DE102011101870A1

DE102011101870A1 - Method for estimating coupling parameters of hydraulically operated clutch, involves detecting actuation pressure for closing operation of clutch, where target pressure signal or time signal is detected parallel to actuation pressure

Info

Publication number: DE102011101870A1
Application number: DE201110101870
Authority: DE
Inventors: Guido Wachsmuth; Marcel Eisbach; Prof. Dr. Bohn Christian; Alex Tarasow
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2011-05-16
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2031-05-17
Also published as: DE102011101870B4

Abstract

The method involves detecting the actuation pressure for the closing operation of a clutch, where the target pressure signal or a time signal is detected parallel to the actuation pressure. The storage of the pressure signal distribution takes place in relation to the time base and to the target pressure distribution. A characteristic coupling parameter is determined at the intersection point adjacent approximation functions.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schätzung von Kupplungsparametern einer hydraulisch betätigten Kupplung, wobei zur Identifikation des Befüllzustandes der Kupplung eine Approximation der Befülldruck-Kennlinie erfolgt.The invention relates to a method for estimating clutch parameters of a hydraulically actuated clutch, wherein an approximation of the filling pressure characteristic curve is carried out for identifying the filling state of the clutch.

Aus der Patentanmeldung DE 199 28 538 A1 ist vorbekannt, eine Kennlinie zur Regelung einer automatisierten Kupplung zu approximieren. Es wird dabei der Zusammenhang einer Stellgröße, des Betätigungsstroms des Steuerventils, zu einer Regelgröße, dem sich aus der Einstellung des Regelventils ergebenden Druckverlaufes, approximiert. Aus dem Verlauf der Regelgröße wird letztlich die für die Betätigung der Kupplung charakteristische Ventilkennlinie des Steuerstromes als Funktion des Druckes ermittelt.From the patent application DE 199 28 538 A1 It is already known to approximate a characteristic curve for the regulation of an automated clutch. It is the relationship of a manipulated variable, the operating current of the control valve, to a controlled variable, the resulting from the adjustment of the control valve pressure curve approximated. From the course of the controlled variable, the valve characteristic of the control current which is characteristic of the actuation of the clutch is determined as a function of the pressure.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine druckbasierte Schätzung der Kupplungsparameter zu ermöglichen, welche die charakteristischen Druckpunkte der Kupplung insbesondere im Bereich vor dem kompletten Druckaufbau ermittelt.The object of the invention is to enable a pressure-based estimation of the coupling parameters, which determines the characteristic pressure points of the coupling, in particular in the region before the complete pressure buildup.

Erfindungsgemäß vorteilhaft erfolgt das Verfahren zum Schätzen von Kupplungsparametern einer hydraulisch betätigten Kupplung durch Aufnahme des Verlaufes des Drucksignals beim Betätigen der Kupplung während des Schließvorgangs. Der Drucksignalverlauf, der auch als Befülldruck-Kennlinie bezeichnet wird, wird als Funktion des Solldrucksignals und/oder als Funktion der Zeit erfasst. Es erfolgt eine Speicherung der Einzelpunkte des Drucksignalverlaufs in Relation zur Zeitbasis und/oder zum Solldruckverlauf. Der Drucksignalverlauf wird in mindestens zwei Bereiche unterteilt, welche durch unterschiedliche mathematische Funktionen approximiert werden. Ausgehend von der Erkenntnis, dass sich an den Bereichsgrenzen das Systemverhalten aufgrund der wirkenden physikalischen Prinzipien ändert, werden die Einzelbereiche durch wenigstens hinsichtlich ihrer Parameter unterschiedliche mathematische Funktionen approximiert. Es werden die charakteristischen Kupplungsparameter an den Steilen ermittelt, an welchen sich der Schnittpunkt der approximierten Funktionen befindet. Dies kann im Zeitverlauf bei gegebener Solldruckfunktion ein Zeitwert oder ein Solldruckwert sein.Advantageously according to the invention, the method for estimating clutch parameters of a hydraulically actuated clutch takes place by recording the course of the pressure signal during actuation of the clutch during the closing operation. The pressure waveform, which is also referred to as filling pressure characteristic, is detected as a function of the target pressure signal and / or as a function of time. There is a storage of the individual points of the pressure waveform in relation to the time base and / or the desired pressure profile. The pressure waveform is divided into at least two areas, which are approximated by different mathematical functions. Starting from the knowledge that the system behavior changes at the range limits on the basis of the acting physical principles, the individual ranges are approximated by mathematical functions which differ at least with regard to their parameters. The characteristic coupling parameters are determined at the points at which the intersection of the approximated functions is located. This can be a time value or a setpoint pressure value over time given the desired pressure function.

