DE102005030185A1 - Method for referencing of incremental travel sensor in electronically controlled operating device of clutch in vehicle entails determining actual position of operating element from actual clutch torque and stored characteristic - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Referenzieren eines Inkrementalwegsensors in einer elektronisch gesteuerten Betätigunsvorrichtung einer Kupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs.The The invention relates to a method and a device for referencing an incremental travel sensor in an electronically controlled actuator a clutch in the drive train of a vehicle.
Automatische
Kupplungen finden in jüngerer Zeit
nicht nur aus Komfortgründen,
sondern auch aus Gründen
der Verbrauchseinsparung zunehmend Verwendung in Kraftfahrzeugen.
Betätigungsvorrichtungen
solcher automatisierter Kupplungen enthalten häufig einen Inkrementalsensor,
der inkremental den Weg eines Betätigungsgliedes der Kupplung
oder die Drehung eines Aktors, beispielsweise Elektromotors, erfasst.
Für eine
genaue Steuerung bzw. Regelung der Kupplungsbetätigung ist eine genaue Kenntnis der
Stellung des Betätigungsgliedes
erforderlich, da die Kupplung in den meisten Anwendungsfällen derart
angesteuert wird, dass sie ein vorbestimmtes, von der Stellung des
Betätigungsgliedes
abhängiges
Moment übertragen
kann. Dieses Kupplungsmoment ist in einem elektronischen Speicher
als Kennlinie abhängig
von der Stellung des Betätigungsgliedes
abgelegt. Es ist daher erforderlich, das Signal des Inkrementalsensors
von Zeit zu Zeit abzugleichen bzw. zu referenzieren, d.h., das Betätigungsglied
auf einen Bezugs- bzw. Referenzwert einzustellen, auf den die Zählung des
Inkrementalsensors dann bezogen werden kann. Diese Referenzierung
geschieht normalerweise an einem Anschlag. In der
Die Referenzierung eines Kupplungsaktors an einem Anschlag setzt voraus, dass je nach Auslegung der Betätigung der Kupplung, die in unterschiedlicher Weise erfolgen kann, die Kupplung entweder vollständig geschlossen oder vollständig geöffnet werden muss. Dieses vollständige Schließen oder Öffnen der Kupplung ist nur in bestimmten Situationen möglich, so dass zeitliche Verzögerungen zwischen Anforderung und dem Ausführen einer Referenzierung unabwendbar sind.The Referencing a clutch actuator to a stop requires that depending on the design of the operation the coupling, which can be done in different ways, the Clutch either completely closed or complete open must become. This complete Close or open the Clutch is only possible in certain situations, so that delays between Request and execution Referencing is inevitable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung anzugeben, das bzw. die ein Referenzieren möglichst anforderungsnah zulässt.Of the Invention is based on the object, a method and an apparatus for its implementation specify that the referencing permits as close as possible to requirements.
Eine erste Lösung dieser Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Referenzieren eines Inkrementalsensors in einer elektronisch gesteuerten Betätigungsvorrichtung einer Kupplung im Antriebsstrang eines fahrenden Fahrzeugs erzielt, welche Betätigungsvorrichtung einen Speicher enthält, in dem eine Kennlinie gespeichert ist, die das Kupplungsmoment abhängig von der Stellung eines Betätigungselements angibt, welches Verfahren folgende Schritte enthält:
- – Bestimmen, ob die Kupplung überschwellig schlupft; falls ja
- – Bestimmen des aktuellen Kupplungsmoments und
- – Bestimmen der aktuellen Stellung des Betätigungselements aus dem aktuellen Kupplungsmoment und der Kennlinie.
- Determining whether the clutch is slipping suprathreshold; if so
- - Determining the current clutch torque and
- - Determining the current position of the actuator from the current clutch torque and the characteristic.
Mit dem vorgenannten Verfahren kann der Inkrementalwegsensor zumindest grob auch bei fahrendem Fahrzeug referenziert werden.With In the aforementioned method, the incremental travel sensor can at least roughly referenced when the vehicle is moving.
Mit Vorteil wird das aktuelle Kupplungsmoment nach folgender Beziehung bestimmt: mit
- MK
- = Kupplungsmoment
- MM
- = Motormoment
- J
- = Trägheitsmoment des Motors und
- = zeitliche Drehzahländerung des Motors
- MK
- = Clutch torque
- MM
- = Engine torque
- J
- = Moment of inertia of the engine and
- = temporal speed change of the motor
Der Schlupf wird vorteilhafterweise durch einen Vergleich einer kupplungseingangsseitigen Motordrehzahl mit einer kupplungsausgangsseitigen Getriebeeingangsdrehzahl ermittelt.Of the Slip is advantageously achieved by comparing a clutch input side Engine speed with a clutch output side transmission input speed determined.
