DE102013220324A1 - Method for actuating a friction clutch - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Betätigung einer Reibungskupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mittels eines hydrostatischen Systems mit einem von einem elektrisch angetriebenen Geberzylinder eines hydrostatischen Kupplungsaktors, einem die Reibungskupplung betätigenden Nehmerzylinder und einer zwischen diesen angeordneten Druckleitung gebildeten Druckraum, wobei ein Schnüffelvorgang durch Verlagern des Geberzylinders in einem nicht beaufschlagten Zustand der Reibungskupplung eingeleitet wird, indem das Druckvolumen mit einem drucklosen Vorratsbehälter verbunden und ein Druckausgleich vorgesehen wird. Um einen hohen Fahrkomfort und schnelle Schaltzeiten eines automatisierten Getriebes des Kraftfahrzeug zu erzielen, wird ein Schnüffelvorgang abhängig von einer mehrstufigen, laufend aus mehreren Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs gebildeten, ein Vertrauensmaß für einen sicheren Betrieb der Reibungskupplung bildenden Skala vorgenommen.The invention relates to a method for the automated actuation of a friction clutch in a drive train of a motor vehicle by means of a hydrostatic system with an electrically driven master cylinder of a hydrostatic clutch actuator, a slave cylinder which actuates the friction clutch and a pressure chamber formed between these pressure lines, with a sniffing process by moving the Master cylinder is initiated in a non-pressurized state of the friction clutch by connecting the pressure volume to a pressureless storage container and providing pressure compensation. In order to achieve a high level of driving comfort and fast switching times of an automated transmission of the motor vehicle, a sniffing process is carried out depending on a multi-stage scale, continuously formed from several operating variables of the motor vehicle, forming a degree of confidence for safe operation of the friction clutch.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Betätigung einer Reibungskupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mittels eines hydrostatischen Systems mit einem von einem elektrisch angetriebenen Geberzylinder eines hydrostatischen Kupplungsaktors, einem die Reibungskupplung betätigenden Nehmerzylinder und einer zwischen diesen angeordneten Druckleitung gebildeten Druckraum, wobei ein Schnüffelvorgang durch Verlagern des Geberzylinders in einem nicht beaufschlagten Zustand der Reibungskupplung eingeleitet wird, indem das Druckvolumen mit einem drucklosen Vorratsbehälter verbunden und ein Druckausgleich vorgesehen wird.The invention relates to a method for the automated actuation of a friction clutch in a drive train of a motor vehicle by means of a hydrostatic system with one of an electrically driven master cylinder of a hydrostatic clutch actuator, a friction clutch operating slave cylinder and a pressure line arranged between these pressure chamber, wherein a snooping operation by displacing the Donor cylinder is introduced in a non-pressurized state of the friction clutch by the pressure volume connected to a non-pressurized reservoir and a pressure compensation is provided.
Bei einem beispielsweise aus der
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Verfahrens zur Steuerung einer Reibungskupplung mittels eines hydrostatischen Systems, bei dem Schnüffelvorgänge zur Herstellung eines hohen Fahrkomforts und zur Verringerung vermeidbarer Verzögerungen von Schaltvorgängen in effizienter Häufigkeit durchgeführt werden.The object of the invention is the development of a method for controlling a friction clutch by means of a hydrostatic system, are carried out in the Schnuffelvorgänge to produce a high ride comfort and to reduce avoidable delays of shifts in an efficient frequency.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrens gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens wieder.The object is solved by the features of the method according to claim 1. The dependent claims give advantageous embodiments of the method.
