DE102013104317B4

DE102013104317B4 - Verfahren zur Vorausbestimmung des Übertragungsdrehmoments einer Trockenkupplung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102013104317B4
Application number: DE102013104317.8A
Authority: DE
Inventors: Young Min Yoon
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-04-29
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2033-04-30
Also published as: DE102013104317A1; CN103912606B; KR101428337B1; US20140188357A1; US8977456B2; CN103912606A; KR20140086160A

Abstract

Verfahren zur Vorausbestimmung des Übertragungsdrehmomentes einer Trockenkupplung eines Fahrzeugs, umfassend:einen ersten Vorbereitungsprozess (S10) zum Betätigen einer Bremse durch einen Arbeiter, nachdem ein Motor gestartet wurde;einen ersten Ansteuerungsprozess (S20) zum Ansteuern eines Aktuators durch eine Steuerung, um eine Kupplung, die gelöst wurde, zu betätigen; undeinen ersten Vorausbestimmungsprozess (S30) zum Messen eines Aktuatorhubes und eines resultierenden Motordrehmomentes durch die Steuerung während der Durchführung des ersten Ansteuerungsprozesses (S20) und Speichern eines gemessenen Drehmoments durch die Steuerung als auf dem Aktuatorhub basierendes Kupplungsübertragungsdrehmoment,wobei der erste Ansteuerungsprozess (S20) und der erste Vorausbestimmungsprozess (S30) durchgeführt werden, wenn der Motor sich im Leerlauf befindet,wobei der erste Ansteuerungsprozess (S20) eine Konstanthaltungsperiode umfasst, in der der Aktuatorhub ohne Änderung beibehalten wird, während der Aktuator angesteuert wird, um die Kupplung zu betätigen und um dann die Kupplung zu lösen,wobei das Verfahren weiter umfasst nachdem der erste Vorausbestimmungsprozess (S30) durchgeführt wurde:einen ersten Entkupplungsprozess (S40) zum Lösen der Kupplung;einen zweiten Vorbereitungsprozess (S50) zum Betätigen des Gaspedals, wenn die Bremse in einem betätigten Zustand gehalten wird;einen Drehmomentbegrenzungsprozess (S60) zum Begrenzen des Motordrehmoments, das durch das im zweiten Vorbereitungsprozess (S50) betätigte Gaspedal erhöht wurde, auf einen vorbestimmten Drehmomentbegrenzungswert;einen zweiten Ansteuerungsprozess (S70) zum Ansteuern des Aktuators, um die Kupplung, die gelöst wurde, zu betätigen und zum Bewirken, dass die Kupplung einen konstanten Schlupfzustand beibehält; undeinen zweiten Vorausbestimmungsprozess (S80) zum Messen des Aktuatorhubes und des resultierenden Motordrehmoments während der Durchführung des zweiten Ansteuerungsprozesses (S70) und Speichern des gemessenen Drehmoments als das auf dem Aktuatorhub basierende Kupplungsübertragungsdrehmoment.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Technik zur Vorausbestimmung des Drehmoments einer Trockenkupplung, die zwischen einem Motor (bzw. Verbrennungsmotor) und Getriebe eines Fahrzeugs (z.B. Kraftfahrzeugs) angeordnet ist, und im Besonderen die Technik, die eine genaue Vorausbestimmung des Verhältnisses zwischen einem Übertragungsdrehmoment einer Trockenkupplung und einem Arbeitshub eines Aktuators ermöglicht, um die Trockenkupplung, die für ein automatisches Getriebe, wie einem automatisierten Handschaltgetriebe (AMT) verwendet wird, mittels des Aktuators genau steuern zu können.
Beschreibung der bezogenen Technik
Automatische Getriebe (A/T) wie ein automatisiertes Handschaltgetriebe (AMT) oder ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT) sind Systeme, die ausgelegt sind, einen manuellen Schaltmechanismus automatisch zu steuern und Motordrehmomente mittels einer Trockenkupplung an einen Getriebemechanismus zu übertragen, im Gegensatz zu typischen automatischen Getrieben (A/T), die einen Drehmomentwandler und eine nasslaufende Lamellenkupplung verwenden.
