DE102015120114A1 - Method for operating a drive train of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges (2) eines Fahrzeugs (3) mit einem Kupplungsaggregat (1), wobei das Kupplungsaggregat (1) mindestens eine Lamellenkupplung (4) und mindestens eine Betätigungseinheit (5) zur Betätigung der Lamellenkupplung (4) umfasst, wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte umfasst: a) Ermitteln mindestens einer realen Stellposition (6) der Betätigungseinheit (5) in mindestens einem durch mindestens einen Betriebspunktparameter definierten Betriebspunkt der Betätigungseinheit (5), b) Berechnen mindestens einer nominalen Stellposition (7) der Betätigungseinheit (5) in Abhängigkeit des Betriebspunktparameters, c) Vergleichen der ermittelten realen Stellposition (6) mit der berechneten nominalen Stellposition (7) in dem Betriebspunkt, d) Bilden eines Stellposition-Korrekturfaktors (8) in Abhängigkeit des Vergleichs der ermittelten realen Stellposition (6) mit der berechneten nominalen Stellposition (7), e) Anpassen einer Betätigung der Lamellenkupplung (4) in Abhängigkeit des Stellposition-Korrekturfaktors (8).The invention relates to a method for operating a drive train (2) of a vehicle (3) with a clutch unit (1), wherein the clutch unit (1) has at least one multi-disc clutch (4) and at least one actuation unit (5) for actuating the multi-disc clutch (4). The method comprises at least the following steps: a) determining at least one real positioning position (6) of the actuating unit (5) in at least one operating point of the actuating unit (5) defined by at least one operating point parameter, b) calculating at least one nominal actuating position (7) c) comparing the determined real positioning position (6) with the calculated nominal positioning position (7) at the operating point, d) forming a positioning correction factor (8) as a function of the comparison of the determined real positioning position (6) with the calculated nominal setting position (7), e) adjusting a r Actuation of the multi-disc clutch (4) as a function of the actuating position correction factor (8).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs mit einem Kupplungsaggregat, insbesondere zur Verteilung von Drehmoment auf einer primären Achse und einer sekundären Achse des Fahrzeuges. The present invention relates to a method for operating a drive train of a vehicle with a clutch unit, in particular for distributing torque on a primary axle and a secondary axle of the vehicle.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Methode für eine Fahrdynamik-Regelung bei bedarfsorientierten Allrad-Systemen und/oder bei regelbaren Quersperren bzw. Achssperren und in diesem Zusammenhang angepasst eingerichtete Fahrzeuge, bei denen Informationen hinsichtlich des aktuellen Motormoments, der Längsbeschleunigung, der Querbeschleunigung, der Gierraten (Bezeichnet die Geschwindigkeit der Drehung eines Fahrzeugs um die Hochachse), des Lenkwinkels und/oder der Raddrehzahlen vorliegen. Die Erfindung betrifft insbesondere Allrad-getriebene Fahrzeuge, bei denen mittels eines elektronisch geregelten Kupplungsaggregates entweder die Hinterachse oder die Vorderachse (anteilig und/oder zeitweise) zugeschaltet werden kann. Mit anderen Worten ausgedrückt, dient das Kupplungsaggregat dem steuerbaren und/oder variablen Übertragen eines Drehmoments von einer Eingangswelle auf mindestens eine Ausgangswelle. Alternativ oder kumulativ kann die Erfindung auch bei Achssperren bzw. Quersperren, insbesondere aktiven und regelbaren Achssperren bzw. Quersperren, bei denen mittels eines elektronisch geregelten Kupplungsaggregates eine Seite einer Achse von einer gegenüberliegenden Seite der Achse zumindest teilweise entkoppelbar ist, angewendet werden. Hierdurch kann eine bedarfsorientierte Drehmomentverteilung zwischen zwei Rädern einer Achse vorgenommen werden. The invention particularly relates to a method for vehicle dynamics control in demand-oriented four-wheel drive systems and / or adjustable transverse locks or axle locks and in this context adapted equipped vehicles, in which information regarding the current engine torque, the longitudinal acceleration, the lateral acceleration, the yaw rates ( Indicates the speed of rotation of a vehicle about the vertical axis), the steering angle and / or the wheel speeds are present. The invention particularly relates to four-wheel drive vehicles in which either the rear axle or the front axle (proportionally and / or temporarily) can be activated by means of an electronically controlled clutch unit. In other words, the clutch assembly is used to controllably and / or variably transmit a torque from an input shaft to at least one output shaft. Alternatively or cumulatively, the invention can also be applied to axle locks or transverse locks, in particular active and controllable axle locks or transverse locks, in which one side of an axle can be decoupled from an opposite side of the axle by means of an electronically controlled clutch unit. As a result, an on-demand torque distribution between two wheels of an axle can be made.