Während die Motordrehzahl normalerweise unmittelbar zur Verfügung steht, ist ein Sensor für die Getriebeeingangsdrehzahl nicht immer vorhanden. In diesem Fall kann die Getriebeein gangsdrehzahl aus der augenblicklichen Getriebeübersetzung, der Achsübersetzung und der augenblicklichen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden.While the Engine speed is usually immediately available, is a sensor for the transmission input speed not always available. In this case, the transmission input speed can be off the current gear ratio, the axle ratio and the current vehicle speed are determined.
Vorteilhaft ist, das aktuelle Soll-Kupplungsmoment nach Ermittlung des aktuellen Kupplungsmoments auf dieses aktuelle Kupplungsmoment zu setzen, damit im Kupplungsmoment kein Sprung auftritt.Advantageous is the current target clutch torque after determining the current Set clutch torque to this actual clutch torque, so that no jump occurs in the clutch torque.
Eine weitere Lösung der Erfindungsaufgabe wird mit einem Verfahren zum Referenzieren eines Inkrementalwegsensors in einer elektronisch gesteuerten Betätigungsvorrichtung einer Kupplung im Antriebsstrang eines fahrenden Fahrzeugs erzielt, welches Verfahren folgende Schritte enthält:
- – Bestimmen, ob die Kupplung überschwellig schlupft; falls nein
- – Bestimmen, ob ein Gang eingelegt ist; falls ja
- – Kupplung voll schließen, bis die Betätigungsvorrichtung einen Schließ-Referenzanschlag erreicht.
- Determining whether the clutch is slipping suprathreshold; if not
- Determining whether a gear is engaged; if so
- - Fully close the clutch until the actuation reached a closing reference stop.
Das vorgenannte Verfahren ist bei fahrendem Fahrzeug durchführbar, wenn die Kupplung nur gering schlupft.The The aforementioned method is feasible when the vehicle is moving, if the clutch slips only slightly.
Eine weitere Lösung der Erfindungsaufgabe wird mit einem Verfahren zum Referenzieren eines Inkrementalwegsensors in einer elektronisch gesteuerten Betätigungsvorrichtung einer Kupplung im Antriebsstrang eines fahrenden Fahrzeugs, welches Verfahren folgende Schritte enthält:
- – Bestimmen, ob die Kupplung überschwellig schlupft; falls nein
- – Bestimmen, ob ein Gang eingelegt ist; falls nein
- – Kupplung voll öffnen oder schließen, bis die Betätigungsvorrichtung einen Referenzanschlag erreicht.
- Determining whether the clutch is slipping suprathreshold; if not
- Determining whether a gear is engaged; if not
- - Fully open or close the clutch until the actuator reaches a reference stop.
Ein unterschwelliger Schlupfzustand kann beispielsweise herbeigeführt werden, indem das Motormoment vermindert wird.One subliminal slip state can be brought about, for example, by reducing the engine torque.
Damit nach einem Reset eine rasche Referenzierung möglich ist, ist es vorteilhaft, einen aktuellen Gang in einem EEPROM der Betätigungsvorrichtung nach Änderung des Gangs jeweils zu speichern.In order to after a reset a rapid referencing is possible, it is advantageous a current gear in an EEPROM of the actuator after change each of the hallway.
Dabei ist weiter vorteilhaft, vor Beginn des Auslegens eines alten Ganges ein Zusatzsignal auf "keinGang" zu setzen und nach Einlegen eines neuen Gangs auf "Gang" zu setzen.there is also advantageous before starting to lay out an old aisle to set an additional signal to "no gear" and to Put a new gear in gear.
Eine weitere Lösung der Erfindungsaufgabe liegt in einem Verfahren zum Referenzieren eines Inkrementalwegsensors in einer elektronisch gesteuerten Betätigungsvorrichtung einer Kupplung sowie wenigstens eines weiteren Inkrementalwegsensors in einer elektronisch gesteuerten Betätigungsvorrichtung eines Getriebes in einem Fahrzeugantriebsstrang nach einem Reset, insbesondere Unterspannungsreset, welches Verfahren folgende Schritte enthält:
- – vollständiges Öffnen der Kupplung und Referenzieren des der Kupplungsbetätigungsvorrichtung zugeordneten Inkrementalwegsensors in der voll geöffneten Stellung der Kupplung,
- – Beibehalten der voll geöffneten Stellung der Kupplung und Referenzieren des (der) der Getriebebetätigungsvorrichtung zugeordneten Inkrementalwegsensors(en),
- – Schalten des Getriebes in Neutralstellung und
- – vollständiges Schließen der Kupplung und Referenzieren des der Kupplungsbetätigungsvorrichtung zugeordneten Inkrementalwegsensors in der voll geschlossenen Stellung der Kupplung.