In dem vorgeschlagenen Verfahren zur automatisierten Betätigung einer Reibungskupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mittels eines hydrostatischen Systems mit einem von einem elektrisch angetriebenen Geberzylinder eines hydrostatischen Kupplungsaktors, einem die Reibungskupplung betätigenden Nehmerzylinder und einer zwischen diesen angeordneten Druckleitung gebildeten Druckraum, wobei ein Schnüffelvorgang durch Verlagern des Geberzylinders in einem nicht beaufschlagten Zustand der Reibungskupplung eingeleitet wird, indem das Druckvolumen mit einem drucklosen Vorratsbehälter verbunden und ein Druckausgleich vorgesehen wird, wird ein Schnüffelvorgang abhängig von einer mehrstufigen, laufend aus mehreren Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs gebildeten, ein Vertrauensmaß für einen sicheren Betrieb der Reibungskupplung bildenden Skala vorgenommen.In the proposed method for automated actuation of a friction clutch in a drive train of a motor vehicle by means of a hydrostatic system with one of an electrically driven master cylinder of a hydrostatic clutch actuator, the friction clutch operating slave cylinder and a pressure line arranged between these pressure chamber, wherein a snooping operation by displacing the master cylinder is initiated in a non-pressurized state of the friction clutch by the pressure volume connected to a non-pressurized reservoir and a pressure compensation is provided, a sniffer is dependent on a multi-level, continuously formed from several operating variables of the motor vehicle, a confidence measure for a safe operation of the friction clutch forming scale performed.
Je nach Ausbildung der Reibungskupplung als zwangsweise zugedrückte oder zwangsweise aufgedrückte Reibungskupplung wird ein Schnüffelvorgang bei der zwangsweise zugedrückten (normally open) im geöffneten und bei einer zwangsweise geöffneten (normally closed) in einem geschlossenen Zustand durchgeführt, da hierbei der Nehmerzylinder im Wesentlichen und bis auf durch den Schnüffelvorgang zu beseitigende, fehlerhafte Drücke oder Unterdrücke drucklos ist. Hierbei ist das vorgeschlagene Verfahren insbesondere bei zwangsweise zugedrückten Reibungskupplung besonders vorteilhaft, da die Betriebszeiten einer geöffneten Reibungskupplung im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs selbst bei Doppelkupplungen gegenüber den geschlossenen Zuständen weniger häufig beziehungsweise weniger lang sind.Depending on the design of the friction clutch as forcibly pressed or forcibly pressed friction clutch is a snooping in forced forced (normally open) in the open and in a forced open (normally closed) in a closed state carried out, since in this case the slave cylinder is substantially depressurized and to be eliminated by the sniffing, erroneous pressures or pressures. In this case, the proposed method is particularly advantageous, in particular in the case of a forced friction clutch, since the operating times of an opened friction clutch during driving of the motor vehicle are less frequent or less long even with double clutches compared to the closed states.
Die Notwendigkeit zur Durchführung eines Schnüffelvorgangs wird anhand einer mehrstufigen Skala festgelegt, die gleichzeitig ein Maß für das Vertrauen in die Position des Nehmerzylinders und somit des aktuellen, über die Reibungskupplung übertragenen Kupplungsmomentes liefert. Die Skala kann beispielsweise von „hohem“ Vertrauen, wonach kein Schnüffelvorgang angefordert und ausgeführt wird, bis hin zu „kein“ Vertrauen, wonach die Ansteuerung der Reibungskupplung eingeschränkt beziehungsweise deaktiviert wird, ausgebildet sein. Die dazwischen liegenden Stufen geben einen priorisierten Schnüffelbedarf an, wobei je nach ermittelter Stufe ein Schnüffelvorgang bei hoher Priorität sofort unter Rückstellung anderer Vorgänge wie Schaltvorgänge oder bei einer Stufe mit geringerer Priorität nach derartigen Vorgängen erfolgt.The need to perform a snooping operation is determined by a multi-level scale that provides a measure of confidence in the position of the slave cylinder and thus the current clutch torque transmitted through the friction clutch. The scale may be formed, for example, from "high" confidence that no snooping is requested and executed to "no" confidence that the control of the friction clutch is restricted or disabled. The intervening stages indicate a prioritized need for snooping, and depending on the level determined, a high priority snooping operation occurs immediately, resetting other operations, such as shifts, or at a lower priority level, after such operations.
