DE102016124811A1 - Method for controlling a multi-plate friction clutch - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Mehrplatten-Reibkupplung, welche in einem automatisierten Kupplungssystem (1) von einer hydrostatischen Aktorik (3) angetrieben wird, wobei ein die Mehrplatten-Reibkupplung (9, 12) nachbildendes regelungstechnisches Modell (19) Parameter der Mehrplatten-Reibkupplung (9, 12) adaptiert, wobei ein innerer Freiheitsgrad (a) berücksichtigt wird. Bei einem Verfahren, bei welchem Fehladaptionen des Tastpunktes aufgrund von Druckkennlinien-deformationen unterbunden werden, wird der innere Modell-Freiheitsgrad (a) auf einen Steifigkeitsparameter der Mehrplatten-Reibkupplung (9, 10) angewendet, wobei der innere Modell-Freiheitsgrad (a) in Abhängigkeit von einem im automatisierten Kupplungssystem (1) ermittelten Fehler (Δp, ΔT) variabel eingestellt wird.The invention relates to a method for controlling a multi-plate friction clutch, which in an automated clutch system (1) by a hydrostatic actuator (3) is driven, wherein a multi-plate friction clutch (9, 12) replicating control engineering model (19) parameters of the multi-plates -Reibkupplung (9, 12) adapted, taking into account an inner degree of freedom (a). In a method in which misadaptations of the touch point due to pressure characteristic deformations are inhibited, the inner model degree of freedom (a) is applied to a rigidity parameter of the multi-plate friction clutch (9, 10), wherein the inner model degree of freedom (a) in (a) Dependence on a in the automated clutch system (1) detected error (.DELTA.p, .DELTA.T) is set variably.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Mehrplatten-Reibkupplung, welche in einem automatisierten Kupplungssystem von einer hydrostatischen Aktorik angetrieben wird, wobei ein die Mehrplatten-Reibkupplung nachbildendes regelungstechnisches Modell Parameter der Mehrplatten-Reibkupplung adaptiert, wobei ein innerer Freiheitsgrad berücksichtigt wird.The invention relates to a method for controlling a multi-plate friction clutch, which is driven in an automated clutch system by a hydrostatic actuator, wherein a multi-plate friction clutch modeling control engineering model adapted parameters of the multi-plate friction clutch, wherein an inner degree of freedom is taken into account.
In automatisierten Kupplungssystemen mit hydrostatischer Aktorik ist über ein abgeschätztes Kupplungsmoment hinaus ein Druck im hydraulischen System als direkte Messgröße ein wichtiger Informationsgeber, der die Momentengenauigkeit deutlich steigern kann. Bei direkt betätigten Kupplungen wird ein Druck bzw. eine abgeschätzte Klemmdruck- oder Klemmkraftkennlinie dazu benutzt, das Kupplungsmoment direkt über einen Reibfaktor zu bestimmen. Unter einer direkt betätigten Kupplung wird eine Kupplung verstanden, bei der auf einen Hebelgeber, der zur Änderung eines Übersetzungsverhältnisses der Kupplung vorgeschaltet ist, verzichtet wird.In automated clutch systems with hydrostatic actuators, beyond an estimated clutch torque, a pressure in the hydraulic system as a direct measured variable is an important information transmitter, which can significantly increase the torque accuracy. In directly actuated clutches, a pressure or an estimated clamping pressure or clamping force characteristic is used to determine the clutch torque directly via a friction factor. A directly actuated clutch is understood to be a clutch in which a lever transmitter, which is connected upstream of a transmission ratio of the clutch, is dispensed with.
