DE102015215357A1 - Determining a coupling status of a coupling - Google Patents

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Abstract

Beschrieben ist ein Verfahren zum Ermitteln eines Kopplungsstatus einer Kupplung (5), die eingangsseitig mit einer Kurbelwelle (13) eines Antriebsstrangs einer Verbrennungskraftmaschine (3) und ausgangsseitig mit einer Getriebeeingangswelle (15) eines Getriebes (7) des Antriebsstrangs gekoppelt ist, im Kopplungsstatus verbunden oder gelöst, wobei das Verfahren aufweist: Bestimmen einer tatsächlichen Drehzahl (n, 21) der Verbrennungskraftmaschine (3); für jedes mögliche Übersetzungsverhältnis des Getriebes (7): Berechnen einer bei Kopplungsstatus verbunden erwarteten Drehzahl (nModell,i.Gang) der Verbrennungskraftmaschine zumindest basierend auf einem Geschwindigkeitssignal (45) und dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis; Berechnen einer dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis zugeordneten Differenz (95, nDif,i.Gang) aus der tatsächlichen Drehzahl und der erwarteten Drehzahl; wobei das Verfahren ferner aufweist: Bestimmen einer Drehzahldifferenzschwelle (99) in Abhängigkeit eines zeitlichen Gradienten eines Drehmoments des Antriebsstranges (97, MMK, mKM); Feststellen eines Kopplungsstatus verbunden, falls ein Minimum der berechneten Differenzen kleiner ist als die Drehzahldifferenzschwelle (99), wobei die Drehzahldifferenzschwelle kontinuierlich aktualisiert wird.Described is a method for determining a coupling status of a clutch (5), the input side with a crankshaft (13) of a drive train of an internal combustion engine (3) and the output side with a transmission input shaft (15) of a transmission (7) of the drive train is coupled in the coupling status or solved, the method comprising: determining an actual rotational speed (n, 21) of the internal combustion engine (3); for each possible gear ratio of the transmission (7): calculating an expected speed (n model, i.Gang) of the internal combustion engine associated with the coupling status based at least on a speed signal (45) and the respective gear ratio; Calculating a difference (95, nDif, i.Gang) associated with the respective gear ratio from the actual speed and the expected speed; the method further comprising: determining a speed difference threshold (99) in response to a time gradient of a torque of the drive train (97, MMK, mKM); Detecting a coupling status if a minimum of the calculated differences is less than the speed difference threshold (99), the speed difference threshold being continuously updated.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Kopplungsstatus einer Kupplung sowie ein Motorsteuergerät, welches ausgebildet ist, das Verfahren auszuführen. The present invention relates to a method for determining a coupling status of a clutch and a motor control unit, which is designed to carry out the method.

In Kraftfahrzeugen werden Kupplungen verwendet, um die Kopplung zwischen den Antriebsmotor und Getriebe herzustellen bzw. zu lösen. In einem Fahrzeug, z.B. einem vierrädrigen oder zweirädrigen Fahrzeug, wird die Kopplung zwischen Getriebe und Motor durch einen Kraftschluss einer Kupplung hergestellt. Eine Kupplung kann z.B. eine Kupplungsscheibe umfassen, die zwischen zwei an der Motorkurbelwelle befestigten Scheiben eingeklemmt sein kann. Dabei kann die eine Scheibe, die mit der Kurbelwelle starr verbundene Schwungscheibe sein und die andere kann die mitdrehende sogenannte Topf-/Druckscheibe sein, die mit einer Membranfeder gegen die Schwungscheibe gepresst wird. Dabei kann die Kupplungsscheibe mittels einer Zahnkupplung mit der Getriebewelle drehstarr verbunden sein. Zum Lösen der Kupplung kann die Membranfeder, die mit ihrem äußeren Rand über die Topfscheibe auf die Kupplungsscheibe drückt, abgehoben werden, indem sie an ihrem inneren Rand axial verspannt wird. In motor vehicles, clutches are used to establish or release the coupling between the drive motor and the transmission. In a vehicle, e.g. a four-wheeled or two-wheeled vehicle, the coupling between the transmission and the engine is made by a frictional connection of a clutch. A coupling may e.g. a clutch disc which may be clamped between two attached to the engine crankshaft discs. In this case, one disk may be the flywheel rigidly connected to the crankshaft and the other may be the co-rotating so-called pot / pressure disk, which is pressed against the flywheel with a diaphragm spring. In this case, the clutch disc may be connected in a torsionally rigid manner by means of a toothed coupling with the transmission shaft. To release the clutch, the diaphragm spring, which presses with its outer edge on the cup wheel on the clutch disc can be lifted by being axially braced at its inner edge.

Moderne Kraftfahrzeuge sind mit elektronischen Steuergeräten ausgerüstet, die es ermöglichen, komplexe Motor- und Fahrzeugfunktionen durchzuführen bzw. darzustellen. Dabei werden die Steuergeräte bzw. Motorsteuergeräte mit Signalen über physikalische Größen versorgt, woraufhin sie Steuersignale für verschiedene Komponenten des Fahrzeuges berechnen und an diese ausgeben. Eine physikalische Größe stellt der Kraftschluss (hier als Kopplungsstatus verbunden bezeichnet) der Fahrzeugkupplung dar, der herkömmlicherweise messtechnisch nur mit großem Aufwand und kostenintensiv zu vermitteln ist. Aus diesem Grund wird diese Größe herkömmlicherweise nicht sensorisch erfasst, sondern annähernd über das Auswerten zweier Schalter entlang des Kupplungspedalweges sowie einem aufbereiteten Signal des Neutralgangsensors modelliert. Herkömmlicherweise werden bei einem Fahrzeug mit Handschaltgetriebe zwei Schalter – der Kupplungsschalter und der Interlockschalter – sowie die Neutralgangerkennung ausgewertet. Bei unbetätigter Kupplung sind beide Schalter unbetätigt, bei halbgetretener Kupplung nur der Kupplungsschalter und bei vollgetretener Schalter sind beide gleichzeitig betätigt. Dabei werden die Schalter herkömmlicherweise nicht punktuell aktiviert, sondern geben an, dass eine gewisse Schwelle vom Kupplungspedalweg überschritten worden ist. Herkömmlicherweise wird auf Kraftschluss, d.h. Kopplungsstatus verbunden, geschlossen, wenn sowohl der Interlockschalter als auch der Kupplungsschalter getätigt sind, die Neutralgangerkennung jedoch unbetätigt ist. Die Auswertung lediglich dieser zwei Hardwareschalter kann jedoch zu Fehlaussagen hinsichtlich des Kopplungsstatus der Kupplung führen. Modern motor vehicles are equipped with electronic control units that make it possible to perform or represent complex engine and vehicle functions. The control units or engine control units are supplied with signals on physical quantities, whereupon they calculate control signals for various components of the vehicle and output to them. A physical quantity represents the adhesion (referred to here as coupling status) of the vehicle clutch, which is conventionally only technically difficult to meter and expensive to mediate. For this reason, this variable is conventionally not detected by sensors, but modeled approximately by evaluating two switches along the clutch pedal travel and a processed signal of the neutral gear sensor. Conventionally, two switches - the clutch switch and the interlock switch - as well as the neutral gear detection are evaluated in a vehicle with manual transmission. With unactuated clutch, both switches are inactive, with halbgetretener clutch only the clutch switch and fully trimmed switch both are operated simultaneously. The switches are conventionally not selectively activated, but indicate that a certain threshold has been exceeded by the Kupplungspedalweg. Conventionally, adhesion, i. Coupling connected, closed when both the Interlockschalter and the clutch switch are made, the neutral gear detection is, however, unactuated. However, the evaluation of only these two hardware switches can lead to misstatements regarding the coupling status of the clutch.

Zur Steuerung eines Motors des Kraftfahrzeuges oder anderer Komponenten des Kraftfahrzeuges kann es vorteilhaft sein, den Kopplungsstatus der Kupplung, d.h. verbunden (d.h. vorhandener Kraftschluss) oder gelöst (d.h. kein vorhandener Kraftschluss), zu kennen. Herkömmlicherweise werden dazu sogenannte Hardwareschalter ausgewertet. Diese erlauben jedoch nur eine Aussage zum Kraftschluss (d.h. zum Kopplungsstatus verbunden oder gelöst), wenn die Kupplung vollständig geöffnet bzw. gelöst ist oder vollständig geschlossen bzw. in einem Kopplungsstatus verbunden ist. Nach dem Stand der Technik kann bei Zwischenstellungen der Kupplung zwischen dem Kopplungsstatus verbunden und dem Kopplungsstatus gelöst keinerlei Aussage auf den Kopplungsstatus, d.h. Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Kraftschlusses getroffen werden. Aus dem Stand der Technik ist ferner eine Erkennung des Kopplungsstatus über Hardwareschalter bekannt, wobei eine Neutralgangerkennung einbezogen ist, die allerdings relativ langsam und ungenau ist. For controlling an engine of the motor vehicle or other components of the motor vehicle, it may be advantageous to determine the coupling status of the clutch, i. connected (i.e., existing traction) or dissolved (i.e., no existing traction) to know. Conventionally, so-called hardware switches are evaluated for this purpose. However, these only allow evidence of traction (i.e., coupled or released to coupling status) when the clutch is fully opened or completely closed or in a coupled state. According to the state of the art, at intermediate positions of the coupling between the coupling status and the coupling status, no indication of the coupling status, i. Presence or absence of the frictional connection are made. From the prior art, a detection of the coupling status via hardware switches is also known, wherein a neutral gear detection is included, which is however relatively slow and inaccurate.

Die Patentschrift DE 10207940 B4 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kraftschlusserkennung bei Fahrzeugen mit Handschaltgetriebe, wobei ein aus Motordrehzahl und Raddrehzahl gebildeter Quotient mit den festen Übersetzungsverhältnissen der einzelnen Gänge des Fahrzeuggetriebes verglichen und bei Übereinstimmung auf Kraftschluss erkannt wird, wobei eine Geschwindigkeits-Überwachungsfunktion vorgesehen ist, derart, dass die Kraftschlusserkennung nur für die zu einem Gang passenden Geschwindigkeit zugelassen wird. The patent DE 10207940 B4 discloses a method and apparatus for traction detection in vehicles with manual transmission, wherein a formed from engine speed and wheel speed quotient with the fixed gear ratios of the individual gears of the vehicle transmission is compared and detected at compliance to adhesion, wherein a speed-monitoring function is provided such that the adhesion detection is only allowed for the speed matching a gear.

Die offengelegte Europäischen Patentanmeldung EP 1950461 A2 offenbart eine Bestimmungsanordnung zum Bestimmen eines Eingriffszustandes einer Kupplung, wobei bestimmt wird, dass die Kupplung in einem Eingriffszustand ist, wenn für eine Referenzzeit bestimmt bleibt, dass ein Verhältnis zwischen einer tatsächlichen Maschinengeschwindigkeit und einer tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit eines Antriebssystems im Wesentlichen äquivalent zu einem im Voraus berechneten Verhältnis eines der Gänge ist. The published European patent application EP 1950461 A2 discloses a determination arrangement for determining an engagement state of a clutch, wherein it is determined that the clutch is in an engaged state when it remains determined for a reference time that a ratio between an actual engine speed and an actual rotational speed of a drive system is substantially equivalent to a pre-calculated one Ratio of one of the gears is.

Das Europäische Patent EP 2331848 B1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung des Zustandes eines Getriebes, wobei während einer vorbestimmten Zeitspanne die Änderung in dem Übersetzungsverhältnis eines Fahrzeuges und die Massenträgheit, welche beschleunigt ist, beobachtet werden, um einen Zustand des Fahrzeuggetriebes zu bestimmen. The European patent EP 2331848 B1 discloses a method for determining the state of a transmission, wherein during a predetermined period of time the change in gear ratio of a vehicle and the inertia, which is accelerated, are observed to determine a state of the vehicle transmission.