Das Vertrauen in eine mit dem Betätigungsgrad der Reibungskupplung verbundenen Position des Kolbens des Nehmerzylinders wie Nehmerzylinderposition und damit die Notwendigkeit für einen Schnüffelvorgang werden an Hand von nachfolgend beschriebenen, bevorzugt in Summe die Skala definierenden Kriterien wie Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs, dessen Antriebsstrang und insbesondere der Reibungskupplung und deren Betätigungssystem bestimmt.Confidence in a related to the degree of actuation of the friction clutch position of the piston of the slave cylinder as slave cylinder position and thus the need for a snooping be described with reference to below described, preferably in sum scale defining criteria such as operating variables of the motor vehicle, its drive train and in particular the friction clutch and determines their actuation system.
Bevorzugt erfolgt die Bildung der Skala mittels einer ersten Betriebsgröße in Form einer Temperatur oder eine Temperaturänderung gegenüber einem zuletzt durchgeführten Schnüffelvorgang des Druckvolumens. Hierbei wird die erste Betriebsgröße anhand eines Temperaturmodells aus einem einzelnen oder mehreren abhängig von deren Einfluss auf die Temperatur des Druckvolumens gewichteten Temperatursensoren gebildet. Im Detail wird beispielsweise eine derartige Temperaturgröße auf eine Temperaturänderung der Druckleitung seit dem letzten Schnüffeln bezogen. Eine Temperaturänderung bewirkt infolge des temperaturabhängigen Ausdehnungskoeffizienten des Druckmittels eine Druckänderung, die zu einer unerwünschten, gegebenenfalls aufgrund der festgelegten Position des Geberzylinderkolbens nicht vernachlässigbaren Beaufschlagung des Nehmerzylinders führt, die eine gegebenenfalls geringe Betätigung der Reibungskupplung zur Folge hat. Auf diese Weise ändert sich die vorgegebene Kennlinie des zu übertragenden Kupplungsmoments bezogen auf einen Weg des Nehmerzylinderkolbens und damit einem zugeordneten Weg des Geberzylinderkolbens, dessen Weg wiederum zur Steuerung des Kupplungsaktors eingesetzt wird, indem der den Geberzylinderkolben antreibende Elektromotor entsprechend gesteuert wird. Im Sinne der Erfindung ist damit die hydraulische Strecke des Druckvolumens verstimmt. Als Maß für die Verschiebung der Kennlinie dient hierbei insbesondere die Bewertung des Tastpunkts, bei dem die Reibungskupplung beginnt, Moment zu übertragen. Ein Schwellwert kann beispielsweise ca. 5 Nm sein. The formation of the scale preferably takes place by means of a first operating variable in the form of a temperature or a temperature change compared with a last-performed snooping operation of the print volume. In this case, the first operating variable is formed on the basis of a temperature model from a single or a plurality of temperature sensors weighted depending on their influence on the temperature of the pressure volume. In detail, for example, such a temperature quantity is related to a temperature change of the pressure line since the last sniffing. A change in temperature causes due to the temperature-dependent expansion coefficient of the pressure medium, a pressure change, which leads to an undesirable, possibly due to the fixed position of the master cylinder piston not negligible loading of the slave cylinder, which has an optionally low actuation of the friction clutch. In this way, the predetermined characteristic of the clutch torque to be transmitted based on a path of the slave cylinder piston and thus an associated path of the master cylinder piston, the way is again used to control the clutch actuator by the master cylinder piston driving electric motor is controlled accordingly. For the purposes of the invention, the hydraulic path of the pressure volume is thus detuned. As a measure of the displacement of the characteristic in this case, in particular, the evaluation of the touch point, in which the friction clutch begins to transmit moment. A threshold value may be, for example, about 5 Nm.