Erfindungsgemäß vorteilhaft wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Drucksignalverlauf in wenigstens drei Bereiche unterteilt. Es erfolgt dabei eine Approximation des Druckverlaufes in jedem der Bereiche getrennt voneinander. Im Umfeld der Bereichsgrenzen wird der Schnittpunkt der Approximationsfunktionen bestimmt und so im Umfeld der Bereichsgrenze vom ersten Bereich zum zweiten Bereich das Abheben und im Umfeld der Bereichsgrenze vom zweiten Bereich zum dritten Bereich das Anlegen der Kupplungsplatten detektiert. Der erste Bereich beschreibt dabei den Drucksignalverlauf bis zum Abheben der Kupplungsplatten, also bis zum Abhebedruck. Der zweite Bereich beschreibt den Drucksignalverlauf vom Abheben bis zum Anlegen der Kupplung und der dritte Bereich den Druckaufbau bei anliegender Kupplung.Advantageously, according to the invention, in a preferred embodiment, the pressure signal profile is subdivided into at least three regions. An approximation of the pressure profile in each of the regions takes place separately from one another. In the vicinity of the range limits, the point of intersection of the approximation functions is determined and the lifting of the clutch is detected in the vicinity of the range limit from the first range to the second range and in the vicinity of the range limit from the second range to the third range. The first area describes the pressure waveform to the lifting of the clutch plates, so to the take-off pressure. The second area describes the pressure signal curve from lift-off to the application of the clutch and the third area the pressure build-up when the clutch is applied.

Erfindungsgemäß vorteilhaft werden der erste und der zweite Bereich durch lineare Funktionen approximiert und der dritte Bereich durch eine Exponentialfunktion beschrieben, so dass mit geringem Aufwand der Funktionsverlauf mit hinreichender Genauigkeit nachgebildet werden kann.According to the invention, the first and the second region are advantageously approximated by linear functions, and the third region is described by an exponential function, so that with little effort the function profile can be reproduced with sufficient accuracy.

Erfindungsgemäß vorteilhaft muss vor der stückweisen Approximation der Funktion in den Einzelbereichen eine Vorfestlegung der Bereiche bzw. Bereichsgrenzen erfolgen. Dies kann in einer Ausgestaltung durch Voruntersuchungen an baugleichen oder ähnlichen Kupplungen erfolgen, wobei die Bereichsgrenzen in Abhängigkeit vom Solldruck definiert werden können. Es kann weiterhin bei bekanntem Solldruckverlauf eine zeitbasierte Definition erfolgen.Advantageously, according to the invention, a predetermination of the regions or region boundaries must take place before the piecewise approximation of the function in the individual regions. This can be done in one embodiment by preliminary investigations on identical or similar couplings, the range limits depending on the target pressure can be defined. Furthermore, a time-based definition can be carried out if the target pressure profile is known.

Da sich das Systemverhalten in den Einzelbereichen unterscheidet, sind unterschiedliche Approximationsfunktionen notwendig. Die Bereichsgrenzen zeichnen sich dadurch aus, dass die Funktionen am Übergang in den jeweils benachbarten Bereich nicht mehr gültig sind. Einfache Approximationsfunktionen können dann den Funktionsverlauf nur ungenau beschreiben und die Einzelwerte weisen eine größere Abweichung zur Approximation auf, als das innerhalb der Bereichsgrenzen erfolgt. Die Bereichsgrenzen können somit ermittelt werden, indem ohne die Randbereiche zu beachten, eine Funktionsapproximation im Kern des zu definierenden Bereiches erfolgt und eine Bereichsgrenze dort gebildet wird, wo die Einzelwerte einen definierten Wert der Abweichung zur Approximation überschreiten.Since the system behavior differs in the individual areas, different approximation functions are necessary. The range limits are characterized by the fact that the functions at the transition into the respectively adjacent area are no longer valid. Simple approximation functions can then describe the function curve only inaccurately and the individual values have a greater deviation from the approximation than is the case within the range limits. The range limits can thus be determined by observing the edge regions, performing a function approximation in the kernel of the region to be defined, and forming a region boundary where the individual values exceed a defined value of the deviation from the approximation.

Erfindungsgemäß vorteilhaft erfolgt die Bestimmung des jeweiligen Schnittpunkts zwischen den Funktionen, welche benachbarte Bereiche approximieren, analytisch oder durch ein Iterationsverfahren.According to the invention, the determination of the respective point of intersection between the functions which approximate adjacent regions is carried out analytically or by an iteration method.

Erfindungsgemäß vorteilhaft werden für die Approximation der Einzelfunktionen die Druckpunkte am Rand der Bereiche nicht genutzt, so dass eine Approximation des Drucksignalverlaufes im inneren der Bereiche erfolgt, so dass der Funktionsverlauf am Bereichsübergang zu den jeweils benachbarten Bereichen nicht in die Approximationsfunktion einfließt.According to the invention, the pressure points at the edge of the regions are not used for the approximation of the individual functions, so that an approximation of the pressure signal curve takes place in the interior of the regions, so that the function profile at the region transition to the respectively adjacent regions does not flow into the approximation function.