Das US-Patent US 7,517,301 B2 offenbart ein Verfahren zum Bestimmen eines Auswählens eines Gangverhältnisses eines manuellen Getriebes, wobei eine momentane Getriebeausgabegeschwindigkeit basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit in Antwort auf ein Drehmomentanforderungssignal bestimmt wird, wobei ferner ein effektives Übersetzungsgangverhältnis basierend auf der Maschinengeschwindigkeit und der Getriebeausgabegeschwindigkeit bestimmt wird und wobei das effektive Getriebe-Gang-Verhältnis mit jedem der vorbestimmten Getriebe-Gang-Verhältnisse verglichen wird. The US patent US 7,517,301 B2 discloses a method for determining a gear ratio of a manual transmission, wherein a current transmission output speed is determined based on the vehicle speed in response to a torque request signal, further determining an effective gear ratio based on the engine speed and the transmission output speed, and wherein the effective transmission gear Ratio is compared with each of the predetermined transmission gear ratios.

Eine Erkennung des Kopplungszustandes einer Kupplung über einen Drehzahlgradienten kann einen Kraftschluss erst erkennen, wenn ein Gang fest eingelegt ist, und die Kupplung nicht mehr schlupft. A detection of the coupling state of a clutch via a speed gradient can only detect a frictional connection when a gear is firmly engaged, and the clutch no longer slips.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Motorsteuergerät zum Ermitteln eines Kopplungsstatus einer Kupplung bereitzustellen, wobei der Kopplungsstatus zuverlässig und in einfacher Weise ohne großen Hardwarezusatzaufwand bestimmt werden kann, wobei insbesondere Anfahrvorgänge bereits bei schlupfender Kupplung erkannt werden können. Ferner soll der Kopplungsstatus schneller und genauer bestimmt werden und in einer Vielzahl von Fahrsituationen bestimmbar sein. An object of the present invention is to provide a method and an engine control unit for determining a coupling status of a clutch, wherein the coupling status can be reliably and easily determined without much additional hardware, in particular start-up operations can already be detected in slipping clutch. Furthermore, the coupling status should be determined faster and more accurately and be determinable in a variety of driving situations.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst, welche auf ein Verfahren zum Ermitteln eines Kopplungsstatus einer Kupplung bzw. auf ein Motorsteuergerät gerichtet sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. The object is achieved by the subject matters of the independent claims, which are directed to a method for determining a coupling status of a clutch or to an engine control unit. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the subclaims and the following description of preferred embodiments of the present invention.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Ermitteln eines Kopplungsstatus einer Kupplung, die eingangsseitig mit einer Kurbelwelle eines Antriebsstrangs einer Verbrennungskraftmaschine und ausgangsseitig mit einer Getriebewelle eines Getriebes des Antriebsstrangs gekoppelt ist, im Kopplungsstatus verbunden oder gelöst, bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweist:
Bestimmen einer tatsächlichen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine;
für jedes mögliche Übersetzungsverhältnis des Getriebes:
Berechnen einer bei Kopplungsstatus verbunden erwarteten Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine zumindest basierend auf einem Geschwindigkeitssignal und dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis;
Berechnen einer dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis zugeordneten Differenz aus der tatsächlichen Drehzahl und der erwarteten Drehzahl;
wobei das Verfahren ferner aufweist:
Bestimmen einer Drehzahldifferenzschwelle in Abhängigkeit eines zeitlichen Gradienten eines Drehmoments des Antriebsstranges;
Feststellen eines Kopplungsstatus verbunden, falls ein Minimum der berechneten Differenzen kleiner ist als die Drehzahldifferenzschwelle,
wobei die Drehzahldifferenzschwelle kontinuierlich aktualisiert wird. According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of determining a coupling status of a clutch input coupled to a crankshaft of a powertrain of an internal combustion engine and output side to a transmission shaft of a transmission of the powertrain coupled or released in the coupling state, the method comprising :
Determining an actual rotational speed of the internal combustion engine;
for every possible gear ratio of the gearbox:
Calculating an expected speed of the internal combustion engine associated with the coupling status based at least on a speed signal and the respective gear ratio;
Calculating a difference between the actual speed and the expected speed associated with the respective gear ratio;
the method further comprising:
Determining a speed difference threshold as a function of a time gradient of a torque of the drive train;
Detecting a coupling status if a minimum of the calculated differences is less than the speed difference threshold,
wherein the speed difference threshold is continuously updated.

Eine Information über den erkannten Kopplungsstatus kann für eine Vielzahl von Funktionen innerhalb eines Fahrzeuges verwendet werden, um insbesondere eine Fahrsicherheit und einen Fahrkomfort zu erhöhen. Information about the detected coupling status may be used for a variety of functions within a vehicle, in particular to increase driving safety and ride comfort.

Ausführungsformen können in Motorsteuergeräten von handgeschalteten Automobilen oder Motorrädern implementiert werden. Embodiments may be implemented in engine control units of manual cars or motorcycles.

Sich auf- und abbewegende Kolben innerhalb von Zylindern der Verbrennungskraftmaschine können die Kurbelwelle im Betrieb antreiben. Das Getriebe kann ein handgeschaltetes Getriebe mit vier, fünf, sechs oder noch mehr Gängen sowie einem Rückwärtsgang, umfassen bzw. sein. Die Kupplung kann zwischen der Kurbelwelle und der Getriebewelle angeordnet sein, um beide Wellen in dem Kopplungszustand verbunden durch Kraftschluss zu koppeln bzw. zu verbinden und in dem Kopplungsstatus gelöst voneinander zu lösen. Up-and-down moving pistons within cylinders of the internal combustion engine can drive the crankshaft during operation. The transmission may include a manual transmission with four, five, six or more gears and a reverse gear. The clutch may be disposed between the crankshaft and the transmission shaft to couple and connect both shafts in the coupling state connected by frictional engagement and released in the coupling state from each other.

Die Bestimmung der tatsächlichen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine kann z.B. mittels eines Encoders oder eines anderen Sensors erfolgen, welcher z.B. eine Winkelgeschwindigkeit oder eine Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit ausgeben kann. Das jeweilige Übersetzungsverhältnis des Getriebes kann als ein Verhältnis einer Umdrehungsgeschwindigkeit einer Eingangswelle des Getriebes und einer Umdrehungsgeschwindigkeit einer Ausgangswelle des Getriebes bestimmt sein, wenn ein bestimmter Gang eingelegt ist. Die Ausgangswelle des Getriebes kann mit Antriebsrädern des Fahrzeuges, in dem die Verbrennungskraftmaschine und die Kupplung angeordnet sind, gekoppelt sein. The determination of the actual speed of the internal combustion engine may be e.g. by means of an encoder or other sensor, e.g. can output an angular velocity or a number of revolutions per unit time. The respective gear ratio of the transmission may be determined as a ratio of a rotational speed of an input shaft of the transmission and a rotational speed of an output shaft of the transmission when a certain gear is engaged. The output shaft of the transmission may be coupled to drive wheels of the vehicle in which the internal combustion engine and the clutch are arranged.

Im Kopplungsstatus verbunden ist die Kurbelwelle mit der Getriebeausgangswelle über die Kupplung, die Getriebeeingangswelle und das Getriebe verbunden, so dass bei bekanntem eingelegten Gang, d.h. bekanntem Übersetzungsverhältnis, von der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle auf die Drehgeschwindigkeit der Getriebeausgangswelle geschlossen werden kann. Da zunächst der eingelegte Gang, und somit das Übersetzungsverhältnis, unbekannt sein kann, werden erwartete Drehzahlen für alle möglichen eingelegten Gänge, d.h. alle möglichen Übersetzungsverhältnisse berechnet. Dabei kann das Geschwindigkeitssignal z.B. eine Drehgeschwindigkeit der Getriebeausgangswelle, eine Drehgeschwindigkeit eines Antriebsrades oder eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs umfassen. Coupled in the coupling state, the crankshaft is connected to the transmission output shaft via the clutch, the transmission input shaft and the transmission, so that at a known engaged gear, ie known ratio, can be closed by the rotational speed of the crankshaft to the rotational speed of the transmission output shaft. Since initially the engaged gear, and thus the gear ratio, can be unknown, expected speeds for all possible gears engaged, ie all possible gear ratios are calculated. The speed signal may include, for example, a rotational speed of the transmission output shaft, a rotational speed of a drive wheel or a driving speed of the vehicle.

Es werden daraufhin Differenzen berechnet, jeweils aus der tatsächlichen Drehzahl und der für das zugeordnete Übersetzungsverhältnis zugeordneten Drehzahl. Die Drehzahldifferenzschwelle muss nicht zeitlich konstant blieben, sondern kann sich zeitlich ändern, in dem Fall, in welchem sich auch ein Drehmoments des Antriebsstranges (stark) ändert, sodass dessen zeitlicher Gradient groß ist. Dabei kann das Drehmoment des Antriebsstranges ein z.B. von der Kurbelwelle geliefertes Drehmoment (auch als Motordrehmoment auf Kupplungsebene bezeichnet) umfassen und/oder ein Drehmoment, welches an der Getriebeeingangswelle anliegt (auch als modelliertes Kupplungsmoment bezeichnet). Differences are then calculated, each time from the actual speed and the speed associated with the associated gear ratio. The speed difference threshold need not be constant in time, but may change with time, in the case in which a torque of the drive train (strong) changes, so that its time gradient is large. In this case, the torque of the drive train, e.g. torque supplied by the crankshaft (also referred to as clutch-side engine torque) and / or torque applied to the transmission input shaft (also referred to as modeled clutch torque).

Der zeitliche Gradient kann dabei als eine Zeitableitung (Differenziation) des Drehmoments des Antriebsstranges repräsentieren. Die Abhängigkeit der Drehzahldifferenzschwelle kann z.B. als eine Abhängigkeit von dem Absolutbetrag des zeitlichen Gradienten des Drehmoments des Antriebsstranges umfassen. Bei einem vergleichsweise großen zeitlichen Gradienten des Drehmoments des Antriebsstranges können Antriebsstrangschwingungen auftreten, die die Bestimmung des Kopplungsstatus verfälschen würden, wenn nicht die Drehzahldifferenzschwelle angepasst würde. Ein großer zeitlicher Gradient des Drehmoments des Antriebsstranges kann auf einen Lastwechsel, insbesondere große Änderung eines angeforderten Drehmoments, hindeuten. The temporal gradient can represent as a time derivative (Differenziation) of the torque of the drive train. The dependence of the speed difference threshold may e.g. as a function of the absolute value of the temporal gradient of the torque of the drive train. With a comparatively large torque gradient of the drive train, driveline oscillations may occur which would distort the determination of the coupling status unless the speed difference threshold were adjusted. A large temporal gradient of the torque of the drive train may indicate a load change, in particular a large change in a requested torque.

Es wird ferner festgestellt, dass die Kupplung in dem Kopplungsstatus verbunden befindlich ist, falls die kleinste berechnete Differenz (d.h. das Minimum der berechneten Differenzen) kleiner ist als die Drehzahldifferenzschwelle, welche in Abhängigkeit des zeitlichen Gradienten des Drehmomentes des Antriebsstranges kontinuierlich (z.B. in zeitlichen Abständen von einer Hundertstelsekunde, einer Zehntelsekunde, 0,5 Sekunde oder 1 Sekunde bzw. in zeitlichen Abständen einem Bereich zwischen 0,1 Sekunde und 10 Sekunden) aktualisiert wird. It is further noted that the clutch is in the coupled state when the smallest calculated difference (ie, the minimum of calculated differences) is less than the speed difference threshold, which is continuous (eg, at time intervals) as a function of the time gradient of the powertrain torque one-hundredth of a second, one-tenth of a second, 0.5 second or 1 second, or at intervals between 0.1 second and 10 seconds).

