CN109312793B - 车辆以及用于运行作为起动元件的离合器的方法 - Google Patents
车辆以及用于运行作为起动元件的离合器的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种车辆,在该车辆的动力传动系中离合器作为起动元件连接在内燃机和变速器之间,该车辆具有离合器控制器,该离合器控制器根据当前的行驶运行参数确定理论离合器力矩并利用与理论离合器力矩关联的调节参量操控离合器致动器,以便在离合器上调节实际离合器力矩,所述调节参量被根据理论离合器力矩和根据存储在离合器控制器中的摩擦系数在离合器控制器的调节单元中确定,该车辆具有动力装置控制器,该动力装置控制器确定实际动力装置转速和实际动力装置力矩并在驻车状态下在内燃机运行的情况下将实际动力装置转速调节到预先规定的怠速转速。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆以及一种用于运行作为起动元件的离合器——特别是湿式膜片离合器——的方法。
背景技术
在此类的机动车中可以在动力传动系中在内燃机和变速器之间中间连接离合器——特别是湿式膜片离合器——作为起动元件。该离合器可以自动化地借助于离合器致动器运行,该离合器致动器能由离合器控制器以电动液压的方式操控,且更确切地说以下述方式操控,即,离合器能传递预先确定的转矩(亦即离合器力矩)。为了操控离合器,在离合器控制器中设有理论离合器力矩,该理论离合器力矩在调节单元中被转换为与其关联的调节参量(亦即在液压系统中转换为液压压力),能为离合器致动器加载该调节参量,因此离合器能传递预先确定的转矩。调节参量(亦即液压压力)在调节单元中根据理论离合器元件和存储在离合器控制器中的摩擦系数/摩擦值确定,该摩擦系数说明在作用到离合器致动器上的液压压力(亦即作用到离合器上的法向力)和产生的离合器力矩之间的比例关系。摩擦系数根据各种影响因素、亦即离合器打滑、当前的油体积流量以及当前的冷却油温度以表格形式存储在特征曲线中。此外,车辆具有动力装置控制器,该动力装置控制器在行驶运行中确定当前的动力装置转速(实际动力装置转速)和当前的、附属的动力装置力矩(实际动力装置力矩)。借助于动力装置控制器在驻车状态下在内燃机运行时将实际动力装置转速调节到预先规定的怠速转速。
离合器的摩擦系数可以在运行点中(亦即例如在驻车状态下既在怠速运行的内燃机中又在被轻微致动的离合器中)被解释为在产生的离合器力矩和调节的压力之间的比例因子。该摩擦系数在工厂方面通过针对模型系统的分析来识别。这种摩擦系数确定的缺点是,这样确定的参数仅在一定范围(制造期间)内有效,并且也不能反映出在使用寿命期间相应的摩擦系数的变化。
这种摩擦系数变化可能在离合器运行中导致舒适性受损。出于这个原因优选的是,使离合器力矩特性曲线或存储在离合器控制器中的离合器摩擦系数适配于离合器的改变的力矩传递性能。
例如由DE 10 2004 029 558 A1已知了一种用于调节被保存在电子控制装置中的、在可由离合器传递的力矩和用于控制离合器的致动装置的控制参量之间的关系的方法。由DE 2008 027 071 A1同样已知了一种用于摩擦系数调节的方法以及设备,其中,被布置在电机和内燃机之间的离合器的摩擦系数是可调节的。由DE 197 51 455 A1已知了一种用于调节自动离合器的方法,利用该自动离合器确保了运行安全的和可靠的离合器调节。由DE 198 46 404 A1已知了另一种用于确定摩擦系数梯度的方法。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种车辆以及一种用于运行作为起动元件起作用的离合器的方法,其中,能以简单可靠的方式使存储在离合器控制器中的、用于确定作用到离合器致动器上的调节参量的摩擦系数适配于离合器的实际的力矩传递性能。
根据本发明,为离合器控制器分配有适配装置,该适配装置在存在驻车状态且内燃机怠速运行时开始摩擦系数适配过程。在摩擦系数适配过程中,离合器控制器产生校验离合器力矩。离合器致动器因此被加载与校验离合器力矩关联的校验调节参量。这使得将实际动力装置力矩提高到校验动力装置力矩,特别是在维持被调节到怠速转速的实际动力装置转速的情况下。校验动力装置力矩、作用到离合器致动器上的校验调节参量以及在驻车状态下在离合器完全分离的情况下得出的怠速动力装置力矩被以信号技术输送给适配装置的分析处理单元。分析处理单元由这些参数计算出经适配的摩擦系数,该摩擦系数代替被存储在离合器控制器中的(例如根据经验确定的)校验摩擦系数。校验调节参量在调节单元中根据在离合器控制器中产生的校验离合器力矩和与校验离合器力矩关联的校验摩擦系数确定。
