DE102014203219A1 - Method for determining a pilot control voltage of an electric motor in a hydrostatically actuated clutch system, preferably in an automated manual transmission of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Vorsteuerspannung eines Elektromotors in einem hydrostatisch betätigten Kupplungssystem, vorzugsweise in einem automatisierten Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges, wobei bei einer Beaufschlagung des Elektromotors mit der Vorsteuerspannung ein, von dem Elektromotor angetriebener hydrostatischer Kupplungsaktor bewegungslos bleibt. Bei einem Verfahren, welches eine ausreichende mechanische Selbsthaltung der Kupplung bei gleichzeitiger Reduzierung des Energieeintrages gewährleistet, wird die Vorsteuerspannung in Abhängigkeit von einem Druck in dem hydrostatisch betätigten Kupplungssystem bestimmt.The invention relates to a method for determining a pilot voltage of an electric motor in a hydrostatically operated clutch system, preferably in an automated gearbox of a motor vehicle, with a hydrostatic clutch actuator driven by the electric motor remaining motionless when the electric motor is supplied with the pilot voltage. In a method which ensures sufficient mechanical self-retention of the clutch while reducing the energy input at the same time, the pilot control voltage is determined as a function of a pressure in the hydrostatically operated clutch system.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Vorsteuerspannung eines Elektromotors in einem hydrostatisch betätigten Kupplungssystem, vorzugsweise in einem automatisierten Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges, wobei bei einer Beaufschlagung des Elektromotors mit der Vorsteuerspannung ein, von dem Elektromotor angetriebener hydrostatischer Kupplungsaktor bewegungslos bleibt.The invention relates to a method for determining a precontrol voltage of an electric motor in a hydrostatically actuated clutch system, preferably in an automated manual transmission of a motor vehicle, wherein when a loading of the electric motor with the pilot control voltage, driven by the electric motor hydrostatic clutch actuator remains motionless.
Aus der
Die
Bei Hebelaktoren wird vorausgesetzt, dass das Moment auch proportional zur Spannung ist, da der ohmsche Widerstand konstant angenommen wird. Es wird in Abhängigkeit der Kupplungsposition, dem sogenannten Rollenweg, eine Mindest- und Maximalspannung definiert. Wird abhängig von der Kupplungsposition eine Spannung zwischen diesen Grenzen angelegt, so wird sich der Aktor auch bei (teilweise) geschlossener Kupplung nicht bewegen. Die minimale als auch die maximale Spannungskurve werden im Betrieb laufend angepasst, wobei der Abstand zwischen der oberen und der unteren Grenze unterschiedlich sein kann. Die Adaption hierzu wird als Lastadaption bezeichnet. Muss der Kupplungsaktor nun in einer Position gehalten werden, so wird eine Spannung knapp über dem Minimalspannungswert angelegt, der Kupplungsaktor wird dann mit minimalem Spannungsaufwand gehalten und es wird somit so wenig Energie wie möglich in das System eingetragen. For lever actuators, it is assumed that the torque is also proportional to the voltage, since the ohmic resistance is constantly assumed. It is defined as a function of the coupling position, the so-called roller path, a minimum and maximum voltage. If, depending on the coupling position, a voltage is applied between these limits, the actuator will not move even when the clutch is partially closed. The minimum as well as the maximum voltage curve are continuously adjusted during operation, whereby the distance between the upper and the lower limit can be different. The adaptation to this is called load adaptation. If the clutch actuator must now be held in a position, a voltage is applied just above the minimum voltage value, the clutch actuator is then held with minimal voltage and it is thus entered as little energy as possible in the system.