Hierbei wird somit auf einen Kraftschluss der Kupplung über ein korrektes Übersetzungsverhältnis des Getriebes erkannt. Die Erkennung über das Minimum der Drehzahldifferenzen kann mit anderen Erkennungsverfahren zum Erkennen des Kopplungsstatus der Kupplung kombiniert werden. Damit kann zuverlässig, schnell und ohne großen Hardwareaufwand der Kraftschluss bzw. der Kopplungsstatus der Kupplung in einer Vielzahl von Fahrsituationen erkannt werden. Die Information über den Kopplungsstatus kann vorteilhaft in anderen Funktionen verwendet werden, um einen Komfortgewinn zu erreichen. In this case, it is thus recognized on a positive connection of the clutch via a correct gear ratio of the transmission. The detection of the minimum of the speed differences may be combined with other detection methods for detecting the coupling status of the clutch. This can reliably, quickly and without a large amount of hardware, the adhesion or the coupling status of the clutch are detected in a variety of driving situations. The information about the coupling status can be used advantageously in other functions in order to achieve a comfort gain.

Die Drehzahldifferenzschwelle kann für einen steigenden (d.h. zunehmenden) Absolutbetrag (ein Wert der immer größer als oder gleich Null ist), des zeitlichen Gradienten des Drehmoments des Antriebsstranges angehoben (d.h. erhöht) werden. Der zeitliche Gradient kann z.B. positiv oder negativ sein, der Absolutbetrag des zeitlichen Gradienten ist jedoch immer positiv. Wenn sich das Drehmoment des Antriebsstrangs ändert, kann dies zu Triebstrangschwingungen führen, was zu Ungenauigkeiten in der Bestimmung der Drehzahldifferenz führen kann. Um Fehlaussagen über den Kopplungszustand der Kupplung aufgrund der Triebstrangschwingungen zu reduzieren oder gar zu vermeiden, wird die Drehzahldifferenzschwelle bei großen Änderungen des Drehmoments des Antriebsstranges angehoben, insbesondere sprunghaft erhöht, falls ein Betrag des zeitlichen Gradienten des Drehmoment des Antriebsstranges eine Gradientenschwelle übersteigt. Ein sprunghaftes Erhöhen kann dabei erfordern, den Gradienten des Drehmoments des Antriebsstranges und auch den Betrag des zeitlichen Gradienten des Drehmoments des Antriebsstranges nicht zu filtern, z.B. Bandpass zu filtern, um somit eine Signalverzögerung zu vermeiden. Die Drehzahldifferenzschwelle kann somit unmittelbar erhöht werden, falls der Betrag des zeitlichen Gradienten des Drehmomentes in ungefilterter Weise die Gradientenschwelle übersteigt. Damit kann eine zuverlässige Erkennung auf den Kopplungszustand erreicht werden. The speed difference threshold may be raised (i.e., increased) for an increasing (i.e., increasing) absolute amount (a value that is always greater than or equal to zero) of the torque gradient of the powertrain. The temporal gradient may e.g. be positive or negative, but the absolute value of the temporal gradient is always positive. If the torque of the drivetrain changes, this can lead to driveline vibrations, which can lead to inaccuracies in the determination of the speed difference. In order to reduce or avoid false statements about the coupling state of the clutch due to the drive train vibrations, the speed difference threshold is raised with large changes in the torque of the drive train, in particular increased suddenly, if an amount of the temporal gradient of the torque of the drive train exceeds a gradient threshold. A sudden increase may require not filtering the gradient of the torque of the drive train and also the amount of the temporal gradient of the torque of the drive train, e.g. Filter bandpass, thus avoiding a signal delay. The speed difference threshold can thus be increased immediately if the amount of the temporal gradient of the torque exceeds the gradient threshold in an unfiltered manner. Thus, a reliable detection can be achieved on the coupling state.

Für eine Zeitspanne (z.B. zwischen 0,1 s und 5 s) kann das Feststellen des Kopplungsstatus basierend auf den berechneten Differenzen und der Drehzahldifferenzschwelle ausgesetzt werden und stattdessen kann der Kopplungsstatus als der vorherig festgestellte Kopplungsstatus festgestellt werden. Z.B. kann eine zeitliche Entprellung durchgeführt werden, insbesondere ein temporäres Aussetzen der Erkennungsfunktion des Kopplungsstatus, währenddessen der (vorherig) ermittelte Kopplungszustand unverändert („eingefroren“) bestimmt bleibt. For a period of time (eg, between 0.1 s and 5 s), the determination of the coupling status may be suspended based on the calculated differences and the speed difference threshold, and instead the coupling status may be determined as the previously determined coupling status. For example, a temporal Entprellung be performed, in particular a temporary suspension of the detection function the coupling status, during which the (previously) determined coupling state remains unchanged ("frozen").

Die Differenzen der Drehzahlen können vor der Bestimmung des Minimums entprellt bzw. Tiefpass-gefiltert werden und die Drehzahldifferenzschwelle kann Tiefpass-gefiltert bzw. mit gegenüber der Erhöhung geringerem Betrag einer zeitlichen Änderung verkleinert werden, wenn der Betrag des zeitlichen Gradienten unter die Gradientenschwelle abfällt. Die Tiefpass-Filterung der Differenzen kann ein Rauschen vermindern und somit eine Fehlerkennung des Kopplungsstatus vermindern. Die Drehzahldifferenzschwelle kann somit langsamer vermindert werden, als sie erhöht wird, wenn ursprünglich der zeitliche Gradient des Drehmoments des Antriebsstranges die Gradientenschwelle übersteigt und daraufhin (zu einem späteren Zeitpunkt) der zeitliche Gradient des Drehmoments die Gradientenschwelle unterschreitet. Die Verkleinerung der Drehzahldifferenzschwelle kann insbesondere entsprechend einer Dämpfung der Triebstrangschwingungen erfolgen, welche aufgrund von Reibung gedämpft werden. Damit kann eine Anpassung der Drehzahldifferenzschwelle an Amplituden störender Triebstrangschwingungen erreicht werden, womit eine Erkennung des Kopplungsstatus der Kupplung verbessert werden kann. The differences in rotational speeds may be debounced before the determination of the minimum, and the speed difference threshold may be low-pass filtered or reduced in size as the amount of the temporal gradient falls below the gradient threshold. The low-pass filtering of the differences can reduce noise and thus reduce misidentification of the coupling status. The speed difference threshold can thus be reduced more slowly than it is increased, if initially the time gradient of the torque of the drive train exceeds the gradient threshold and then (at a later time) the time gradient of the torque falls below the gradient threshold. The reduction of the speed difference threshold may in particular be effected in accordance with an attenuation of the drive train vibrations, which are damped due to friction. Thus, an adaptation of the speed difference threshold to amplitudes of disturbing drive train vibrations can be achieved, whereby a detection of the coupling status of the clutch can be improved.

Das Geschwindigkeitssignal, welches zur Berechnung der erwarteten Drehzahl verwendet wird, kann indikativ für eine Fahrzeuggeschwindigkeit eines die Kupplung umfassenden Fahrzeuges sein, wobei das Berechnen der bei Kopplungsstatus verbunden erwarteten Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine ferner basierend auf einer Raddimension eines Antriebsrades des Fahrzeugs erfolgen kann. Aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Raddimensionen (z.B. Durchmesser, Radius) des Antriebsrades kann auf die Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsrades und somit auf die Umdrehungsgeschwindigkeit der Getriebeausgangswelle geschlossen werden. Das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und auch die Raddimension des Antriebsrades sind herkömmlicherweise verfügbare physikalische Größen. Somit muss zusätzliche Sensorik zur Durchführung des Verfahrens nicht notwendig sein. The speed signal used to calculate the expected speed may be indicative of a vehicle speed of a vehicle including the clutch, wherein calculating the expected speed of the internal combustion engine associated with the coupling status may further be based on a wheel dimension of a drive wheel of the vehicle. Due to the vehicle speed and the wheel dimensions (e.g., diameter, radius) of the drive wheel, it is possible to deduce the rotational speed of the drive wheel and thus the rotational speed of the transmission output shaft. The vehicle speed signal and also the wheel dimension of the drive wheel are conventionally available physical quantities. Thus, additional sensors for performing the method need not be necessary.

Das Drehmoment des Antriebsstranges kann ein antriebsbedingtes (Antrieb durch die Verbrennungsmaschine), eingangsseitig an der Kupplung anliegendes Drehmoment umfassen (z.B. ein Drehmoment der Kurbelwelle unmittelbar eingangsseitig der Kupplung). Dabei kann das Bestimmen des antriebsbedingten, eingangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoments zumindest ein Bestimmen einer Kraftstoffmenge umfassen, welche der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird. Das antriebsbedingte, eingangsseitig an der Kupplung anliegende Drehmoment kann auch als ein Motordrehmoment auf Kupplungsebene bezeichnet werden. Dieses kann herkömmlicherweise durch bekannte Verfahren bestimmt werden. Dazu kann z.B. ein Verbrennungsprozess in einem Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine modelliert werden, um ein indiziertes Drehmoment zu bestimmen, welches unmittelbar von der Verbrennungskraftmaschine erzeugt ist. Ferner kann unter Berücksichtigung von Reibungsverlusten ein auf die Kurbelwelle übertragenes Drehmoment bestimmt werden und schließlich daraus das Motordrehmoment auf Kupplungsebene (antriebsbedingtes eingangsseitig an der Kupplung anliegende Drehmoment). The torque of the drive train may include a drive-related (drive by the internal combustion engine), torque applied to the clutch on the input side (for example, a torque of the crankshaft immediately on the input side of the clutch). In this case, determining the drive-related torque applied to the clutch on the input side can comprise at least one determination of an amount of fuel which is supplied to the internal combustion engine. The drive-related, the input side applied to the clutch torque can also be referred to as a motor torque at the clutch level. This can be conventionally determined by known methods. For this, e.g. a combustion process in a combustion chamber of the internal combustion engine are modeled to determine an indicated torque generated directly by the internal combustion engine. Furthermore, taking into account friction losses, a torque transmitted to the crankshaft can be determined, and finally the engine torque at the clutch level (drive-related torque applied to the clutch on the input side).

Die Drehzahldifferenzschwelle kann in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in Abhängigkeit (ausschließlich) eines zeitlichen Gradienten des antriebsbedingten, eingangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoments bestimmt werden. In anderen Ausführungsformen können weitere z.B. Drehmomente hinzugezogen werden, in Abhängigkeit derer die Drehzahldifferenzschwelle bestimmt bzw. geändert werden kann. The speed difference threshold can be determined in embodiments of the present invention, depending on (only) a time gradient of the drive-related, on the input side torque applied to the clutch. In other embodiments, further e.g. Torques are consulted, depending on which the speed difference threshold can be determined or changed.

Das Verfahren kann ferner ein Bestimmen eines ausgangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoments (auch als modelliertes Kupplungsdrehmoment bezeichnet) basierend auf einem trägheitsbedingten, eingangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoment und dem antriebsbedingten, eingangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoment aufweisen, wobei das Drehmoment des Antriebsstranges ferner das bestimmte ausgangsseitig an der Kupplung anliegende Drehmoment umfassen kann. The method may further comprise determining a torque applied on the output side (also referred to as a modeled clutch torque) based on an inertia-related torque applied on the input side of the clutch and the input torque on the input side of the clutch, the torque of the drive train also being the torque may include certain output on the clutch torque applied.