Aus der
Aus der
Bei den beschriebenen Lösungen wird immer davon ausgegangen, dass alle schnellen Veränderungen von einer Tastpunkt- bzw. Kennlinienverschiebung herrühren und das Kupplungsmoment proportional zur abgeschätzten Klemmkraft ist. Dies ist aber bei Mehrplatten-Reibkupplungen, welche mehrere Reibsegmente aufweisen, egal ob diese nass oder trocken sind, nicht der Fall. Durch Reibstellen zwischen einzelnen als Plattenträger ausgebildeten Reibsegmenten lassen sich diese Reibsegmente nicht kraftlos weiter verschieben und führen zu Druckabweichungen gegenüber einer nominellen Druckkennlinie ohne Momententransfer. Da diese Druckabweichung über Vibrationen bzw. einen Zug-Schub-Wechsel des Kraftfahrzeuges abfallen können, lassen sich diese Druckabweichungen weder vorhersagen noch sind diese konstant, was zu unvorhergesehenen Verschiebungen des Tastpunktes der Mehrplatten-Reibkupplung führt.In the described solutions, it is always assumed that all rapid changes result from a touch point or characteristic shift and the clutch torque is proportional to the estimated clamping force. However, this is not the case with multi-plate friction clutches having multiple friction segments, whether wet or dry. By rubbing between each formed as a plate carrier friction segments, these friction segments can not move powerless and lead to pressure deviations from a nominal pressure curve without torque transfer. Since these pressure deviations can fall off via vibrations or a train-thrust change of the motor vehicle, these pressure deviations can neither be predicted nor are they constant, which leads to unforeseen displacements of the touch point of the multi-plate friction clutch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Mehrplatten-Reibkupplung anzugeben, bei welchem Fehladaptionen des Tastpunktes aufgrund von Druckkennlinien-Deformationen unterbunden werden.The invention has for its object to provide a method for driving a multi-plate friction clutch, in which Fehladaptionen the touch point due to pressure characteristic deformations are suppressed.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein innerer Modell-Freiheitsgrad auf einen Steifigkeitsparameter der Mehrplatten-Reibkupplung angewendet wird, wobei der innere Modell-Freiheitsgrad in Abhängigkeit von einem im automatisierten Kupplungssystem ermittelten Fehler variabel eingestellt wird. Der neu eingeführte innere Modell-Freiheitsgrad wird unabhängig vom Tastpunkt angepasst, anstatt eine gemessene Druckdiskrepanz bei der Adaption des Tastpunktes zu berücksichtigen. Dadurch werden Fehladaptionen des Tastpunktes unterbunden und die Adaptionsperformance des Tastpunktes verbessert.According to the invention, the object is achieved in that an inner model degree of freedom is applied to a rigidity parameter of the multi-plate friction clutch, wherein the inner model degree of freedom is set variably in dependence on an error determined in the automated clutch system. The newly introduced inner model degree of freedom is adjusted independently of the touch point, instead of taking into account a measured pressure discrepancy in the adaptation of the touch point. This prevents false adaptations of the touch point and improves the adaptation performance of the touch point.
Vorteilhafterweise wird zur Korrektur des ermittelten Fehlers je eine Änderungsanforderung des inneren Modell-Freiheitsgrades und/oder eines Tastpunktes der Mehrplatten-Reibkupplung mittels einer Entscheidungsmatrix bestimmt, wobei Änderungsanforderungen zur Adaption des inneren Modell-Freiheitsgrades und/oder des Tastpunktes von der Entscheidungsmatrix an das Modell ausgegeben werden. Dabei werden sowohl die Adaption des Tastpunktes als auch die Veränderung des inneren Modell-Freiheitsgrades durch das Modell unabhängig voneinander bestimmt, so dass eine Anpassung der Steifigkeit des gemessenen Drucksignales und des durch das Modell bestimmten Drucksignales an eine nominale Klemmdruck-Kennlinie einfach erfolgen kann.Advantageously, a change request of the inner model degree of freedom and / or a touch point of the multi-plate friction clutch is determined by means of a decision matrix for correction of the detected error, wherein change requests for adapting the inner model degree of freedom and / or the touch point output from the decision matrix to the model become. In this case, both the adaptation of the touch point and the change of the inner model degree of freedom are determined by the model independently, so that an adjustment of the stiffness of the measured pressure signal and the determined by the model pressure signal to a nominal clamping pressure characteristic can be easily done.