- Fully opening the clutch and referencing the incremental travel sensor associated with the clutch actuator in the fully open position of the clutch,
- Maintaining the fully open position of the clutch and referencing the incremental travel sensor (s) associated with the transmission actuating device,
- - Switching the transmission in neutral position and
- - Completely closing the clutch and referencing the incremental travel sensor associated with the clutch actuator in the fully closed position of the clutch.
Die erfindungsgemäßen Verfahren sind nicht nur an automatisierten Kupplungen von Handschaltgetrieben, automatisierten Handschaltgetrieben, automatischen Getrieben oder Getrieben mit stufenlos veränderbarer Übersetzung einsetzbar, sondern auch an Parallelschaltgetrieben bzw. Doppelkupplungsgetrieben, bei denen jeweils durch Schließen einer Kupplung einer von zwei Getriebezweigen aktiviert wird, so dass der andere Getriebezweig bei offener Kupplung geschaltet werden kann.The inventive method are not limited to automated clutches of manual transmissions, automated manual transmissions, automatic transmissions or Driven with continuously variable transmission can be used, but also on parallel transmissions or dual-clutch transmissions, in each case by closing a Clutch one of two transmission branches is activated, so that the other transmission branch are switched with the clutch open can.
Der auf die Vorrichtung gerichtete Teil der Erfindungsaufgabe wird mit einer Vorrichtung zum Referenzieren eines Inkrementalsensors in einer elektronisch gesteuerten Betätigungsvorrichtung einer Kupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs gelöst, welche Betätigungsvorrichtung einen Mikroprozessor mit einer Speichereinrichtung enthält, in der eine Kennlinie gespeichert ist, die das Kupplungsmoment abhängig von der Stellung eines Betätigungselements angibt, und an den der Inkrementalsensor, weitere Sensoren und wenigstens einen Aktor der Betätigungseinrichtung angeschlossen sind, wobei in der Speichereinrichtung Programme derart enthalten sind, dass die Vorrichtung wenigstens eines der Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche ausführt.Of the directed to the device part of the invention task is with a device for referencing an incremental sensor in an electronically controlled actuator of a clutch dissolved in the drive train of a vehicle, which actuator a microprocessor with a memory device, in the a characteristic is stored, which depends on the clutch torque the position of an actuating element indicates and to which the incremental sensor, other sensors and at least an actuator of the actuator are connected, wherein programs in the memory device such are included, that the device at least one of the methods according to one of the preceding claims.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.The Invention will be described below with reference to schematic drawings, for example and explained in more detail.
In den Figuren stellen dar:In the figures represent:
Gemäß
Die
Drehung der Spindel
Eingänge des
Steuergerätes
sind mit weiteren Sensoren des nicht dargestellten Antriebsstrangs verbunden,
wie einem Sensor zur Erfassung der Drehzahl eines Antriebsmotors
des Antriebsstrangs, einem Sensor zur Erfassung der Übersetzung
des nicht dargestellten Getriebes, einem Sensor zur Erfassung der
Drehzahl einer Getriebeeingangswelle, einem Sensor zur Erfassung
der Geschwindigkeit des Fahrzeugs usw. Ausgänge des Steuergerätes
Der Aufbau und die Funktion der beschriebenen Anordnung sind an sich bekannt und werden daher nicht erläutert.Of the Structure and function of the arrangement described are in themselves are known and therefore not explained.
Der
Zählstand
des Inkrementalsensors
Für eine präzise Steuerung
der Kupplung ist wichtig, die augenblickliche Zuordnung zwischen übertragbarem
Kupplungsmoment MK und der Stellung des Stellgliedes
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, in Schlupfphasen das aktuelle Kupplungsmoment MK nach der folgenden Beziehung zu bestimmen: wobei MM das augenblickliche Moment des die Eingangsseite der Kupplung beaufschlagenden Antriebsmotors, beispielsweise eines Verbrennungsmotors, ist, J das Trägheitsmoment des Verbrennungsmotors ist und die zeitliche Änderung der Drehzahl der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors bzw. die Beschleunigung der Kurbelwelle ist.According to the invention, in slip phases, the current clutch torque MK is determined according to the following relationship: where MM is the instantaneous moment of the input side of the clutch impinging drive motor, such as an internal combustion engine, J is the moment of inertia of the internal combustion engine and the time change of the rotational speed of the crankshaft of the internal combustion engine or the acceleration of the crankshaft.