Das trägheitsbedingte, eingangsseitig an der Kupplung anliegende Drehmoment kann z.B. durch ein Produkt aus einem Trägheitsmoment und einer zeitlichen Änderung einer Drehgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine bestimmt werden. Von dem Motordrehmoment auf Kupplungsebene (antriebsbedingte, eingangsseitig an der Kupplung anliegendes Drehmoment) kann das Produkt aus Trägheitsmoment und Drehzahlbeschleunigung abgezogen werden, um das modellierte Kupplungsmoment (das ausgangsseitig an der Kupplung anliegende Drehmoment) zu bestimmen. Ist der Kopplungszustand der Kupplung als gelöst festgestellt, so kann das antriebsbedingte, eingangsseitig an der Kupplung anliegende Drehmoment im Betrag im Wesentlichen dem trägheitsbedingten, eingangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoment sein, so dass ein ausgangsseitig an der Kupplung anliegendes Drehmoment im Wesentlichen zu Null bestimmt wird. The inertial, on the input side applied to the clutch torque can e.g. be determined by a product of an inertial moment and a temporal change in a rotational speed of the internal combustion engine. From the engine torque at the clutch level (input torque applied to the clutch on the input side), the product of moment of inertia and speed acceleration can be subtracted to determine the modeled clutch torque (the torque applied to the clutch on the output side). If the coupling state of the clutch is determined to be released, then the drive-related torque applied to the clutch on the input side can be substantially the inertia-related torque applied to the clutch on the input side, so that a torque applied to the clutch on the output side is essentially determined to be zero ,

Die Drehzahldifferenzschwelle kann somit in Abhängigkeit z.B. des Maximums (oder einer anderen Funktion) aus den Absolutwerten der zeitlichen Änderung des antriebsbedingten, eingangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoments und des ausgangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoments verändert werden. Damit kann die Feststellung des Kopplungszustandes der Kupplung weiter verbessert werden. The speed difference threshold can thus be changed as a function of, for example, the maximum (or another function) from the absolute values of the time change of the drive-related torque applied to the clutch on the input side and the torque applied to the clutch on the output side. Thus, the determination of the coupling state of the clutch can be further improved.

Ferner kann auf einen Kopplungsstatus verbunden (auch dann) geschlossen werden, falls ein Minimum der berechneten nicht entprellten Differenzen kleiner ist, als die Drehzahldifferenzschwelle und das bestimmte ausgangsseitig an der Kupplung anliegende Drehmoment größer als eine Drehmomentschwelle ist. Damit kann der Kopplungszustand noch zuverlässiger und genauer bestimmt werden. Further, coupled to a coupling status (even then) may be inferred if a minimum of the calculated unbalanced differences is less than the speed difference threshold and the particular torque applied to the clutch is greater than a torque threshold. Thus, the coupling state can be determined even more reliable and accurate.

Das Verfahren kann ferner ein Bestimmen einer zeitlichen Änderung eines Betrages des bestimmten ausgangsseitig, an der Kupplung anliegenden Drehmoment umfassen und ein Feststellen eines Kopplungsstatus gelöst, falls die zeitliche Änderung des Betrages des bestimmten ausgangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoment kleiner ist als eine weitere Gradientenschwelle, welche kleiner als Null ist. Hierbei kann bestimmt werden, dass das ausgangsseitig an der Kupplung anliegende Drehmoment abfällt, was erfolgen kann, wenn der Kopplungsstatus auf gelöst wechselt. Aufgrund einer Filterung der Signale kann jedoch das Detektieren des Abfalls des ausgangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoments relativ langsam erfolgen, obwohl der Abfall tatsächlich sprunghaft erfolgt. Mittels eines Vergleichs der zeitlichen Änderung des Betrages des bestimmten ausgangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoment gegen die weitere Gradientenschwelle kann zuverlässig auf eine Entkopplung zwischen Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle geschlossen werden. The method may further comprise determining a time change in an amount of the particular output torque applied to the clutch, and solving a coupling status determination if the time change of the magnitude of the particular torque applied to the clutch is less than a further gradient threshold is less than zero. In this case, it can be determined that the torque applied to the output side of the clutch drops, which can take place when the coupling status changes to released. However, due to filtering of the signals, the detection of the drop in the torque applied to the output side of the clutch can be relatively slow, although the drop is in fact erratic. By means of a comparison of the change over time of the amount of the specific torque applied to the clutch on the output side against the further gradient threshold, a decoupling between the crankshaft and the transmission input shaft can be reliably concluded.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Motorsteuergerät bereitgestellt, welches ausgebildet ist, ein Verfahren zum Ermitteln eines Kopplungsstatus einer Kupplung gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen auszuführen oder zu steuern. Das Motorsteuergerät kann z.B. einen Prozessor umfassen und einen Speicher, in welchen ein Softwareprogrammprodukt geladen ist, welches Anweisungen erhält, welche, wenn mittels des Prozessors ausgeführt, ein Verfahren zum Bestimmen eines Kopplungsstatus einer Kupplung ausführen, wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen erläutert ist. According to another aspect of the present invention, there is provided an engine control apparatus configured to execute or control a method of determining a coupling status of a clutch according to any one of the preceding embodiments. The engine control unit may e.g. comprise a processor and a memory in which a software program product is loaded, which receives instructions which, when executed by the processor, perform a method for determining a coupling status of a clutch, as explained in the embodiments described above.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die illustrierten oder beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Embodiments of the present invention will now be explained with reference to the attached drawings. The invention is not limited to the illustrated or described embodiments.

1 illustriert schematisch einen Teil eines Fahrzeugs mit einer Kupplung und einem Motorsteuergerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches ausgebildet ist, ein Verfahren zum Ermitteln eines Kopplungsstatus einer Kupplung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen; 1 schematically illustrates a part of a vehicle having a clutch and an engine control unit according to an embodiment of the present invention, which is configured to carry out a method for determining a coupling status of a clutch according to an embodiment of the present invention;

2 illustriert schematisch ein Verfahren zum Ermitteln eines Kopplungsstatus einer Kupplung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 schematically illustrates a method for determining a coupling status of a clutch according to an embodiment of the present invention;

3 illustriert Kurven in einem Graphen zur Illustration von Antriebsstrangschwingungen, die gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung berücksichtigt werden; 3 Figure 10 illustrates graphs in a graph illustrating powertrain vibrations taken into account in accordance with embodiments of the present invention;

4 illustriert Größen, welche in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung berechnet werden; 4 illustrates quantities calculated in embodiments of the present invention;

5 illustriert Kurven in einem Graphen, welche in einem Verfahren zum Ermitteln eine Kopplungsstatus gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung berechnet werden; 5 Figure 10 illustrates graphs in a graph that are calculated in a method for determining a coupling status according to embodiments of the present invention;

6 illustriert Kurven zur Illustration einer Berechnung eines modellierten Kopplungsmoments, wie es in Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist; 6 FIG. 10 illustrates curves illustrating a modeled coupling moment calculation as employed in embodiments in accordance with the present invention; FIG.

7 illustriert ein Schema zur Bestimmung eines Kraftflusses bzw. Kopplungsstatus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 7 illustrates a scheme for determining a force flow or coupling status according to an embodiment of the present invention;

8 illustriert schematisch ein Verfahren zur Erkennung eines Kopplungsstatus basierend auf einer Drehzahldifferenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 8th schematically illustrates a method of detecting a coupling status based on a speed difference according to an embodiment of the present invention; and

9 illustriert eine mögliche Implementierung zum Erkennung eines Kopplungsstatus einer Kupplung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9 illustrates a possible implementation for detecting a coupling status of a clutch according to an embodiment of the present invention.

Der in 1 illustrierte Teil 1 eines Fahrzeuges umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 3, eine Kupplung 5, ein Getriebe 7, zumindest ein Antriebsrad 9, sowie ein Motorsteuergerät 11, welches zur Steuerung von Fahrzeugfunktionen ausgebildet ist und ausgebildet ist, ein Verfahren zum Ermitteln eines Kopplungsstatus einer Kupplung, insbesondere der Kupplung 5 auszuführen. Die Kupplung 5 ist dabei eingangsseitig mit der Kurbelwelle 13 eines Antriebstranges der Verbrennungskraftmaschine 3 gekoppelt und ist ausgangsseitig mit einer Getriebewelle, genauer einer Getriebe-Eingangs-Welle 15, des Getriebes 7 des Antriebsstranges gekoppelt. The in 1 illustrated part 1 of a vehicle comprises an internal combustion engine 3 , a clutch 5 , a gearbox 7 , at least one drive wheel 9 , as well as an engine control unit 11 , which is designed and configured for controlling vehicle functions, a method for determining a coupling status of a clutch, in particular the clutch 5 perform. The coupling 5 is on the input side with the crankshaft 13 a drive train of the internal combustion engine 3 coupled and is the output side with a transmission shaft, more precisely, a transmission input shaft 15 , the transmission 7 coupled to the drive train.

Über schematisch in 1 illustrierte Kolbenstangen 17, die mit Kolben verbunden sind, welche innerhalb von Zylindern der Verbrennungskraftmaschine 3 hin- und herbewegt werden, treibt die Verbrennungskraftmaschine 3 die Kurbelwelle 13 an. Zur Bestimmung einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 3 ist ein Sensor 19 vorgesehen, welcher ein Messsignal 21 an das Steuergerät 11 übermittelt, wobei das Messsignal 21 die tatsächliche Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 3 anzeigt. About schematically in 1 illustrated piston rods 17 , which are connected to pistons, which within cylinders of the internal combustion engine 3 are driven back and forth, drives the internal combustion engine 3 the crankshaft 13 at. For determining a rotational speed of the internal combustion engine 3 is a sensor 19 provided, which is a measurement signal 21 to the control unit 11 transmitted, wherein the measurement signal 21 the actual speed of the internal combustion engine 3 displays.

Das Getriebe ermöglicht eine Kopplung der Getriebe-Eingangs-Welle 15 mit einer Getriebe-Ausgangs-Welle 23 über eine Mehrzahl von Übersetzungsverhältnissen, wozu das Getriebe 7 verschiedenen Gängen zugeordnete Zahnräder aufweist, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. The gearbox allows a coupling of the gearbox input shaft 15 with a gearbox output shaft 23 over a plurality of gear ratios, including the transmission 7 Has associated with different gears associated gears, as is known in the art.

