DE102011014573A1 - Method for controlling an automated clutch - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer automatisierten Kupplung, die über ein hydrostatisches Kupplungsbetätigungssystem mit einem hydrostatischen Aktor betätigt wird, der mit einem Hydrostatikfluid betrieben wird, dessen Zustand sich im Betrieb verändert. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eine thermodynamische Zustandsgröße des Hydrostatikfluids erfasst und verwendet wird, um zu verhindern, dass in dem hydrostatischen Aktor Dampfblasen entstehen beziehungsweise Kavitation auftritt.The invention relates to a method for controlling an automated clutch which is actuated via a hydrostatic clutch actuation system with a hydrostatic actuator which is operated with a hydrostatic fluid, the state of which changes during operation. The invention is characterized in that at least one thermodynamic state variable of the hydrostatic fluid is detected and used in order to prevent vapor bubbles or cavitation from occurring in the hydrostatic actuator.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer automatisierten Kupplung, die über ein hydrostatisches Kupplungsbetätigungssystem mit einem hydrostatischen Aktor betätigt wird, der mit einem Hydrostatikfluid betrieben wird, dessen Zustand sich im Betrieb verändert.The invention relates to a method for controlling an automated clutch, which is actuated via a hydrostatic clutch actuation system with a hydrostatic actuator, which is operated with a hydrostatic fluid whose state changes during operation.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, die Lebensdauer einer automatisierten Kupplung, die über ein hydraulisches Kupplungsbetätigungssystem mit einem hydrostatischen Aktor betätigt wird, dessen Druck erfasst wird, zu erhöhen.The object of the invention is to increase the life of an automated clutch which is actuated via a hydraulic clutch actuation system with a hydrostatic actuator whose pressure is detected.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Steuern einer automatisierten Kupplung, die über ein hydrostatisches Kupplungsbetätigungssystem mit einem hydrostatischen Aktor betätigt wird, der mit einem Hydrostatikfluid betrieben wird, dessen Zustand sich im Betrieb verändert, dadurch gelöst, dass mindestens eine thermodynamische Zustandsgröße des Hydrostatikfluids erfasst und verwendet wird, um zu verhindern, dass in dem hydrostatischen Aktor Dampfblasen entstehen beziehungsweise Kavitation auftritt. Unter Kavitation, die auch als Hohlsog bezeichnet wird, wird die Bildung und nachfolgende schlagartige Kondensation von Dampfblasen in strömenden Flüssigkeiten verstanden. Kavitation wird durch Geschwindigkeitsänderungen in einem Fluid hervorgerufen. Als thermodynamische Zustandsgrößen werden thermodynamische Parameter bezeichnet, die den Zustand eines thermodynamischen Systems charakterisieren, zum Beispiel der Druck, die Temperatur, das Volumen und die Entropie. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise der Druck des Hydrostatikfluids erfasst und verwendet. Es kann aber zum Beispiel auch die Temperatur des Hydrostatikfluids erfasst und verwendet werden.The object is achieved in a method for controlling an automated clutch, which is actuated by a hydrostatic clutch actuation system with a hydrostatic actuator, which is operated with a hydrostatic fluid whose state changes in operation, solved by at least one thermodynamic state variable of the hydrostatic fluid detected and is used to prevent vapor bubbles or cavitation occur in the hydrostatic actuator. Cavitation, which is also referred to as hollow suction, is understood to mean the formation and subsequent sudden condensation of vapor bubbles in flowing liquids. Cavitation is caused by changes in the velocity of a fluid. Thermodynamic state variables are thermodynamic parameters that characterize the state of a thermodynamic system, such as pressure, temperature, volume, and entropy. In the context of the present invention, preferably the pressure of the hydrostatic fluid is detected and used. However, it can also be detected and used, for example, the temperature of the hydrostatic fluid.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine thermodynamische Zustandsgröße des Hydrostatikfluids auf einer Geberseite des Kupplungsbetätigungssystems erfasst wird. Der hydrostatische Aktor umfasst zum Beispiel einen Geberzylinder, der über eine hydrostatische Leitung oder Hydraulikleitung, die auch als Druckleitung bezeichnet wird, mit einem Nehmerzylinder in Verbindung steht. Die Seite des Aktors mit dem Geberzylinder wird auch als Geberseite bezeichnet. Analog wird die Seite des Aktors mit dem Nehmerzylinder auch als Nehmerseite bezeichnet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass die Geberseite des Aktors im Hinblick auf Kavitation besonders gefährdet ist. Auf der Nehmerseite wird der Druck durch die Einrückkraft der Kupplung bestimmt, so dass hier eher keine Kavitation auftritt.A preferred embodiment of the method is characterized in that the at least one thermodynamic state variable of the hydrostatic fluid is detected on a donor side of the clutch actuation system. The hydrostatic actuator comprises, for example, a master cylinder, which communicates with a slave cylinder via a hydrostatic line or hydraulic line, also referred to as a pressure line. The side of the actuator with the master cylinder is also referred to as the donor side. Analogously, the side of the actuator with the slave cylinder is also referred to as the slave side. In the context of the present invention, it has been found that the donor side of the actuator is particularly endangered with regard to cavitation. On the slave side, the pressure is determined by the engagement force of the clutch, so that rather no cavitation occurs here.