system of a motor vehicle with the features of claim 1 has the advantage that the torque accuracy according to spiky changing system characteristics of the clutch, in which the travel of the clutch is no longer directly proportional to Aktuatorstellweg is adjustable, such as in a tension of the disengaging pressure plate is maintained. By monitoring a parameter representing the state of the clutch when the clutch is closed, and by overriding a predetermined value of the parameter upon reclosing of the clutch, applying a correction value to the current actuator travel, the correction of the actuator travel and thus the travel of the disengaging pressure plate, by which the clutch torque is adjusted to be performed immediately in each driving condition of the vehicle. The adapted clutch characteristic is not changed since adaptations only react to slow system changes. Due to the present invention, a sensor that is present on the electromechanical actuator always makes a reliable statement about the actuator travel and thus indirectly about the torque applied by the clutch.
Vorteilhafterweise ist der den Zustand der Kupplung repräsentierende Parameter die Drehzahl der Kupplung. Bei hohen Drehzahlen, welche beispielsweise über 4000 U/min liegen, kehrt die Anpressmechanik der Kupplung nach einer durch die Drehzahl bedingten Auslenkung infolge von Reibung, Klemmen und/oder Hysterese nicht wieder in seine Ausgangslage zurück, weshalb über die im elektromechanischen Aktuator enthaltene Wegsensorik keine zuverlässigen Rückschlüsse mehr über das Kupplungsmoment gezogen werden können. Die Drehzahl verursacht somit einen systemkritischen Zustand, welcher durch den Korrekturfaktor behoben wird. Das sprunghafte Abweichen von der Weg-Moment-Beziehung durch die hohe Drehzahl ist somit unproblematisch.Advantageously, the parameter representing the state of the clutch is the speed of the clutch. At high speeds, which are, for example, over 4000 U / min, the Anpressmechanik the clutch does not return to its initial position due to the rotational speed due to deflection due to friction, terminals and / or hysteresis, which is why on the path sensor contained in the electromechanical actuator no reliable conclusions can be drawn more about the clutch torque. The speed thus causes a system critical condition, which is corrected by the correction factor. The erratic deviation from the path-moment relationship due to the high speed is thus unproblematic.
In einer Ausgestaltung ist der Korrekturwert konstant. Dies hat den Vorteil, dass der Korrekturwert vor Beginn einer Fahrt einfach als Funktion einer vorangegangenen Drehzahl pauschal ermittelt werden kann und in dem Steuergerät für die Kupplungssteuerung abgelegt wird. Somit steht ein solcher Korrekturwert sofort mit Fahrtbeginn des Fahrzeuges zur Verfügung, weshalb bei Auftreten von kritischen Systemeigenschaften, wie beispielsweise einer zu hohen Drehzahl, sofort reagiert und das Kupplungsmoment korrigiert werden kann.In one embodiment, the correction value is constant. This has the advantage that the correction value can simply be determined as a function of a preceding speed as a function of a preceding speed and is stored in the control unit for the clutch control before the start of a journey. Thus, such a correction value is immediately available at the start of travel of the vehicle, which is why when critical system properties occur, such as a high speed, for example, reacts immediately and the clutch torque can be corrected.
Alternativ ist der Korrekturwert in Abhängigkeit des vor dem Öffnen und Wiederschließen der Kupplung bestimmten Parameters variabel veränderbar. Dadurch erfolgt eine fließende Anpassung des Korrekturwertes an den jeweiligen vorangegangenen Drehzahlwert der Kupplung, wodurch die Genauigkeit des eingestellten Kupplungsmomentes erhöht wird, da die Verspannungen des Ausrückersystems der Kupplung bei unterschiedlichen Drehzahlen verschiedene Zustände annehmen können.Alternatively, the correction value can be variably changed as a function of the parameter determined before opening and re-closing the clutch. This results in a smooth adaptation of the correction value to the respective preceding rotational speed value of the clutch, whereby the accuracy of the set clutch torque is increased, since the tension of the release system of the clutch can assume different states at different speeds.