Zur Bildung der ersten Betriebsgröße kann ein Temperaturfühler in der Druckleitung vorgesehen sein. Es hat sich jedoch unter Einsparung eines derartigen Temperaturfühlers als vorteilhaft erwiesen, wenn auf ein Temperaturmodell zurückgegriffen wird, welches die Temperatur der Druckleitung als gewichteten Mittelwert von Temperaturen ermittelt, die sich in Kontakt mit dem hydrostatischen System befinden. Dies können beispielsweise eine Motorraum-, Motorkühlwasser- und/oder Getriebetemperatur einer Brennkraftmaschine beziehungsweise Getriebes des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs sein. Die Wichtung der einzelnen Temperaturen zur Bestimmung der auf diese Weise modellierten Temperatur hängt vom jeweiligen Einfluss und damit vom jeweiligen Anwendungsfall ab und wird entsprechend auf diesen abgestimmt. Eine Ermittlung der Temperatur T der Druckleitung beziehungsweise des Druckvolumens kann nach folgender Gleichung (1) ermittelt werden: wobei Ti die Einzeltemperaturen und Wi die zugehörigen Gewichtungsfaktoren für Temperaturfühler in der Brennkraftmaschine „Eng“, an der Luft „Air“ und/oder in einem Getriebe „Gearbox“ sind.To form the first operating variable, a temperature sensor may be provided in the pressure line. However, it has proven to be advantageous to save such a temperature sensor when using a temperature model, which determines the temperature of the pressure line as a weighted average of temperatures that are in contact with the hydrostatic system. This can be, for example, an engine compartment, engine cooling water and / or transmission temperature of an internal combustion engine or transmission of the drive train of the motor vehicle. The weighting of the individual temperatures for determining the temperature modeled in this way depends on the respective influence and thus on the respective application and is adjusted accordingly to this. A determination of the temperature T of the pressure line or the pressure volume can be determined by the following equation (1): where Ti are the individual temperatures and Wi are the associated weighting factors for temperature sensors in the engine "Eng", in the air "Air" and / or in a gearbox "Gearbox".
Beispielsweise wird nach jedem erfolgten Schnüffelvorgang die modellierte Temperatur der Druckleitung beziehungsweise des Druckvolumens des Druckmittels zu diesem Zeitpunkt gespeichert und aus dieser aktuell berechneten Temperatur eine Temperaturdifferenz seit dem letzten Schnüffelvorgang ermittelt. Überschreitet diese Temperaturdifferenz definierte Schwellen, so wird auf eine hinreichend große Volumenänderung des Druckmittels in der Druckleitung geschlossen, dass aufgrund des Temperaturkriteriums eine höhere Notwendigkeit, einen Schnüffelvorgang durchzuführen, gegeben ist. Dementsprechend wird gegebenenfalls eine höhere Stufe der Skala eingestellt.For example, the modeled temperature of the pressure line or the pressure volume of the pressure medium is stored at this time after each successful sniffing and determined from this currently calculated temperature a temperature difference since the last snooping. Exceeds this temperature difference defined thresholds, it is concluded that a sufficiently large change in volume of the pressure medium in the pressure line, that due to the temperature criterion a higher need to perform a snooping is given. Accordingly, if necessary, a higher level of the scale is set.
Eine alternativ oder bevorzugt zusätzlich die Skala bildende zweite Betriebsgröße kann aus einem Druck oder einer Druckänderung gegenüber einem zuletzt durchgeführten Schnüffelvorgang gebildet sein. Eine direkte Erfassung des Drucks kann beispielsweise anhand eines in dem Druckvolumen vorgesehenen Drucksensors direkt ermittelt werden. An alternative or preferably additionally forming the scale second operating variable may be formed from a pressure or a pressure change compared to a last performed snooping. A direct detection of the pressure can be determined directly, for example, on the basis of a pressure sensor provided in the pressure volume.