Anhand
des Flussdiagramms der
Im
Schritt
In step
Im
Schritt
Für den Fall,
dass keine Getriebeeingangsdrehzahl nGE bestimmt werden kann (nein
im Schritt
Wenn ein Gang eingelegt ist und der Schlupf kleiner ist
als der Schlupfgrenzwert SGW, kann die Kupplung völlig geschlossen
werden, bis im Beispiel der
If a gear is engaged and the slip is less than the slip limit SGW, the clutch can be completely closed until in the example of
Um
den Schlupf bei Bedarf unter den Schlupfgrenzwert zu bringen, kann
der Schlupf S durch einen Motoreingriff, z.B. durch entsprechende Ansteuerung
eines Aktors eines Laststellgliedes, mittels des Steuergerätes
Für den Fall, dass die Getriebeeingangsdrehzahl nicht bestimmt werden kann, kann die Kupplung bis zu einem der Anschläge betätigt werden. Anschließend kann eine Referenzfahrt in Neutralstellung des Getriebes durchgeführt werden, wobei sichergestellt wird, dass kein Gang eingelegt ist und die Getriebesensorik abgeglichen werden kann. Danach kann die Betätigungsvorrichtung der Kupplung durch Anfahren des voll geschlossenen oder des voll geöffneten Anschlags referenziert werden.In the case, that the transmission input speed can not be determined can the clutch are actuated to one of the stops. Then you can a reference run is carried out in the neutral position of the gearbox, making sure that no gear is engaged and the Transmission sensors can be adjusted. Thereafter, the actuator the clutch by starting the fully closed or full open Be referenced stop.
Bei
einem Parallelschaltgetriebe muss der Abgleich, falls keine weiteren
Informationen bekannt sind oder die Gültigkeit der Informationen
nicht gewährleistet
ist, wie folgt geschehen:
Beide Kupplungen werden tastend geöffnet. Dabei werden
die Kupplungen zeitgleich oder zeitlich versetzt in Richtung Öffnen betätigt. Dabei
wird die Bewegung beobachtet. Findet in Folge eines Anschlags keine
Bewegung mehr statt, so wird das Öffnen beendet. Durch Kenntnis
des Systems kann nun davon ausgegangen werden, dass die Kupplungen
offen sind, d.h. der Triebstrang offen ist.In the case of a parallel gearbox, if no further information is known or the validity of the information is not guaranteed, the adjustment must be performed as follows:
Both couplings are opened by groping. The clutches are actuated at the same time or offset in the direction of opening. At the same time the movement is observed. If movement no longer takes place as a result of a stop, the opening is ended. Knowing the system, it can now be assumed that the clutches are open, ie the drivetrain is open.
Anschließend wird eine Neutralreferenzfahrt durchgeführt, bei der der Triebstrang durch das Öffnen der Kupplungen offen ist, so dass im Getriebe beliebige Bewegungen durchgeführt werden können. Mit Hilfe der Neutralreferenzfahrt wird im Getriebe tastend verfahren und zu Referenzzwecken eine definierte Position angefahren. Dabei kann die Getriebesensorik ab geglichen werden. Anschließend können beide Kupplungen an einem beliebigen ihrer Anschläge abgeglichen bzw. referenziert werden.Subsequently, will performed a neutral reference ride, in which the drive train by opening the clutches is open, so that in the transmission any movements carried out can be. With Help of the neutral reference travel is groping in the gearbox and approached a defined position for reference purposes. there the gearbox sensors can be compared. Then both can Clutches at any of their stops matched or referenced become.
Anhand
der
Im Schritt
In step
Fehlt
der Sensor, so wird im Schritt
Wird
im Schritt
Es
versteht sich, dass die Ergebnisse der Schritte
Anhand
der
Normalerweise
ist der aktuelle Gang aus einem am Getriebe angebrachten Gangstellungssensor
bekannt. Nach einem Reset, beispielsweise infolge einer Unterspannung,
auf den hin eine Referenzierung erfolgen muss, muss auch der Gangstellungssensor neu
referenziert werden, so dass von dort der augenblicklich geschaltete
Gang nicht bekannt ist. Der RAM-Bereich
eines in dem Steuergerät
Normally, the current gear is known from a gear position sensor mounted on the gear. After a reset, for example as a result of undervoltage, to which a referencing must take place, the gear position sensor must also be re-referenced, so that from there the current gear is not known. The RAM area of one in the controller
Gemäß
Wird
im Schritt
Mit den vorstehend beispielhaft geschilderten Verfahren ist weitestgehend eine im Bedarfsfall rasche Referenzierung bzw. ein rascher Abgleich der Betätigungsvorrichtung möglich.With The method exemplified above is as far as possible if required, rapid referencing or rapid reconciliation the actuator possible.
