DE102009053693B4 - Method for determining a point of application of a clutch as well as clutch and assistance system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Bestimmen eines Anlegepunktes einer Kupplung, insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, umfassend die Schritte:- Bereitstellen einer Kupplung (2) mit-- einem antriebsseitigen, ersten Kupplungselement (4),-- einem abtriebsseitigen, zweiten Kupplungselement (5),-- einem Kupplungsaktuator (6) zum Anlegen des ersten Kupplungselements (4) an das zweite Kupplungselement (5),-- einem Federelement (14) zum Erzeugen einer auf den Kupplungsaktuator (6) wirkenden Vorspannkraft (F) und-- einer Steuereinheit (3) zum Bestimmen eines Anlegepunktes der Kupplung (2),- Betätigen des Kupplungsaktuators (6) durch Vorgeben eines Solldruckes (ps) für ein in einem Druckraum (11) des Kupplungsaktuators (6) befindliches Fluid, wobei sich der Solldruck (ps) aus einem sich ändernden Solldruck-Grundsignal (pG) und einem diesen überlagerten, periodischen Solldruck-Pullssignal (pP) zusammensetzt,- Einstellen eines dem Solldruck (ps) entsprechenden Istdruckes (pI) in dem Druckraum (11) mittels eines steuerbaren Druckventils (12),- Messen eines Istdruckes (pI) in dem Druckraum (11) mittels eines Drucksensors (13), und- Bestimmen des Anlegepunktes der Kupplungselemente (4, 5) durch Auswerten des Solldruckes (ps) und des zugehörigen Istdruckes (pI) mittels der Steuereinheit (3), wobei der Anlegepunkt der Kupplungselemente (4, 5) derart bestimmt wird, dass- ein Amplitudenverhältnis (VA) einer Amplitude (As) des Solldruckes (ps) und einer Amplitude (AI) des Istdruckes (pI) in Abhängigkeit des Solldruck-Grundsignals (pG) berechnet wird,- das Amplitudenverhältnis (VA) mit einem Schwellwert (S) verglichen wird, und- der Druckwert (pA) des Solldruck-Grundsignals (pG) dem Anlegepunkt entspricht, bei dem das Amplitudenverhältnis (VA) gleich dem Schwellwert (S) ist.Method for determining a point of application of a coupling, in particular for use in a motor vehicle, comprising the steps: - providing a coupling (2) with - a drive-side, first coupling element (4), - a driven-side, second coupling element (5), - a clutch actuator (6) for applying the first clutch element (4) to the second clutch element (5), - a spring element (14) for generating a pretensioning force (F) acting on the clutch actuator (6) and - a control unit ( 3) to determine a point of application of the clutch (2), - actuation of the clutch actuator (6) by specifying a target pressure (ps) for a fluid located in a pressure chamber (11) of the clutch actuator (6), the target pressure (ps) being derived a changing setpoint pressure basic signal (pG) and a periodic setpoint pressure pull signal (pP) superimposed thereon, - setting an actual pressure (pI) in the pressure chamber (11) corresponding to the setpoint pressure (ps) in the middle As a controllable pressure valve (12), - measuring an actual pressure (pI) in the pressure chamber (11) by means of a pressure sensor (13), and - determining the contact point of the coupling elements (4, 5) by evaluating the target pressure (ps) and the associated pressure Actual pressure (pI) by means of the control unit (3), the application point of the coupling elements (4, 5) being determined in such a way that an amplitude ratio (VA) of an amplitude (As) of the setpoint pressure (ps) and an amplitude (AI) of the actual pressure (pI) is calculated as a function of the nominal pressure basic signal (pG), - the amplitude ratio (VA) is compared with a threshold value (S), and - the pressure value (pA) of the nominal pressure basic signal (pG) corresponds to the application point at which the amplitude ratio (VA) is equal to the threshold value (S).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Anlegepunktes einer Kupplung, insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner eine Kupplung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und ein Assistenzsystem.The invention relates to a method for determining a point of application of a clutch, in particular for use in a motor vehicle. The invention also relates to a clutch, in particular for a motor vehicle, and an assistance system.
Zur Optimierung des Schaltkomforts bei Kraftfahrzeugen ist es erforderlich, den Anlegepunkt der Kupplung zu bestimmen. Der Anlegepunkt charakterisiert den Punkt im Drehmomentübertragungsverhalten einer Kupplung, bei dem alle Kupplungselemente bzw. Kupplungslamellen gegeneinander anliegen und eine Drehmomentübertragung der Kupplung ermöglichen.To optimize shifting comfort in motor vehicles, it is necessary to determine the point where the clutch is applied. The application point characterizes the point in the torque transmission behavior of a clutch at which all clutch elements or clutch disks are in contact with one another and enable torque transmission of the clutch.