In einer Weiterbildung wird der Korrekturwert aus einem Aktuatorstellweg ermittelt, welcher bei einem vorgegebenen Kupplungsmoment bestimmt wird. Bei einer solchen Bestimmung des Korrekturwertes wird das Verhalten der Kupplung über der Lebensdauer und dem auftretenden Kupplungsverschleiß berücksichtigt. Deshalb wird die Bestimmung des Korrekturwertes in regelmäßigen Abständen wiederholt, um das Verhalten des beschriebenen Drehzahleffektes neu zu überprüfen.In a development, the correction value is determined from an actuator travel, which is determined at a predetermined clutch torque. In such a determination of the correction value, the behavior of the clutch over the service life and the occurring clutch wear is taken into account. Therefore, the determination of the correction value at regular intervals repeated to re-check the behavior of the described speed effect.
Vorteilhafterweise wird der Korrekturwert bestimmt, indem nach Anliegen einer Referenzdrehzahl bei dem vorgegebenen Kupplungsmoment ein erster Aktuatorstellweg ermittelt wird, anschließend bei demselben vorgegebenen Kupplungsmoment eine Bestimmung eines zweiten Aktuatorstellweges bei der Drehzahl erfolgt, welche den vorgegebenen Wert der Drehzahl überschreitet und abschließend nach einem vollständigen Öffnen und vollständigen Schließen der Kupplung bei dem vorgegebenen Kupplungsmoment ein dritter Aktuatorstellweg gemessen wird und aus dem ersten, zweiten und dritten Aktuatorstellweg der Korrekturwert ermittelt wird. Durch die mehrfache Adaption des Aktuatorstellweges bei ein- und demselben Kupplungsmoment lässt sich der Korrekturwert quantifizieren und kann zur Systemdiagnose genutzt werden. Bei einer solchen Diagnose wird die Aktuatorstellung einmal ohne den Drehzahleffekt, anschließend mit dem Drehzahleffekt und abschließend wieder ohne den Drehzahleffekt durchgeführt. Zur Verbesserung der Genauigkeit des Korrekturwertes können auch mehrere unterschiedliche Drehzahlen als Stützpunkte für die Berechnung verwendet werden.Advantageously, the correction value is determined by determining a first Aktuatorstellweg after application of a reference speed at the predetermined clutch torque, then at the same predetermined clutch torque determination of a second Aktuatorstellweges at the speed, which exceeds the predetermined value of the speed and finally after a complete opening and complete closing of the clutch at the predetermined clutch torque, a third Aktuatorstellweg is measured and from the first, second and third Aktuatorstellweg the correction value is determined. By the multiple adaptation of the Aktuatorstellweges with the same clutch torque, the correction value can be quantified and can be used for system diagnostics. In such a diagnosis, the actuator position is performed once without the speed effect, then with the speed effect and finally again without the speed effect. To improve the accuracy of the correction value, several different rotational speeds can also be used as interpolation points for the calculation.
Die Ermittlung des Korrekturwertes zu Diagnosezwecken kann jederzeit während der Fahrt des Fahrzeuges erfolgen. Daher kann auf auftretende Änderungen in den Systemeigenschaften der Kupplung unverzüglich reagiert werden.The determination of the correction value for diagnostic purposes can be done at any time during the drive of the vehicle. Therefore, any changes in the system characteristics of the coupling can be reacted immediately.
Darüber hinaus ist es möglich, die Bestimmung des Korrekturwertes im Rahmen regelmäßiger Werkstattintervalle durchzuführen.In addition, it is possible to carry out the determination of the correction value within the scope of regular workshop intervals.