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Hydrostatikfluids auf der Geberseite des Kupplungsbetätigungssystems erfasst und verwendet wird, um zu verhindern, dass in dem hydrostatischen Aktor Dampfblasen entstehen beziehungsweise Kavitation auftritt. Der Druck wird vorzugsweise mit einem Drucksensor erfasst, der an dem Geberzylinder oder an einem geberseitigen Ende der Druckleitung angebracht ist, die den Geberzylinder mit dem Nehmerzylinder verbindet.A further preferred embodiment of the method is characterized in that the pressure of the hydrostatic fluid is detected on the encoder side of the clutch actuation system and used to prevent vapor bubbles or cavitation occurs in the hydrostatic actuator. The pressure is preferably detected with a pressure sensor which is attached to the master cylinder or to a sensor-side end of the pressure line which connects the master cylinder to the slave cylinder.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksignal eines geberseitigen Drucksensors verwendet wird, um den hydrostatischen Aktor so anzusteuern, dass in dem hydrostatischen Aktor keine Dampfblasen entstehen beziehungsweise keine Kavitation auftritt. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird die Bewegung des hydrostatischen Aktors in Abhängigkeit von dem erfassten Druck, zum Beispiel über einen elektromotorischen Stellantrieb, gezielt verändert. Dabei wird insbesondere die Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung des hydrostatischen Aktors variiert. Alternativ kann die Temperatur des Hydrostatikfluids, zum Beispiel mit Hilfe eines Temperatursensors, erfasst werden. Aus einem Temperatursignal kann die Viskosität des Hydrostatikfluids berechnet werden. Daraus lässt sich dann der Druck des Hydrostatikfluids abschätzen.A further preferred embodiment of the method is characterized in that a pressure signal of a sensor-side pressure sensor is used to control the hydrostatic actuator so that no vapor bubbles occur in the hydrostatic actuator or no cavitation occurs. According to one essential aspect of the invention, the movement of the hydrostatic actuator in response to the detected pressure, for example via an electric motor actuator, selectively changed. In particular, the speed and / or direction of movement of the hydrostatic actuator is varied. Alternatively, the temperature of the hydrostatic fluid can be detected, for example by means of a temperature sensor. From a temperature signal, the viscosity of the hydrostatic fluid can be calculated. From this the pressure of the hydrostatic fluid can be estimated.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigungsbewegung des hydrostatischen Aktors verlangsamt wird, wenn beim Öffnen der Kupplung ein relativ geringer Druck erfasst wird. Der erfasste Aktordruck wird zum Beispiel mit einem Referenzwert beziehungsweise einem unteren Druckgrenzwert verglichen. Sobald der Referenzwert beziehungsweise der untere Druckgrenzwert unterschritten wird, kann die Betätigungsbewegung des Aktors definiert verlangsamt werden. Ein Stillstand des Aktors wird in vorteilhafter Weise vermieden, damit ein gegebenenfalls erforderlicher Schnüffelvorgang nicht in unerwünschter Weise unterbunden wird.A further preferred embodiment of the method is characterized in that an actuating movement of the hydrostatic actuator is slowed down when a relatively low pressure is detected when opening the clutch. The detected actuator pressure is compared, for example, with a reference value or a lower pressure limit value. As soon as the reference value or the lower pressure limit value is undershot, the actuation movement of the actuator can be slowed defined. A stoppage the actuator is avoided in an advantageous manner so that an optionally required snooping process is not prevented in an undesired manner.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine thermodynamische Zustandsgröße des Hydrostatikfluids in einer Aktorsteuerung verarbeitet wird. Wenn der untere Druckgrenzwert unterschritten wird, kann zum Beispiel eine maximal erlaubte Aktorgeschwindigkeit herabgesetzt werden. Die Aktorsteuerung umfasst zum Beispiel ein Aktorsteuergerät, in das zum Beispiel ein Lageregler für den Aktor integriert ist. Das Aktorsteuergerät übt in herkömmlichen Systemen zum Beispiel Überwachungsfunktionen aus.A further preferred embodiment of the method is characterized in that the at least one thermodynamic state variable of the hydrostatic fluid is processed in an actuator control. If the lower pressure limit value is undershot, for example, a maximum allowed actuator speed can be reduced. The actuator control comprises, for example, an actuator control unit in which, for example, a position controller for the actuator is integrated. The actuator control device, for example, performs monitoring functions in conventional systems.