DE102013221046A1 - Method for controlling a friction clutch - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Reibungskupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mittels eines elektrisch betriebenen Kupplungsaktors, welcher abhängig von einer von einem Kupplungssteuergerät ausgegebenen Sollgröße entlang eines Betätigungswegs mittels eines auf die Regelstrecke des Betätigungswegs mittels Reglerparametern vorprogrammierten Reglers auf einen der Sollgröße entsprechenden Istwert gesteuert wird. Um den Regler im Neuzustand eng auslegen und an Änderungen während des Betriebs anpassen zu können, wird eine sich über eine Betriebszeit ändernde Regelstrecke mittels einer Änderung der Reglerparameter adaptiert, indem zumindest einem Wert einer eingestellten Sollgröße ein Sollgrößensprung aufgeprägt wird und eine nachfolgende Sprungantwort des Istwerts über die Zeit bei abgeschalteten Reglerparametern erfasst und aus der Sprungantwort die Reglerparameter ermittelt werden.The invention relates to a method for controlling a friction clutch in a drive train of a motor vehicle by means of an electrically operated clutch actuator which, depending on a nominal value output by a clutch control device, controls an actual value corresponding to the nominal value along an actuation path by means of a controller preprogrammed on the control path of the actuation path by means of controller parameters becomes. In order to be able to design the controller closely when it is new and to be able to adapt it to changes during operation, a controlled system that changes over an operating time is adapted by means of a change in the controller parameters, in that a setpoint jump is impressed on at least one value of a set setpoint and a subsequent step response of the actual value is applied the time when the controller parameters are switched off is recorded and the controller parameters are determined from the step response.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Reibungskupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mittels eines elektrisch betriebenen Kupplungsaktors, welcher abhängig von einer von einem Kupplungssteuergerät ausgegebenen Sollgröße entlang eines Betätigungswegs mittels eines auf die Regelstrecke des Betätigungswegs mittels Reglerparametern vorprogrammierten Reglers auf einen der Sollgröße entsprechenden Istwert gesteuert wird.The invention relates to a method for controlling a friction clutch in a drive train of a motor vehicle by means of an electrically operated clutch actuator, which controlled depending on a output from a clutch control unit setpoint along an actuation path by means of a control path of the actuation path by controller parameters preprogrammed controller to one of the desired value corresponding actual value becomes.
Automatisierte Reibungskupplungen, wie sie beispielsweise aus der
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Verfahrens zur Steuerung einer Reibungskupplung mittels eines Kupplungsaktors, das eine gleich bleibend hohe Regelgüte des Kupplungsaktors über dessen Betriebszeit und temporäre Änderungen der Regelstrecke erlaubt. The object of the invention is the development of a method for controlling a friction clutch by means of a clutch actuator, which allows a consistently high quality control of the clutch actuator over the operating time and temporary changes in the controlled system.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen wieder.The object is solved by the features of
In dem vorgeschlagenen Verfahren zur Steuerung einer Reibungskupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mittels eines elektrisch betriebenen Kupplungsaktors, welcher abhängig von einer von einem Kupplungssteuergerät ausgegebenen Sollgröße entlang eines Betätigungswegs mittels eines auf die Regelstrecke des Betätigungswegs mittels Reglerparametern vorprogrammierten Reglers auf einen der Sollgröße entsprechenden Istwert gesteuert wird, ist vorgesehen, eine sich über eine Betriebszeit ändernde Regelstrecke mittels einer Änderung der Reglerparameter zu adaptieren, indem zumindest einem Wert einer eingestellten Sollgröße ein Sollgrößensprung aufgeprägt wird und eine nachfolgende Sprungantwort des Istwerts über die Zeit bei abgeschalteten Reglerparametern erfasst und aus der Sprungantwort die Reglerparameter ermittelt wird. Auf diese Weise kann das Zeitverhalten der Regelstrecke erfasst und gegebenenfalls mit dem Neuzustand verglichen werden. Treten Änderungen der Regelstrecke auf, die mittels der eingestellten Reglerparameter nur unzureichend kompensiert werden können, kann eine entsprechende Anpassung der Reglerparameter erfolgen. Ob eine Anpassung dieser erfolgen soll, kann von einer Schwelle von erfassbaren Größen, beispielsweise den Änderungen selbst, einem Zeitverhalten der Regelstrecke, aus diesem ableitbaren Größen und/oder dergleichen abhängig gemacht werden. In the proposed method for controlling a friction clutch in a drive train of a motor vehicle by means of an electrically operated clutch actuator which is controlled depending on a output from a clutch control unit nominal size along an actuation path by means of a control path of the actuation path by means of controller parameters preprogrammed controller to one of the desired value corresponding actual value It is provided to adapt a controlled system which changes over an operating time by means of a change of the controller parameters by imposing a nominal value jump on at least one value of a set nominal value and detecting a subsequent step response of the actual value over time with the controller parameters switched off and determining the controller parameters from the step response becomes. In this way, the time response of the controlled system can be detected and possibly compared with the new state. If changes in the controlled system occur that can only be compensated inadequately by means of the set controller parameters, a corresponding adaptation of the controller parameters can take place. Whether an adaptation of these is to take place can be made dependent on a threshold of detectable variables, for example the changes themselves, a time behavior of the controlled system, derivable variables and / or the like.