Die Kupplung 5 weist eine Motorschwungscheibe 25 auf, welche starr mit der Kurbelwelle 13 verbunden ist. Eine Kupplungsscheibe 27 ist zwischen der Motorschwungscheibe 25 und einer Druckscheibe 29 der Kupplung 5 angeordnet, welche Druckscheibe 29 mit der Kupplungsscheibe 27 und der Motorschwungscheibe 25 in einen Kraftschluss (Kopplungszustand verbunden) bewegt werden kann, indem ein Kupplungshebel 31 losgelassen bzw. gelöst wird, so dass eine Membranfeder 33 in einen nichtvorgespannten Zustand übergeht. In 1 ist der Kopplungszustand gelöst der Kupplung 5 illustriert. In einem Kopplungszustand verbunden besteht ein Kraftschluss sowohl zwischen der Motorschwungscheibe 25 und der Kupplungscheibe 27 als auch zwischen der Kupplungsscheibe 27 und der Druckscheibe 29. The coupling 5 has an engine flywheel 25 on which rigid with the crankshaft 13 connected is. A clutch disc 27 is between the engine flywheel 25 and a pressure washer 29 the clutch 5 arranged which thrust washer 29 with the clutch disc 27 and the engine flywheel 25 can be moved into a traction (coupled state) by a clutch lever 31 is released or released, so that a diaphragm spring 33 goes into a non-prestressed state. In 1 is the coupling state solved the clutch 5 illustrated. Connected in a coupling state, there is a frictional connection both between the engine flywheel 25 and the clutch disc 27 as well as between the clutch disc 27 and the pressure disc 29 ,

Das Motorsteuergerät 11 ist ausgebildet, ein Verfahren zum Ermitteln eines Kopplungsstatus einer Kupplung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchzuführen, welches schematisch in 2 als Verfahren 35 illustriert ist. In dem Verfahrensschritt 37 wird eine tatsächliche Drehzahl (z.B. durch das Signal 21) der Verbrennungskraftmaschine 3 bestimmt. Sodann wird eine Schleife für jedes mögliche Übersetzungsverhältnis des Getriebes 7 durchgeführt. Dazu wird in einem Abfrageschritt 39 abgefragt, ob bereits für alle Gänge des Getriebes 7 die in den Verfahrensschritten 41 und 43 spezifizierten Berechnungen durchgeführt worden sind. Ist dies nicht der Fall, so wird zum Verfahrensschritt 41 verzweigt, in welchem eine, bei Kopplungsstatus verbunden, erwartete Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 3 zumindest basierend auf einem Geschwindigkeitssignal, z.B. Signal 45, welches der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht, und dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis berechnet wird. Ferner wird in dem Verfahrensschritt 43 eine, dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis zugeordnete Differenz aus der tatsächlichen Drehzahl und der erwarteten Drehzahl berechnet. Sodann verzweigt das Verfahren wieder zu der Abfrage 39, die so lange in einer Schleife zu den Verfahrensschritten 41 und 43 zurückkehrt, wie es weitere Übersetzungsverhältnisse des Getriebes 7 gibt, für die die erforderliche Werte noch nicht berechnet worden sind. The engine control unit 11 is configured to perform a method for determining a coupling status of a clutch according to an embodiment of the present invention, which is schematically illustrated in FIG 2 as a procedure 35 is illustrated. In the process step 37 is an actual speed (eg by the signal 21 ) of the internal combustion engine 3 certainly. Then, a loop for every possible transmission ratio of the transmission 7 carried out. This is done in a query step 39 queried whether already for all gears of the transmission 7 in the process steps 41 and 43 specified calculations have been performed. If this is not the case, then it becomes the procedural step 41 branches, in which one, connected in coupling status, expected speed of the internal combustion engine 3 at least based on a speed signal, eg signal 45 , which corresponds to the driving speed of the vehicle, and the respective transmission ratio is calculated. Further, in the process step 43 calculates a difference between the actual speed and the expected speed assigned to the respective gear ratio. Then the process branches again to the query 39 that loop in a loop to the process steps 41 and 43 returns, as there are other gear ratios of the transmission 7 for which the required values have not yet been calculated.

Wenn alle, dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis zugeordneten Differenzen aus der tatsächlichen Drehzahl und der diesem Übersetzungsverhältnis zugeordneten erwarteten Drehzahl berechnet worden sind, wird der Verfahrensschritt 47 durchlaufen, in dem eine Drehzahldifferenzschwelle in Abhängigkeit eines zeitlichen Gradienten eines Drehmoments des Antriebsstranges bestimmt wird. In dem Verfahrensschritt 49 wird schließlich ein Kopplungsstatus verbunden festgestellt, falls ein Minimum der berechneten Differenzen kleiner ist als die Drehzahldifferenzschwelle, wobei die Drehzahldifferenzschwelle kontinuierlich aktualisiert wird. When all the differences associated with the respective gear ratio have been calculated from the actual speed and the expected speed associated with that gear ratio, the step becomes 47 in which a speed difference threshold is determined as a function of a time gradient of a torque of the drive train. In the process step 49 Finally, a coupling status is detected connected if a minimum of the calculated differences is less than the speed difference threshold, wherein the speed difference threshold is updated continuously.

Das Motorsteuergerät 11 gibt sodann den festgestellten Kopplungsstatus, z.B. als ein Signal 51, an eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten aus und/oder verwendet den festgestellten Kopplungsstatus der Kupplung 5 in weiteren internen Berechnungen zur Ermittlung bzw. Bestimmung verschiedener Steuersignale. The engine control unit 11 then gives the detected coupling status, eg as a signal 51 to one or more vehicle components and / or uses the detected coupling status of the clutch 5 in further internal calculations to determine or determine various control signals.

Das in dem Verfahren 35 verwendete Drehmoment des Antriebsstranges kann z.B. ein Motordrehmoment auf Kupplungsebene umfassen oder sein (auch als antriebsbedingtes, eingangseitig an der Kupplung 5 anliegendes Drehmoment bezeichnet), welches somit am Ende der Kurbelwelle bzw. an der Motorschwungscheibe 25 anliegt. Alternativ oder zusätzlich kann das Drehmoment des Antriebsstranges ein modelliertes Kupplungsmoment umfassen oder sein (auch als ausgangsseitig, an der Kupplung 5 anliegendes Drehmoment bezeichnet), was somit an der Getriebe-Eingangs-Welle 15 anliegt, sofern ein Kraftschluss zwischen Motorschwungscheibe 25 und Druckscheibe 29 besteht, welche im Kopplungszustand verbunden drehfest mit der Getriebe-Eingangs-Welle verbunden ist. That in the process 35 used torque of the drive train may include, for example, a motor torque at the clutch level or be (also as drive-related, input side of the clutch 5 applied torque), which thus at the end of the crankshaft or on the engine flywheel 25 is applied. Alternatively or additionally, the torque of the drive train may include or be a modeled clutch torque (also as an output side, on the clutch 5 applied torque), thus indicating the transmission input shaft 15 if there is an adhesion between Flywheel 25 and thrust washer 29 consists, which is connected in the coupling state rotatably connected to the transmission input shaft.

Das Motordrehmoment auf Kupplungsebene wird auf als MMK abgekürzt und das modellierte Kupplungsmoment wird als mKM abgekürzt. Das Motormoment auf Kupplungsebene ist herkömmlicherweise verfügbar. Dieser Wert gibt an, wie viel Drehmoment an der Kupplung zur Verfügung steht. In einem Ansatz der vorliegenden Erfindung wird das Moment, das an der Kupplung an das Getriebe 7 übertragen wird, modelliert und wird sodann als modelliertes Kupplungsmoment bezeichnet. Gemäß Ausführungsformen der Erfindung wird auf einen Kraftschluss geschlossen (d.h. Kopplungsstatus verbunden), sobald dieses modellierte Kupplungsmoment eine gewisse Schwelle überschreitet. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das modellierte Kupplungsmoment mKM aus dem Motormoment auf Kupplungsebene (MMK) und einem trägheitsbedingten, eingangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoment gemäß der folgen Gleichung berechnet: –mKM = MMK – J·d/dt(n)·2·π/60 (Gl. 1) The engine torque at the clutch level is abbreviated to MMK and the modeled clutch torque is abbreviated as mKM. The clutch-level engine torque is conventionally available. This value indicates how much torque is available at the clutch. In one approach of the present invention, the moment that attaches to the clutch to the transmission 7 is transmitted, modeled and is then referred to as a modeled clutch torque. According to embodiments of the invention, a positive connection is made (ie connected to the coupling state) as soon as this modeled clutch torque exceeds a certain threshold. According to one embodiment of the present invention, the modeled clutch torque mKM is calculated from the engine torque at the clutch level (MMK) and an inertia-related torque applied to the clutch on the input side according to the following equation: -MKM = MMK-J * d / dt (n) * 2 * π / 60 (Eq. 1)

Dabei bezeichnet J das Trägheitsmoment der Verbrennungskraftmaschine 3 inklusive aller mitrotierten Massen bis zur Motorschwungscheibe 25 und n bezeichnet die Drehgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine 3. Übersteigt nun das modellierte Kupplungsmoment mKM eine gewisse Schwelle, so wird auf einen Kraftschluss d.h. auf Kopplungszustand verbunden der Kupplung 5 geschlossen. Das modellierte Kupplungsmoment entspricht dem über die Kupplung 5 auf das Getriebe 7 übertragenen Moment. Ohne Kraftschluss kann kein Moment übertragen werden, so dass auf der linken Seite der obigen Gleichung Null berechnet würde. Dies bedeutet, dass sobald aus der obigen Formel ein modelliertes Kupplungsmoment > 0 Nm berechnet würde, von einem zumindest teilgeschlossenen Triebstrang ausgegangen werden kann. Here, J denotes the moment of inertia of the internal combustion engine 3 including all mitrotierten masses up to the engine flywheel 25 and n denotes the rotational speed of the internal combustion engine 3 , If the modeled clutch torque mKM now exceeds a certain threshold, then the clutch is connected to a traction, that is to say to a coupling state 5 closed. The modeled clutch torque corresponds to that via the clutch 5 on the gearbox 7 transmitted moment. Without traction, no moment can be transmitted, so zero would be calculated on the left side of the above equation. This means that as soon as a modeled clutch torque> 0 Nm is calculated from the above formula, it is possible to start from an at least partially closed drive train.

Die Drehmomentschwelle kann dabei bei warmem Motor z.B. zwischen 20 und 40 Nm liegen, bei kaltem Motor z.B. zwischen 50 und 70 Nm. Andere Werte sind möglich. The torque threshold can be used with a warm engine, e.g. between 20 and 40 Nm, with a cold engine e.g. between 50 and 70 Nm. Other values are possible.

Das Motormoment auf Kupplungsebene (MMK) kann einen Fehler ausweisen, wenn die Verlust(moment)e nicht genau bekannt sind. Darüber hinaus muss das Signal relativ stark gefiltert werden, da der Motordrehzahlgradient (d/dt(n)) eine Reaktion auf das Motormoment darstellt, die erst gemessen werden muss und somit erst später zur Verfügung steht. Da das Motordrehzahlgradientensignal, welches z.B. aus dem Drehzahlsignal 21 durch zeitliche Ableitung berechnet werden kann, verzögert verfügbar ist, wird es genauso wie das Motormoment auf Kupplungsebene durch eine Tiefpass-Filterung verschliffen. Dabei können verschiedene Filterzeitkonstanten (z.B. von zwischen 100 ms und 500 ms, andere Werte sind möglich) verwendet werden. Diese starke Filterung kann zwar Rauschen vermindern und die Genauigkeit erhöhen, allerdings auf Kosten von zeitlichen Ungenauigkeiten. Bei sich öffnendem Triebstrangmuss das modellierte Kupplungsmoment erst unterhalb der Erkennungsschwelle gefiltert werden, was die Erkennung auf offenen Triebstrang verzögert. Dazu wird eine Ausblendung vorgesehen, die aktiv wird, sobald der Gradient des Betrages des modellierten Kupplungsmomentes eine gewisse Schwelle unterschreitet. The engine torque at clutch level (MMK) may indicate an error if the loss (torque) e is not known exactly. In addition, the signal has to be filtered relatively strongly, since the engine speed gradient (d / dt (n)) represents a reaction to the engine torque, which must first be measured and thus available later. Since the engine speed gradient signal, which eg from the speed signal 21 can be calculated by time derivative, is available with delay, it is ground as well as the engine torque at the clutch level by a low-pass filtering. Different filter time constants (eg between 100 ms and 500 ms, other values are possible) can be used. This heavy filtering can reduce noise and increase accuracy, but at the cost of timing inaccuracies. With the driveline opening, the modeled clutch torque must be filtered only below the detection threshold, which delays the detection of the open drivetrain. For this purpose, a blanking is provided, which becomes active as soon as the gradient of the amount of the modeled clutch torque falls below a certain threshold.