根据本发明,分析确定的静态的和动态的行驶情况、如蠕行、起动等。在此,由理论压力和动力装置力矩在用户的行驶运行期间计算出摩擦系数。该摩擦系数随后依据不同的摩擦系数相关性、如温度、打滑、力矩等被分类并根据统计学方法处理。
在根据本发明的摩擦系数确定中,对于低负荷范围(亦即在低离合器力矩的情况下)分析处理静态的状态。该静态的状态涉及停止在一行驶速度级中,亦即具有挂上的(angelegter)离合器、低力矩并且在怠速转速的打滑中。摩擦系数特性曲线现在由动态的低负荷分量并且在很大程度上也通过静态确定的点进行插值来得出。在较高的离合器力矩的情况下同样确定静态的点,例如在转速匹配之前。测量值的其它处理原则上对应于低负荷点的处理。
利用本发明在车辆或变速器的整个使用寿命周期上一直更新摩擦系数性能。更新的摩擦系数被用于预先控制离合器。由此进行自适应式的摩擦系数预先控制。
下面说明本发明的其它方面:
因此,摩擦系数以本身已知的方式说明在作用到离合器上的压紧力(亦即法向力)与由此产生的离合器力矩之间的比例关系,直到该离合器力矩能不打滑地传递转矩为止。离合器力矩以已知的方式直接与摩擦系数和压紧力的乘积成比例。由这种比例由下式计算出在上述调节单元中的作用到离合器致动器上的调节参量:
MK,soll=μ×Kgeo×Δp,其中,
MK,soll为理论离合器力矩
μ为摩擦系数
Kgeo为常数
Δp为在接合点上的压差。
在适配装置的已经说明的分析处理单元中,在适配过程中经适配的摩擦系数μa由下式计算出:
ΔM为在校验动力装置力矩MM,prüf与怠速动力装置力矩MLeerlauf之间的力矩差;
Δpprüf为校验调节参量,与校验离合器力矩MK,prüf关联;
Kgeo为常数。
在校验动力装置力矩MM,prüf与怠速动力装置力矩MLeerlauf之间的力矩差ΔM相当于可由离合器传递的实际离合器力矩。在内燃机处的实际离合器元件在适配过程中在很大程度上与由控制器输出的校验离合器力矩相同。
如上所述,在计算时根据被存储在离合器控制器中的摩擦系数计算调节参量(亦即作用到离合器致动器上的、在接合点上的压差)。校验摩擦系数μprüf与多个另外的校验摩擦系数共同形成至少一个以表格形式存储的开始特征曲线/起始特征曲线,所述至少一个开始特征曲线能在多轴的特征曲线图中展开/展开成多轴的特征曲线图。在该开始特征曲线中根据离合器打滑和离合器力矩保存摩擦系数。特别在冷却油流过的湿式膜片离合器中,多个这种特征曲线被根据不同的冷却油温度和/或冷却油体积流量存储。
在适配过程中,在分析处理单元中计算出的经适配的摩擦系数μA在开始特征曲线中代替与其相对应的校验摩擦系数μprüf。反之,在开始特征曲线中的其余的校验摩擦系数不是在非常耗费计算时间的信号处理中被同样计算出,而是更确切地说——特别是通过插值——能适配于计算出的经适配的摩擦系数μa,特别是在形成经适配的特征曲线的情况下。根据本发明因此仅基于计算出的经适配的摩擦系数μa来确定经适配的特征曲线。例如,可以通过在特征曲线图中将开始特征曲线沿摩擦系数轴平行移动到计算出的经适配的摩擦系数μa,而形成经适配的特征曲线。
在湿式膜片离合器的应用中,在每个适配过程中额外地检测当前的冷却油温度和当前的冷却油体积流量。计算出的经适配的摩擦系数因此根据油温度/油体积流量被记录在存储在离合器控制器中的特征曲线中并且在那里代替在相应的油温度/油体积流量中的对应的校验摩擦系数μprüf。
前面说明的本发明的有利的设计方案和/或改进方案——除了例如具有明确的相关性或明确不兼容的替代方案的情况——可以单独地或也以任意的组合应用。
附图说明
下面根据附图详细说明本发明及其有利的设计方案和改进方案及其优点。
在图中示出:
图1在极简化的框图中示出动力传动系,其具有被分配的离合器控制器,其用于自动操控湿式膜片离合器作为起动元件;
图2示出特征曲线图,由特征曲线图根据离合器打滑和离合器力矩能读出摩擦系数,以便计算作用到离合器致动器上的调节参量;
图3示出对应于图1的视图,其具有附加的适配装置;和
图4示出对应于图3的视图,其用于说明适配过程。
具体实施方式