Die Durchführung einer Überprüfung des Zeitverhaltens und gegebenenfalls eine Adaption der Reglerparameter können über die Betriebszeit laufend, beispielsweise in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden. Die Überprüfung erfolgt bei Einstellungen der Reibungskupplung beziehungsweise Betriebszuständen des Antriebsstrangs, bei denen keine Gefährdung, Komforteinbuße oder dergleichen für den Antriebsstrang, das Kraftfahrzeug und die Insassen des Kraftfahrzeugs infolge des durch den Sollwertsprung erhöhten Kupplungsmoments entsteht. Beispielsweise kann bei Antriebssträngen mit einem Doppelkupplungsgetriebe und einer Doppelkupplung die jeweils kein Kupplungsmoment übertragende Reibungskupplung überprüft werden. Alternativ oder zusätzlich können Kupplungszustände bei hohem zu übertragenden Kupplungsmoment vorgesehen werden, bei dem ein zunehmendes Kupplungsmoment in Kauf genommen werden kann. Des Weiteren kann bei geöffneter Reibungskupplung ein Sollwertsprung aufgeprägt werden, der beispielsweise bei geschlossener Bremse noch zu keiner Anfahraktion des Kraftfahrzeugs führt. Im Weiteren können beispielsweise zur Erfassung einer Hysterese der Regelstrecke auch negative Sollwertsprünge vorgesehen sein, die in Öffnungsrichtung der Reibungskupplung aufgeprägt werden.The execution of a check of the time behavior and possibly an adaptation of the controller parameters can be carried out continuously over the operating time, for example at regular intervals. The check is carried out at settings of the friction clutch or operating states of the drive train, in which no danger, loss of comfort or the like for the drive train, the motor vehicle and the occupants of the motor vehicle arises as a result of the increased by the setpoint jump clutch torque. For example, in the case of drive trains with a dual-clutch transmission and a double clutch, the respective clutch clutch torque transmitting friction clutch can be checked. Alternatively or additionally, clutch states can be provided at high clutch torque to be transmitted, in which an increasing clutch torque can be accepted. Furthermore, when the friction clutch is open, a desired value step can be imposed which, for example, does not lead to any starting action of the motor vehicle when the brake is closed. In addition you can For example, to detect a hysteresis of the controlled system and negative setpoint jumps may be provided which are impressed in the opening direction of the friction clutch.
Alternativ oder zusätzlich zu einer laufend erfolgenden Adaption der Reglerparameter mittels des vorgeschlagenen Verfahrens können abhängig von einer erfassten Größe des Antriebsstrangs eingeleitete Sollwertsprünge mit gegebenenfalls nachfolgender Adaption der Reglerparameter erfolgen, wenn beispielsweise bei einer eine vorgegebene Schwelle überschreitenden Temperaturänderung einer charakteristischen Temperatur des Antriebsstrangs, beispielsweise einer gemessenen oder mittels eines Temperaturmodells aus anderen Temperaturen ermittelten Kupplungstemperatur durchgeführt wird.As an alternative or in addition to a continuous adaptation of the controller parameters by means of the proposed method, setpoint jumps initiated with a possibly subsequent adaptation of the controller parameters can be effected depending on a detected size of the drive train, for example at a temperature change of a characteristic temperature of the drive train, for example a measured one, exceeding a predetermined threshold or by means of a temperature model of other temperatures determined coupling temperature is performed.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine Adaption der Reglerparameter anhand einer Wendetangente der Sprungantwort. Hierbei kann ein zwischen einem ersten Zeitpunkt bei beginnender Sprungantwort und einem zweiten Zeitpunkt bei von der Wendetangente geschnittenem, von dem Sollgrößensprung einzustellendem Istwert vorgegebenes Zeitintervall erfasst werden. Anschließend wird das Zeitintervall von der Wendetangente in zwei Teilintervalle aufgeteilt und anhand des einzustellenden Istwerts und der Teilintervalle mittels ausgewählter Berechnungsalgorithmen die Reglerparameter bestimmt. According to an advantageous embodiment of the method, the controller parameters are adapted on the basis of a turning tangent of the step response. In this case, a time interval predetermined between a first point in time at the beginning of a step response and a second point in time at which the actual value is to be set by the nominal value jump can be detected. Subsequently, the time interval of the Wendetangente is divided into two sub-intervals and determined on the basis of the actual value to be set and the sub-intervals by means of selected calculation algorithms, the controller parameters.