Aus der
In der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bestimmen eines Anlegepunktes einer Kupplung zu schaffen, das einfach und genau ist.The invention is based on the object of creating a method for determining a point of application of a coupling which is simple and accurate.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Kupplung mehrere Druckbereiche aufweist, die jeweils ein anderes dynamisches Übertragungsverhalten für den Solldruck aufweisen. Der Anlegepunkt der Kupplungselemente kann durch einen Vergleich des Solldrucks mit dem zugehörigen Istdruck bestimmt werden. Hierzu wird der Kupplungsaktuator durch Vorgeben eines definierten Solldruckes betätigt. Der Solldruck für das den Kupplungsaktuator betätigende Fluid setzt sich zusammen aus einem sich ändernden Solldruck-Grundsignal und einem diesen überlagerten, periodischen Solldruck-Pulssignal. Mit dem Solldruck-Grundsignal wird im Wesentlichen der gesamte Druckbereich der Kupplung durchfahren, wobei mit dem überlagerten Solldruck-Pulssignal das dynamische Übertragungsverhalten in dem jeweiligen Druckbereich bzw. Betätigungszustand ermittelt wird.This object is achieved by a method with the features of claim 1. According to the invention, it was recognized that a clutch has a plurality of pressure ranges, each of which has a different dynamic transmission behavior for the setpoint pressure. The point of application of the coupling elements can be determined by comparing the setpoint pressure with the associated actual pressure. For this purpose, the clutch actuator is actuated by specifying a defined setpoint pressure. The setpoint pressure for the fluid actuating the clutch actuator is composed of a changing setpoint pressure basic signal and a periodic setpoint pressure pulse signal superimposed on this. Essentially the entire pressure range of the clutch is passed through with the nominal pressure basic signal, the dynamic transmission behavior in the respective pressure range or actuation state being determined with the superimposed nominal pressure pulse signal.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine genaue Bestimmung des Anlegepunktes. Durch den Vergleich des Amplitudenverhältnisses mit dem Schwellwert wird der Punkt bestimmt, ab dem durch eine Erhöhung des Istdruckes keine Volumenänderung im Druckraum mehr stattfindet. Dieser Punkt entspricht dem Anlegepunkt.The method according to the invention enables the application point to be determined precisely. By comparing the amplitude ratio with the threshold value, the point is determined from which there is no longer any change in volume in the pressure chamber due to an increase in the actual pressure. This point corresponds to the point of application.
Ein Verfahren nach Anspruch 2 gewährleistet eine zuverlässige Bestimmung des Anlegepunktes. In dem ersten Druckbereich ist der Istdruck zu gering, um die Vorspannkraft des Federelementes zu überwinden. Der Kupplungsaktuator bleibt unbetätigt bzw. unbewegt und das Volumen im Druckraum des Kupplungsaktuators konstant. Aufgrund des konstanten Volumens im Druckraum ist kein Fluidstrom im Druckraum bzw. den Zuleitungen vorhanden. Dementsprechend ist der Druckabfall von dem Druckventil zu dem Drucksensor gering und der gemessene Istdruck folgt dem Solldruck sehr schnell.A method according to
Im zweiten Druckbereich ist der Istdruck größer als die Vorspannkraft des Federelements. Der Kupplungsaktuator betätigt das erste Kupplungselement gegen die Vorspannkraft des Federelements und bewegt dieses in Richtung des zweiten Kupplungselements. Das Volumen im Druckraum wird entsprechend des Hookeschen Gesetzes umso größer, je größer der Istdruck ist. Aufgrund der Vergrößerung des Volumens im Druckraum tritt in diesem bzw. in den Zuleitungen ein Fluidfluss auf. Durch den Strömungswiderstand kommt es zu einem Druckverlust zwischen dem Druckventil und dem Drucksensor, der sich wieder abbaut. Der gemessene Istdruck folgt dem Solldruck somit verzögert.In the second pressure range, the actual pressure is greater than the pretensioning force of the spring element. The clutch actuator actuates the first clutch element against the biasing force of the spring element and moves it in the direction of the second clutch element. According to Hooke's law, the greater the actual pressure, the greater the volume in the pressure chamber. Due to the increase in the volume in the pressure chamber, a fluid flow occurs in this or in the supply lines. The flow resistance leads to a pressure loss between the pressure valve and the pressure sensor, which is reduced again. The measured actual pressure follows the target pressure with a delay.