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Approximation der Befülldruckkennlinie und Identifikation des Befüllzustandes eines hydraulisch betätigten Systems z. B. einer hydraulisch betätigten Reibkupplung dar. Eine Reibkupplung ist dabei antriebsseitig mit einer Antriebsmaschine, abtriebsseitig mit einem schaltbaren Wechselgetriebe gekoppelt und überträgt ein antriebsseitig eingeleitetes Moment auf die Abtriebsseite. Dabei muss die Reibkupplung mindestens ein antriebsseitiges und mindestens ein abtriebsseitiges Reibelement aufweisen, die während des Schließvorganges von einer offenen in eine geschlossene Stellung verfahren werden. Das entwickelte Verfahren beruht auf der Tatsache, dass in einem hydraulisch betätigten Mechanismus (Zylinderprinzip) mit ansteigendem Befülldruck eine Bewegung der mit Druck beaufschlagten, beweglichen Bauteile (z. B. Zylinderkolben) einhergeht. Wird während des Betätigungsvorganges der hydraulische Druck über der Zeit (oder Ist-Druck über Soll-Druck) betrachtet, so wird ersichtlich, dass durch diese Bewegung und weitere auftretende Effekte eine spezielle Form des Druckverlaufs (Befülldruckkennlinie) entsteht. Für eine genaue Steuerung des hydraulisch betätigten Mechanismus ist es von signifikanter Bedeutung, den Vorgang der Betätigung (Befüllung) zu identifizieren und somit zu kennen.The invention provides a method for approximating the filling pressure characteristic and identifying the filling state of a hydraulic operated system z. B. a hydraulically actuated friction clutch. A friction clutch is the drive side with a prime mover, the output side coupled to a switchable change gear and transmits a drive side initiated torque on the output side. In this case, the friction clutch must have at least one drive-side and at least one output-side friction element, which are moved during the closing process from an open to a closed position. The developed method is based on the fact that in a hydraulically operated mechanism (cylinder principle) with increasing filling pressure, a movement of the pressurized, movable components (eg cylinder pistons) is accompanied. If, during the actuation process, the hydraulic pressure is considered over time (or actual pressure above desired pressure), then it becomes apparent that a specific form of the pressure profile (filling pressure characteristic) is created by this movement and further occurring effects. For accurate control of the hydraulically operated mechanism, it is of significant importance to identify and thus know the operation of the operation (filling).

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass sie in der Lage ist, zum Einen den genauen Verlauf der Befülldruckkennlinie (Druck über Zeit oder Ist-Druck über Soll-Druck) zu approximieren und zum Anderen die signifikanten Druckpunkte (Abhebe- bzw. Anlagedruck) des Betätigungsvorganges (Befüllvorganges) aus dem approximierten Verlauf zu ermitteln. Dazu bedient sich die Erfindung der Tatsache, dass während der Kupplungsbetätigung bzw. während des Schließvorganges ein charakteristischer Signalverlauf des Druckes in bzw. vor dem die Kupplung betätigenden Zylinder entsteht. Der Druckverlauf wird messtechnisch erfasst und zur Approximation bzw. Ermittlung der relevanten Druckpunkte verwendet. Dazu wird der Druckverlauf in eine geeignete Anzahl von autarken Abschnitten unterteilt, die unabhängig voneinander behandelt und approximiert werden.The invention is characterized in that it is able, on the one hand, to approximate the exact course of the filling pressure characteristic (pressure over time or actual pressure over desired pressure) and, on the other hand, the significant pressure points (lifting or contact pressure) of the Actuation process (filling) to determine from the approximated course. For this purpose, the invention uses the fact that during the clutch operation or during the closing process, a characteristic signal curve of the pressure in or before the clutch actuating cylinder is formed. The pressure curve is measured and used to approximate or determine the relevant pressure points. For this purpose, the pressure profile is divided into a suitable number of self-sufficient sections, which are treated and approximated independently.