In einer Ausgestaltung wird der Fehler aus einem Vergleich eines im realen Kupplungssystem gemessenen Druckes mit einem durch das Modell berechneten Druck und/oder aus einem Vergleich eines durch das reale Kupplungssystem tatsächlich übertragenen Momentes mit einem von dem Modell errechneten zu übertragenden Moment ermittelt. Bei Betrachtung der Abweichungen des Druckes als auch der Abweichung des Momentes lässt sich durch die Entscheidungsmatrix zuverlässig einschätzen, welche Ursache dem detektierten Fehler zugrunde liegt. Durch die unabhängige Adaption des Tastpunktes und des inneren Modell-Freiheitsgrades lassen sich die durch Reibstellen in der Mehrplatten-Reibkupplung verursachten Kräfte durch die Anpassung des inneren Modell-Freiheitsgrades kompensieren. In one embodiment, the error is determined from a comparison of a pressure measured in the real clutch system with a pressure calculated by the model and / or from a comparison of a torque actually transmitted by the real clutch system with a torque to be transmitted calculated by the model. When considering the deviations of the pressure as well as the deviation of the moment, the decision matrix can reliably estimate which cause underlies the detected error. Due to the independent adaptation of the touch point and the inner model degree of freedom caused by friction points in the multi-plate friction clutch forces can be compensated by adjusting the inner model degree of freedom.
In einer Variante ist das regeltechnische Modell Bestandteil eines regelungstechnischen Beobachters, welcher parallel zum realen Kupplungssystem betrieben wird. Durch den regelungstechnischen Beobachter lässt sich das reale Kupplungssystem einfach kontrollieren, insbesondere dann wenn das Modell die reale Mehrplatten-Reibkupplung nachbildet. Mit Hilfe des regelungstechnischen Beobachters wird die Fehlerbestimmung des realen Kupplungssystems vereinfacht.In one variant, the control technical model is part of a control-technical observer, which is operated parallel to the real coupling system. By the control-technical observer, the real clutch system can be easily controlled, especially if the model simulates the real multi-plate friction clutch. With the help of the control-technical observer, the error determination of the real coupling system is simplified.
In einer Weiterbildung wird der innere Modell-Freiheitsgrad in einem Bereich zwischen 0 und einem Maximalwert verändert. Durch diesen begrenzten Bereich lassen sich die Auswirkungen der durch den Beobachter zügig bestimmten Änderungen des inneren Modell-Freiheitsgrades überschaubar zur Fehlerregulierung des realen Kupplungssystems einsetzen.In a development, the inner model degree of freedom is changed in a range between 0 and a maximum value. This limited range allows the effects of the changes in the inner model degree of freedom, which the observer swiftly determines, to be clearly used for error regulation of the real coupling system.
In einer Variante ist der Maximalwert abhängig von dem Kupplungssystem und wird im Betrieb des Kupplungssystems über eine Statistik adaptiert. Mittels einer solchen eher langsamen Anpassung des Maximalwertes werden Veränderungen über die Lebensdauer abgebildet.In one variant, the maximum value depends on the coupling system and is adapted during operation of the coupling system via a statistic. By means of such a rather slow adaptation of the maximum value, changes over the lifetime are mapped.
In einer Ausgestaltung wird bei einer während des Druckvergleiches ermittelten Druckdifferenz von >0 und einer während des Kupplungsmomentenvergleiches ermittelten Momentendifferenz ≥0 der innere Modell-Freiheitsgrad konstant gehalten und der Tastpunkt reduziert. Da sich hier die Änderungen der Druckdifferenz und der Momentendifferenz in die gleiche Richtung bewegen, kann davon ausgegangen werden, dass eine Tastpunktverschiebung die Ursache für den detektierten Fehler ist.In one embodiment, the internal model degree of freedom is kept constant and the touch point is reduced at a determined during the pressure comparison pressure difference of> 0 and a determined during the clutch torque comparison torque difference ≥0. Since the changes in the pressure difference and the torque difference move in the same direction, it can be assumed that a touch point shift is the cause of the detected error.