Die auf diese Weise bestimmten Berechnungsalgorithmen können abhängig von einem Regelverlauf des zu regelnden Istwerts angepasst voreingestellt werden. Wird beispielsweise ein aperiodischer Regelverlauf oder ein Regelverlauf mit Überschwingern erkannt, können die Berechnungsalgorithmen entsprechend unterschiedlich an diese Regelverläufe angepasst werden. Der Regelverlauf kann beispielsweise aus der Sprungantwort selbst abgeleitet werden, indem diese kurvenanalytisch bewertet wird. Weiterhin kann die Anzahl der Reglerparameter und der diese bestimmenden Berechnungsalgorithmen von einem Reglertyp, beispielsweise P-Regler, PI-Regler, PID-Regler abhängig gemacht werden. Für den P-Regler wird dabei in bevorzugter Weise eine Verstärkung, für den PI-Regler die Verstärkung und eine Zeitkonstante und für den PID-Regler die Verstärkung und zwei Zeitkonstanten adaptiert.The calculation algorithms determined in this way can be preset according to a control curve of the actual value to be controlled. If, for example, an aperiodic control process or a control process with overshoots is detected, the calculation algorithms can be adapted differently to these control processes. The course of the control can be derived, for example, from the step response itself, by evaluating it curve-analytically. Furthermore, the number of controller parameters and the calculation algorithms determining them can be made dependent on a controller type, for example P controller, PI controller, PID controller. For the P-controller, a gain is preferably adapted, the gain and a time constant for the PI controller, and the gain and two time constants for the PID controller.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann beispielsweise für integrierende Strecken, beispielsweise bei einer Positionsregelung mittels eines P-Reglers der Regelparameter auf Basis einer Steigung des Betätigungswegs über die Zeit und einem Zeitintervall zwischen einem Zeitpunkt beim Start des Sollgrößensprungs und einem Zeitpunkt, bei dem die Zeitachse von einer Tangente der Weg-Zeit-Kurve geschnitten wird, ermittelt werden.In a further advantageous embodiment of the method, for example, for integrating routes, for example in a position control by means of a P-controller, the control parameters based on a slope of the actuation path over time and a time interval between a time at the start of the setpoint jump and a time at which the Timeline of a tangent of the path-time curve is cut to be determined.
Die Erfindung wird anhand des in den
In einem an ein Regelverfahren nach Chien, Hrones und Reswick angelehnten, besonders vorteilhaften Verfahren zur Steuerung einer Reibungskupplung werden gemäß nachfolgender Tabelle 1 die Reglerparameter Kp in Form der Verstärkung für einen Proportionalregler P (P-Regler) beziehungsweise Kp, Tn für einen PI-Regler beziehungsweise Kp, Tn, Tv für einen PID-Regler ermittelt. Diese werden mittels der dargestellten Berechnungsalgorithmen gebildet, indem der aus der
Die
Hierbei wird das Zeitintervall Δt2 aus dem Zeitpunkt t0 zu Beginn des Sollgrößensprungs SG(s) und Zeitpunkt t2 am Schnittpunkt der Tangente
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Diagramm diagram
- 22
- Kurve Curve
- 33
- Diagramm diagram
- 44
- Kurve Curve
- 55
- Wendetangente inflectional tangent
- 6 6
- Diagramm diagram
- 77
- Kurve Curve
- 88th
- Diagramm diagram
- 99
- Weg-Zeit-Kurve Path-time curve
- 1010
- Tangente tangent
- IWIW
- Istwert actual value
- IW(s)IW (s)
- einzustellender Istwert Actual value to be set
- Δt1 Δt 1
- Zeitintervall time interval
- Δt2 Δt 2
- Zeitintervall time interval
- SS
- Schnittpunkt intersection
- ss
- Betätigungsweg actuating
- SGSG
- Sollgröße intended size
- SG(s)SG (s)
- Sollgrößensprung Should step change
- tt
- Zeit Time
- t0 t 0
- Zeitpunkt time
- t1 t 1
- Zeitpunkt time
- t2 t 2
- Zeitpunkt time
- Tu T u
- Teilintervall subinterval
- Tg T g
- Teilintervall subinterval
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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R081 | Change of applicant/patentee |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |