CN103477107B - 用于离合器参数适配的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于机动车中的一个双离合器变速箱系统的一个离合器的参数适配的方法，该双离合器变速箱系统具有一个带有压力传感器的流体静力式离合器致动器。

Description

用于离合器参数适配的方法
技术领域
本发明涉及一个具有根据权利要求1的前序部分的特征的方法。
背景技术
通过本发明尤其将说明设有流体静力式离合器致动器的双离合器变速箱的一个离合器的参数的适配。流体静力式离合器系统被作成设有一个离合器致动器，该离合器致动器具有一个压力传感器，这例如被表示在DE 102010 047 800 A1及DE 10 2010 047 801 A1的图1中。该离合器致动器涉及一种所谓的流体静力式离合器致动器HCA（Hydrostatic ClutchActuator）。对于这样一种流体静力式致动器应理解为具有一个流体静力传动区段、例如一个带有液压流体的压力导管的致动器。该压力导管中的压力通过压力传感器来检测。如果通过该流体静力式致动器要使一个与它连接的部件运动，则使传动区段或压力导管中的液压流体运动，该运动例如通过一个发送缸中的活塞来引起，该发送缸使通过液压流体耦合的接收缸中的活塞运动。如果该部件保持其位置，则传动区段中的液压流体静止，以致出现液压流体的流体静力状态，此状态使该致动器得到其名称。
通常–如DE 10 2010 012 756 A1中所述的–双离合器变速箱的投入运行是昂贵的并要借助转矩信号来实现。作为完全投入运行的先决条件通常为一个变速箱试验台或滚动试验台，由此形成高成本。此外对外部转矩信号的精确度存有依赖性。
可由离合器传递的转矩尤其取决于行程-夹持力特性曲线。这种行程-夹持力特性曲线如何在投入运行时可借助压力传感器信号来学习，例如被描述在德国专利申请DE 10 2011 081 195中。
行程-夹持力特性曲线的模型化以一个简单的标称行程-力特性曲线为基础，该标称行程的特性在于以下参数：
-检测点：离合器位置，在该离合器位置上可传递小转矩或其力的等效值；
-刚度：比例系数，借助它可改变行程-夹持力特性曲线的斜率；
-形状系数：比例系数，借助它们可改变检测点以上的行程支持点上的力值；
-板簧力预负荷：离合器打开情况下的板簧力（但液压路段中的放气孔关闭）。
在传送带终端上这些适配参数的确定就能在首次使用时实现高的转矩精确度及由此实现高的行驶舒适性。为了在使用寿命期间能将其保持，上述适配参数也将在行驶运行期间通过算法对两个离合器进行适配。
位置-压力特性曲线与行程-压力特性曲线这两个概念及位置-力特性曲线与行程-力特性曲线这两个概念在本文的范围内同义地使用。行程或位置的概念涉及致动器行程，使离合器运动的致动器部件–例如发送缸中的活塞沿着该致动器行程运动。
然而上述的德国专利申请DE 10 2011 081 195未足够精确地描述对上述适配参数的学习过程。此外还存在其它的、在德国专利申请DE 10 2011081 195.8中未描述其学习过程的适配参数。
所有的离合器参数必需在传送带终端（机动车或实验台）上投入运行期间或在维护时尽可能好地确定，由此可将它们存储在EEprom存储器中以用于行驶运行中的继续使用。
发明内容
因此本发明的任务在于给出用于双离合器变速箱的离合器参数的适配的方法，该方法在使用中成本上有利，并尤其是不用变速箱试验台或滚动试验台也行。
该任务将通过具有根据权利要求1的特征的方法来解决。
根据本发明提出一种用于机动车中双离合器变速箱系统的离合器的参数适配的方法，该双离合器变速箱系统具有一个带有压力传感器的流体静力式离合器致动器，根据本发明为此提出进行以下的步骤：
-闭合和/或打开离合器；
-在闭合和/或打开离合器期间借助压力传感器及离合器位置检测压力变化曲线；
-由该压力变化曲线对于离合器确定参数的适配；及
-在接着的离合器运行中使用该适配的参数。
借助根据本发明的方法不用变速箱试验台也可进行参数适配。
在本发明的一个特别优选实施形式中规定：在双离合器变速箱系统首次投入运行和/或双离合器变速箱系统再投入运行时和/或在机动车投入运行时和/或机动车停车时尤其在空转中和/或在机动车行驶运行期间进行参数的适配，其中参数为“基本压力滞后”，“压力-压力滞后”，“检测点”，“刚度”，“形状系数”，“板簧力预负荷”。
在本发明的另一优选实施形式中规定：使离合器直至一个压力的预定阈值进行闭合运动并接着重新进行完全的打开运动和/或使离合器直至一个压力的预定阈值进行打开运动并接着重新进行完全的闭合运动。
在本发明的另一优选实施形式中规定：由检测的压力变化曲线求得离合器的一个行程-压力特性曲线；及由求得的行程-压力特性曲线确定离合器的行程-接合力特性曲线；及在其中离合器工作在空气隙的区域中并还未传递转矩的行程-接合力特性曲线的位置区域中用一个直线进行近似，该直线为一个行程-板簧力特性曲线，其中由行程-板簧力特性曲线求得参数“板簧力预负荷”为直线在一个位置上的函数值，在该位置上离合器完全打开及不传递转矩及接收缸中的活塞在离合器闭合的方向上驶过放气孔，以致不存在压力介质到均衡容器的连接。
在本发明的另一优选实施形式中规定：由检测的压力变化曲线在预给定的位置支持点上求得一个对于离合器闭合的行程-压力特性曲线及一个对于离合器打开的行程-压力特性曲线，在这些位置支持点上存在行程-压力值对；及由在位置支持点上对于离合器闭合的行程-压力特性曲线与对于离合器打开的行程-压力特性曲线的差作为平均值求得“基本压力滞后”，这些位置支持点位于一个位置区域中，在该位置区域中行程-压力特性曲线具有的梯度小于一个预给定的最小梯度阈值。
在本发明的另一优选实施形式中规定：参数“压力-压力滞后”作为在离合器闭合方向上最大致动器位置时的对于离合器闭合的行程-压力特性曲线的值与对于离合器打开的行程-压力特性曲线的值的差值来求得。
在本发明的另一优选实施形式中规定：离合器的夹持力特性曲线通过由求得的离合器的行程-接合力特性曲线减求得的行程-板簧力特性曲线来确定。
在本发明的另一优选实施形式中规定：对于一个预给定的检测点力通过求得的夹持力特性曲线的内插求得参数“检测点位置”，其中当预给定一个检测点转矩时则换算成一个与其对应的力。
在本发明的另一优选实施形式中规定：使离合器的夹持力特性曲线这样地在位置方向上移动，以使表征检测点的位置轴上的预给定位置相应于求得的参数“检测点位置”及其中在其上存在行程-压力值对的及在离合器闭合方向上位于检测点位置上面的位置支持点上各通过两个力值来求商，其中一个力总是作为求得的夹持力特性曲线的内插值来求得及第二力总是作为移动的夹持力特性曲线的内插值来求得及其中各商值为参数“暂时形状系数”。
在本发明的另一优选实施形式中规定：参数“刚度”作为求得的参数“暂时形状系数”的平均值来求得。
在本发明的另一优选实施形式中规定：参数“最后的形状系数”由参数“暂时形状系数”减去参数“刚度”来求得。
在本发明的另一优选实施形式中规定：在确定参数时附加地考虑一个比例系数。
在本发明的另一优选实施形式中规定：在离合器投入运行期间或在离合器接着的运行中借助转矩信号来检测离合器夹持力与由离合器传递的转矩之间的关系。
本发明的其它优点及有利构型为以下附图及其说明的主题。
附图说明
图1：一个流体静力式离合器致动器的概要结构，
图2：行程-压力特性曲线，
图3：模型化：具有压力滞后的行程-压力曲线，
图4：压力滞后的适配参数的识别，
图5：夹持力特性曲线的求得。
具体实施方式
图1中概要地表示一个作为现有技术所公知的、概示的液压流体静力式离合器致动器（HCA）的例子的液压离合器系统1的结构。该概图仅表示用于操作一个双离合器变速箱的两个离合器之一的结构，第二离合器的操作类似地进行。液压离合器系统1在发送侧15包括一个控制一个致动器3的控制装置2。当致动器3及缸4中的活塞19的位置沿致动器行程向右改变时缸4的容积产生改变，由此在缸4中建立了一个压力P，该压力通过压力介质7由一个液压导管9传送到液压离合器系统1的接收侧16。液压导管9在其长度及形状上适配于机动车的结构空间状况。在接收侧16处压力介质7的压力P在缸4，中引起一个行程改变，该行程改变传递到离合器8上以操作该离合器。液压离合器系统1的发送侧15上的缸4中的压力P可借助一个第一传感器5来测定。该第一传感器5优选地涉及一个压力传感器。由致动器3沿致动器路径移动的行程段借助一个第二传感器6来测定。
在离合器的一次闭合/打开期间以适当的方式接收测量数据，借助这些测量数据并通过适当的方法可确定出流体静力式离合器系统的适配参数。该方法如下地进行：
阶段1：
当离合器闭合/打开期间求出行程-压力特性曲线：
出于存储器位置的原因当离合器闭合/打开期间存储一个有限数目（例如20）的行程-压力数值对230，240。为了测定例如可预给定固定的行程值或行程差值。同样地也可考虑预给定固定的压力值或压力差值。但因为行程-压力特性曲线210，220具有强的梯度变化，行程与压力预给定或行程差值一压力差值预给定的组合是有利的。例如当行程改变1mm时或当压力改变1巴时存储一个新的行程-压力值对。因此行程-压力特性曲线210，220通过有限数目的数值对230，240可很好地描绘，如由图2可看出。
对于闭合及打开行程-压力特性曲线230，240被存储致分开的数据组中。
有利的是，不是直接地存储行程信号及压力信号210，而是对其稍加滤波220（例如PT1滤波器）及然后–紧接着上述步骤–存储被滤波的值230，240，亦如由图2可看到的。
阶段2：
对测定的行程-压力特性曲线230，240求值及确定离合器参数：
除了上述的适配参数：检测点，刚度，形状系数及板簧力预负荷外还必需确定其它的适配参数。在实际系统中行程-力特性与致动器运动方向（打开/闭合）相关，因此行程-力特性曲线具有一个滞后现象。通过以下两个因素可得到一个简单的滞后模型：
基本力滞后：描述行程-力特性曲线依赖于致动器运动方向地在力方向上的平行移动。
力-力滞后：行程-力特性曲线依赖于给定力地在力方向上的附加移动。因此在较高的力时产生较大的滞后宽度。
也可在滞后模型中直接使用压力来代替使用力。因此作为适配参数我们得到：基本压力滞后，压力-压力滞后。它们被表示在图3中。
步骤1：压力滞后的确定（见图4）
测量的压力滞后由离合器闭合及打开时的行程-压力特性曲线230，240来得到。由致动器小行程时的各个值通过取平均值可确定出基本压力滞后440，420。由致动器中等及大行程时的各个值通过线性近似可确定压力-压力滞后430。压力-压力滞后450的适配参数相应于最大的致动器位置时的值（见图4）。
在行驶运行中基本压力滞后420与当前的压力-压力滞后430的和得到当前的压力滞后值。在此情况下压力-压力滞后由检测点处的零尤其线性地上升到最大的致动器位置处的压力-压力滞后的适配参数。
步骤2：检测点的确定
根据上述的德国专利申请DE 10 2011 081 195进行夹持力特性曲线530的确定–对此也可参见本文的图5。
夹持力特性曲线530的确定将根据德国专利申请DE 10 2011 081 195如下地进行：
图2中的行程-压力特性曲线210表示一个典型的滞后曲线，该滞后曲线对于夹持力特性曲线530的确定是不理想的。因此在第一步骤中通过一个单值配置、例如一个平均值配置的近似值来近似该行程-压力特性曲线210，以致得到一个平均的压力特性曲线。
在下一步骤中平均的压力特性曲线通过与离合器致动器的接收缸活塞19的面积相乘换算成离合器的接合力FEngage510（图5）。在此情况下明确的是：即使在其中离合器还未传递任何转矩的小的离合器位置区域中也必需施加接合力。该力由弹簧部件–通常为板簧–来产生，这些弹簧部件被设置在离合器中用于离合器盘与压板的可靠分离。为了将转矩传递到离合器上，首先必需使离合器压板抵抗板簧力FLeafspring并相继地运动，以致达到与离合器盘的接触。从该点起才可施加夹持力530及由此在离合器盘与压板之间建立摩擦转矩。
如果使用力传感器来代替压力传感器则作为行程-力特性曲线得到一个与行程-压力特性曲线210所示的曲线变化类似的曲线变化。其它的步骤类似于使用行程-压力特性曲线210的方法。即通过单值的配置来近似得到行程-力特性曲线，例如通过上述的平均值配置近似方法，以致得到类似图5的曲线变化、即作为离合器位置550的函数的离合器接合力FEngage510。以此方式既使用压力传感器又使用力传感器得到了作为离合器位置550的函数的离合器接合力FEngage。这两种情况中的其它方法步骤可相同地进行。所使用的力传感器例如被组合在离合器致动器中，或位于离合器致动器与离合器之间，例如作为单独的构件尤其位于离合器致动器与离合器压板之间来检测由致动器传递到离合器上的力。
因此另一过程在于由FEngage510分解为一个板簧力FLeafspring520及夹持力FClamp530。该过程借助图5表示出来。
只要离合器工作在空气隙的区域中，接合力510具有一个非常小的梯度。该区域可通过一个直线520来近似（图5中的板簧力FLeafspring520）。
作为板簧直线520的参数得到斜率及作为适配参数“板簧力预负荷”得到直线520在一个位置上的函数值，在该位置上离合器完全打开及接收缸4中的活塞19在离合器闭合的方向上驶过放气孔18，以致不存在压力介质7与均衡容器17的连接。
在这些预处理后我们通过由接合力曲线510减去板簧力曲线520得到夹持力曲线530。该结果通过图5中的夹持力特性曲线（FClamp曲线）530来表示。
现在对于一个预给定的检测点力通过夹持力特性曲线530的内插得到检测点位置。而如果预给定了一个检测点转矩–例如为5Nm，则首先必需将它换算成检测点力。
步骤3：暂时的形状系数的确定
首先将存储在控制装置中的标称夹持力特性曲线（对于相应的离合器未适配时的标准夹持力特性曲线）这样地在位置方向上移动，以使检测点相应于在先测定的值。对于检测点上面的位置支持点接着通过测量的、以上确定的夹持力特性曲线530的内插来确定力值。该力值与标称夹持力特性曲线的所属力的商得到暂时的形状系数。
步骤4：刚度的确定
原则上刚度为测量的夹持力特性曲线的斜率与标称的夹持力特性曲线的斜率之比例。
它直接地作为暂时形状系数的平均值来得到。由于整数算术还将选择地考虑一个比例系数。
步骤5：最后的形状系数的确定
最后的形状系数由暂时的形状系数来得到，其方式是由该暂时的形状系数减去在先计算的平均值。由于整数算术还将选择地考虑一个比例系数。
该方法并不局限于仅在传送带终端进行。也可有利地在行驶运行中、尤其在行驶前（但使可支配性下降）或在行驶的紧后面（在空转时）定期地进行。
所提出的是一种在传送带终端通过离合器的闭合/打开及对所得到的压力-行程特性曲线的求值来确定一个流体静力式离合器系统的适配参数的方法。
附图标记清单
1液压离合器系统
2控制装置
3致动器
4，4’缸
5第一传感器
6第二传感器
7压力介质
8离合器
9液压导管
10行程-压力特性曲线
15发送侧
16接收侧
17均衡容器
18放气孔
19活塞
210行程-压力特性曲线
220滤波后的行程-压力特性曲线
230行程-压力数值对：离合器的闭合
240行程-压力数值对：离合器的打开
310基本压力滞后：离合器的闭合
320基本压力滞后：离合器的打开
330基本压力滞后+压力-压力滞后：离合器的闭合
340基本压力滞后+压力-压力滞后：离合器的打开
410压力滞后被测量
420基本压力滞后
430压力-压力滞后
440基本压力滞后的适配参数
450压力-压力滞后的适配参数
510FEngage：离合器接合力
520FLeafspring：板簧力
530FClamp：夹持力
540FClutch：离合器上的力
550LClutch：离合器致动器位置

Claims (12)

1.用于机动车中的一个双离合器变速箱系统的一个离合器(8)的参数适配的方法，该双离合器变速箱系统具有一个带有压力传感器(5)的流体静力式离合器致动器(1)，其特征在于：进行以下步骤：
-闭合和/或打开离合器(8)；
-在闭合和/或打开离合器(8)期间借助压力传感器(5)及离合器(8)的位置检测压力变化曲线(210，220，230，240)；
-由该压力变化曲线(210，220，230，240)对于离合器(8)进行参数的适配；及
-在接着的离合器(8)的运行中使用这些适配的参数。
其中，参数的适配在双离合器变速箱系统首次投入运行和/或双离合器变速箱系统再投入运行时和/或在机动车投入运行时和/或机动车停车时和/或在机动车行驶运行期间进行，所述参数为“基本压力滞后”，“压力-压力滞后”，“检测点”，“刚度”，“形状系数”，“板簧力预负荷”。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：使离合器直至一个压力的预定阈值进行闭合运动并接着重新进行完全的打开运动和/或使离合器直至一个压力的预定阈值进行打开运动并接着重新进行完全的闭合运动。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于：由检测的压力变化曲线求得离合器的一个行程-压力特性曲线(210，220，230，240)；及由求得的行程-压力特性曲线(210，220，230，240)确定离合器的行程-接合力特性曲线(510)；及在其中离合器工作在空气隙的区域中并还未传递转矩的行程-接合力特性曲线(510)的位置区域中用一个直线(520)进行近似，该直线为一个行程-板簧力特性曲线(520)，其中由行程-板簧力特性曲线(520)求得参数“板簧力预负荷”为直线(520)在一个位置上的函数值，在该位置上离合器完全打开及不传递转矩及接收缸(4)中的活塞(19)在离合器闭合的方向上驶过放气孔(18)，以致不存在压力介质(7)到均衡容器(17)的连接。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于：由检测的压力变化曲线在预给定的位置支持点上求得一个对于离合器闭合的行程-压力特性曲线(230)及一个对于离合器打开的行程-压力特性曲线(240)，在这些位置支持点上存在行程-压力值对(230，240)；及由在位置支持点(230，240)上对于离合器闭合的行程-压力特性曲线(230)与对于离合器打开的行程-压力特性曲线(240)的差作为平均值求得“基本压力滞后”(440)，这些位置支持点(230，240)位于一个位置区域中，在该位置区域中行程-压力特性曲线(210，220，230，240)具有的梯度小于一个预给定的最小梯度阈值。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于：参数“压力-压力滞后”(450)作为在离合器闭合方向上最大致动器位置时的对于离合器闭合的行程-压力特性曲线(230)的值与对于离合器打开的行程-压力特性曲线(240)的值的差值来求得。
6.根据权利要求3的方法，其特征在于：离合器的夹持力特性曲线(530)通过由求得的离合器的行程-接合力特性曲线(510)减求得的行程-板簧力特性曲线(520)来确定。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于：对于一个预给定的检测点力通过求得的夹持力特性曲线(530)的内插求得参数“检测点”，其中当预给定一个检测点转矩时则换算成一个与其对应的力。
8.根据权利要求4的方法，其特征在于：使离合器的夹持力特性曲线(530)这样地在位置方向上移动，以使表征检测点的位置轴上的预给定位置相应于求得的参数“检测点”及其中在其上存在行程-压力值对(230，240)的及在离合器闭合方向上位于检测点位置上面的位置支持点上各通过两个力值来求商，其中一个力总是作为求得的夹持力特性曲线(530)的内插值来求得及第二力总是作为移动的夹持力特性曲线的内插值来求得及其中各商值为参数“暂时形状系数”。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于：参数“刚度”作为求得的参数“暂时形状系数”的平均值来求得。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于：参数“最后的形状系数”由参数“暂时形状系数”减去参数“刚度”来求得。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于：在确定参数时附加地考虑一个比例系数。
12.根据权利要求1至11中任一项的方法，其特征在于：在离合器投入运行期间或在离合器接着的运行中借助转矩信号来检测离合器夹持力与由离合器传递的转矩之间的关系。
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