In einer Ausgestaltung wird die als Trennkupplung ausgebildete Kupplung, welche im geschlossenen Zustand einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges, der durch ein erstes Antriebsaggregat angetrieben wird, mit einem zweiten Antriebsaggregat verbindet, derart gesteuert, dass zur Bestimmung des Parameters das zweite Antriebsaggregat an das erste Antriebsaggregat angekuppelt wird und nach Überschreitung des vorgegebenen Wertes durch den Parameter die Kupplung geöffnet wird, wobei das Fahrzeug nur von dem ersten Antriebsaggregat angetrieben wird und nach dem erneuten Ankoppeln des zweiten Antriebsaggregates an das erste Antriebsaggregat, wodurch das Fahrzeug von beiden Antriebsaggregaten angetrieben wird, die aktuelle Aktuatorstellweg mittels des Korrekturwertes vorgesteuert wird. Somit lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch unproblematisch in Hybridfahrzeugen verwenden, wo die Trennkupplung der beiden Antriebsaggregate als Reibkupplung ausgebildet ist.In one embodiment, the coupling designed as a disconnect clutch, which in the closed state connects a drive train of the motor vehicle which is driven by a first drive unit to a second drive unit, is controlled in such a way that the second drive unit is coupled to the first drive unit to determine the parameter and after exceeding the predetermined value by the parameter, the clutch is opened, wherein the vehicle is driven only by the first drive unit and after re-coupling the second drive unit to the first drive unit, whereby the vehicle is driven by both drive units, the current Aktuatorstellweg means the correction value is pre-controlled. Thus, the inventive method can also be used without problems in hybrid vehicles, where the separating clutch of the two drive units is designed as a friction clutch.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung der Genauigkeit eines Kupplungsmomentes einer Kupplung in einem automatisierten Kupplungssystem in einem Kraftfahrzeug, bei welchem ein elektromechanischer Aktuator einen vorgegebenen Aktuatorstellweg ausführt und somit über ein Hydraulikleitungssystem das Kupplungsmoment der Kupplung einstellt. Zur Verbesserung der Momentengenauigkeit nach sich ändernden Systemeigenschaften der Kupplung, in welchen der Stellweg der Kupplung nicht mehr direkt proportional zum Aktuatorstellweg verstellbar ist, sind Mittel vorhanden, welche bei geschlossener Kupplung ein den Zustand der Kupplung repräsentierenden Parameter überwachen und nach Überschreitung eines vorgegebenen Wertes des Parameters beim Wiederschließen der Kupplung den aktuellen Aktuatorstellweg mit einem Korrekturwert beaufschlagen. Auf eine sofortige Adaption der Kupplungskennlinie, welche in einem die Kupplung ansteuernden Steuergerät abgelegt ist und einen Zusammenhang zwischen dem Kupplungsmoment und dem Aktuatorstellweg darstellt, wird verzichtet. Die nur temporär notwendige Korrektur wird somit im aktuellen Fahrzustand des Fahrzeuges durchgeführt.A further development of the invention relates to a device for improving the accuracy of a clutch torque of a clutch in an automated clutch system in a motor vehicle, in which an electromechanical actuator executes a predetermined Aktuatorstellweg and thus adjusts the clutch torque of the clutch via a hydraulic line system. To improve the torque accuracy according to changing system characteristics of the clutch, in which the travel of the clutch is no longer directly proportional to Aktuatorstellweg adjustable, means are present which monitor the coupling state of a representing the state of the clutch parameters and after exceeding a predetermined value of the parameter When reconnecting the clutch, apply a correction value to the current actuator travel. On an immediate adaptation of the clutch characteristic, which is stored in a clutch controlling the control unit and represents a relationship between the clutch torque and the Aktuatorstellweg is omitted. The only temporarily necessary correction is thus carried out in the current driving condition of the vehicle.
In einer Ausgestaltung ist in dem Steuergerät eine Zuordnung zwischen dem Aktuatorstellweg und dem Kupplungsmoment abgespeichert, wobei das Steuergerät den elektromechanischen Aktuator zur Einstellung des Aktuatorstellweges ansteuert. Die Ansteuerung der Kupplung erfolgt dabei auf Grund einer Kupplungskennlinie, welche dem gewünschten Kupplungsmoment einen Aktuatorstellweg zuordnet, welcher von dem Steuergerät an den elektromechanischen Aktuator ausgegeben wird.In one embodiment, an association between the Aktuatorstellweg and the clutch torque is stored in the control unit, wherein the control unit controls the electromechanical actuator for adjusting the Aktuatorstellweges. The control of the clutch takes place on the basis of a clutch characteristic which assigns the desired clutch torque Aktuatorstellweg, which is output by the control unit to the electromechanical actuator.