Die Trockenkupplung hat eine Eigenschaft, dass deren Übertragungsdrehmoment bedingt durch verschiedene Faktoren wie Toleranz, Abnutzungsgrad, Standzeit und thermische Verformungen, welche durch hohe Temperaturen in den jeweiligen Bereichen hervorgerufen werden, sowie einer Veränderung im Reibungskoeffizienten einer Scheibe in hohem Maße verändert wird. Somit ist es schwierig, das Übertragungsdrehmoment der Trockenkupplung in verlässliche Daten umzuwandeln.
Die Trockenkupplung wird durch einen Aktuator gesteuert. Typischerweise wird der Aktuator, wie in 1 gezeigt, durch eine T-S-Kurve, die eine Änderung des Übertragungsdrehmoments der Trockenkupplung relativ zu einem Aktuatorhub darstellt, gesteuert. Da das Übertragungsdrehmoment der Trockenkupplung, wie oben erläutert, in hohem Maße durch verschiedene Faktoren verändert wird, ist die Trockenkupplung einem übermäßigen Schlupf oder einer Stoßwirkung ausgesetzt, wenn eine Übertragungsdrehmomentkennlinie nicht angemessen während der Steuerung der Trockenkupplung widergespiegelt wird. Daher bedarf es der Technik zum genauen Erfassen der Übertragungsdrehmomentkennlinie von der Trockenkupplung, um diese zur Steuerung des Aktuators zu verwenden.
Aus der Druckschrift DE 10 2011 116 311 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Reibeinheit, insbesondere einer Kupplung, in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges bekannt. Aus der DE 10 2011 080 716 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordneten Reibungskupplung bekannt, wobei mittels einer über einen Tastpunkt ermittelten Steuergröße eines Kupplungsaktors ein über die Reibungskupplung übertragbares Kupplungsmoment eingestellt wird. 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 auftauchen, gemacht und die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren zur Vorausbestimmung des Übertragungsdrehmoments einer Trockenkupplung in einem Fahrzeug vorzusehen, bei dem eine Übertragungsdrehmomentkennlinie der Trockenkupplung, welche durch einen Hub eines Kupplungsaktuators hervorgerufen wird, in einem Prozess des Erfassens einer Kennlinie eines Getriebes genau erfasst wird, wenn das Fahrzeug in einer Fertigungsstraße fertiggestellt wird, und mittels des Kupplungsaktuators zur Steuerung der Trockenkupplung angewendet wird, so dass Phänomene eines übermäßigen Schlupfes und einer Stoßwirkung auf die Trockenkupplung im Vorfeld verhindert werden und damit die Schaltleistung verbessert wird, z.B. die Standzeit der Trockenkupplung erhöht oder ein leichtgängiges Schaltverhalten erreicht wird.
Dieses Ziel wird erreicht durch ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß dem Verfahren zur Vorausbestimmung des Übertragungsdrehmoments wird eine Drehmomentkennlinie der Trockenkupplung, welche durch einen Hub eines Kupplungsaktuators hervorgerufen wird, in einem Prozess des Erfassens einer Getriebeeigenschaft genau erfasst, wenn das Fahrzeug in einer Fertigungsstraße fertiggestellt wird, und mittels des Kupplungsaktuators auf die Steuerung der Trockenkupplung angewendet. Dadurch ist es möglich, bisherige Phänomene eines übermäßigen Schlupfes oder einer Stoßwirkung auf die Trockenkupplung zu vermeiden und dadurch die Schaltleistung zu verbessern, indem beispielsweise die Standzeit der Trockenkupplung erhöht oder ein leichtgängiges Schaltverhalten erreicht 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.
