DE102013104079A1

DE102013104079A1 - Verfahren zum Schätzen des Übertragungsdrehmoments einer Trockenkupplung von einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102013104079A1
Application number: DE102013104079.9A
Authority: DE
Inventors: Young Min Yoon; So Young Lee; Seung Sam Baek; Joung Chul Kim; Ho Young Lee; Sung Hyun Cho
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2033-04-24
Also published as: DE102013104079B4; KR20140055192A; KR101393872B1; CN103790999B; US20140121924A1; CN103790999A; US8874339B2

Abstract

Ein Verfahren zum Schätzen des Übertragungsdrehmoments einer Fahrzeugtrockenkupplung kann in geeigneter Weise eine Änderung in der Kennlinie des Übertragungsdrehmoments relativ zum Aktuatorhub einer Trockenkupplung selbst beim Fahren eines Fahrzeugs schätzen, so dass die Trockenkupplung in geeigneterer Weise gesteuert wird. Bei dem Verfahren zum Schätzen des Übertragungsdrehmoments einer Trockenkupplung wird eine Kupplung gelöst (S20), so dass ein Schlupf der Kupplung auftritt. Wenn der Schlupf der Kupplung aufgetreten ist, wird der Schlupf der Kupplung gleichmäßig aufrechterhalten (S30). Wenn der Schlupf der Kupplung konstant beibehalten wird, wird ein Verhältnis zwischen einem Aktuatorhub der Kupplung und dem Übertragungsdrehmoment der Kupplung aus einem Verhältnis zwischen dem Aktuatorhub und dem Drehmoment eines Motors in dem gleichmäßig aufrechterhaltenen Schlupfzustand ermittelt (S40).