In einer Alternative wird bei einer während des Druckvergleiches ermittelten Druckdifferenz >0 und einer während des Kupplungsmomentvergleich ermittelten Momentendifferenz <0 der innere Modell-Freiheitsgrad bis zum Maximalwert erhöht und der Tastpunkt reduziert, wenn der innere Modell-Freiheitsgrad dem Maximalwert entspricht. Die entgegengesetzte Richtung der Veränderung von Druckdifferenz und Momentendifferenz lässt dabei auf das Vorhandensein von Reibstellen zwischen einzelnen Reibsegmenten der Mehrplatten-Reibkupplung schließen, weshalb der innere Modell-Freiheitsgrad durch das Modell korrigiert wird.In an alternative, at a pressure difference> 0 determined during the pressure comparison and a torque difference <0 determined during the clutch torque comparison, the inner model degree of freedom is increased up to the maximum value and the touch point is reduced if the inner model degree of freedom corresponds to the maximum value. The opposite direction of the change of pressure difference and torque difference can close the presence of friction points between individual friction segments of the multi-plate friction clutch, which is why the inner model degree of freedom is corrected by the model.
In einer weiteren Alternative wird bei einer während des Druckvergleiches ermittelten Druckdifferenz <0 und einer während des Kupplungsmomentvergleiches ermittelten Momentendifferenz von >0 der innere Modell-Freiheitsgrad auf 0 reduziert und der Tastpunkt erhöht, wenn der innere Modell-Freiheitsgrad 0 erreicht hat. Auch hier ändern sich die Druckdifferenz und die Momentendifferenz in entgegengesetzte Richtungen, weswegen auf ein Auftreten von Reibstellen in der Mehrplatten-Reibkupplung geschlossen wird, und der innere Modell-Freiheitsgrad angepasst wird.In a further alternative, at a pressure difference <0 determined during the pressure comparison and a torque difference of> 0 determined during the clutch torque comparison, the inner model degree of freedom is reduced to 0 and the touch point is increased when the inner model degree of freedom has reached zero. Again, the pressure difference and the moment difference change in opposite directions, which is why an occurrence of friction points in the multi-plate friction clutch is concluded, and the inner model degree of freedom is adjusted.
Alternativ wird bei einer während des Druckvergleiches ermittelten Druckdifferenz von <0 und einer während des Kupplungsmomentenvergleiches ermittelten Momentendifferenz von ≤0 der innere Modell-Freiheitsgrad konstant gehalten und der Tastpunkt erhöht. Da sich hier die Änderungen der Druckdifferenz und der Momentendifferenz in die gleiche Richtung bewegen, kann davon ausgegangen werden, dass eine Tastpunktverschiebung die Ursache für den ermittelten Fehler ist.Alternatively, with a pressure difference of <0 determined during the pressure comparison and a torque difference of ≦ 0 determined during the clutch torque comparison, the inner model degree of freedom is kept constant and the touch point is increased. Since the changes in the pressure difference and the torque difference move in the same direction, it can be assumed that a touch point shift is the cause of the detected error.
Auch für die Fälle, für welche der Momentenfehler nicht eindeutig zu bestimmen ist, wird eine Handlungsanleitung für das Modell gegeben, obwohl der Ursprung des Fehlers unklar ist.Also for the cases for which the torque error can not be determined unambiguously, an action manual for the model is given, although the origin of the error is unclear.