Figurenliste

1 ist ein T-S-Kurvendiagramm, das eine Änderung des Übertragungsdrehmoments der Trockenkupplung relativ zu einem Aktuatorhub zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zur Vorausbestimmung des Übertragungsdrehmoments einer Trockenkupplung in einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines ersten Ansteuerungsprozesses und eines ersten Vorausbestimmungsprozesses in dem beispielhaften Verfahren aus 2 mit Hilfe eines Graphens; und
4 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines zweiten Ansteuerungsprozesses und eines zweiten Vorausbestimmungsprozesses in dem beispielhaften Verfahren aus 2 mit Hilfe eines Graphens.

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 die 2 bis 4 umfasst ein Verfahren zur Vorausbestimmung des Übertragungsdrehmoments einer Trockenkupplung in einem Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen ersten Vorbereitungsprozess S10 zum Betätigen einer Bremse, nachdem ein Motor gestartet wurde, einen ersten Ansteuerungsprozess S20 zum Ansteuern eines Aktuators, um eine Kupplung, die gelöst wurde, zu betätigen und einen ersten Vorausbestimmungsprozess S30 zum Messen eines Aktuatorhubes und eines resultierenden Motordrehmoments während des ersten Ansteuerungsprozesses S20 und Speichern des gemessenen Drehmoments als auf dem Aktuatorhub basierendes Kupplungsübertragungsdrehmoment.
Im Einzelnen ist es so, dass nachdem der Motor gestartet und dann die Bremse im ersten Vorbereitungsprozess S10 betätigt wird, eine Last mittels der Kupplung an den Motor angelegt wird, wenn der Aktuator angesteuert wird, um die Kupplung im ersten Ansteuerungsprozess S20 zu betätigen (bzw. in Eingriff zu bringen). In diesem Fall wird eine Leerlaufregelungslogik zum Aufrechterhalten einer Leerlaufdrehzahl des Motors angewendet, um das Motordrehmoment im Verhältnis zur Last, die mittels der Kupplung angelegt wird, zu erhöhen. Das Motordrehmoment wird gemessen. Da das gemessene Motordrehmoment als das Kupplungsübertragungsdrehmoment angesehen werden kann, wird das auf dem Kupplungsaktuatorhub basierende Motordrehmoment als das auf dem Kupplungsaktuatorhub basierende Kupplungsübertragungsdrehmoment gespeichert.
Dadurch wird der erste Ansteuerungsprozess S20 und der erste Vorausbestimmungsprozess S30 durchgeführt, wenn der Motor sich im Leerlauf befindet. Ein zweiter Ansteuerungsprozess S70 und ein zweiter Vorausbestimmungsprozess S80, welche im Folgenden beschrieben werden, werden durchgeführt, um das Kupplungsübertragungsdrehmoment in einem Bereich relativ hoher Drehmomente, wenn ein Gaspedal betätigt wird, um den Motor aus dem Leerlauf zu fahren, vorherzubestimmen.
Bezugnehmend auf 3 ist in dem ersten Ansteuerungsprozess S20 eine Konstanthaltungsperiode enthalten, in der der Aktuatorhub ohne Veränderungen beibehalten wird, während der Aktuator angesteuert wird, um die Kupplung zu betätigen und danach die Kupplung zu lösen. Hier befindet sich die Kupplung teilweise in einem Schlupfzustand, um ein Abdrosseln des Motors zu verhindern.