Das Kupplungsaggregat umfasst mindestens eine als Lamellenkupplung gebildete Reibungskupplung und mindestens eine Betätigungseinheit zur Betätigung der Lamellenkupplung. Im Zusammenhang mit der Steuerung bzw. Regelung eines solchen Kupplungsaggregats hat sich herausgestellt, dass zum Einstellen eines gewünschten Kupplungsmoments und/oder einer gewünschten Anpresskraft nicht notwendigerweise eine direkte Drehmomentregelung vorgesehen sein muss, die das tatsächliche Kupplungsmoment als Regelgröße benötigen würde. Vielmehr hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zur Steuerung bzw. Regelung des Kupplungsaggregats eine Positionsregelung auf Basis der Stellposition der Betätigungseinheit vorzusehen. Eine solche Positionsregelung ermöglicht es beispielweise, die sogenannte Reibungshysterese zu umgehen. Darüber hinaus verbessert die Positionsregelung regelmäßig die Stellgeschwindigkeit des Kupplungsaggregats. The clutch unit comprises at least one friction clutch formed as a multi-plate clutch and at least one actuating unit for actuating the multi-plate clutch. In connection with the control or regulation of such a clutch unit has been found that for setting a desired clutch torque and / or a desired contact force does not necessarily have to be provided a direct torque control, which would require the actual clutch torque as a controlled variable. Rather, it has proven to be advantageous to provide for the control or regulation of the clutch unit, a position control based on the setting position of the actuating unit. Such a position control makes it possible, for example, to avoid the so-called friction hysteresis. In addition, the position control regularly improves the positioning speed of the clutch unit.
Im Rahmen der Positionsregelung wird beispielsweise zum Einstellen einer gewünschten Anpresskraft, die zwischen den Lamellen der Lamellenkupplung wirken soll, eine Stellposition der Betätigungseinheit als Regelgröße herangezogen und auf einen Wert eingestellt bzw. geregelt, welcher der gewünschten Anpresskraft entspricht. Um eine solche Positionsregelung realisieren zu können, ist es jedoch zunächst erforderlich, die Abhängigkeit zwischen der Anpresskraft und der Stellposition empirisch, insbesondere durch Messungen oder Berechnungen vorab, zu ermitteln und diesen Anpresskraft-Stellposition-Zusammenhang als Kennlinie beispielsweise in Form einer Tabelle (look-up-table, LUT) oder einer Funktion (Rechenvorschrift) festzuhalten und einem Positionsregelungs-Verfahren zur Verfügung zu stellen. Diese Kennlinie wird in der Regel werksseitig als sogenannte Erstkalibrierung ermittelt. As part of the position control, for example, to set a desired contact force which is to act between the slats of the multi-plate clutch, a control position of the actuating unit used as a control variable and adjusted or regulated to a value corresponding to the desired contact force. In order to be able to realize such a position control, however, it is first necessary to determine the dependence between the contact force and the control position empirically, in particular by measurements or calculations in advance, and to determine this contact pressure force position relationship as a characteristic, for example in the form of a table (look up-table, LUT) or a function (calculation rule) and to provide a position control method available. This characteristic is usually determined in the factory as a so-called Erstkalibrierung.
Aufgrund von Setzen und/oder Verschleiß innerhalb des Kupplungsaggregats kann sich diese Anpresskraft-Stellposition-Kennlinie jedoch in Richtung größerer Stellpositionen verschieben, was zu Ungenauigkeiten bei der Positionsregelung führen kann. Deshalb sollte diese Kennlinie regelmäßig nachkalibriert werden. Hierzu bestünde die Möglichkeit, in bestimmten zeitlichen Abständen separate bzw. eigens zu Kalibrierungszwecken initiierte Kalibrierungsläufe durchzuführen. Due to setting and / or wear within the clutch unit, however, this contact pressure-actuating position characteristic can shift in the direction of larger actuating positions, which can lead to inaccuracies in the position control. Therefore, this characteristic should be recalibrated regularly. For this purpose, it would be possible to perform separate or specifically for calibration purposes initiated calibration runs at certain time intervals.