Diese bestehende Lastadaption kann nicht ohne weiteres bei einem hydrostatischen Kupplungsaktor (HCA – Hydrostatic Clutch Actuator) angewendet werden, da dieser Aktortyp ein deutlich unterschiedliches Verhalten im Vergleich zu einem Hebelaktor aufweist. Hydrostatische Kupplungsaktoren, die beispielsweise aus der
Der hydrostatische Kupplungsaktor ist nicht in allen Betriebspunkten und über die Lebensdauer selbsthaltend. Eine Erwärmung der hydrostatischen Strecke hat zur Folge, dass zwar eine Kraft-über-Weg-Kennlinie definiert werden kann, sich diese Kennlinie über den Weg durch die Temperatur aber stark und dabei noch relativ schnell verschiebt. Die Adaption einer solchen Kennlinie für die minimale und maximale anzulegende Spannung ist bei einer solchen variablen Kennlinie nicht möglich. The hydrostatic clutch actuator is not self-sustaining at all operating points and over the service life. A heating of the hydrostatic path has the consequence that although a force-over-travel characteristic can be defined, this characteristic curve shifts strongly and at the same time relatively fast over the path through the temperature. The adaptation of such a characteristic for the minimum and maximum voltage to be applied is not possible with such a variable characteristic.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung von Vorsteuerspannungen bei einem hydrostatisch betätigten Kupplungssystem anzugeben, bei dem der von sich aus nicht selbsthaltende Aktor unterstützt durch die angelegte Vorspannung selbsthaltend wird. Zusätzlich soll aufgrund der Rahmenbedingungen von höheren Umgebungstemperaturen garantiert werden, dass nur so viel Energie in das Kupplungssystem eingetragen wird, wie nötig ist, um den Kupplungsaktor in der jeweiligen Position zu halten.The invention is therefore an object of the invention to provide a method for determining pilot voltages in a hydrostatically actuated clutch system, in which the not self-sustaining actor supported by the applied bias is self-sustained. In addition, due to the conditions of higher ambient temperatures, it is to be guaranteed that only as much energy is introduced into the clutch system as is necessary in order to keep the clutch actuator in the respective position.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorsteuerspannung in Abhängigkeit von einem Druck in dem hydrostatisch betätigten Kupplungssystem bestimmt wird. Dadurch, dass sich die Lastadaption nun auf den innerhalb des hydrostatischen Kupplungsaktors auftretenden Druck und nicht wie bisher auf den Rollenweg bzw. die Kupplungsposition bezieht, lässt sich für hydrostatisch betätigte Kupplungssysteme eine genaue Bestimmung der Vorsteuerspannung realisieren, welche gewährleistet, dass der an sich nicht selbsthaltende hydrostatische Kupplungsaktor beim Anlegen der Vorsteuerspannung bewegungslos bleibt.According to the invention the object is achieved in that the pilot control voltage in response to a pressure in the hydrostatically operated Coupling system is determined. Due to the fact that the load adaptation now relates to the pressure occurring within the hydrostatic clutch actuator and not to the roller path or the clutch position as previously, an accurate determination of the pilot voltage can be realized for hydrostatically actuated clutch systems, which ensures that the itself is not self-retaining hydrostatic clutch actuator remains motionless when applying the pilot voltage.
Vorteilhafterweise werden für die Vorsteuerspannung für einen, bei einer vorgegebenen Kupplungsposition ermittelten Druck ein Maximum und ein Minimum bestimmt, wobei der hydrostatische Kupplungsaktor bei Auftreten eines Druckes zwischen dem Maximum und dem Minimum bewegungslos bleibt, und vorzugsweise eine Vorsteuerspannungskennlinie gebildet wird, welche aus einer Maximumkennlinie und einer Minimumkennlinie umfasst wird. Mittels dieses durch die Minimum- bzw. Maximumkennlinien aufgespannten Bereiches ist es zuverlässig möglich, auch hydrostatische Kupplungsaktoren, die mechanisch nicht selbsthaltend sind, mit einem möglichst geringen Energieaufwand auch bei hohen Umgebungstemperaturen in bestimmten Positionen zu halten. Advantageously, a maximum and a minimum are determined for the pilot control voltage for a pressure determined at a predetermined clutch position, wherein the hydrostatic clutch actuator remains motionless when a pressure between the maximum and the minimum occurs, and preferably a pilot voltage characteristic is formed, which consists of a maximum characteristic curve and a minimum characteristic is included. By means of this stretched by the minimum or maximum characteristics range, it is reliably possible to keep even hydrostatic clutch actuators, which are not mechanically self-retaining, with the lowest possible energy consumption even at high ambient temperatures in certain positions.