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2012-0121630, eingereicht am 30. Oktober 2012, deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mitaufgenommen ist.
Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Technik zum Schätzen (bzw. Berechnen) des Übertragungsdrehmoments einer Trockenkupplung, die zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe eines Fahrzeugs (z. B. Kraftfahrzeug) angeordnet ist, und im Besonderen die Technik zum genauen Schätzen eines Verhältnisses zwischen dem Stellhub eines Aktuators und dem Übertragungsdrehmoment einer Trockenkupplung, die für ein automatisches Getriebe wie ein automatisiertes Handschaltgetriebe (AMT) verwendet wird, so dass die Trockenkupplung mittels des Aktuators in geeigneter Weise gesteuert werden kann.
Beschreibung der bezogenen Technik
Ein automatisiertes Handschaltgetriebe wie ein AMT oder ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT) ist ein System, um einen manuellen Schaltmechanismus automatisch zu steuern und ist eingestellt, um das Drehmoment eines Verbrennungsmotors mittels einer Trockenkupplung auf einen Gangschaltmechanismus zu übertragen, im Gegensatz zu einem typischen automatischen Getriebe (A/T), das einen Drehmomentwandler und eine nasslaufende Lamellenkupplung verwendet.
Die Trockenkupplung hat die Eigenschaft, dass sich deren Übertragungsdrehmoment mit einer Vielzahl von Faktoren, wie die jeweilige Toleranz der verschiedenen Komponenten, dem Abnutzungsgrad, verursacht durch den Verlauf der Dauerbeanspruchung, thermische Deformationen, verursacht durch hohe Temperaturen, und einer Veränderung in dem Reibungsfaktor einer Scheibe, in hohem Maße verändert, so dass es schwierig ist, das während der Fahrt eines Fahrzeugs zur Trockenkupplung übertragene Drehmoment zu schätzen.
Die Trockenkupplung wird durch einen Aktuator gesteuert und der Aktuator wird typischerweise durch eine Drehmoment-Drehzahl-Kurve (T-S-Kurve) gesteuert, die eine Änderung des Übertragungsdrehmoments der Trockenkupplung relativ zum Aktuatorhub angibt. Da sich das Übertragungsdrehmoment der Trockenkupplung, wie oben erläutert, in hohem Maße aufgrund verschiedener Faktoren verändert, kann ein übermäßiger Schlupf der Trockenkupplung oder eine Stoßwirkung in der Trockenkupplung ausgelöst werden, wenn die Veränderung in dem Übertragungsdrehmoment weder erkannt noch in genauer Weise während der Steuerung der Trockenkupplung widergespiegelt werden kann, so dass ein Algorithmus zum Schätzen der Drehmomentkennlinie der Trockenkupplung in Echtzeit erforderlich ist.
Die Informationen, welche in dem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung” offenbart sind, dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
Kurze Erläuterung
Dementsprechend wurde die vorliegende Erfindung unter Berücksichtigung der obigen Probleme, die in der verwandten Technik auftreten, gemacht.
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sehen ein Verfahren zum Schätzen des Übertragungsdrehmoments der Trockenkupplung von einem Fahrzeug vor, das eine Veränderung in der Drehmomentkennlinie relativ zum Aktuatorhub einer Trockenkupplung selbst während der Fahrt eines Fahrzeugs angemessen schätzen kann, damit die Trockenkupplung in geeigneterer Weise gesteuert wird, so dass ein weiches Schaltverhalten durch Verhinderung von Schaltunterbrechungen erzielt wird und die Standzeit der Trockenkupplung durch Verhinderung von übermäßigem Schlupf der Trockenkupplung sichergestellt wird.
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sehen ein Verfahren zum Schätzen des Übertragungsdrehmoments einer Trockenkupplung vor, umfassend a) ein Lösen einer Kupplung, so dass ein Schlupf der Kupplung auftritt; b) gleichmäßiges Aufrechterhalten des Kupplungsschlupfes, wenn der Schlupf der Kupplung als Folge der Durchführung von a) aufgetreten ist; und c) Ermitteln eines Verhältnisses zwischen einem Aktuatorhub der Kupplung und einem Übertragungsdrehmoment der Kupplung aus einem Verhältnis zwischen dem Aktuatorhub und dem Drehmoment eines Verbrennungsmotors in dem gleichmäßig aufrechterhaltenen Schlupfzustand, wenn der Schlupf der Kupplung in b) gleichmäßig beibehalten wird.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Drehmoment-Drehzahl-Kurve, welche die Änderung des Übertragungsdrehmoments einer Trockenkupplung relativ zum Aktuatorhub angibt, zeigt.
2 ist ein Flussablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Schätzen des Übertragungsdrehmoments der Trockenkupplung von einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Diagramm, das die Anwendung des beispielhaften Verfahrens zum Schätzen des Übertragungsdrehmoments der Trockenkupplung von einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung auf ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT) zeigt, worin Veränderungen des Drehmoments und der Drehzahl eines Verbrennungsmotors, einer Kupplung 1 und einer Kupplung 2 über die Zeit mittels Kurvenbilder dargestellt werden.
Detaillierte Beschreibung
Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüchen definiert, enthalten sein können.
Bezugnehmend auf 2 umfassen verschiedene Ausführungsformen des Verfahrens zum Schätzen des Übertragungsdrehmoments der Trockenkupplung von einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung den Schlupfsteuerungsschritt S20 zum Lösen der Trockenkupplung, so dass der Schlupf der Trockenkupplung auftritt; den Schlupfaufrechterhaltungsschritt S30 zum gleichmäßigen Aufrechterhalten des Kupplungsschlupfes, wenn der Kupplungsschlupf als Folge des Schlupfsteuerungsschrittes S20 aufgetreten ist; und den Übertragungsdrehmomentermittlungsschritt S40 zum Ermitteln eines Verhältnisses zwischen dem Aktuatorhub und dem Übertragungsdrehmoment der Trockenkupplung aus einem Verhältnis zwischen dem Aktuatorhub der Kupplung und dem Drehmoment eines Verbrennungsmotors im gleichmäßig aufrechterhaltenen Schlupfzustand.
Das heißt, wenn der Schlupf der Kupplung derart auftritt, dass der Schlupfsteuerungsschritt S20 durchgeführt wird, indem die Kupplung von einem geschlossenen Zustand, in dem die Kupplung betätigt ist, in die Richtung eines Zustands, in dem die Kupplung geöffnet ist, beeinflusst wird, wird der Aktuator der Kupplung so gesteuert, dass der Umfang (bzw. der Grad/Betrag) des Kupplungsschlupfes auf einem gleichmäßigen (bzw. konstanten) Niveau beibehalten wird. Mit Hilfe des Prinzips, bei dem das Motordrehmoment, welches erhalten wird, wenn der Kupplungsschlupf gleichmäßig aufrechterhalten wird, identisch zum Übertragungsdrehmoment der Kupplung ist, wird beim Übertragungsdrehmomentermittlungsschritt S40 das Übertragungsdrehmoment der Kupplung relativ zum Hub des Aktuators gewonnen. Eine momentane Drehmoment-Drehzahl-Kurve (T-S-Kurve) wird mittels des Übertragungsdrehmoments der Kupplung entsprechend geändert und aktualisiert. Danach wird der Aktuator der Kupplung mittels der aktualisierten Drehmoment-Drehzahl-Kurve gesteuert, mit dem Ergebnis, dass das Übertragungsdrehmoment der Kupplung genauer gesteuert werden kann. Dementsprechend wird das Auftreten von Gangschaltstößen und ein unnötiger Schlupf der Kupplung verhindert, sodass das Schaltverhalten verbessert und die Standzeit der Kupplung erhöht wird.
Vor dem Schlupfsteuerungsschritt S20 wird der Kupplungschließzustand-Ermittlungsschritt S10 zum Ermitteln, ob die Kupplung betätigt ist, durchgeführt und dann der Schlupfsteuerungschritt S20 nur durchgeführt, wenn die Kupplung betätigt und geschlossen ist.
Das heißt, dass das Gangschalten, wie in 3 gezeigt, von einem Gangschaltungsschritt zugehörig zur Kupplung 1 ausgehend zu einem Gangschaltungsschritt zugehörig zur Kupplung 2 abgeschlossen wird, so dass der Schlupfsteuerungsschritt 820 beim geschlossenen Zustand der Kupplung 2 ausgelöst wird.
Beim Schlupfaufrechterhaltungsschritt S30 kann der Schlupf im Hinblick auf eine stabile Übertragung von elektrischer Leistung auf einem kleinen Schlupfniveau kleiner als 100 U/min gehalten werden.
Beim Übertragungsdrehmomentermittlungsschritt S40 wird das Übertragungsdrehmoment der Kupplung relativ zum Aktuatorhub zum Zeitpunkt, zu dem der Kupplungsschlupf gleichmäßig aufrechterhalten wird, als das Motordrehmoment ermittelt, wenn der Schlupf in Anbetracht eines Verhältnisses, das besagt, dass das Motordrehmoment und das Übertragungsdrehmoment der Kupplung zueinander identisch sind, während (bzw. solange) der Schlupf der Kupplung gleichmäßig aufrechterhalten wird, gleichmäßig beibehalten wird.
Das heißt, dass das Motordrehmoment und das Übertragungsdrehmoment der Kupplung zu diesem Zeitpunkt als zueinander identisch betrachtet werden können, wenn der Schlupf der Kupplung gleichmäßig aufrechterhalten, wird. Demnach wird durch Verwendung dieses Verhältnisses das Übertragungsdrehmoment der Kupplung als das Motordrehmoment ermittelt (bzw. bestimmt).
Selbstverständlich wird nach dem Übertragungsdrehmomentermittlungsschritt S40 der Aktualisierungsschritt S50 zur Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen dem Übertragungsdrehmoment und dem Aktuatorhub, welches beim Übertragungsdrehmomentermittlungsschritt S40 ermittelt wurde, in einer Drehmoment-Drehzahl-Kurve (T-S-Kurve) durchgeführt. Danach wird der Aktuatorhub auf der Basis der aktualisierten Drehmoment-Drehzahl-Kurve genauer gesteuert, so dass das Schaltverhalten verbessert werden kann und die Standzeit der Kupplung sichergestellt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist, wie oben erläutert, vorteilhaft, da sie in geeigneter Weise eine Veränderung in der Kennlinie des Übertragungsdrehmoments relativ zum Aktuatorhub einer Trockenkupplung selbst während des Fahrens eines Fahrzeugs schätzen kann, damit die Trockenkupplung in geeigneterer Weise gesteuert wird, so dass ein weiches Schaltverhalten durch Verhinderung von Schaltunterbrechungen erlangt wird und die Standzeit der Trockenkupplung durch Verhinderung von übermäßigem Schlupf der Trockenkupplung sichergestellt wird.
Die vorhergehende Beschreibung von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diente dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.