In 3 sind Kurven in einem Graphen dargestellt, in welchem die Abszisse 53 die Zeit und die Ordinate 55 die Werte verschiedener physikalischer Größen anzeigt. Die Kurve 57 zeigt die Motordrehzahl an, die Kurve 59 zeigt den Motordrehzahlgradienten an, die Kurve 61 zeigt das Motormoment auf Kupplungsebene (MMK) an und die Kurve 63 zeigt das modellierte Kupplungsmoment (mKM) an, welches gemäß der obigen Gleichung berechnet ist. Zum Zeitpunkt 65 wurde ein Wechsel von Schub auf Zug unter Kraftschluss (d.h. Kopplungszustand verbunden) durchgeführt, bei dem Zeitpunkt 67 wurde die Kupplung 5 unter Last geöffnet, d.h. in den Kopplungszustand geöffnet versetzt. Wie erkennbar ist, nimmt das modellierte Kupplungssignal (auf Kurve 63) aufgrund der Filterung zeitlich nur langsam ab, obwohl die Getriebe-Eingangs-Welle 15 bereits vollständig von der Kurbelwelle 13 entkoppelt ist. Wird jedoch der Gradient des Betrages des modellierten Kupplungsmomentes ausgewertet, ob er eine gewisse Schwelle unterschritten hat, kann zuverlässig auf einen Kopplungszustand gelöst geschlossen werden. In 3 curves are represented in a graph in which the abscissa 53 the time and the ordinate 55 displays the values of different physical quantities. The curve 57 indicates the engine speed, the curve 59 indicates the engine speed gradient, the curve 61 indicates the engine torque at clutch level (MMK) and the curve 63 indicates the modeled clutch torque (mKM) calculated according to the above equation. At the time 65 a shift from push to pull under traction (ie, coupled state connected) was performed at the time 67 became the clutch 5 opened under load, ie offset open in the coupling state. As can be seen, the modeled clutch signal (on curve 63 ) due to the filtering time slow from, although the transmission input shaft 15 already completely off the crankshaft 13 is decoupled. However, if the gradient of the amount of the modeled clutch torque is evaluated, whether it has fallen below a certain threshold, it can be reliably concluded that a coupling state has been achieved.

Dabei kann das Modell Einkupplungsvorgänge und eine schleifende Kupplung bei hoher Drehzahlabweichung als vorhandenen Kraftschluss detektieren. In the process, the model can detect clutch operations and a sliding clutch at high speed deviations as an existing traction.

Die Trägheit des Signals kann die Erkennung hauptsächlich bei sehr kleinen modellierten Kupplungsmomenten (z.B. von unter 40 Nm, andere Werte sind möglich) verzögern. Insbesondere für den Fall, dass sehr wenig Drehmoment übertragen wird und ein Gang kraftschlüssig eingelegt ist, kann diese Erkennungsmethode mit der Erkennung oder unter Verwendung der Drehzahldifferenzen (weiter unten beschrieben) kombiniert werden, da das Modell in dieser Situation keine Aussage über den Triebstrangzustand treffen kann. The inertia of the signal can delay detection mainly at very small modeled clutch torques (eg below 40 Nm, other values are possible). In particular, in the event that very little torque is transmitted and a gear is engaged positively, this can Detection method with the detection or using the speed differences (described below) are combined, since the model can not make any statement about the drive train state in this situation.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Kopplungszustand basierend auf berechneten Drehzahldifferenzen erkannt, bzw. bestimmt. Bei Handschaltgetrieben gibt es typischerweise feste Übersetzungsverhältnisse, die abhängig vom eingelegten Gang sind. Dabei ergibt sich ein jeweils typisches Verhältnis aus Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit (das sog. n-v-Verhältnis). Stimmt das aktuelle Verhältnis mit keinem der durch die Geometrie des Getriebes vorgegebenen Gänge überein, ist davon auszugehen, dass keine Fahrstufe kraftschlüssig eingelegt ist und der Triebstrang somit geöffnet ist, d.h. die Kupplung im Kopplungszustand gelöst ist. According to an embodiment of the present invention, the coupling state is detected based on calculated speed differences. Manual transmissions typically have fixed gear ratios which are dependent upon the gear engaged. This results in a typical ratio of engine speed and vehicle speed (the so-called n-v ratio). If the current ratio does not coincide with any of the gears specified by the geometry of the transmission, it is to be assumed that no gear stage is engaged in a force-fitting manner and the drive train is thus opened, ie. the coupling is released in the coupling state.

Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wird für jeden möglichen Gang des Getriebes 7 eine Modelldrehzahl berechnet, mit der der Motor 3 bei gegebener Geschwindigkeit des Fahrzeugs drehen würde, wenn voller Kraftschluss hergestellt wäre, d.h. wenn der Kopplungszustand verbunden vorliegen würde. Deren Abstand zu tatsächlichen Motordrehzahl kann darüber Aufschluss geben, ob eine unter vollem Kraftschluss vorhandene Übersetzung vorliegt. According to embodiments of the present invention, for each possible gear of the transmission 7 calculated a model speed, with which the engine 3 would rotate at a given speed of the vehicle, if full adhesion would be made, ie if the coupling state would be connected. Their distance from the actual engine speed can provide information about whether there is a full-force transmission ratio.

Die Getriebe-Ausgangs-Drehzahl wird aus der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß der folgenden Gleichung ermittelt:

Figure DE102015215357A1_0002
The transmission output speed is determined from the vehicle speed according to the following equation:
Figure DE102015215357A1_0002

Aus der Getriebe-Ausgangs-Drehzahl können mit Hilfe der Übersetzungsverhältnisse ri,Gang aus den Getriebedaten äquivalente Modelldrehzahlen errechnet werden nach folgender Formel: nModell,i.Gang = ri.Gang·nGetriebe,Ausgang (Gl. 3) From the transmission output speed can be calculated using the gear ratios r i, gear from the gearbox data equivalent model speeds according to the following formula: n model i.Gang = r · n i.Gang transmission output (Eq. 3)

Aus der Differenz von der Motordrehzahl und den Modelldrehzahlen ergeben sich Differenzdrehzahlen wie folgt: nDif,i.Gang = nMotor – nModell,i.Gang (Gl. 4) From the difference between the engine speed and the model speeds, differential speeds result as follows: n Dif, i.Gang = n Motor - n Model, i.Gang ( Figure 4)

Je kleiner die Differenzdrehzahl ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass ein Gang eingelegt ist und Kraftschluss vorhanden ist, d.h. der Kopplungszustand verbunden ist. The smaller the differential speed, the more likely it is that a gear is engaged and traction is present, i. the coupling state is connected.

3 illustriert in einem Koordinatensystem mit einer Abszisse 69, welche die Zeit anzeigt, und einer Ordinate 71, welche verschiedene physikalische Größen anzeigt, eine Kurve 73, welche die Motordrehzahl anzeigt, sowie eine Kurve 75, welche das Motormoment auf Kupplungsebene illustriert. Bei starken Gradienten des zu übertragenden Kupplungsmomentes kommt es zu Triebstrangschwingungen, die sich in einer Drehzahlabweichung widerspiegeln. Wenn die Kraftschlusserkennung über einen Vergleich der Drehzahldifferenz mit einem Schwellwert erfolgt, kann der Schwellwert unterschritten werden, was fälschlicherweise als Kopplungszustand verbunden interpretiert werden könnte. Aus 4 ist ersichtlich, dass Ungenauigkeiten in der Motordrehzahl insbesondere bei starken Gradienten des Motormomentes auf Kupplungsebene, z.B. bei den Zeitpunkten 68 und 70 erfolgen. Aus diesem Grund wird bei hohen Gradienten im Kupplungsmoment bzw. im Motormoment auf Kupplungsebene eine Aufweitung (d.h. Erhöhung) der Drehzahldifferenzschwelle vorgesehen. 3 illustrated in a coordinate system with an abscissa 69 , which indicates the time, and an ordinate 71 indicating different physical quantities, a curve 73 , which indicates the engine speed, and a curve 75 , which illustrates the engine torque at the clutch level. With strong gradients of the clutch torque to be transmitted, there are powertrain vibrations, which are reflected in a speed deviation. If the adhesion detection takes place via a comparison of the rotational speed difference with a threshold value, the threshold value can be undershot, which could be incorrectly interpreted as a coupling state. Out 4 It can be seen that inaccuracies in the engine speed, especially at high gradients of the engine torque at the coupling level, eg at the times 68 and 70 respectively. For this reason, an expansion (ie increase) of the speed difference threshold is provided at high gradients in the clutch torque or in the engine torque at the clutch level.

Diese Aufweitung (Vergrößerung) wird anschließend wieder auf den Ursprungswert zurückgeführt, jedoch nicht sprunghaft sondern langsamer als die Schwelle erhöht wurde. This expansion (magnification) is then returned to the original value, but not jumped but slower than the threshold was increased.

Zufällig kann es jedoch ferner dazu kommen, dass sich ein korrektes Übersetzungsverhältnis einstellt, obwohl der Triebstrang geöffnet ist. In diesem Fall würde fälschlicherweise auf Kraftschluss erkannt werden, wenn das Fahrzeug bspw. bei geöffnetem Triebstrang ausrollt, wie in 4 in einem Graphen illustriert, wobei die Abszisse 77 die Zeit angibt, und die Ordinate 79 verschiedene physikalische Größen anzeigt. Die Kurve 81 zeigt die Motordrehzahl an, die Kurve 83 die Differenzdrehzahl, die Kurve 85 eine konstante Differenzdrehzahlschwelle und die 87 die Fahrzeuggeschwindigkeit. Das Fahrzeug rollt mit getretener Kupplung aus, trotzdem fällt die Drehzahldifferenz 83 zeitweise zufällig unterhalb der Schwelle 85. Als Abhilfe werden die Drehzahldifferenzen entprellt, sodass zufällige kurzzeitige Unterschreitungen der Schwelle unterdrückt werden. Ein zufälliges Erkennen eines korrekten Übersetzungsverhältnisses kann durch eine Entprellung wirksam verhindert werden, was jedoch die Erkennung von offenen, aufgeschlossen Triebsträngen träger macht. Coincidentally, however, it may also happen that a correct transmission ratio is established, even though the drive train is open. In this case, a false positive would be detected if the vehicle, for example. With open drive train rolls out, as in 4 illustrated in a graph, the abscissa 77 indicating the time, and the ordinate 79 indicates different physical quantities. The curve 81 indicates the engine speed, the curve 83 the differential speed, the curve 85 a constant differential speed threshold and the 87 the vehicle speed. The vehicle rolls out with the clutch depressed, but the speed difference drops anyway 83 occasionally randomly below the threshold 85 , As a remedy, the speed differences are debounced, so that random short-term undershooting of the threshold are suppressed. One Accidental recognition of a correct gear ratio can be effectively prevented by debouncing, but this makes the detection of open, unlocked powertrains sluggish.