Solche Kalibrierungsläufe könnten nach dem Abstellen des Fahrzeugmotors durchgeführt werden, um eine Beeinflussung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs durch den Kalibrierlauf auszuschließen. Dies kann als „Nachkalibrierung“ bezeichnet werden. Such calibration runs could be performed after switching off the vehicle engine in order to preclude influencing the driving behavior of the vehicle by the calibration. This can be referred to as "recalibration".
Nachteilig ist jedoch, dass die Kalibrierungsläufe der Nachkalibrierung einen hohen Energieaufwand erfordern, der allein durch die Fahrzeugbatterie zu leisten ist, weil die Nachkalibrierung nach dem Abstellen des Fahrzeugmotors durchgeführt wird. Zudem entsteht hierdurch eine ungewünschte Geräusch-Emission nach dem Abstellen des Fahrzeugs. The disadvantage, however, is that the calibration runs of the recalibration require a high expenditure of energy which has to be provided solely by the vehicle battery, because the recalibration is carried out after switching off the vehicle engine. In addition, this creates an undesirable noise emission after parking the vehicle.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs angegeben werden, das es ermöglicht, ein Kalibrieren einer Positionsregelung des Kupplungsaggregats im laufenden Betrieb des Antriebsstranges des Fahrzeugs durchzuführen. Insbesondere soll eine übermäßige, zusätzliche Beanspruchung des Kupplungsaggregats vermieden werden. Zudem sollen Belastungen der Fahrzeugbatterie und des Bordnetzes sowie unnötige Geräusch-Emissionen nach dem Abstellen des Fahrzeugmotors vermieden werden. On this basis, it is an object of the present invention, at least partially solve the problems described with reference to the prior art. In particular, a method for operating a drive train of a vehicle is to be specified, which makes it possible to perform a calibration of a position control of the clutch assembly during operation of the drive train of the vehicle. In particular, an excessive, additional stress on the clutch unit should be avoided. In addition, loads on the vehicle battery and the electrical system as well as unnecessary noise emissions after stopping the vehicle engine should be avoided.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden. These objects are achieved by a method according to the features of
Hierzu trägt ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs mit einem Kupplungsaggregat bei, wobei das Kupplungsaggregat insbesondere zur Verteilung von Drehmoment auf einer primären Achse und einer sekundären Achse des Fahrzeuges und/oder zur Verteilung von Drehmoment zwischen zwei Rädern einer Achse des Fahrzeugs vorgesehen und eingerichtet ist. Das Kupplungsaggregat hat mindestens eine Lamellenkupplung und mindestens eine Betätigungseinheit zur Betätigung der Lamellenkupplung. Das Verfahren umfasst zumindest folgende Schritte:
- a) Ermitteln mindestens einer realen Stellposition der Betätigungseinheit in mindestens einem durch mindestens einen Betriebspunktparameter definierten Betriebspunkt der Betätigungseinheit,
- b) Berechnen mindestens einer nominalen Stellposition der Betätigungseinheit in Abhängigkeit des Betriebspunktparameters,
- c) Vergleichen der ermittelten realen Stellposition mit der berechneten nominalen Stellposition in dem Betriebspunkt,
- d) Bilden eines Stellposition-Korrekturfaktors, insbesondere eines Stellposition-Korrekturoffsets, in Abhängigkeit des Vergleichs der ermittelten realen Stellposition mit der berechneten nominalen Stellposition,
- e) Anpassen einer Betätigung der Lamellenkupplung in Abhängigkeit des Stellposition-Korrekturfaktors.
- a) determining at least one real positioning position of the actuating unit in at least one operating point of the actuating unit defined by at least one operating point parameter,
- b) calculating at least one nominal actuating position of the actuating unit as a function of the operating point parameter,
- c) comparing the determined real positioning position with the calculated nominal positioning position at the operating point,
- d) forming a parking position correction factor, in particular a parking position correction offset, as a function of the comparison of the determined real parking position with the calculated nominal parking position,
- e) adjusting an operation of the multi-plate clutch in dependence of the setting position correction factor.