Die Erfindung nutzt die Tatsache, dass in einem hydraulisch betätigten System aufgrund des hydraulischen Druckes und des einfließenden Volumenstroms eine Kolbenbewegung einhergeht wodurch während des Betätigungsvorganges (bzw. des Schließvorganges bei einer Reibkupplung) eine Befülldruckkennlinie (Drucksignal über Zeit oder Solldruck) mit einem charakteristischen Verlauf entsteht. Dieser Verlauf ist abhängig sowohl von dem Solldruck-Verlauf, als auch von den Systemeigenschaften (Gegenkräfte, Trägheiten, Schließwege, Schließgeschwindigkeit) und weist charakteristische Punkte auf. Wird der Verlauf der Befülldruckkennlinie über der Zeit (oder Soll-Druck) betrachtet, ist es möglich, aus der Lage der charakteristischen Punkte auf die Systemeigenschaften Rückschlüsse zu ziehen. Die charakteristischen Punkte werden wie folgt dargestellt definiert. Die Befülldruckkennlinie des Drucks über der Befüllzeit wird als stückweise definierte Funktion angenommen, so befindet sich ein charakteristischer Punkt jeweils dort, wo der Gültigkeitsbereich eines Funktionsabschnittes endet und der der benachbarten Bereiche beginnt. Die charakteristischen Punkte beschreiben somit die Bereichsgrenzen der stückweise definierten Funktion, durch welche die Befülldruckkennlinie beschrieben wird.The invention makes use of the fact that in a hydraulically actuated system due to the hydraulic pressure and the inflowing volume flow, a piston movement is accompanied whereby a Befülldruckkennlinie (pressure signal over time or target pressure) is formed with a characteristic course during the actuation process (or the closing process in a friction clutch) , This course depends both on the desired pressure curve and on the system properties (counterforces, inertias, closing paths, closing speed) and has characteristic points. If the course of the filling pressure characteristic over time (or nominal pressure) is considered, it is possible to draw conclusions about the position of the characteristic points on the system properties. The characteristic points are defined as follows. The filling pressure characteristic of the pressure over the filling time is assumed to be a piecewise defined function, so there is a characteristic point in each case where the scope of a function section ends and that of the adjacent areas begins. The characteristic points thus describe the range limits of the piecewise defined function by which the Befülldruckkennlinie is described.

Der charakteristische Verlauf der Befülldruckkennlinie entsteht in Abhängigkeit des vorgegebenen Soll-Druckverlaufs, der beispielsweise in Form einer Rampe, eines Sprungs oder einer periodischen Funktion vorgegeben sein kann. Weitere Einflussgrößen sind die physikalischen Systemgegebenheiten, welche nachfolgend erklärt werden. Zu Beginn des Schließvorganges muss der sogenannte Blinddruck (Druck zur Überwindung der Gegenkräfte z. B. der Rückstellfeder, Reibung, usw.) überwunden werden. Bis dahin befindet sich das System in Ruhe. Aufgrund der mit steigendem hydraulischen Druck, einsetzenden Kolbenbewegung verändert (vergrößert) sich das Volumen des Befüllraumes. Das Fluid kann in den freigegebenen Raum einströmen und es resultiert eine Veränderung (Reduktion) des Druckanstiegs im Vergleich zum vorhergehenden Bereich. Ist die Kupplung (bzw. der diese betätigende Zylinder) soweit befüllt, dass die Kupplungsscheiben in Kontakt treten (bei einem Zylinder fährt der Kolben gegen Anschlag), erfolgt keine konstante Veränderung des Befüllraumes mehr. Der Druckanstieg erfolgt mit einem abweichenden Druckverlauf in Abhängigkeit von den Kontaktkräften, bis der Maximaldruck erreicht ist. Je nach Beschaffenheit des Systems können zusätzliche Effekte auftreten, die eine Änderung des Kennlinienverlaufs hervorrufen. Haben diese Effekte eine signifikante Größe, werden sie, überlagert mit den Veränderungen des Systemzustandes, eindeutig in der Befülldruckkennlinie abgebildet. Die Befülldruckkennlinie kann durch eine geeignete stückweise definierte Funktion beschrieben, die Teilfunktionen approximiert und der Kennlinienverlauf rekonstruiert werden. Aus dem rekonstruierten Kennlinienverlauf werden Bereichsgrenzen der Teilfunktionen ermittelt. Diese Grenzen können als Druckpunkte durch den zugehörigen Zeit- bzw. Druckwert beschrieben werden.The characteristic course of the filling pressure characteristic arises as a function of the predetermined desired pressure profile, which may be predetermined, for example, in the form of a ramp, a jump or a periodic function. Further influencing factors are the physical system conditions, which are explained below. At the beginning of the closing process, the so-called blind pressure (pressure to overcome the opposing forces of, for example, the return spring, friction, etc.) must be overcome. Until then, the system is at rest. Due to the piston movement that starts with increasing hydraulic pressure, the volume of the filling space changes (increases). The fluid can flow into the released space, resulting in a change (reduction) in the pressure increase compared to the previous range. If the clutch (or the cylinder actuating it) is filled to such an extent that the clutch discs come into contact (in the case of a cylinder, the piston moves against the stop), there is no longer a constant change in the filling space. The pressure increase takes place with a deviating pressure curve as a function of the contact forces until the maximum pressure is reached. Depending on the nature of the system, additional effects may occur which cause a change in the characteristic curve. If these effects have a significant size, they are clearly mapped in the filling pressure characteristic, superimposed on the changes in the system state. The filling pressure characteristic can be described by a suitable piecewise defined function, the partial functions are approximated and the characteristic curve is reconstructed. Range limits of the subfunctions are determined from the reconstructed characteristic curve. These limits can be described as pressure points by the associated time or pressure value.