Die
geschilderten Verfahren können
nicht nur bei einem Getriebe mit einer einzigen Kupplung angewendet
werden, sondern auch bei Parallelschaltgetriebesystemen:
Um
bei Parallelschaltgetrieben das Kupplungsmoment aus dem Motormoment
und dem Produkt aus dem Trägheitsmoment
des Motors und der Winkelbeschleunigung seiner Drehzahl bei überschwelligen Schlupf
herzuleiten, müssen
folgende Grundvoraussetzungen erfüllt sein:
- – Eine der beiden Kupplungen muss offen sein, so dass das gesamte Motormoment über die andere, schlupfende Kupplung übertragen wird.
- – In dem Getriebezweig, der der schlupfenden Kupplung nachgeordnet ist, muss ein Gang eingelegt sein.
In order to derive the clutch torque from the engine torque and the product of the moment of inertia of the motor and the angular acceleration of its speed at suprathreshold slip in parallel transmissions, the following basic requirements must be met:
- - One of the two clutches must be open so that all engine torque is transmitted through the other, slipping clutch.
- - In the transmission branch, which is subordinate to the slipping clutch, a gear must be engaged.
Um zu jedem Zeitpunkt, insbesondere auch nach einem Reset entscheiden zu können, ob diese Grundvoraussetzungen erfüllt sind, können entsprechende Statusdaten im Buffered RAM und/oder EEPROM gespeichert werden. Um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass das Speichern im EEPROM mehrere hundert Millisekunden dauern kann, ist es wichtig, immer zusätzlich eine Information zu speichern, die besagt, ob die im EEPROM gespeicherten Informationen gültig sind oder nicht. Bevor die Informationen im EEPROM verändert werden, muss deren Ungültigkeit angezeigt werden. Die Ungültigkeit darf jeweils erst nach der vollständigen Änderung zurückgenommen werden.Around decide at any time, especially after a reset to be able to Whether these prerequisites are fulfilled can provide corresponding status data stored in buffered RAM and / or EEPROM. To the fact To take into account that saving in the EEPROM several hundred It can take milliseconds, it is always important to add one Store information indicating whether the information stored in the EEPROM valid are or not. Before the information in the EEPROM is changed, must their invalidity are displayed. The invalidity may in each case only after the complete change withdrawn become.
Bei einem Unterspannungsreset kennt ein System zur Betätigung einer automatischen Kupplung und eines automatischen Getriebes nicht mehr die Absolutstellungen der jeweiligen Betätigungsglieder, so dass eine Referenzierung erforderlich ist. Eine solche Referenzierung kann vorteilhafterweise dadurch vorgenommen werden, dass zunächst die Kupplung tastend geöffnet wird und der der Kupplungsbetätigung zugeordnete Inkrementalwegsensor bei vollständig geöffneter Kupplung referenziert bzw. abgeglichen wird. Anschließend kann bei vollständig offener Kupplung das Getriebe referenziert werden, indem dessen Referenzstellungen angefahren werden. Anschließend kann das Getriebe in seine Neutralstellung geschaltet werden und die geschlossene Stellung der Kupplung referenziert werden, so dass die Kupplungs- und die Getriebebetätigungsvorrichtung wieder voll einsatzfähig sind.at an undervoltage reset knows a system for operating a automatic clutch and an automatic transmission no longer the Absolute positions of the respective actuators, so that a Referencing is required. Such referencing can advantageously be made by first that the clutch groping open and the clutch operation assigned incremental travel sensor referenced with fully open clutch or is adjusted. Subsequently can be at fully open Clutch the transmission are referenced by its reference positions be approached. Subsequently the transmission can be switched to its neutral position and the closed position of the coupling are referenced, so that the Coupling and the Gear actuator fully operational again are.
Die vorgenannte Referenzierung kann sowohl bei mit einer Kupplung arbeitenden automatischen Getrieben als auch bei Parallelschaltgetrieben verwendet werden, die beispielsweise mit zwei Kupplungen arbeiten.The The aforementioned referencing can work both with a clutch used in automatic transmissions as well as in parallel transmissions which work with two clutches, for example.
Die vorgenannten Verfahren können in zweckentsprechender Weise miteinander kombiniert werden und es können Merkmale des einen Verfahrens in anderen Verfahren eingesetzt werden.The the aforementioned method can be suitably combined with each other and it can Features of a method used in other methods.
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- Anschlagattack
- 2828
- Anschlagattack
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