Alternativ oder bevorzugt zusätzlich kann eine dritte Größe aus einem aktuell ermittelten Tastpunkt oder einer gegenüber einem zuletzt ermittelten Tastpunkt oder Schnüffelvorgang der Reibungskupplung gebildet werden. Eine derartige Tastpunktinformation kann aus einem Kupplungsmodell ermittelt werden, welches anhand von Momenten-, Drehzahl- und/oder Druckgrößen aufgespannt wird und entsprechende Informationen zur Aktualisierung aus laufend ermittelten Sensordaten erhält. Bei einer verstimmten hydrostatischen Strecke unterscheidet sich das tatsächlich übertragene Drehmoment von dem im Kupplungsmodell berechneten Drehmoment an der aktuellen Geberzylinderposition. Somit lässt sich anhand der Tastpunktverschiebung direkt die Änderung des Druckvolumens in der hydrostatischen Strecke ablesen. Um die Notwendigkeit für einen Schnüffelvorgang zu ermitteln, wird beispielsweise der Tastpunkt der Reibungskupplung nach erfolgtem Schnüffeln gespeichert und mit dem aktuellen Tastpunkt die Tastpunktdifferenz seit dem letzten Schnüffeln ermittelt. Überschreitet die Tastpunktänderung einen definierten Schwellwert, so wird auf eine verstimmte hydrostatische Strecke geschlossen. Dementsprechend wird aufgrund des Tastpunktkriteriums eine Stufe der Skala eingestellt, die einen Schnüffelvorgang höher priorisiert.Alternatively or preferably, in addition, a third variable can be formed from a currently determined touch point or one compared to a last-determined touch point or sniffing process of the friction clutch. Such a touch point information can be determined from a clutch model, which is spanned on the basis of torque, speed and / or pressure variables and receives corresponding information for updating from continuously determined sensor data. In the case of a detuned hydrostatic path, the torque actually transmitted differs from the torque calculated in the clutch model at the current master cylinder position. Thus, the change in the pressure volume in the hydrostatic path can be read directly from the touch point shift. In order to determine the need for a snooping process, for example, the touch point of the friction clutch is stored after sniffing and determined with the current touch point, the Tastpunktdifferenz since the last sniffing. If the touch point change exceeds a defined threshold value, a detuned hydrostatic path is closed. Accordingly, based on the Tastpunktkriteriums a level of the scale is set, which prioritizes a snooping higher.
Die Anwendung einer Skala zur Priorisierung eines Schnüffelvorgangs kann insbesondere bei so genannten Doppelkupplungsgetrieben mit einer aus zwei mittels jeweils eines hydrostatischen Kupplungsaktors betätigten Reibungskupplung in vorteilhafter Weise angewendet werden, wobei für jede Reibungskupplung eine separate mehrstufige Skala zur Beurteilung eines Vertrauensmaßes der Reibungskupplungen mit einem gegebenenfalls vorzunehmenden Schnüffelvorgang vorgesehen ist. In einer derartigen Konstellation kann es vorteilhaft sein, wenn alternativ oder zusätzlich eine vierte Betriebsgröße einer ersten Reibungskupplung mittels eines aktuell ermittelten Tastpunkts oder einer Tastpunktänderung seit einer letzten Tastpunktermittlung oder einem letzten Schnüffelvorgang der anderen Reibungskupplung gebildet wird. Hierbei kann ein Schnüffelvorgang an einer offenen Reibungskupplung durchgeführt werden, indem als vierte Betriebsgröße ein aktuell ermittelter Wert des Tastpunkts der anderen, ein Moment übertragenden Reibungskupplung verwendet wird.The application of a scale for prioritizing a sniffing operation can be used in particular in so-called dual-clutch transmissions with a two actuated by a respective hydrostatic clutch actuator friction clutch, wherein for each friction clutch a separate multi-level scale for assessing a confidence measure of the friction clutches with an optionally be performed snooping is provided. In such a constellation, it may be advantageous if, alternatively or additionally, a fourth operating variable of a first friction clutch is formed by means of a currently determined contact point or a touch point change since a last touch point determination or a last sniffing process of the other friction clutch. In this case, a snooping operation on an open friction clutch can be carried out by using as the fourth operating variable a currently determined value of the touch point of the other momentum transferring friction clutch.