Vorteilhafterweise ist ein Wegsensor in dem elektromechanischen Aktuator angeordnet, welcher mit der Steuereinheit zur Bestimmung des tatsächlichen Aktuatorstellweges verbunden ist. Auf Grund des von dem Wegsensor ausgegebenen Signals erkennt das Steuergerät, ob der gewünschte Aktuatorstellweg, welcher zur Einstellung eines geforderten Kupplungsmomentes von dem Steuergerät an den elektromechanischen Aktuator ausgegeben wurde, auch tatsächlich eingestellt worden ist.Advantageously, a displacement sensor is arranged in the electromechanical actuator, which is connected to the control unit for determining the actual Aktuatorstellweges. On the basis of the signal output by the displacement sensor, the control unit detects whether the desired Aktuatorstellweg, which was issued to set a required clutch torque from the control unit to the electromechanical actuator, has actually been set.
In einer Weiterbildung sind der elektromechanische Aktuator und die Kupplung örtlich getrennt angeordnet und über mindestens eine, eine Hydraulikflüssigkeit enthaltende Leitung miteinander verbunden. Durch die räumliche Trennung von elektromechanischem Aktuator und Kupplung lassen sich die einzelnen Komponenten wesentlich einfacher in dem baulichen Gesamtkonzept eines Fahrzeuges realisieren, da sie Platz sparend angeordnet werden können.In a development, the electromechanical actuator and the clutch are arranged spatially separated and connected to each other via at least one line containing a hydraulic fluid. Due to the spatial separation of electromechanical actuator and clutch, the individual components can be much easier to implement in the overall design of a vehicle, since they can be arranged to save space.
In einer Ausgestaltung ist die Kupplung als Trennkupplung ausgebildet, welche den Antriebsstrang des Fahrzeuges, der von einem Elektromotor angetrieben wird, mit einem Verbrennungsmotor verbindet oder entkoppelt. Solche Trennkupplungen kommen in Hybridfahrzeugen zum Einsatz und bilden dort ein zentrales Element für den Antrieb des Fahrzeuges.In one embodiment, the coupling is designed as a separating clutch, which the Drivetrain of the vehicle, which is driven by an electric motor, connects or decouples with an internal combustion engine. Such disconnect couplings are used in hybrid vehicles and form there a central element for driving the vehicle.
Vorteilhafterweise ist die Trennkupplung wegsensorlos als Reibkupplung ausgebildet. Ein Verzicht auf einen Wegsensor an der ausrückenden Anpressplatte vereinfacht den konstruktiven Aufbau der Trennkupplung entscheidend.Advantageously, the separating clutch wegsensorlos is designed as a friction clutch. A waiver of a displacement sensor on the disengaging pressure plate simplifies the design of the separating clutch crucial.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.The invention allows numerous embodiments. One of them will be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawing.
Es zeigt:It shows:
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Identical features are identified by the same reference numerals.
Der Elektromotor
Es gibt verschiedene Betriebsbereiche, in welchen ein Parallelhybrid betrieben werden kann. Ein erster Betriebsbereich, in welchem die Trennkupplung
Das die Trennkupplung
Zum hydraulischen Gesamtsystem zählen der hydraulische Geberzylinder
Das elektrohydraulische Stellelement
Darüber hinaus ist an dem hydraulischen Geberzylinder
Die Trennkupplung
Es kann bei hydraulischen Systemen mit einer Ausgleichsbohrung
Die Korrektur dieses „Drehzahl-Memory-Effektes” soll anhand des Verfahrens erläutert werden, welches in
Nachdem im Block
Wurde aber im Block
Gemäß
Infolge dieses Verfahrens wird das Verhalten des Drehzahleffektes an mehreren Drehzahlstützstellen wie beispielsweise 4000, 5000, 6000 U/min über der Lebensdauer der Kupplung und des Kupplungsverschleißes überwacht und der Korrekturwert angepasst.As a result of this method, the behavior of the speed effect is monitored at multiple speed reference locations such as 4000, 5000, 6000 rpm over the life of the clutch and the clutch wear, and the correction value adjusted.
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