Der erste Vorausbestimmungsprozess S30 wird gefolgt von einem ersten Entkupplungsprozess S40 zum Lösen der Kupplung, einem zweiten Vorbereitungsprozess S50 zum Betätigen des Gaspedals, wenn die Bremse in einem betätigten Zustand gehalten wird, einem Drehmomentbegrenzungsprozess S60 zum Begrenzen des Motordrehmomentes, welches durch das im zweiten Vorbereitungsprozess S50 betätigte Gaspedal erhöht wurde, auf einen vorbestimmten Drehmomentbegrenzungswert, einem zweiten Ansteuerungsprozess S70 zum Ansteuern des Aktuators, um die Kupplung, die gelöst wurde, zu betätigen und zum Bewirken, dass die Kupplung einen konstanten Schlupfzustand beibehält, und einem zweiten Vorausbestimmungsprozess S80 zum Messen des Aktuatorhubes und des resultierenden Motordrehmoments während des zweiten Ansteuerungsprozesses S70 und Speichern des gemessenen Drehmoments als das auf dem Aktuatorhub basierende Kupplungsübertragungsdrehmoment. Dadurch wird das Kupplungsübertragungsdrehmoment in einem Drehmomentbereich, bei dem es höher als das im Leerlauf prognostizierte Kupplungsübertragungsdrehmoment ist, vorausbestimmt.
Das heißt, dass das Gaspedal, wie in 4 gezeigt, in dem zweiten Vorbereitungsprozess S50 betätigt wird, um das Motordrehmoment zu erhöhen, während die Bremse in einem betätigten Zustand gehalten wird. Der Hub des Kupplungsaktuators wird für eine Aufrechterhaltung des Schlupfes eingestellt, um eine Motordrehzahl konstant zu halten, während das Motordrehmoment in dem Drehmomentbegrenzungsprozess S60 auf den Drehmomentbegrenzungswert oder geringer begrenzt wird. In diesem Zustand wird das Motordrehmoment gemessen. Das gemessene, auf dem Aktuatorhub basierende Motordrehmoment wird als das auf dem Aktuatorhub basierende Kupplungsübertragungsdrehmoment gespeichert.
Das auf dem Aktuatorhub basierende Kupplungsübertragungsdrehmoment wird im Leerlauf des Motors, d.h. in einem Bereich, in welchem das Motordrehmoment am geringsten ist, in dem ersten Ansteuerungsprozess S20 und dem ersten Vorausbestimmungsprozess S30 und danach in einem Bereich, in welchem das Motordrehmoment etwas höher ist, in dem zweiten Ansteuerungsprozess S70 und dem zweiten Vorausbestimmungsprozess S80 vorausbestimmt.
Folglich werden der zweite Ansteuerungsprozess S70 und der zweite Vorausbestimmungsprozess S80 wiederholt durchgeführt, während der Drehmomentbegrenzungswert des Drehmomentbegrenzungsprozesses S60 Schritt für Schritt erhöht wird. Dadurch wird das auf dem Aktuatorhub basierende Kupplungsübertragungsdrehmoment in einem Bereich, in welchem das Drehmoment Schritt für Schritt erhöht wird, gespeichert. Dann kann das auf dem Aktuatorhub basierende Kupplungsübertragungsdrehmoment für alle gewünschten Motordrehmomentbereiche erhalten werden.
Beim wiederholten Durchführen des zweiten Ansteuerungsprozesses S70 und des zweiten Vorausbestimmungsprozesses S80 wird ein zweiter Entkupplungsprozess S90 zum Lösen der Kupplung durchgeführt, bevor der zweite Ansteuerungsprozess S70 erneut durchgeführt wird, nachdem der zweite Vorausbestimmungsprozess S80 durchgeführt wurde. Der Drehmomentbegrenzungswert ist so eingestellt, um alle gewünschten Motordrehmomentbereiche mittels Test und Analysen in eine gewünschte Anzahl aufteilen zu können. Jedoch kann es bevorzugt sein, zu verhindern, dass eine Zeit, die für die Vorausbestimmung des Kupplungsübertragungsdrehmoments benötigt wird, zu lang wird, indem die Bereiche in eine übermäßige Anzahl von Abschnitten aufgeteilt werden, um so die Genauigkeit des Kupplungsübertragungsdrehmomentes bei einem gewünschten Niveau sicherstellen zu können. Deshalb ist es wünschenswert, den zweiten Ansteuerungsprozess S70 und den zweiten Vorausbestimmungsprozess S80 zweimal oder dreimal zu wiederholen.