Aufgrund der erläuterten Effekte kann der gemessene Druckverlauf in eine Anzahl voneinander unabhängiger Abschnitte unterteilt werden. Dadurch kann jeder beliebige Kennlinienverlauf in beliebig viele Bereiche unterteilt werden. Die Abgrenzung dieser Bereiche findet aufgrund von Verlaufsänderungen der Befüllkennlinie statt. Durch eine detaillierte Abgrenzung in unterschiedliche Abschnitte ist jeder beliebige Signalverlauf durch geeignete Funktionen charakterisierbar.Due to the effects explained, the measured pressure profile can be subdivided into a number of independent sections. As a result, any characteristic curve can be divided into any number of areas. The delimitation of these areas takes place due to changes in the course of the filling characteristic curve. By a detailed demarcation into different sections any signal waveform can be characterized by suitable functions.

Die einzelnen Bereiche werden durch geeignete Funktionsansätze approximiert, im einfachsten Fall durch einfache mathematische Funktionen, wie Geradengleichung, Polynome, E-Funktionen, Potenzfunktionen etc. The individual areas are approximated by suitable function approaches, in the simplest case by simple mathematical functions, such as linear equation, polynomials, E functions, power functions, etc.

Das Verfahren sieht nun vor, die Parameter jeder approximierenden Funktion für jeden einzelnen Bereich zu bestimmen. Dazu werden Parameterschätzverfahren für lineare bzw. nicht lineare Systeme (analytisch, rekursiv, iterativ) verwendet.The method now proposes to determine the parameters of each approximating function for each individual area. For this purpose parameter estimation methods for linear and non-linear systems (analytic, recursive, iterative) are used.

Die vorangegangene Aufzeichnung der Druck- und Zeitwerte beginnt erst bei Erreichen eines vorgegebenen Druckniveaus. Dieser Punkt wird ebenfalls zur Approximation verwendet. Dadurch ist der Ordinatenabschnitt des unteren Abschnitts bereits definiert und wird als bekannt angenommen. Durch diese Maßnahme wird die Genauigkeit und Robustheit des Verfahrens erhöht.The previous recording of the pressure and time values begins only when a predetermined pressure level is reached. This point is also used for approximation. As a result, the ordinate portion of the lower portion is already defined and assumed to be known. This measure increases the accuracy and robustness of the method.

Darüber hinaus begrenzt der maximale Befülldruck ebenfalls die Aufzeichnung der Daten und signalisiert dem Identifikationsverfahren, dass kein Druckanstieg mehr stattfindet.In addition, the maximum filling pressure also limits the recording of the data and signals the identification method that no pressure increase is taking place.

Die Aufzeichnung erfasst messtechnisch den Druckverlauf wahrend des Schließvorganges der hydraulisch betätigten Reibkupplung. Dabei kann der bestehende Druck (Druckverlauf) an beliebiger Stelle zwischen der Druckquelle und Zylinderkammer gemessen werden. Die Erfassung ist somit nicht auf eine bestimmte Position festgelegt.The recording metrologically records the pressure curve during the closing process of the hydraulically operated friction clutch. In this case, the existing pressure (pressure profile) can be measured at any point between the pressure source and the cylinder chamber. The acquisition is thus not fixed to a specific position.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die aufgezeichneten Messdaten (Druck über Zeit oder Ist-Druck über Soll-Druck) die Basis zur Parameterschätzung bilden und die einzelnen Abschnitte der Befüllkennlinie mit einem identischen oder unterschiedlichen Schätzalgorithmen approximiert werden können. Dazu werden neben geeigneten Schätz- und Identifikationswerkzeugen auch die zuvor aufgezeichneten Messdaten verwendet. Die zu schätzenden Funktionsparameter der Teilfunktionen besitzen also einen Zusammenhang mit den aufgezeichneten Verläufen des Ist-Druckes, der Zeit (und/oder des Soli-Druckes).The invention is characterized in that the recorded measurement data (pressure over time or actual pressure over target pressure) form the basis for parameter estimation and the individual sections of the filling characteristic curve can be approximated using an identical or different estimation algorithm. In addition to suitable estimation and identification tools, the previously recorded measurement data are used for this purpose. The estimated functional parameters of the sub-functions thus have a connection with the recorded progressions of the actual pressure, the time (and / or the soli pressure).

Die Erfindung sieht eine eindeutige Abgrenzung der einzelnen Funktionsabschnitte voneinander, über die zuvor aufgezeichneten Zeitwerte, vor. Die Grenzen jedes Abschnittes können mit Hilfe experimenteller Messwerte oder als zusätzliche Freiheitsgrade des Schätzalgorithmus ermittelt werden. Überschneidungen und Unsicherheiten können minimiert werden, indem nicht die gesamte Breite eines Bereiches für die Approximation verwendet, sondern beidseitig ein Sicherheitsabstand eingehalten wird, sodass ggf. einige äußere Zeitwerte aus der Betrachtung herausgenommen werden.The invention provides a clear demarcation of the individual functional sections from one another, over the previously recorded time values. The boundaries of each section can be determined using experimental measurements or as additional degrees of freedom of the estimation algorithm. Overlaps and uncertainties can be minimized by not using the entire width of a range for the approximation, but a safety margin is maintained on both sides, so that some external time values are taken out of consideration.