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine thermodynamische Zustandsgröße des Hydrostatikfluids in einer Triebstrangsteuerung verarbeitet wird. Die Triebstrangsteuerung umfasst zum Beispiel ein Triebstrangsteuergerät, durch das situationsbedingt so auf eine Veränderung des Drucksignals reagiert werden kann, dass der Fahrkomfort nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt wird. Die thermodynamische Zustandsgröße kann in der Triebstrangsteuerung zum Beispiel durch Anpassen einer Sollvorgabe der Aktorposition verwendet werden.A further preferred embodiment of the method is characterized in that the at least one thermodynamic state variable of the hydrostatic fluid is processed in a drive train control. The drivetrain control includes, for example, a driveline control unit, can be reacted by the situation so as to a change in the pressure signal that the ride comfort is not or only slightly affected. The thermodynamic state quantity may be used in the driveline control, for example, by adjusting a target position of the actuator position.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität des Hydrostatikfluids ermittelt wird, indem der Druck des Hydrostatikfluids in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit und/oder einer Bewegungsrichtung des Aktors ausgewertet wird. Unter Viskosität, die auch als Zähigkeit bezeichnet wird, wird eine innere Reibung in Gasen und Flüssigkeiten verstanden. Bei vernachlässigbarer Viskosität hängt der Druck im Wesentlichen nur von der einrückwegabhängigen Einrückkraft der Kupplung ab. Lediglich Reibungen auf der Nehmerseite und im Einrücksystem können bewegungsrichtungsabhängig zu kleinen Abweichungen führen. Damit sollte auch der Druck näherungsweise nur vom Aktorweg abhängig sein. Mit zunehmender Viskosität des Fluids ergibt sich jedoch noch ein geschwindigkeitsabhängiger Anteil. Durch Auswerten der Geschwindigkeitsabhängigkeit des Geberdrucks, bevorzugt in einem Bereich der Kupplungskennlinie, in der nur eine geringe Wegabhängigkeit der Einrückkraft besteht, also zum Beispiel bei offener Kupplung, kann so auf die Viskosität des Fluids zurück geschlossen werden.A further preferred embodiment of the method is characterized in that the viscosity of the hydrostatic fluid is determined by the pressure of the hydrostatic fluid is evaluated in dependence on a speed and / or a direction of movement of the actuator. Viscosity, also referred to as toughness, is understood to mean internal friction in gases and liquids. With negligible viscosity, the pressure essentially depends only on the Einrückwegabhängigen engagement force of the clutch. Only friction on the slave side and in the engagement system can lead to small deviations depending on the direction of movement. Thus, the pressure should be approximately only dependent on Aktorweg. With increasing viscosity of the fluid, however, there is still a speed-dependent proportion. By evaluating the speed dependence of the transmitter pressure, preferably in a region of the clutch characteristic in which there is only a small path dependence of the engagement force, that is, for example, with the clutch open, it is possible to deduce the viscosity of the fluid.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnüffelzeitdauer verlängert wird, wenn eine signifikant erhöhte Viskosität festgestellt wird. Wenn über das Drucksignal eine signifikant erhöhte Viskosität des Hydrostatikfluids festgestellt wird, kann diese Information genutzt werden, um die Schnüffelzeit, das heißt eine Zeitdauer mit einer geöffneten Schnüffelbohrung, zu verlängern. Damit kann auch bei tiefen Temperaturen und entsprechend hoher Fluidviskosität sichergestellt werden, dass der gewünschte Volumenausgleich stattfindet. Die Auswertung findet vorzugsweise in der Triebstrangsteuerung statt.A further preferred embodiment of the method is characterized in that a sniffing period is extended when a significantly increased viscosity is detected. If a significantly increased viscosity of the hydrostatic fluid is detected via the pressure signal, this information can be used to extend the sniffing time, ie a time period with an open sniffer bore. This ensures even at low temperatures and correspondingly high fluid viscosity that the desired volume compensation takes place. The evaluation preferably takes place in the drive train control.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung über den hydrostatischen Aktor sowie einen Geberzylinder und einen Nehmerzylinder direkt betätigt wird. Direkt bedeutet, dass der hydrostatische Druck des Aktors, insbesondere ohne Zwischenschaltung von Hebelaktoren, direkt auf die Kupplung wirkt. Die Kupplung ist vorzugsweise als zugedrückte Kupplung, insbesondere Doppelkupplung, ausgeführt.A further preferred embodiment of the method is characterized in that the coupling is actuated directly via the hydrostatic actuator and a master cylinder and a slave cylinder. Direct means that the hydrostatic pressure of the actuator, in particular without the interposition of lever actuators, acts directly on the coupling. The coupling is preferably designed as a compressed coupling, in particular a double coupling.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben sind.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail.