Informationshalber sei erwähnt, dass, wenn ein Fahrzeug in einer Fahrzeugfertigungsstraße fertig zusammengebaut wird, das Verfahren zur Vorausbestimmung des Übertragungsdrehmomentes bevorzugt von einem Arbeiter durchgeführt werden kann. 3 und 4 zeigen einen Prozess zum sequenziellen Vorausbestimmen des Drehmomentes von zwei Kupplungen, d.h. einer ersten und einer zweiten Kupplung, in einem Doppelkupplungsgetriebe(DCT)-Fahrzeug.
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 zur Vorausbestimmung des Übertragungsdrehmomentes einer Trockenkupplung eines Fahrzeugs, umfassend: einen ersten Vorbereitungsprozess (S10) zum Betätigen einer Bremse durch einen Arbeiter, nachdem ein Motor gestartet wurde; einen ersten Ansteuerungsprozess (S20) zum Ansteuern eines Aktuators durch eine Steuerung, um eine Kupplung, die gelöst wurde, zu betätigen; und einen ersten Vorausbestimmungsprozess (S30) zum Messen eines Aktuatorhubes und eines resultierenden Motordrehmomentes durch die Steuerung während der Durchführung des ersten Ansteuerungsprozesses (S20) und Speichern eines gemessenen Drehmoments durch die Steuerung als auf dem Aktuatorhub basierendes Kupplungsübertragungsdrehmoment, wobei der erste Ansteuerungsprozess (S20) und der erste Vorausbestimmungsprozess (S30) durchgeführt werden, wenn der Motor sich im Leerlauf befindet, wobei der erste Ansteuerungsprozess (S20) eine Konstanthaltungsperiode umfasst, in der der Aktuatorhub ohne Änderung beibehalten wird, während der Aktuator angesteuert wird, um die Kupplung zu betätigen und um dann die Kupplung zu lösen, wobei das Verfahren weiter umfasst nachdem der erste Vorausbestimmungsprozess (S30) durchgeführt wurde: einen ersten Entkupplungsprozess (S40) zum Lösen der Kupplung; einen zweiten Vorbereitungsprozess (S50) zum Betätigen des Gaspedals, wenn die Bremse in einem betätigten Zustand gehalten wird; einen Drehmomentbegrenzungsprozess (S60) zum Begrenzen des Motordrehmoments, das durch das im zweiten Vorbereitungsprozess (S50) betätigte Gaspedal erhöht wurde, auf einen vorbestimmten Drehmomentbegrenzungswert; einen zweiten Ansteuerungsprozess (S70) zum Ansteuern des Aktuators, um die Kupplung, die gelöst wurde, zu betätigen und zum Bewirken, dass die Kupplung einen konstanten Schlupfzustand beibehält; und einen zweiten Vorausbestimmungsprozess (S80) zum Messen des Aktuatorhubes und des resultierenden Motordrehmoments während der Durchführung des zweiten Ansteuerungsprozesses (S70) und Speichern des gemessenen Drehmoments als das auf dem Aktuatorhub basierende Kupplungsübertragungsdrehmoment.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Ansteuerungsprozess (S70) und der zweite Vorausbestimmungsprozess (S80) wiederholt durchgeführt werden, während der Drehmomentbegrenzungswert des Drehmomentbegrenzungsprozesses (S60) Schritt für Schritt erhöht wird und daher das auf dem Aktuatorhub basierende Kupplungsübertragungsdrehmoment in dem Bereich, in dem das Drehmoment Schritt für Schritt erhöht wird, gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, weiter umfassend einen zweiten Entkupplungsprozess (S90) zum Lösen der Kupplung, bevor der zweite Ansteuerungsprozess (S70) erneut durchgeführt wird, nachdem der zweite Vorausbestimmungsprozess (S80) durchgeführt wurde.