Wie bereits beschrieben, ist es möglich, die Teilabschnitte der Befüllungskennlinie als Funktion des Solldruckes abzubilden und somit die Approximation der einzelnen Kennlinienverläufe Soll-Druckbasiert durchzuführen.As already described, it is possible to image the subsections of the filling characteristic as a function of the setpoint pressure and thus to carry out the approximation of the individual characteristic curves of setpoint pressure-based.

Die Erfindung sieht vor, dass für alle linearen Abschnitte der Steigungs- und Ordinatenparameter ermittelt wird. Bei Abschnitten, die dagegen einen nichtlinearen Verlauf aufweisen, werden geeignete Funktionsansätze gewählt und Koeffizienten (Parameter) dieser Funktionen bestimmt.The invention provides that the slope and ordinate parameters are determined for all linear sections. For sections that have a non-linear course, however, suitable function approaches are selected and coefficients (parameters) of these functions are determined.

Die gesuchten Druck- und dazugehörigen Zeitpunkte der linear verlaufenden Bereiche können durch mathematische Beziehungen zwischen zwei benachbarten Bereichen analytisch bestimmt werden. Da jeder Bereich einzeln approximiert wird, kommt es zu Schnittpunkten zwischen den approximierten Verläufen zweier linearer Bereiche. Die gesuchten Druckpunkte liegen entweder direkt in diesen Schnittpunkten oder in einer definierten Umgebung des Schnittpunktes. Die Druckpunkte sind errechenbar, indem die approximierten Geradengleichungen der beiden angrenzenden Bereiche gleichgesetzt und nach dem gesuchten Zeitpunkt (oder Soll-Druckpunkt) aufgelöst werden. Eingesetzt in die approximierte Geradengleichung wird der gesuchte Druckpunkt errechnet.The desired pressure and associated times of the linearly extending regions can be analytically determined by mathematical relationships between two adjacent regions. Since each area is approximated individually, intersection points occur between the approximated progressions of two linear areas. The desired pressure points are either directly in these intersections or in a defined environment of the intersection. The pressure points are calculable by equating the approximated line equations of the two adjacent areas and resolved after the desired time (or target pressure point). Used in the approximate straight line equation, the desired pressure point is calculated.

Ist eine analytische Bestimmung der Schnittpunkte zwischen linearen und nichtlinearen (oder zwei nichtlinearen) Funktionsabschnittes nicht möglich, kann der Schnittpunkt iterativ ermittelt werden. Dazu wird zuerst ein geeigneter Zeitstartpunkt (oder Soll-Druckpunkt) und eine Suchrichtung ermittelt. Durch iteratives Einsetzen des Argumentes und Vergleichen der resultierenden Funktionswerte wird der gesuchte Schnittpunkt zwischen den Abschnitten ermittelt. Die Schrittlänge und Suchrichtung wird dabei durch die Auswertung der resultierenden Funktionswerte beeinflusst. Bei großen Wertunterschieden werden große Schrittlängen und bei kleinen kleine Schrittlängen verwendet. Dadurch kann die erforderliche Anzahl der Iterationsschritte erheblich reduziert werden. Beim Unterschreiten eines definierten Toleranzbandes gilt der gefundene Funktionspunkt als Schnittpunkt.If an analytical determination of the intersections between linear and nonlinear (or two nonlinear) functional sections is not possible, the intersection can be determined iteratively. For this purpose, first of all a suitable time start point (or desired pressure point) and a search direction are determined. By inserting the argument iteratively and comparing the resulting function values, the desired intersection between the sections is determined. The step length and search direction is influenced by the evaluation of the resulting function values. For large differences in value large step lengths and small small step lengths are used. As a result, the required number of iteration steps can be significantly reduced. When falling below a defined tolerance band, the function point found is regarded as an intersection.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Verfahren sowohl einmalig, als auch mehrmals hintereinander ausgeführt werden kann. In letzterem Fall wird zur genauen Ermittlung der Druckpunkte der statistisch wahrscheinlichste Wert (z. B. Mittelwert) ermittelt.The invention is characterized in that the method can be carried out both once and several times in succession. In the latter case, the most probable value (eg mean value) is determined for the exact determination of the pressure points.