In einer Ausgestaltung wird zur Anpassung der Vorsteuerkennlinie ein Spannungssprung an dem Elektromotor des hydrostatisch betätigten Kupplungssystems zur Einstellung eines Kupplungsaktorzielwertes eingestellt, wobei nach Erreichung des Kupplungsaktorzielwertes bei einem vorgegebenen Druck die Vorsteuerspannung korrigiert wird. Auf diese Weise kann eine Adaption der Vorspannungskennlinie für eine minimale bzw. maximale anzulegende Vorsteuerspannung, die auch als Haltespannung bezeichnet wird, bezogen auf den Druck, erfolgen.In one embodiment, a voltage jump on the electric motor of the hydrostatically actuated clutch system for adjusting a Kupplungsaktorzielwertes is set to adjust the pilot characteristic, wherein after reaching the Kupplungsaktorzielwertes at a predetermined pressure, the pilot voltage is corrected. In this way, an adaptation of the bias characteristic for a minimum or maximum applied pilot voltage, which is also referred to as a holding voltage, based on the pressure, take place.
In einer Variante wird nach Erreichung des Kupplungsaktorzielwertes der hydrostatische Kupplungsaktor abgeschaltet, wobei nach Wiedereinschaltung des Kupplungsaktors die Vorsteuerspannung bei Auftreten des ermittelten Druckwertes korrigiert wird. Aufgrund des Spannungssprunges verstellt sich der hydrostatische Kupplungsaktor, der nach Abschaltung der Vorsteuerspannung selbstöffnend bzw. selbstschließend ausgebildet ist. Die Vorsteuerspannung muss deshalb bei diesem Druck, erhöht werden, um den hydrostatischen Kupplungsaktor selbsthaltend zu gestalten.In one variant, after reaching the clutch actuator target value, the hydrostatic clutch actuator is switched off, the pilot control voltage being corrected when the determined pressure value occurs after reconnection of the clutch actuator. Due to the voltage jump, the hydrostatic clutch actuator, which is designed to self-closing or self-closing after switching off the pilot control voltage. The pilot control voltage must therefore be increased at this pressure, in order to make the hydrostatic clutch actuator self-holding.
In einer Weiterbildung wird zur Anpassung der Vorsteuerkennlinie der hydrostatische Kupplungsaktor solange ein- und wieder ausgeschaltet, bis bei einem vorgegebenen Druckwert der Kupplungsaktor bewegungslos bleibt. Dieses auch als „Zittern“ bezeichnete Vorgehen führt dazu, dass eine Vorsteuerspannung, bei welcher der hydrostatische Kupplungsaktor bewegungslos bleibt, mit möglichst wenig Energieeinsatz bestimmt wird, was nicht nur eine Möglichkeit zur Einstellung der mechanischen Selbsthaltung des Kupplungsaktors nach sich zieht, sondern auch zur Reduktion des Energieeintrages in dem hydrostatischen Kupplungsaktor führt, was wiederum eine geringe Temperaturbelastung der Aktorumgebung garantiert.In a further development, the hydrostatic clutch actuator is switched on and off again for adaptation of the pilot control characteristic until, at a predetermined pressure value, the clutch actuator remains motionless. This procedure, which is also referred to as "trembling", means that a pilot control voltage, in which the hydrostatic clutch actuator remains motionless, is determined with as little energy input as possible, which not only results in a possibility of adjusting the mechanical self-holding of the clutch actuator, but also for reduction the energy input in the hydrostatic clutch actuator leads, which in turn guarantees a low temperature load of the actuator environment.