Im dritten Druckbereich erreicht der Kupplungsaktuator das erste Kupplungselement und drückt dieses in Richtung des zweiten Kupplungselements. Am Anlegepunkt der Kupplung liegen die Kupplungselemente vollständig aneinander an. Dadurch wird eine weitere Bewegung des Kupplungsaktuators verhindert und das Volumen des Druckraums bleibt bei einer weiteren Erhöhung des Istdrucks konstant. Dadurch, dass die Änderung des Volumens des Druckraums abnimmt bzw. stagniert, folgt der Istdruck dem Solldruck wieder sehr schnell, wie dies im ersten Druckbereich der Fall ist. Der Anlegepunkt ist durch Auswerten des dritten Druckbereichs, der von den anderen Druckbereichen unterschieden werden kann, einfach und zuverlässig auffindbar.In the third pressure range, the clutch actuator reaches the first clutch element and pushes it in the direction of the second clutch element. At the point of application of the coupling, the coupling elements are completely in contact with one another. This prevents further movement of the clutch actuator and the volume of the pressure chamber remains constant with a further increase in the actual pressure. Because the change in the volume of the pressure space decreases or stagnates, the actual pressure follows the setpoint pressure again very quickly, as is the case in the first pressure range. The application point can be found easily and reliably by evaluating the third pressure area, which can be distinguished from the other pressure areas.
Ein Verfahren nach Anspruch 3 gewährleistet, dass der gesamte Druckbereich der Kupplung durchfahren wird. Durch die Stufenhöhe ist die Genauigkeit bei der Bestimmung des Anlegepunktes einstellbar.A method according to
Ein Verfahren nach Anspruch 4 gewährleistet, dass im gesamten Druckbereich der Kupplung das dynamische Übertragungsverhalten für eine ausreichend lange Zeitdauer untersucht wird.A method according to
Ein Verfahren nach Anspruch 5 ermöglicht eine einfache und schnelle Bestimmung des Anlegepunktes.A method according to
Ein Solldruck-Pulssignal nach Anspruch 6 ist einfach zu realisieren.A target pressure pulse signal according to
Ein Verfahren nach Anspruch 7 gewährleistet eine zuverlässige Bestimmung des Anlegepunktes.A method according to
Ein Verfahren nach Anspruch 8 vereinfacht die Bestimmung des Anlegepunktes. Mittels eines Bandpassfilters wird aus dem Solldruck und dem gemessenen Istdruck ein schmales Frequenzband um die Frequenz des Solldruck-Pulssignals herausgefiltert, das die relevanten Informationen für das zu bestimmende Übertragungsverhalten beinhaltet.A method according to
Ein Verfahren nach Anspruch 9 ist robust und zuverlässig. Durch das Tiefpassfilter werden hochfrequente Störsignale unterdrückt.A method according to
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung zu schaffen, deren Anlegepunkt einfach und genau bestimmbar ist.The invention is also based on the object of creating a coupling, the point of application of which can be determined simply and precisely.
Diese Aufgabe wird durch eine Kupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Hinsichtlich der Vorteile der erfindungsgemäßen Kupplung wird auf die bereits beschriebenen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.This object is achieved by a coupling with the features of
Ein Assistenzsystem nach Anspruch 11 ermöglicht eine Optimierung des Schaltkomforts der Kupplung für das jeweils zu übertragende Drehmoment. Ist der Anlegepunkt der Kupplung bekannt, kann die Befüllung des Druckraums mit dem Fluid, also der Istdruck im Druckraum auf das zu übertragende Drehmoment angepasst werden.An assistance system according to
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Assistenzsystems zur Optimierung des Schaltverhaltens einer Kupplung, -
2 einen zeitlichen Verlauf eines Solldruckes zur Betätigung der Kupplung in1 , -
3 eine schematische Darstellung zur Bildung eines Amplitudenverhältnisses aus einer Amplitude des Solldrucks und einer Amplitude eines zugehörigen, gemessenen Istdrucks, und -
4 ein Diagramm des Amplitudenverhältnisses in Abhängigkeit eines Solldruck-Grundsignals des Solldrucks in2 .
-
1 a schematic representation of an assistance system for optimizing the shifting behavior of a clutch, -
2 a time profile of a setpoint pressure for actuating the clutch in1 , -
3 a schematic representation of the formation of an amplitude ratio from an amplitude of the setpoint pressure and an amplitude of an associated, measured actual pressure, and -
4th a diagram of the amplitude ratio as a function of a target pressure base signal of the target pressure in2 .
Ein Assistenzsystem
Zum Anliegen der ersten Kupplungselemente
Mittels eines steuerbaren Druckventils
An einer dem Kolben
Zum Bestimmen eines Anlegepunktes der Kupplung
Wie aus
Das periodische Solldruck-Pulssignal
Die Frequenz des Solldruck-Pulssignals
Der Anlegepunkt der Kupplungselemente
- min (VA)
- das Minimum des Amplitudenverhältnisses
VA , - max (VA)
- das Maximum des Amplitudenverhältnisses
VA und - f
- einen Schwellwertfaktor bezeichnet.
- min (VA)
- the minimum of the amplitude ratio
V A , - max (VA)
- the maximum of the amplitude ratio
V A and - f
- denotes a threshold factor.
Der Schwellwertfaktor f ist beispielsweise 0,3.The threshold value factor f is, for example, 0.3.
Der Druckwert
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit der Anlegepunkt der Kupplungselemente
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