Ausführungsbeispielembodiment

Der Befüllvorgang einer elektro-hydraulisch betätigten Doppelkupplung stellt einen zentralen Vorgang zur Kupplungssteuerung in einem Doppelkupplungsgetriebe dar. Hierbei wird der Kolbenraum mit Getriebeöl befüllt. Der auf den Kupplungskolben wirkende hydraulische Druck (hier rampenförmiger Soll-Druckverlauf) bewirkt eine Verschiebung der Kupplungsplatten während des Schließvorganges. Dieser Vorgang ruft eine spezielle Befüllkennlinie hervor, die die entscheidenden Druckpunkte bei der Kupplungsbefüllung abbildet. 1 zeigt hierbei einen idealen Kennlinienverlauf mit Darstellung der charakteristischen Druckpunkte p_ab und p_an. In 2 ist ein real gemessener Druckverlauf als Funktion der Zeit dargestellt, wobei weiterhin die für die einzelnen Abschnitte stückweise gültigen Approximationsfunktionen mit eingezeichnet sind. Die Kennlinienverläufe der Druckkurven Lassen sich in eine geeignete Anzahl voneinander unabhängiger Bereiche unterteilen. In 2 wird die reale Befüllkennlinie (real gemessener Druckverlauf – durchgezogene Kennlinie Fettdruck) in drei Bereiche unterteilt. Der erste Bereich 1 ist durch einen linearen Verlauf charakterisiert, der durch eine lineare Funktion (Kennlinie mit Kreismarkierungen) approximierbar ist und den Druckverlauf bis zum Abhebedruck (p_ab – siehe 1) der Kupplungsplatten abbildet. Der zweite Bereich 2 welcher ebenfalls linear approximiert wird (Kennlinie mit Sternmarkierungen) stellt den Befüllkennlinienverlauf bis zum Anliegen der Kupplungsplatten (Anliegedruck, p_an) dar. Ein Anstieg des Druckes bis zum Solldruck bildet den dritten Bereich 3 der durch eine Exponentialfunktion approximierbar ist (Kennlinie mit Dreieckmarkierungen). Durch das Verfahren der stückweisen Approximation in den drei definierten Abschnitten können die relevanten Druckpunkte ermittelt werden. Diese Druckpunkte sind von elementarer Bedeutung bei der Identifikation des Kupplungsdruckes. Dass sich an der Stelle von elementaren Druckpunkten das Systemverhalten verändert, zeigt sowohl der Verlauf der Befülldruckkennlinie unter idealen Bedingungen (1), als auch unter realen Bedingungen (2).The filling process of an electro-hydraulically actuated double clutch provides a central Process for clutch control in a dual-clutch transmission. Here, the piston chamber is filled with gear oil. The force acting on the clutch piston hydraulic pressure (in this case ramp-shaped desired pressure curve) causes a displacement of the clutch plates during the closing process. This process causes a special filling characteristic, which shows the decisive pressure points during the clutch filling. 1 shows here an ideal characteristic curve with representation of the characteristic pressure points p_ab and p_an. In 2 is shown a real measured pressure curve as a function of time, wherein further for the individual sections piecewise valid approximation functions are also drawn. The characteristic curves of the pressure curves can be subdivided into a suitable number of independent areas. In 2 The real filling characteristic (real measured pressure curve - solid characteristic bold) is subdivided into three areas. The first area 1 is characterized by a linear course which can be approximated by a linear function (curve with circular markings) and the pressure curve up to the lift-off pressure (p_ab - see 1 ) of the coupling plates. The second area 2 which is also linearly approximated (characteristic with star marks) represents the Befüllkennlinienverlauf to the concern of the clutch plates (contact pressure, p_an). An increase of the pressure to the target pressure forms the third area 3 which can be approximated by an exponential function (characteristic with triangular markings). By the method of piecewise approximation in the three defined sections, the relevant pressure points can be determined. These pressure points are of fundamental importance in identifying the clutch pressure. The fact that the system behavior changes at the point of elementary pressure points is shown both by the course of the filling pressure characteristic under ideal conditions ( 1 ), as well as under real conditions ( 2 ).

Die gesamte Befülldruckkennlinie stellt somit eine stückweise definierte Funktion dar. Zur Approximation der Befülldruckkennlinie werden alle Parameter der einzelnen Abschnitte ermittelt. Es ist möglich, den Ordinatenparameter des ersten Abschnittes konstant festzusetzen, indem die Daten für die Identifikation erst ab einem definierten Druckwert verwendet (aufgezeichnet) werden. Somit werden auch nur die relevanten Werte, in denen ein Druckanstieg stattfindet, erfasst. Es ist weiterhin möglich, z. B. durch einen gleitenden Mittelwertbildner (dieser stellt fest, dass über mehrere Zeitwerte kein Druckanstieg mehr stattgefunden hat) das Erreichen des Solldruckes und somit die Aufzeichnung der Druckwerte zu beenden.The entire filling pressure characteristic thus represents a piecewise defined function. For the approximation of the filling pressure characteristic, all parameters of the individual sections are determined. It is possible to set the ordinate parameter of the first section constant by using (recording) the data for the identification only from a defined pressure value. Thus, only the relevant values in which a pressure increase takes place, are detected. It is still possible, for. B. by a moving averaging (this notes that no pressure increase has taken place over several time values) to complete the achievement of the desired pressure and thus the recording of the pressure values.