In einer Ausgestaltung wird eine unveränderliche, vom Druck in dem hydrostatisch betätigten Kupplungssystem abhängende Vorsteuerkennlinie verwendet. Dies hat den Vorteil, dass eine einzige, einmal ermittelte Vorsteuerkennlinie für eine Vielzahl von hydrostatisch betätigten Kupplungssystemen verwendet werden kann. Da während des Betriebes des hydrostatischen Kupplungsaktors keine Adaption notwendig ist, verringert sich die benötigte Rechenleistung eines, den Elektromotor des hydrostatischen Kupplungsaktors ansteuernden Steuergerätes. Eine solche feste Vorsteuerkennlinie kann für alle hydrostatisch betätigte Kupplungssysteme gleich definiert werden. In one embodiment, a fixed, dependent on the pressure in the hydrostatically actuated clutch system pilot control characteristic is used. This has the advantage that a single, previously determined pilot control characteristic can be used for a large number of hydrostatically actuated clutch systems. Since no adaptation is necessary during operation of the hydrostatic clutch actuator, the required computing power of the control unit driving the electric motor of the hydrostatic clutch actuator is reduced. Such a fixed pilot control characteristic can be defined identically for all hydrostatically actuated clutch systems.
In einer Weiterbildung wird die Vorsteuerkennlinie bei der Inbetriebnahme des hydrostatisch betätigten Kupplungssystems einmalig an das hydrostatisch betätigte Kupplungssystem angepasst und bleibt über die Lebensdauer des hydrostatisch betätigten Kupplungssystems unverändert. Dies hat den Vorteil, dass die feste Vorsteuerkennlinie nur einmal in Abhängigkeit von dem, im Kupplungssystem auftretenden Druck adaptiert wird. Diese Vorsteuerkennlinie ist somit an ein spezielles hydrostatisches Kupplungssystem angepasst und kann möglicherweise niedriger gewählt werden, als wenn man eine Vorspannungskennlinie fest für alle zu produzierenden, hydrostatisch betätigbaren Kupplungssysteme definiert.In a further development, the pilot control characteristic is adjusted once during the commissioning of the hydrostatically actuated clutch system to the hydrostatically actuated clutch system and remains unchanged over the life of the hydrostatically actuated clutch system. This has the advantage that the fixed pilot control characteristic is adapted only once as a function of the pressure occurring in the clutch system. This pilot control characteristic is thus adapted to a special hydrostatic clutch system and may possibly be chosen lower than if a preload characteristic is firmly defined for all the hydrostatically actuable clutch systems to be produced.
Vorteilhafterweise wird der Druck innerhalb des hydrostatisch betätigten Kupplungssystems aus einer Verschiebung eines Tastpunktes einer Kupplung bestimmt. Da der Tastpunkt den Moment darstellt, an welchem die Kupplung zu greifen beginnt, was von dem in dem hydrostatischen Kupplungssystem wirkenden Druck bestimmt wird, kann der Tastpunkt als Synonym für den Druck betrachtet werden, aus welchem Rückschlüsse auf die Vorsteuerspannung gezogen werden können.Advantageously, the pressure within the hydrostatically actuated clutch system is determined from a displacement of a touch point of a clutch. Since the touch point represents the moment at which the clutch begins to grip, which is determined by the pressure acting in the hydrostatic clutch system, the touch point can be regarded as a synonym for the pressure from which conclusions can be drawn on the pilot control voltage.
In einer Ausgestaltung wird der Druck mittels einer, vorzugsweise gleitenden, Mittelwertbildung geglättet. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Drucksignal über einen Sensor ermittelt wird, dessen Ausgangssignal von einem Rauschanteil überlagert wird. Verfälschungen des Drucksignals bei der Bestimmung der Vorsteuerspannung werden somit unterbunden, was zur Folge hat, dass eine hochgenaue Vorsteuerspannung ermittelt wird.In one embodiment, the pressure is smoothed by means of a, preferably sliding, averaging. This is particularly advantageous when the pressure signal is detected by a sensor whose output signal is superimposed by a noise component. Falsifications of the pressure signal in the determination of the pilot control voltage are thus prevented, which has the consequence that a highly accurate pilot voltage is determined.