Hiermit wird ein besonderes Konzept zum Anpassen einer Betätigung einer Lamellenkupplung, insbesondere zum Kalibrieren einer Anpresskraft-Stellposition-Kennlinie einer Positionsregelung des Kupplungsaggregats, angegeben. Das Verfahren dient insbesondere zum Bestimmen eines Verschleißwegs als Stellposition-Korrekturfaktor, der sich aus der Differenz zwischen einer gemessenen, realen Stellposition der Betätigungseinheit und einer berechneten, nominalen Stellposition der Betätigungseinheit (bezogen auf denselben Betriebspunkt) ergibt. Das Verfahren unterscheidet sich insbesondere von den eingangs genannten Nachkalibrierungen dadurch wesentlich, dass hiermit keine separaten bzw. eigens zu Kalibrierungszwecken initiierten Kalibrierläufe nach dem Abstellen des Fahrzeugs durchgeführt werden müssen. Das Verfahren kann vielmehr im laufenden Betrieb des Antriebstrangs (unter normalen Betriebsbedingungen bzw. Leistungsanforderungen) durchgeführt werden. Somit können die Fahrzeugbatterie geschont und unnötige Geräusch-Emissionen nach dem Abstellen des Fahrzeugs vermieden werden. Zudem kann die Standzeit bzw. Lebensdauer des Kupplungsaggregats durch das Vermeiden zusätzlicher Kalibrierbetätigungen erhöht werden. This is a special concept for adjusting an operation of a multi-plate clutch, in particular for calibrating a contact pressure-actuating position characteristic of a position control of the clutch unit specified. In particular, the method is used to determine a wear path as a parking position correction factor, which results from the difference between a measured, real actuating position of the actuating unit and a calculated, nominal actuating position of the actuating unit (based on the same operating point). In particular, the method differs significantly from the recalibrations mentioned at the outset in that no separate or specifically calibrating runs initiated specifically for calibration purposes must be performed after the vehicle has been parked. The method can rather be carried out while the drive train is in operation (under normal operating conditions or performance requirements). Thus, the vehicle battery can be spared and unnecessary noise emissions are avoided after parking the vehicle. In addition, the life or service life of the clutch unit can be increased by avoiding additional Kalibrierbetätigungen.
Die beschriebenen Vorteile des Verfahrens ergeben sich insbesondere dadurch, dass eine der gemessenen, realen Stellposition zugehörige nominale Stellposition berechnet wird. Hierbei beschreibt die „nominale“ Stellposition diejenige Stellposition der Betätigungseinheit, die ohne Verschleiß vorliegen würde. Die reale Stellposition wird im laufenden Betrieb zu Regelungszwecken kontinuierlich erfasst. Da das Verfahren es in vorteilhafter Weise ermöglicht auch während des regulären Betriebs des Kupplungsaggregats der (nahezu jeder) realen Stellposition eine nominale Stellposition zuzuordnen, kann die Berechnung eines Stellposition-Korrekturfaktors (kontinuierlich) während des laufenden Betriebs des Antriebstranges erfolgen. The described advantages of the method result in particular from the fact that one of the measured, real positioning position associated nominal positioning position is calculated. In this case, the "nominal" positioning position describes the actuating position of the actuating unit that would be present without wear. The real positioning position is recorded continuously during operation for control purposes. Since the method advantageously makes it possible to allocate a nominal setting position to the (almost any) real setting position during normal operation of the coupling unit, the calculation of a setting position correction factor (continuous) can take place during ongoing operation of the drive train.
Die oben angedeutete Reihenfolge der Verfahrensschritte a) bis e) ergibt sich bei einem regulären Ablauf des Verfahrens. Einzelne Verfahrensschritte können auch zeitgleich oder parallel durchgeführt werden. Zumindest die Verfahrensschritte a) und b) können zeitgleich bzw. parallel ablaufen. Das Verfahren kann auch (kontinuierlich) wiederholt ausgeführt werden. The above-indicated sequence of method steps a) to e) results in a regular sequence of the method. Individual process steps can also be carried out simultaneously or in parallel. At least the method steps a) and b) can take place simultaneously or in parallel. The process can also be carried out repeatedly.
Gemäß Schritt a) erfolgt zunächst das Ermitteln mindestens einer realen (also insbesondere aktuell vorliegenden) Stellposition der Betätigungseinheit in mindestens einem (aktuellen und/oder vorbestimmten) Betriebspunkt der Betätigungseinheit. Bevorzugt wird die reale Stellposition sensorisch ermittelt bzw. erfasst, insbesondere gemessen. According to step a), at least one real (ie, in particular currently present) positioning position of the actuating unit is determined in at least one (current and / or predetermined) operating point of the actuating unit. The real positioning position is preferably determined or detected by sensors, in particular measured.