Das Verfahren über eine Differenzdrehzahl zur Ermittlung des Kopplungsstatus kann wie folgt funktional umgesetzt werden:
Zunächst werden für jeden möglichen Gang die Modelldrehzahlen nach Gl. 3 berechnet. Sie werden von der tatsächlichen Motordrehzahl abgezogen, um Differenzdrehzahlen gemäß Gl. 4 zu bilden, von denen die im Betrag Kleinste mit einem zu applizierenden Schwellwert verglichen wird. Wird dieser Wert unterschritten, ist anzunehmen, dass ein passendes Übersetzungsverhältnis vorliegt, so dass auf einen Kopplungszustand verbunden geschlossen wird. Aufgrund der fehlerhaften Bestimmungen bei Lastwechseln, wird der Schwellwert bei Lastwechseln unmittelbar aufgeweitet und anschließend wieder verringert. Das Ziel dabei ist, dass sich die Triebstrangschwingungen innerhalb dieser aufgeweiteten Grenze beruhigen können, ohne dass die Schwelle überschritten wird. Die Differenzdrehzahl wird dadurch ununterbrochen von dem Erkennungsfenster eingerahmt. Die Aufweitung ist von dem maximalen Wert aus den Gradienten des Motormoments auf Kupplungsebene und dem Gradienten des modellierten Kupplungsmoments abhängig. Das Motormoment ermöglicht bei geschlossenem Triebstrang eine schnelle Reaktion der Funktion, während vom modellierten Kupplungsmoment Hinweise auf eine Triebstrangschwingung gegeben werden, die nicht von dem Moment des Motors ausgelöst wurden. The differential speed method for determining the coupling status can be functionally implemented as follows:
First, for each possible gear, the model speeds are calculated according to Eq. 3 calculated. They are subtracted from the actual engine speed to produce differential speeds in accordance with Eq. 4, of which the smallest amount is compared with a threshold to be applied. If this value is undershot, it may be assumed that a suitable gear ratio exists, so that it is concluded that a coupling state is connected. Due to the faulty determinations during load changes, the threshold value is immediately widened during load changes and then reduced again. The goal is that the driveline oscillations within this expanded boundary can calm down without exceeding the threshold. The differential speed is thereby framed uninterrupted by the recognition window. The expansion depends on the maximum value of the gradient of the engine torque at the clutch level and the gradient of the modeled clutch torque. The engine torque allows a fast response of the function with the driveline closed, while the modeled clutch torque provides indications of driveline vibration that were not triggered by the moment of the engine.

6 illustriert in einem Graphen mit Abszisse 89, welche die Zeit angibt, und Ordinate 91, welche verschiedene physikalische Größen anzeigt, eine Kurve 93, welche die Motordrehzahl anzeigt, eine Kurve 95, welche die Differenzdrehzahl angibt, eine Kurve 97, welche das Motordrehmoment auf Kupplungsebene anzeigt und eine Kurve 99, welche die Differenzdrehzahlschwelle angibt, die in Abhängigkeit des Gradienten des Motormoments auf Kupplungsebene gewählt ist und demgemäß kontinuierlich aktualisiert wird. 6 illustrated in a graph with abscissa 89 , which indicates the time, and ordinate 91 indicating different physical quantities, a curve 93 , which indicates the engine speed, a curve 95 , which indicates the differential speed, a curve 97 , which indicates the engine torque at the clutch level and a curve 99 , which indicates the differential speed threshold, which is selected as a function of the gradient of the engine torque at the clutch level and is accordingly updated continuously.

Wie aus der Kurve 99 ersichtlich ist, wird bei starken Änderungen des Motordrehmoments auf Kupplungsebene (Kurve 97), z.B. bei Zeitpunkten 88 und 90, die Differenzdrehzahlschwelle 99 sprunghaft erhöht und anschließend langsam wieder verkleinert. As from the curve 99 can be seen, is at large changes in the engine torque at the clutch level (curve 97 ), eg at times 88 and 90 , the differential speed threshold 99 suddenly increased and then slowly reduced again.

Sinnvoll für die Erkennung des Kopplungsstatus basierend auf der Betrachtung der Drehzahldifferenzen ist es, dieses Verfahren mit einer anderen Methode zu kombinieren, z.B. mit der oben beschriebenen Methode, welche auf dem modellierten Kupplungsmoment basiert. It is useful for the detection of the coupling status based on the consideration of the speed differences to combine this method with another method, e.g. with the method described above, which is based on the modeled clutch torque.

7 illustriert ein Schema zur Bestimmung eines Kraftflusses bzw. Kopplungsstatus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dem Block 101 wird das modellierte Kupplungsmoment gemäß der obigen Gl. 1 berechnet. In dem Block 103 erfolgt der Vergleich mit einer Drehmomentschwelle, wobei bei bei Überschreiten einer ersten Drehmomentschwelle 105 auf Kopplungszustand verbunden geschlossen wird und bei Unterschreiten einer zweiten Drehmomentschwelle 107 (die kleiner als die erste Drehmomentschwelle 105 ist) auf Kopplungszustand gelöst geschlossen wird. Kurz gesagt wird somit über den Betrag des modellierten Kupplungsmoments mit einer Hysterese der Kraftschlussstatus erkannt. Bei stark negativen Gradienten des Betrages des modellierten Kupplungsmomentes wird eine Ausblendfunktion 109 aktiv. Wenn diese Ausblendfunktion aktiv ist, dann wird auf Kopplungszustand gelöst geschlossen. Der Kopplungszustand bzw. Kraftschlussstatus wird in Element 111 ausgegeben. 7 FIG. 12 illustrates a scheme for determining a force flow or coupling status in accordance with an embodiment of the present invention. FIG. In the block 101 is the modeled clutch torque according to the above Eq. 1 calculated. In the block 103 the comparison is made with a torque threshold, wherein when a first torque threshold is exceeded 105 is closed connected to coupling state and falls below a second torque threshold 107 (which is smaller than the first torque threshold 105 is closed) is released on coupling state. In short, the adhesion status is thus recognized by the amount of the modeled clutch torque with a hysteresis. For strongly negative gradients of the amount of modeled clutch torque becomes a skip function 109 active. If this skip function is active, then the connection state is closed. The coupling state or adhesion status becomes element 111 output.

8 illustriert schematisch ein Verfahren zur Erkennung eines Kopplungsstatus basierend auf einer Drehzahldifferenz. Anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Raddurchmesser D (s. 1) und den Übersetzungsverhältnissen des Getriebes 7 wird über die jeweils aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit eine modellierte Drehzahl (z.B. gemäß Gl. 3) berechnet, mit der sich der Motor drehen müsste, wenn der jeweilige Gang eingelegt ist und ein Kopplungszustand verbunden vorliegen würde. Von diesen Modelldrehzahlen wird jeweils die Differenz der tatsächlichen Motordrehzahl gebildet, so dass modellierte Differenzdrehzahlen (z.B. gemäß Gl. 4) berechnet werden. Der Gang mit der kleinsten Differenzdrehzahl kann als der nächstplausibelste Gang bestimmt werden. Die Differenzdrehzahl wird laufend neu berechnet und mit Schwellen verglichen. Ist die Differenzdrehzahl kleiner als die Schwelle, gilt der Gang als möglicherweise eingelegt. Erst nach einer Entprellung wird der Gang als plausibilisiert erkannt ausgegeben. Diese Entprellung kann allerdings auch vorzeitig beendet werden, wenn aus einer anderen Informationsquelle bestätigt ist, dass Moment übertragen wird und dass das Übersetzungsverhältnis nicht nur zufällig korrekt ist. Dann wird der Gang direkt als erkannt ausgegeben. 8th schematically illustrates a method for detecting a coupling status based on a speed difference. Based on the vehicle speed, the wheel diameter D (s. 1 ) and the gear ratios of the transmission 7 A modeled speed (eg, according to equation 3) is calculated via the respective current vehicle speed with which the engine would have to rotate if the respective gear had been engaged and a coupling state would have been present. From these model speeds, in each case the difference of the actual engine speed is formed so that modeled differential speeds (eg according to equation 4) are calculated. The gear with the smallest differential speed can be determined as the next most plausible gear. The differential speed is continuously recalculated and compared with thresholds. If the differential speed is less than the threshold, the gear is considered to be engaged. Only after debouncing the gear is recognized as recognized plausibility. However, this debouncing can also be ended prematurely, if it is confirmed from another source of information that moment is transmitted and that the gear ratio is not just randomly correct. Then the gear is output directly as recognized.

Die Differenzdrehzahlen werden in dem Block 113 berechnet und die Schwellwertbildung wird in dem Block 115 gebildet. Die Drehzahldifferenzschwelle ist dabei abhängig vom Momentengradienten auf Kupplungsebene des Motors. Dabei kann auch der Gradient des modellierten Kupplungsmoments (s. z.B. Block 101 in 7) mitberücksichtigt werden. Je geringer der Gradient im Betrag ist, desto enger ist der Bereich, d.h. desto geringer ist die Differenzdrehzahlschwelle, innerhalb derer der Gang als möglicherweise eingelegt gilt, und innerhalb derer auf Kopplungszustand verbunden geschlossen wird. Hintergrund hierbei ist, dass bei Triebstrangschwingungen, die durch Lastwechsel verursacht werden, das Übersetzungsverhältnis nicht kurzzeitig schwingt. Die Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Differenzdrehzahlschwelle in Abhängigkeit des Gradienten des Motormoments auf Kupplungsebene kann die Triebstrangschwingung „umhüllen“, d.h. entsprechend einer Amplitude einer Triebstrangschwingung gebildet sein. Dabei kann die Aufweitung der Schwingung direkt und ungefiltert erfolgen, während das Verengung Tiefpass-gefiltert ablaufen kann. Die Entprellung wird in dem Block 117 durchgeführt und der Vergleich der Differenzdrehzahlen mit der Differenzdrehzahlschwelle wird in Block 119 durchgeführt. The differential speeds are in the block 113 and the thresholding is calculated in the block 115 educated. The speed difference threshold is dependent on the torque gradient at the clutch level of the engine. The gradient of the modeled clutch torque (see eg Block 101 in 7 ). The lower the gradient in magnitude, the narrower the range, that is, the lower the differential speed threshold within which the gear is considered potentially engaged, and within which it is closed when coupled. The background here is that with drive train vibrations caused by load changes, the transmission ratio does not oscillate for a short time. The enlargement or reduction of the differential speed threshold as a function of the gradient of the engine torque at the clutch level can "envelop" the drive train vibration, ie be formed according to an amplitude of a drive train vibration. The expansion of the oscillation can take place directly and unfiltered, while the constriction can run low-pass filtered. The debounce is in the block 117 performed and the comparison of the differential speeds with the differential speed threshold is in block 119 carried out.

Der Kraftschlussstatus 121 kann z.B. dem Kraftschlussstatus 111 aus 7 entsprechen. Wenn dieser Kraftschlussstatus auf geschlossen bzw. verbunden feststellt und gleichzeitig die Drehzahldifferenz kleiner als die Drehzahldifferenzschwelle ist, wird im Ergebnisblock 123 auf Kopplungsstatus verbunden erkannt und derjenige Gang als eingelegt ausgegeben, welcher zu der geringsten Drehzahldifferenz führt. The traction status 121 can eg the traction status 111 out 7 correspond. If this traction status is determined to be closed or connected and at the same time the speed difference is less than the speed difference threshold, the result block is displayed 123 detected connected to coupling status and issued that gear as engaged, which leads to the lowest speed difference.

9 illustriert eine mögliche Implementierung zum Erkennung eines Kopplungsstatus einer Kupplung, welche beide vorgeschlagenen Verfahren kombiniert. 9 illustrates a possible implementation for detecting a coupling status of a clutch combining both proposed methods.

Die Variable a wird als wahr berechnet, falls basierend auf dem Verfahren ausgehend von dem modellierten Kupplungsmoment ein Kopplungsstatus als verbunden festgestellt ist. Andernfalls wird die Variable als falsch gesetzt. The variable a is calculated true if, based on the method based on the modeled clutch torque, a coupling status is determined to be connected. Otherwise the variable will be set as wrong.