在图1中简略示出机动车的动力传动系,其中,内燃机1在中间连接起动元件3的情况下能向车辆变速器5输出动力。内燃机1能通过动力装置控制器7操控,该动力装置控制器在行驶运行中确定实际动力装置转速以及实际动力装置力矩并在驻车状态下将实际动力装置转速调节到预先规定的怠速转速nLeerlauf(图3)。起动元件3在图1中是湿式膜片离合器,该湿式膜片离合器能通过离合器控制器9以电动液压的方式操控。此外,膜片离合器3具有作为离合器致动器11的环形活塞,该环形活塞通过液压系统13和调节单元15与离合器控制器9处于信号连接中。
在行驶运行中,离合器控制器9根据当前的行驶运行参数计算出理论离合器力矩MK,soll,该理论离合器力矩在调节单元15中被转换为与其关联的调节压力Δp。调节压力Δp作用到离合器致动器11上,以便在膜片离合器3中调节出实际离合器力矩MK,ist,该实际离合器力矩与由离合器控制器9计算出的理论离合器力矩MK,soll一致。
调节参量Δp在调节单元15中根据理论离合器力矩MK,soll和根据被存储在离合器控制器9中的摩擦系数μ确定,特别是借助于下式:
MK,soll为理论离合器力矩
μ为摩擦系数
Kgeo为常数。
在图1中,调节单元15与数据库17处于信号连接中。在数据库17中,摩擦系数μ被存储在多个摩擦系数特征曲线中,在图1中仅示出这些摩擦系数特征曲线之一。例如在图2中这种摩擦系数特征曲线K作为封闭的包络面在多轴的特征曲线图中展开。在图2的特征曲线图中根据离合器打滑Δn和离合器力矩MK能确定被分别分配的摩擦系数μ。在图2中示出的摩擦系数特征曲线适用于预先规定的冷却油温度以及预先规定的冷却油体积流量m。在数据库17中根据不同的冷却油温度和冷却油体积流量存储多个这种摩擦系数特征曲线。
在图2中示出的特征曲线K在工厂方面被设定并且例如基于根据经验的确定。例如在数据库17中在1500U/min的离合器打滑Δn时和在200Nm的理论离合器力矩下,确定在图2中的摩擦系数μ,该摩擦系数在大约60%处。该摩擦系数μ被读取到图1的调节单元15中,以便计算出与理论离合器力矩MK,SOLL关联的调节参量Δp。
下面根据图3和图4描述适配过程,利用该适配过程能使在图2中示出的特征曲线K适配于膜片离合器3的当前的力矩传递性能:为了进行适配过程,在图3中为离合器控制器9分配适配装置19。该适配装置在存在驻车状态的情况下在内燃机1怠速运行时开始摩擦系数适配过程。在摩擦系数适配过程中,在离合器控制器9中产生校验离合器力矩MK,prüf(亦即在图4中15Nm的蠕行力矩)。在图4的特征曲线图中根据校验离合器力矩MK,prüf和当前的打滑Δn(亦即怠速转速)确定校验摩擦系数μprüf并将其读取到调节单元15。调节单元15由此计算出校验调节参量Δpprüf,利用该校验调节参量操控离合器致动器11。
基于利用校验调节参量Δpprüf对离合器致动器11的操控,在图3中将实际动力装置力矩提高到校验动力装置力矩MM,prüf,然而在维持调节到怠速转速nLeerlauf的实际动力装置转速的情况下。在适配装置19的减法环节21中由校验动力装置力矩MM,prüf和怠速动力装置力矩MLeerlauf确定力矩差ΔM,该怠速动力装置力矩在驻车状态下在膜片离合器3完全分离的情况下得出。
在减法环节21中确定的力矩差ΔM相当于膜片离合器3的实际离合器力矩,通过利用校验调节参量Δpprüf进行操控来调节出该实际离合器力矩,该实际离合器力矩与理论离合器力矩MK,SOLL一致。借助于力矩差ΔM在分析处理单元23中计算出经适配的摩擦系数μa,特别是借助于下式:
ΔM为在校验动力装置力矩MM,prüf与怠速动力装置力矩MLeerlauf之间的力矩差;
Δpprüf为校验调节参量,该校验调节参量与校验离合器力矩MK,prüf关联;
在分析处理单元23中计算出的经适配的摩擦系数μa被传输到数据库17并在那里代替校验摩擦系数μprüf被存储在数据库17中。
如果适配装置19的探测单元在内燃机1怠速运行时检测到驻车状态、例如在交通信号灯处的驻车状态,那么所述适配过程在行驶运行期间自动进行,其中,膜片离合器3在驻车状态下被加载蠕行力矩,以便在松开车辆制动器之后能实现无延迟的起动,其中,蠕行力矩相当于在适配过程中所使用的校验理论力矩MK,prüf。
如图3所示,在适配过程中在分析处理单元23中计算出的经适配的摩擦系数μa在开始特征曲线K中代替与其相对应的校验摩擦系数μprüf(图4)。特别是通过插值——能使在开始特征曲线K中的其余的摩擦系数适配于计算出的经适配的摩擦系数μa,由此得出经适配的特征曲线Ka(在图4中部分地示出)。在一减少计算时间的变型方案中,可以通过将开始特征曲线K沿摩擦系数轴平行移动到计算出的经适配的摩擦系数μa得到经适配的特征曲线Ka,如图4所示。