In einer Variante wird der ermittelte Druck über der Aktorposition um einen Hystereseanteil korrigiert. Dies ist notwendig, da das von einem Drucksensor abgegebene Drucksignal eine deutliche Hysterese über der Aktorposition aufweist. Das bedeutet, dass für einen Druck immer zwei Werte für die Vorsteuerspannung zur Verfügung stehen. Mittels einer solchen Korrektur ist es möglich, eine eindeutige Vorsteuerkennlinie über den Druck einzustellen und bei der Bestimmung der Vorsteuerspannung zugrunde zu legen. In one variant, the determined pressure above the actuator position is corrected by a hysteresis component. This is necessary because the pressure signal emitted by a pressure sensor has a significant hysteresis over the actuator position. This means that two values for the pilot control voltage are always available for one pressure. By means of such a correction, it is possible to set an unambiguous pilot control characteristic via the pressure and to base it on the determination of the pilot control voltage.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden. Es zeigt:The invention allows numerous embodiments. One of them will be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawing. It shows:
In
In
Darüber hinaus muss beachtet werden, dass das von dem Drucksensor
Bei dem hydrostatischen Kupplungsaktor
In
Die Vorsteuerspannung Uv wird dabei wird mit Hilfe einer Referenzvorspannungskennlinie ermittelt, die eine Minimumkennlinie b und eine Maximumkennlinie a aufweist. Wird ein Sollwertsprung der, an dem Elektromotor
Die Erkennung eines Sollwertsprunges der Spannung U und somit des Kupplungsaktorzielwertes kann bei der Verwendung des Drucksignals als Abszisse für die Vorsteuerspannungskennlinie nicht aus dem Druck p erfolgen, da dieser sich zu langsam ändert. Hier muss weiterhin die Kupplungsaktorzielposition durch den Wegsensor
In
In
Bei dem verwendeten Drucksignal muss der Druck nicht zwingend direkt gemessen werden. Alternativ kann zur Bestimmung der Vorsteuerkennlinie auch eine Verschiebung des Tastpunktes der Kupplung
Eine Adaption der Vorsteuerspannung kann vereinfacht werden, wenn für ein hydrostatisch betätigtes Kupplungssystem
Darüber hinaus kann die Adaption der Vorsteuerkennlinie auch dahingehend vereinfacht werden, dass nur ein ständiges Ein- und Ausschalten (Zittern) durch den Regler des Steuergerätes
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Hydrostatisch betätigtes Kupplungssystem Hydrostatically actuated clutch system
- 22
- Steuergerät control unit
- 33
- Hydrostatischer Kupplungsaktor Hydrostatic clutch actuator
- 44
- Geberzylinder Master cylinder
- 4’4 '
- Nehmerzylinder slave cylinder
- 55
- Drucksensor pressure sensor
- 66
- Wegsensor displacement sensor
- 77
- Hydraulikflüssigkeit hydraulic fluid
- 88th
- Kupplung clutch
- 99
- Hydraulikleitung hydraulic line
- 1010
- Geberseite donor side
- 1111
- Nehmerseite recipient side
- 1212
- Ausgleichsbehälter surge tank
- 1313
- Schnüffelbohrung sniffing hole
- 1414
- Kolben piston
- 1515
- Elektromotor electric motor
- aa
- Maximumkennlinie der Vorsteuerspannung Maximum characteristic of the pilot control voltage
- bb
- Minimumkennlinie der Vorsteuerspannung Minimum characteristic of the pilot control voltage
- UU
- Spannung tension
- Uvuv
- Vorsteuerspannung pilot voltage
- WW
- Kupplungsaktorweg Kupplungsaktorweg
- pp
- Druck print
- tt
- Zeit Time
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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