Die Variable b wird auf wahr gesetzt, falls das Verfahren zum Bestimmen der Kopplungsstatus basierend auf den Drehzahldifferenzen einen Kopplungsstatus als verbunden feststellt. Andernfalls wird die Variable b auf falsch gesetzt. The variable b is set to true if the method for determining the coupling statuses determines a coupling status as being connected based on the speed differences. Otherwise, the variable b is set to false.

Die Variable o hat die Bedeutung, dass der Kopplungszustand gültig als offen festgestellt ist, die Variable vo hat die Bedeutung, dass der Kopplungszustand vorläufig als offen festgestellt ist. The variable o has the meaning that the coupling state is validly determined to be open, the variable vo has the meaning that the coupling state is provisionally determined to be open.

Die Variable vg hat die Bedeutung, dass der Kopplungsstatus vorläufig als geschlossen festgestellt ist, die Variable g hat die Bedeutung, dass der Kopplungszustand gültig geschlossen festgestellt ist. The variable vg has the meaning that the coupling status is provisionally determined to be closed, the variable g has the meaning that the coupling state is found valid closed.

Die Variable vg wird gesetzt, falls die Variable a wahr ist, andernfalls wird die Variable o gesetzt. Die Variable g wird gesetzt, falls die Variable b wahr ist, andernfalls wird die Variable vo gesetzt. Ist die Variable vg gesetzt und zusätzlich die Variable b, so wird die Variable g gesetzt. Ist die Variable vo gesetzt und zusätzlich die Variable a nicht gesetzt, so wird die Variable o gesetzt. Ferner wird bei gesetzter Variabler o die Variable g gesetzt, falls die Variable b gesetzt ist. Andere Implementierungen sind möglich. The variable vg is set if the variable a is true, otherwise the variable o is set. The variable g is set if the variable b is true, otherwise the variable vo is set. If the variable vg is set and additionally the variable b, the variable g is set. If the variable vo is set and in addition the variable a is not set, the variable o is set. Furthermore, if variable o is set, variable g is set if variable b is set. Other implementations are possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Teil eines Fahrzeuges Part of a vehicle
3 3
Verbrennungskraftmaschine Internal combustion engine
5 5
Kupplung clutch
7 7
Getriebe transmission
9 9
Antriebsrad drive wheel
11 11
Motorsteuergerät Engine control unit
13 13
Kurbelwelle crankshaft
15 15
Getriebe-Eingangs-Welle Transmission input shaft
17 17
Kolbenstangen piston rods
19 19
Sensor sensor
21 21
Messsignal measuring signal
23 23
Getriebe-Ausgangs-Welle Transmission output shaft
25 25
Motorschwungscheibe Flywheel
27 27
Kupplungsscheibe clutch disc
29 29
Druckscheibe thrust washer
31 31
Kupplungshebel clutch lever
33 33
Membranfeder diaphragm spring
35 35
Verfahren method
37, 41, 43 47, 4937, 41, 43 47, 49
Verfahrensschritte  steps
39 39
Abfrage query
45 45
Geschwindigkeitssignal speed signal
51 51
Ausgangssignal output
53, 69, 77, 89 53, 69, 77, 89
Abszisse abscissa
55, 71, 79, 8155, 71, 79, 81
Ordinate  ordinate
57, 61, 73, 7557, 61, 73, 75
Kurven  curves
81, 83, 85, 8781, 83, 85, 87
Kurven  curves
93, 95, 97, 9993, 95, 97, 99
Kurven  curves
57, 59, 61, 6357, 59, 61, 63
Kurven  curves
65, 67, 68, 70, 88, 9065, 67, 68, 70, 88, 90
Zeitpunkte  timings
101, 103, 109, 111101, 103, 109, 111
Blöcke  blocks
105, 107105, 107
Schwellwert  threshold
113, 115, 117, 119, 121, 123113, 115, 117, 119, 121, 123
Schemablöcke  scheme blocks
a, b, o, vo, vg, ga, b, o, vo, vg, g
Variablen des Motorsteuergeräts  Variables of the engine control unit

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Verfahren zum Ermitteln eines Kopplungsstatus einer Kupplung (5), die eingangsseitig mit einer Kurbelwelle (13) eines Antriebsstrangs einer Verbrennungskraftmaschine (3) und ausgangsseitig mit einer Getriebeeingangswelle (15) eines Getriebes (7) des Antriebsstrangs gekoppelt ist, im Kopplungsstatus verbunden oder gelöst, wobei das Verfahren aufweist: Bestimmen einer tatsächlichen Drehzahl (n, 21) der Verbrennungskraftmaschine (3); Durchführen, für jedes mögliche Übersetzungsverhältnis des Getriebes (7) der Schritte: Berechnen einer bei Kopplungsstatus verbunden erwarteten Drehzahl (nModell,i.Gang) der Verbrennungskraftmaschine zumindest basierend auf einem Geschwindigkeitssignal (45) und dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis; Berechnen einer dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis zugeordneten Differenz (95, nDif,i.Gang) aus der tatsächlichen Drehzahl und der erwarteten Drehzahl; wobei das Verfahren ferner aufweist: Bestimmen einer Drehzahldifferenzschwelle (99) in Abhängigkeit eines zeitlichen Gradienten eines Drehmoments des Antriebsstranges (97, MMK, mKM); Feststellen eines Kopplungsstatus verbunden, falls ein Minimum der berechneten Differenzen kleiner ist als die Drehzahldifferenzschwelle (99), wobei die Drehzahldifferenzschwelle kontinuierlich aktualisiert wird. Method for determining a coupling status of a coupling ( 5 ), the input side with a crankshaft ( 13 ) of a drive train of an internal combustion engine ( 3 ) and the output side with a transmission input shaft ( 15 ) of a transmission ( 7 ) of the powertrain is connected or released in the coupling state, the method comprising: determining an actual rotational speed (n, 21 ) of the internal combustion engine ( 3 ); Performing, for each possible gear ratio of the transmission ( 7 ) The steps of: calculating an expected coupled at coupling status speed (n model i.Gang) of the internal combustion engine at least based (on a speed signal 45 ) and the respective gear ratio; Calculating a difference associated with the respective gear ratio ( 95 , n Dif, i.Gang ) from the actual speed and the expected speed; the method further comprising: determining a speed difference threshold ( 99 ) as a function of a time gradient of a torque of the drive train ( 97 , MMK, mKM); Detecting a coupling status if a minimum of the calculated differences is less than the speed difference threshold ( 99 ), wherein the speed difference threshold is continuously updated. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Drehzahldifferenzschwelle (99) für einen steigenden Absolutbetrag des zeitlichen Gradienten des Drehmoments (97, MMK, mKM) des Antriebsstranges angehoben wird. Method according to claim 1, wherein the speed difference threshold ( 99 ) for an increasing absolute value of the temporal gradient of the torque ( 97 , MMK, mKM) of the drive train is raised. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Drehzahldifferenzschwelle (99) sprunghaft erhöht wird, falls ein Betrag des zeitlichen Gradienten des Drehmoments (97, MMK, mKM) des Antriebsstranges eine Gradientenschwelle übersteigt und/oder wobei für eine Zeitspanne das Feststellen des Kopplungsstatus basierend auf den berechneten Differenzen und der Drehzahldifferenzschwelle (99) ausgesetzt wird und stattdessen der Kopplungsstatus als der vorherig festgestellte Kopplungsstatus festgestellt wird. Method according to claim 1 or 2, wherein the speed difference threshold ( 99 ) is increased abruptly if an amount of the temporal gradient of the torque ( 97 , MMK, mKM) of the drive train exceeds a gradient threshold and / or wherein, for a period of time, the determination of the coupling status based on the calculated differences and the speed difference threshold ( 99 ), and instead the coupling status is determined as the previously determined coupling status. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Differenzen (95, nDif,i.Gang) vor Bestimmung des Minimums entprellt bzw. Tiefpass-gefiltert werden und wobei die Drehzahldifferenzschwelle Tiefpass-gefiltert bzw. mit gegenüber der Erhöhung geringerem Betrag einer zeitlichen Änderung verkleinert wird, wenn der Betrag des zeitlichen Gradienten unter die Gradientenschwelle abfällt. Method according to one of the preceding claims, wherein the differences ( 95 , n Dif, i.Gang ) are debounced before the minimum is determined and the speed difference threshold is low-pass filtered or reduced with respect to increasing the lesser amount of a time change as the amount of the time gradient falls below the gradient threshold , Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Geschwindigkeitssignal (45) indikativ für eine Fahrzeuggeschwindigkeit eines die Kupplung umfassenden Fahrzeugs ist und wobei das Berechnen der bei Kopplungsstatus verbunden erwarteten Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine ferner basierend auf einer Raddimension (D) eines Rades (9) des Fahrzeuges erfolgt. Method according to one of the preceding claims, wherein the speed signal ( 45 ) is indicative of a vehicle speed of a vehicle including the clutch, and wherein calculating the expected speed of the internal combustion engine associated with coupling statuses further based on a wheel dimension (D) of a wheel ( 9 ) of the vehicle takes place. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Drehmoment des Antriebsstranges ein antriebsbedingtes, eingangsseitig an der Kupplung anliegendes Drehmoments (MMK) umfasst, wobei das Bestimmen des antriebsbedingten, eingangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoments (MMK) zumindest ein Bestimmen einer Kraftstoffmenge umfasst, welche der Verbrennungskraftmaschine (3) zugeführt wird. Method according to one of the preceding claims, wherein the torque of the drive train comprises a drive-dependent, on the input side of the clutch applied torque (MMK), wherein the determining of the drive-related, on the input side of the clutch torque (MMK) comprises at least one determination of an amount of fuel, which Internal combustion engine ( 3 ) is supplied. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Bestimmen eines ausgangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoments (mKM) basierend auf einem trägheitsbedingten, eingangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoment und dem antriebsbedingten, eingangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoment (MMK), wobei das Drehmoment des Antriebsstranges ferner das bestimmte ausgangsseitig an der Kupplung anliegende Drehmoment (mKM) umfasst.  The method of any one of the preceding claims, further comprising: Determining a torque applied on the output side to the clutch based on an inertia-related torque applied on the input side to the clutch and the drive-related torque applied to the clutch on the input side (MMK), wherein the torque of the drive train further comprises the specific output side of the clutch torque applied (mKM). Verfahren gemäß dem der vorangehenden Anspruch, wobei ein Schließen auf einen Kopplungsstatus verbunden erfolgt, falls ein Minimum der berechneten nicht entprellten Differenzen kleiner ist als die Drehzahldifferenzschwelle und das bestimmte ausgangsseitig an der Kupplung anliegende Drehmoment größer als eine Drehmomentschwelle ist.  A method according to any one of the preceding claims, wherein closing occurs associated with a coupling status if a minimum of the calculated unbalanced differences is less than the speed difference threshold and the particular torque applied to the clutch side is greater than a torque threshold. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das Verfahren ferner umfasst: Bestimmen einer zeitlichen Änderung eines Betrages des bestimmten ausgangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoments (mKM); und Feststellen eines Kopplungsstatus gelöst, falls die zeitliche Änderung des Betrages des bestimmten ausgangsseitig an der Kupplung anliegenden Drehmoments (mKM) kleiner ist als eine weitere Gradientenschwelle, welche kleiner als Null ist. The method of claim 7 or 8, wherein the method further comprises: determining a change over time of an amount of the particular output torque applied to the clutch (mKM); and determining a coupling status, if the change with time of the amount of the specific torque applied to the clutch on the output side (mKM) is less than a further gradient threshold which is less than zero. Motorsteuergerät (11), welches ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen oder zu steuern. Engine control unit ( 11 ) configured to execute or control a method according to any one of the preceding claims.
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