Sind hierbei die beiden Kupplungsaktoren benachbart zueinander angeordnet, so dass die Umgebungseinflüsse, die zu einer Verstimmung der hydrostatischen Strecke der einen Reibungskupplung führen, auch auf die hydrostatische Strecke der anderen Reibungskupplung in zumindest ähnlicher Weise einwirken, kann aus Tastpunktverschiebungen der einen Reibungskupplung auf die Verstimmungen in der hydrostatischen Strecke der anderen Reibungskupplung geschlossen werden. Da typischerweise eine modellbasierte Tastpunktadaption nur bei bestimmten Kupplungsaktoren, beispielsweise bei einer nicht durch den Nehmerzylinder beabsichtigterweise betätigten Reibungskupplung erfolgt, die durch den Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes häufig wechselseitig an den beiden Reibungskupplungen vorliegen, liefert die Tastpunktverschiebung einer aktuell adaptierten Reibungskupplung auch Hinweise auf die Schnüffelnotwendigkeit an einer nicht adaptierten, das heißt aktuell einem Schnüffelvorgang unterzogenen Reibungskupplung. Um eine derartige Information als vierte Betriebsgröße zu nutzen, kann beispielsweise der Tastpunkt einer ersten Reibungskupplung während eines Schnüffelvorgangs gespeichert und darauf bezogen eine Änderung des Tastpunktes der ersten Reibungskupplung als Abschätzung für die Tastpunktänderung der zweiten Reibungskupplung herangezogen werden. Überschreiten die aus der Tastpunktänderung der anderen Reibungskupplung abgeschätzten Tastpunkte definierte Schwellen, so wird eine höhere Notwendigkeit für einen Schnüffelvorgang erkannt und die Stufe der Skala für die entsprechende Reibungskupplung entsprechend geändert. In this case, the two clutch actuators adjacent to each other, so that the environmental influences that lead to a detuning of the hydrostatic path of a friction clutch, also act on the hydrostatic path of the other friction clutch in at least a similar manner, from Tastpunktverschiebungen of a friction clutch on the moods in the hydrostatic section of the other friction clutch are closed. Since typically a model-based Tastpunktadaption takes place only in certain clutch actuators, for example in a not by the slave cylinder intentionally actuated friction clutch, which are often mutually present by the operation of a dual clutch transmission to the two friction clutches, the Tastpunktverschiebung a currently adapted friction clutch also provides clues to the Schnüffelnötwendigkeit on not adapted, that is currently sniffed friction clutch. In order to use such information as a fourth operating variable, for example, the touch point of a first friction clutch can be stored during a snooping operation and based on a change in the touch point of the first friction clutch can be used as an estimate for the Tastpunktänderung the second friction clutch. If the thresholds estimated from the touch point change of the other friction clutch exceed defined thresholds, a higher need for a snooping operation is detected and the level of the scale for the corresponding friction clutch is correspondingly changed.
Für eine zuverlässige Steuerung der Reibungskupplung jeweils notwendige Vertrauen in die Nehmerzylinderposition und der sich daraus ergebenden Notwendigkeit bei fehlendem Vertrauen einen Schnüffelvorgang durchzuführen, wird jeweils das niedrigste geforderte Vertrauen und somit die höchste geforderte Schnüffelnotwendigkeit durch eine entsprechende Ausbildung der Skala gewählt. For a reliable control of the friction clutch in each case necessary confidence in the slave cylinder position and the consequent need to perform a snooping process in the absence of confidence, the lowest required confidence and thus the highest required Schnüffelnötwendigkeit is selected by an appropriate design of the scale.
Die Erfindung wird anhand des in den
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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- Diagramm diagram
- 22
- Kurve Curve
- 33
- Kurve Curve
- 44
- Diagramm diagram
- 55
- Kennlinie curve
- 66
- Kennlinie curve
- 77
- Doppelpfeil double arrow
- MRK M RK
- Kupplungsmoment clutch torque
- MRKx M RKx
- Kupplungsmoment clutch torque
- pp
- Druck print
- sG s G
- Geberzylinderkolbenweg Geberzylinderkolbenweg
- sGx s Gx
- Wegpunkt waypoint
- TPM TP M
- Tastpunkt touch point
- TPR TP R
- Tastpunkt touch point
- Δss Δs s
- Wegbereich path area
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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