Bevorzugt hat die Betätigungseinheit zumindest einen elektronischen Stellmotor, ein Untersetzungsgetriebe und einen Mechanismus zur Umsetzung der rotatorischen Bewegung des Stellmotors in eine translatorische Bewegung zum Einrücken bzw. Ausrücken der inneren oder äußeren Lamellen der Lamellenkupplung. Der Mechanismus kann hierbei zumindest einen Stützring und einen in Bezug auf den Stützring verdrehbaren und dadurch axial verschiebbaren Verstellring aufweisen. Die Stellposition der Betätigungseinheit kann sich auf eine translatorische oder rotatorische Bewegungsrichtung der Betätigungseinheit beziehen. So kann die Stellposition eine Einrückposition oder Ausrückposition des Verstellrings und/oder einer den Verstellring kontaktierenden Andruckplatte oder dergleichen sein. Bevorzugt ist die Stellposition ein (Motor-)Drehwinkel des Stellmotors, insbesondere eines Ankers des Stellmotors, und/oder ein Drehwinkel des Untersetzungsgetriebes. Der Betätigungseinheit kann hierbei ein Stellposition-Sensor zum Erfassen der realen Stellposition zugeordnet sein. Preferably, the actuating unit has at least one electronic servomotor, a reduction gear and a mechanism for implementing the rotational movement of the servomotor in a translational movement for engagement or disengagement of the inner or outer plates of the multi-plate clutch. The mechanism may in this case have at least one support ring and an adjusting ring rotatable with respect to the support ring and thereby axially displaceable. The actuating position of the actuating unit can relate to a translatory or rotational movement direction of the actuating unit. Thus, the setting position may be an engagement position or disengagement position of the adjusting ring and / or a pressure plate or the like contacting the adjusting ring. Preferably, the setting position is a (motor) rotation angle of the Actuator, in particular an armature of the servomotor, and / or a rotation angle of the reduction gear. In this case, the actuating unit can be assigned a setting position sensor for detecting the real setting position.
Gemäß Schritt b) erfolgt das Berechnen mindestens einer nominalen Stellposition der Betätigungseinheit in Abhängigkeit des Betriebspunktparameters. Hierbei ist insbesondere darauf zu achten, dass die realen Stellpositionen und die nominale Stellposition, die miteinander verglichen werden sollen, sich auf denselben bzw. auf einen konkret vorbestimmten Betriebspunkt beziehen. Das Berechnen der nominalen Stellposition in Abhängigkeit des Betriebspunktparameters kann auf Basis hinterlegter Kennfelder, Funktionen und/oder Tabellen erfolgen. Ist der Betriebspunktparameter beispielsweise ein Stellmoment bzw. Motormoment eines elektronischen Stellmotors, so kann beispielhaft zunächst eine Anpresskraft in diesem Betriebspunkt aus einem (vorgegebenen/vorbestimmten) Anpresskraft-Stellmoment-Zusammenhang (siehe auch nachfolgende
Bevorzugt werden in Schritt b) auch Störungen bzw. Störeinflüsse berücksichtigt, wie z. B. eine Temperatur des Kupplungsaggregats, insbesondere eine Lamellentemperatur, ein Benetzungsgrad der Lamellen mit Öl oder dergleichen. Diese Störungen können das übertragbare Drehmoment und/oder die Anpresskraft beeinflussen bzw. verändern. Ihre Berücksichtigung kann somit der Erhöhung der Genauigkeit der Berechnung in Schritt b) dienen. Preference is also given in step b) and disturbances or disturbing factors are taken into account, such. B. a temperature of the clutch assembly, in particular a fin temperature, a degree of wetting of the fins with oil or the like. These disturbances can influence or change the transmittable torque and / or the contact pressure. Their consideration can thus serve to increase the accuracy of the calculation in step b).
Sollte die nominale Stellposition sich in dem Betriebspunkt nicht eindeutig berechnen lassen, weil beispielsweise in dem Betriebspunkt dem Betriebspunktparameter zwei unterschiedliche Werte für die Anpresskraft zuordenbar sind (siehe z. B. im Fall der Hysterese in
Gemäß Schritt c) erfolgt das Vergleichen der ermittelten realen Stellposition mit der (zugehörigen) berechneten nominalen Stellposition. Hierbei wird bevorzugt eine Differenz zwischen der realen Stellposition und der nominalen Stellposition gebildet. Hierfür kann eine entsprechende Logik eingerichtet sein. According to step c), the determined real actuating position is compared with the (associated) calculated nominal actuating position. In this case, a difference between the real actuating position and the nominal actuating position is preferably formed. For this purpose, a corresponding logic can be set up.