In der einzigen beiliegenden Figur ist ein Kupplungsbetätigungssystem zur Betätigung einer automatisierten Reibungskupplung vereinfacht dargestellt.In the single accompanying figure, a clutch actuating system for operating an automated friction clutch is shown simplified.
In
Der Geberzylinder
Der hydraulische Druck in der hydraulischen oder hydrostatischen Strecke, die den Geberzylinder
In
In hydrostatischen Kupplungsaktoren kann es, aufgrund der bei tiefen Temperaturen stark erhöhten Viskosität des Hydrostatikfluids, dazu kommen, dass der Fluiddruck auf der Geberseite den Dampfdruck des Fluids unterschreitet und sich somit eine Dampfblase mit sehr geringem Dampfdruck bildet und Kavitation auftritt. Das Problem wird durch geringe Drücke im Nehmerzylinder, wie sie durch geringe Kupplungskräfte verursacht werden, erhöht. Speziell bei zugedrückten Kupplungen sind die Einrückkräfte der offenen Kupplung sehr gering. Daher wird das erfindungsgemäße Verfahren besonders bevorzugt bei einer direkt betätigten, zugedrückten Kupplung
Das mit dem Drucksensor
Dabei ist darauf zu achten, dass es zu Situationen kommen kann, in denen die Bildung einer Dampfblase nicht verhindert werden kann. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn es nach einem Schnüffelvorgang zu einer deutlichen Abkühlung des Hydrostatikfluids gekommen ist. Dadurch verringert sich das Volumen des in dem Aktor
Als Schnüffeln wird ein gezielter Druckausgleich durch den Aktor
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Viskosität des Hydrostatikfluids gezielt ermittelt, indem der Hydrostatikdruck in Abhängigkeit von der Aktorgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung ausgewertet wird. Bei vernachlässigbarer Viskosität hängt der Druck im Wesentlichen nur von der einrückwegabhängigen Einrückkraft der Kupplung
Wenn über das Drucksignal eine signifikant erhöhte Viskosität des Fluids festgestellt wird, kann diese Information auch genutzt werden, um die Schnüffelzeit, das heißt die Zeitdauer mit geöffneter Verbindungsöffnung, die auch als Schnüffelbohrung bezeichnet wird, zu verlängern. Damit kann auch bei tiefen Temperaturen und entsprechend hoher Fluidviskosität sichergestellt werden, dass der Volumenausgleich stattfindet. Da dies aber nur in der Triebstrangsteuerung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- KupplungsbetätigungssystemClutch actuation system
- 44
- GeberzylinderMaster cylinder
- 55
- Hydraulikleitunghydraulic line
- 66
- Nehmerzylinderslave cylinder
- 77
- Nehmerkolbenslave piston
- 1010
- Kupplungclutch
- 1212
- Ausgleichsbehältersurge tank
- 1414
- Geberkolbenmaster piston
- 19 19
- Aktoractuator
- 2020
- elektromotorischer Stellantriebelectromotive actuator
- 2222
- Aktormotoractuator motor
- 2424
- AktorgetriebeAktorgetriebe
- 3030
- Drucksensorpressure sensor
- 4040
- Aktorsteuerungactuator control
- 4141
- Pfeilarrow
- 4242
- Pfeilarrow
- 4343
- Pfeilarrow
- 4545
- Pfeilarrow
- 5050
- TriebstrangsteuerungPowertrain control
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140213 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140213 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150407 |
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R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
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