Claims (14)
1.一种车辆,在该车辆的动力传动系中离合器作为起动元件连接在内燃机(1)和变速器(5)之间,该车辆具有离合器控制器(9),该离合器控制器根据当前的行驶运行参数确定理论离合器力矩MK,soll并利用与理论离合器力矩MK,soll关联的调节参量Δp操控离合器致动器(11),以便在离合器(3)上调节出实际离合器力矩MK,ist,所述调节参量Δp根据理论离合器力矩MK,soll和存储在离合器控制器(9)中的摩擦系数μ而在离合器控制器(9)的调节单元(15)中确定,该车辆具有动力装置控制器(7),该动力装置控制器确定实际动力装置转速和实际动力装置力矩并在驻车状态下在内燃机(1)运行的情况下将实际动力装置转速调节到预先规定的怠速转速nLeerlauf,
其特征在于,
为离合器控制器(9)分配有适配装置(19),该适配装置在存在驻车状态且内燃机(1)怠速运行时开始摩擦系数适配过程,在该摩擦系数适配过程中离合器致动器(11)根据校验离合器力矩MK,prüf和校验摩擦系数μprüf被加载校验调节参量Δpprüf,在将实际动力装置力矩提高到校验动力装置力矩MM,prüf的情况下并且在维持被调节到怠速转速nLeerlauf的实际动力装置转速的情况下,适配装置(19)具有分析处理单元(23),该分析处理单元由校验动力装置力矩MM,prüf、校验调节参量Δpprüf和怠速动力装置力矩MLeerlauf确定经适配的摩擦系数μa,所述怠速动力装置力矩在驻车状态下在离合器(3)完全分离的情况下得出,所述经适配的摩擦系数能代替校验摩擦系数μprüf被存储在离合器控制器(9)中。
2.根据权利要求1所述的车辆,其特征在于,所述离合器是湿式膜片离合器(3)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的车辆,其特征在于,在适配过程中,在校验动力装置力矩MM,prüf和怠速动力装置力矩MLeerlauf之间的力矩差ΔM相当于作用在离合器(3)上的实际离合器力矩,该实际离合器力矩与被离合器控制器(9)输出的校验离合器力矩MK,prüf关联。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆,其特征在于,如果适配装置(19)的探测单元在内燃机(1)怠速运行时检测到驻车状态,那么所述适配过程在行驶运行期间自动进行,其中,离合器(3)被加载蠕行力矩,以便在松开车辆制动器之后能实现无延迟的起动,其中,蠕行力矩相当于在适配过程中所使用的校验理论力矩MK,prüf。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆,其特征在于,如果适配装置(19)的探测单元检测到在交通信号灯处的驻车状态,那么所述适配过程在行驶运行期间自动进行,其中,离合器(3)被加载蠕行力矩,以便在松开车辆制动器之后能实现无延迟的起动,其中,蠕行力矩相当于在适配过程中所使用的校验理论力矩MK,prüf。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆,其特征在于,在适配过程中,被读取到调节单元(15)中的校验摩擦系数μprüf与多个另外的校验摩擦系数共同形成至少一个以表格形式存储的开始特征曲线(K),所述至少一个开始特征曲线能在多轴的特征曲线图中展开,在所述至少一个开始特征曲线中根据离合器打滑Δn和离合器力矩MK保存摩擦系数μ。
10.根据权利要求8所述的车辆,其特征在于,在适配过程中在分析处理单元(23)中计算出的经适配的摩擦系数μa在开始特征曲线(K)中代替与其相对应的校验摩擦系数μprüf,在开始特征曲线(K)中的其余的摩擦系数μ能适配于计算出的经适配的摩擦系数μa。
11.根据权利要求10所述的车辆,其特征在于,在开始特征曲线(K)中的其余的摩擦系数μ通过插值或通过估算能适配于计算出的经适配的摩擦系数μa,由此形成经适配的特征曲线(Ka)。
12.根据权利要求10所述的车辆,其特征在于,通过在特征曲线图中将开始特征曲线(K)沿摩擦系数轴平行移动到计算出的经适配的摩擦系数μa,形成经适配的特征曲线(Ka)。
14.一种用于在根据前述权利要求中任一项所述的车辆中操控离合器(3)的方法。
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