Vorteilhafterweise wird der innere Modell-Freiheitsgrad vorgesteuert.Advantageously, the inner model degree of freedom is precontrolled.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.The invention allows numerous embodiments. One of them will be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawing.
Es zeigen:
-
1 einen schematischen Aufbau eines hydraulischen Kupplungssystems, -
2 ein Ausführungsbeispiel einer Mehrplatten-Reibungskupplung, -
3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, -
4 ein Ausführungsbeispiel einer Druck-Weg-Kennlinie des Kupplungsaktors, -
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Druckwegkennlinie des Kupplungsaktors mit berücksichtigter Hysterese.
-
1 a schematic structure of a hydraulic coupling system, -
2 an embodiment of a multi-plate friction clutch, -
3 an embodiment of the method according to the invention, -
4 an embodiment of a pressure-displacement characteristic of the clutch actuator, -
5 a further embodiment of the pressure path characteristic of the clutch actuator with considered hysteresis.
In
Das hydraulische Kupplungssystem
Der Druck p wird in dem Geberzylinder
Eine Mehrplatten-Reibkupplung
Bei einer solchen Mehrplatten-Reibkupplung
Zur Korrektur der mechanischen Reibstellen der Mehrplatten-Reibkupplung
Die Anpassung des inneren Modell-Freiheitsgrades
Haben sich die Verhältnisse umgekehrt und wird eine Druckdifferenz Δp <0 gemessen, so wird bei einer Momentendifferenz von ΔT ≤0 der Tastpunkt
Bei dieser Softwarekorrektur wird davon ausgegangen, dass sich die Druckkennlinie Kp im Klemmbereich gegenüber einer nominellen reibungsfreien Kennlinie Kn durch eine veränderte variable Steigung darstellen lässt, welche eine Steifigkeit des Kupplungssystems
Um den Tastpunkt
Der beschriebene adaptive Ansatz kann durch eine Vorsteuerung erweitert werden. Allgemein wird davon ausgegangen, dass bei einer geöffneten Mehrplatten-Reibkupplung
Des Weiteren hängt der Verspannungszustand der Mehrplatten-Reibkupplung
In dem Fall, dass die Druckdifferenz Δp >0 ist, die Momentendifferenz aber <0 ist, kann es vorkommen, dass der Maximalwert
Bei einer Fahrt des Fahrzeuges mit konstanter geschlossener Kupplung werden sich die Verspannungen der Mehrplatten-Reibkupplung
Durch die korrekte Abbildung bzw. Zuordnung des Druck- bzw. Kupplungsmomentenfehlers können Adaptionsgeschwindigkeiten für den Tastpunkt
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Hydraulisches KupplungssystemHydraulic coupling system
- 22
- Steuergerätcontrol unit
- 33
- Kupplungsaktorclutch actuator
- 44
- Kolbenpiston
- 55
- GeberzylinderMaster cylinder
- 66
- Hydraulikflüssigkeithydraulic fluid
- 77
- Hydraulikleitunghydraulic line
- 8 8th
- Nehmerzylinderslave cylinder
- 99
- Mehrplatten-ReibkupplungMulti-plate friction clutch
- 1010
- DruckmesseinrichtungPressure measuring device
- 1111
- Wegsensordisplacement sensor
- 1212
- Mehrplatten-ReibkupplungMulti-plate friction clutch
- 1313
- AußenlamellenträgerExternal disk carrier
- 1414
- InnenlamellenträgerInner disk carrier
- 1515
- InnenlamellenträgerInner disk carrier
- 1616
- Reibsegmentfriction segment
- 1717
- Kupplungsdeckelclutch cover
- 1818
- Beobachterobserver
- 1919
- Modellmodel
- 2020
- Entscheidungsmatrixdecision matrix
- 2121
- Summierungspunktsumming
- aa
- innerer Modell-Freiheitsgradinner model degree of freedom
- amax a max
- Maximalwertmaximum value
- TPTP
- Tastpunkttouch point
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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2016
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