Die aufgezeichneten Werte dienen als Eingangsgrößen zur Parameterschätzung. Somit sind die einzelnen Abschnitte der Befüllkennlinie und die dazugehörigen Parameter eine Funktion der Druck-, Zeitwerte und/oder des Soll-Druckes. Die Parameter der beiden linearen Abschnitte werden mit Hilfe eines Schätzalgorithmus für lineare Systeme (z. B. Linear-Last-Square) ermittelt und die Parameter des exponentiellen Verlaufs mittels eines Schätzalgorithmus für nicht lineare Systeme (z. B. Gauss-Newton) bestimmt. Die einzelnen Bereiche können aus statistischen Untersuchungen repräsentativer Anzahl von Messreihen festgelegt und in Abhängigkeit des Solldruckes vorgegeben werden. Somit sind die einzelnen Abschnitte klar voneinander abgegrenzt. Um Überschneidungen und Unsicherheiten zu vermeiden, werden ggf. einige äußere Zeitwerte der einzelnen Abschnitte nicht in die Approximation einbezogen.The recorded values serve as input variables for parameter estimation. Thus, the individual sections of the Befüllkennlinie and the associated parameters are a function of the pressure, time values and / or the target pressure. The parameters of the two linear sections are determined by means of an estimation algorithm for linear systems (eg linear load square) and the parameters of the exponential curve are determined by means of an estimation algorithm for nonlinear systems (eg Gauss-Newton). The individual areas can be determined from statistical investigations of a representative number of measurement series and specified as a function of the target pressure. Thus, the individual sections are clearly separated from each other. In order to avoid overlaps and uncertainties, some external time values of the individual sections may not be included in the approximation.

Sind die Parameter eindeutig ermittelt, lassen sich die gesuchten Druckpunkte der linearen Abschnitte errechnen. Die Annahme, dass im Schnittpunkt oder der Umgebung zweier Approximationsfunktionen einer dieser Druckpunkte Liegt, stellt die Basis zur Berechnung dar. Somit ist es möglich, die mathematische Beschreibung von zwei benachbarten Funktionen gleichzusetzen und nach dem Zeitpunkt aufzulösen. Durch Einsetzen des Zeitpunktes in die Funktion erhält man den gesuchten Druckpunkt.If the parameters are clearly determined, the desired pressure points of the linear sections can be calculated. The assumption that one of these pressure points lies at the intersection or the vicinity of two approximation functions represents the basis for the calculation. Thus, it is possible to equate the mathematical description of two adjacent functions and to resolve them after the point in time. By inserting the time in the function you get the desired pressure point.

Die Bestimmung der Druckpunkte zwischen dem zweiten und dritten Bereich erfordert die Anwendung eines iterativen Suchverfahrens (feste oder variable Schrittweite). Setzt man den ermittelten Zeitwert in die Funktionsgleichung ein, erhält man den gesuchten Druckpunkt. Damit ist der Befülldruckverlauf einer Doppelkupplung eindeutig identifiziert und die signifikanten Punkte (Abhebe- bzw. Anliegedruckpunkt) der hydraulischen Betätigungseinrichtung ermittelt.The determination of the pressure points between the second and third regions requires the application of an iterative search method (fixed or variable step size). If one uses the determined time value in the function equation, one receives the desired pressure point. Thus, the filling pressure curve of a double clutch is clearly identified and the significant points (lifting or contact pressure point) of the hydraulic actuator determined.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19928538 A1 [0002]

Claims

A method for estimating clutch parameters of a hydraulically actuated clutch, wherein the actuating pressure for the closing operation of the clutch is detected, wherein the setpoint pressure signal and / or a time signal are detected in parallel and a storage of the pressure waveform in relation to the time base and / or the desired pressure curve takes place and this pressure profile is approximated in at least two regions by different mathematical functions, wherein at least one characteristic coupling parameter is determined at the intersection of adjacent approximation functions.

Method according to Claim 1, characterized in that the pressure signal profile is subdivided into at least three regions, the intersections of the approximation functions being determined in the vicinity of the region boundaries and the lifting and in the vicinity of the region boundary from the first region to the second region at a position (p_ab) Area of the boundary from the second area to the third area at a location (p_an) the application of the clutch plates is detected, the first area describes the pressure waveform to lift the clutch plates, the second area the pressure waveform from lifting to the application of the clutch and the third Area describes the pressure build-up when clutch is applied.

A method according to claim 2, characterized in that the first and second regions are approximated by linear functions and the third region is described by an exponential function.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the areas and their limits are determined by preliminary investigations and defined in dependence on the target pressure.

A method according to claim 1-4, characterized in that the regions are defined so that the formed approximation functions between the range limits below a defined value of the deviation to the individual values.

A method according to claim 1-5, characterized in that the intersection of the functions is determined analytically or by an iterative process.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure points at the edge of the regions are not used for the approximation of the individual functions.