Claims

Verfahren zum Schätzen des Übertragungsdrehmoments einer Trockenkupplung, umfassend: a) Lösen einer Kupplung (S20), so dass ein Schlupf der Kupplung auftritt; b) gleichmäßiges Aufrechterhalten des Kupplungsschlupfes (S30), wenn der Schlupf der Kupplung als Folge der Durchführung Von a) aufgetreten ist; und c) Ermitteln eines Verhältnisses (S40) zwischen einem Aktuatorhub der Kupplung und dem Übertragungsdrehmoment der Kupplung aus einem Verhältnis zwischen dem Aktuatorhub und dem Drehmoment eines Motors im gleichmäßig aufrechterhaltenen Schlupfzustand, wenn der Schlupf der Kupplung in b) gleichmäßig aufrechterhalten wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, worin b) eingestellt ist, den Schlupf bei einem kleinen Schlupfniveau kleiner als 100 U/min aufrechtzuerhalten.
Das Verfahren nach Anspruch 1, worin c) eingestellt ist, das Übertragungsdrehmoment der Kupplung relativ zum Aktuatorhub zu einem Zeitpunkt, zu dem der Schlupf der Kupplung gleichmäßig aufrechterhalten wird, als das Drehmoment des Motors zu ermitteln, während der Schlupf der Kupplung in Anbetracht eines Verhältnisses, das anzeigt, dass das Drehmoment des Motors und das Übertragungsdrehmoment der Kupplung zueinander identisch sind, während der Schlupf der Kupplung gleichmäßig aufrechterhalten wird, gleichmäßig beibehalten wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend nach c), d) Berücksichtigen eines Verhältnisses (S50) zwischen dem Übertragungsdrehmoment und dem Aktuatorhub, welches in c) ermittelt wurde, in einer Drehmoment-Drehzahl-Kurve (T-S-Kurve).
Das Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend vor a), e) Ermitteln, ob die Kupplung betätigt ist (S10), wobei a) nur durchgeführt wird, wenn ermittelt wird, dass die Kupplung betätigt und geschlossen ist.