Gemäß Schritt d) wird der Stellposition-Korrekturfaktor in Abhängigkeit des Vergleichs der ermittelten realen Stellposition mit der berechneten nominalen Stellposition gebildet bzw. berechnet. Zudem kann der Stellposition-Korrekturfaktor auch in Abhängigkeit eines in einem vorangehenden Verfahrens-Zyklus bzw. Iterationsschritt und/oder in Abhängigkeit einer Initialisierungs-Stellposition ermittelt werden. Darüber hinaus kann in Schritt d) berücksichtigt werden, ob die nominale Stellposition zuverlässig berechnet wurde. Hierzu kann ein unten näher erläutertes Entscheidungskriterium dienen. Nominale Stellpositionen, die nicht zuverlässig berechnet wurden oder als „ungeeignet/fehlerhaft“ festgestellt wurden, können in Schritt d) unberücksichtigt bleiben. Mit anderen Worten ausgedrückt wird das Vergleichsergebnis aus Schritt c) insbesondere nur ausgewertet, wenn ein Entscheidungskriterium ergibt, dass das Vergleichsergebnis, insbesondere die (zugrundeliegende) Berechnung des nominalen Stellwegs, zuverlässig war bzw. ist. Bevorzugt wird als Stellposition-Korrekturfaktor ein Verschleißweg berechnet. In Schritt d) können auch mehrere Vergleichsergebnisse aus Schritt c) ausgewertet bzw. berücksichtigt werden. According to step d), the setting position correction factor is formed or calculated as a function of the comparison of the determined real setting position with the calculated nominal setting position. In addition, the adjustment position correction factor can also be determined as a function of one in a preceding method cycle or iteration step and / or as a function of an initialization adjustment position. In addition, it can be considered in step d) whether the nominal positioning position has been reliably calculated. For this purpose, a decision criterion explained in more detail below can serve. Nominal positions that have not been reliably calculated or found to be "inappropriate / defective" may be disregarded in step d). In other words, the comparison result from step c) is in particular only evaluated if a decision criterion shows that the comparison result, in particular the (underlying) calculation of the nominal travel, was or is reliable. A wear path is preferably calculated as the positioning correction factor. In step d), several comparison results from step c) can also be evaluated or taken into account.
Gemäß Schritt e) erfolgt das Anpassen einer Betätigung der Lamellenkupplung in Abhängigkeit des Stellposition-Korrekturfaktors. Hierzu kann der ermittelte Stellposition-Korrekturfaktor einem übergeordneten Stellposition-Regler zur Verfügung gestellt werden. Bevorzugt wird mit dem Stellposition-Korrekturfaktor eine Sollposition der Stellposition-Regelung korrigiert. Der Stellposition-Korrekturfaktor kann darüber hinaus in einem nicht-flüchtigen Speicher abgelegt werden, der beispielsweise einer Steuereinheit zugeordnet ist. Das Anpassen der Betätigung kann auch derart erfolgen, dass der Stellposition-Korrekturfaktor dazu genutzt wird, einen hinterlegten bzw. gespeicherten Anpresskraft-Stellposition-Zusammenhang bzw. eine Anpresskraft-Stellposition-Kennlinie inkrementell oder vollständig zu aktualisieren. Zudem kann der in einem Verfahrens-Zyklus ermittelte Stellposition-Korrekturfaktor einem nachfolgenden Verfahrens-Zyklus als Initialisierungs-Variable bzw. als Startwert zur Verfügung gestellt werden. According to step e), the adjustment of an actuation of the multi-plate clutch is effected as a function of the setting position correction factor. For this purpose, the determined actuating position correction factor can be made available to a higher-order actuating position controller. Preferably, a setpoint position of the setting position control is corrected with the setting position correction factor. The actuating position correction factor can also be stored in a non-volatile memory, which is associated with a control unit, for example. The adjustment of the operation can also be made such that the adjustment position correction factor is used to incrementally or completely update a stored contact pressure-force position position relationship or a contact force-force position characteristic. In addition, the actuating position correction factor determined in a process cycle can be made available to a subsequent process cycle as an initialization variable or as a starting value.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Verfahren während des laufenden Betriebs des Antriebsstranges durchgeführt wird. Unter einem „laufenden Betrieb“ wird hier ein Fahrbetrieb des Fahrzeugs (mit eingeschaltetem Motor) verstanden, insbesondere während der Bewegung des Fahrzeugs unter üblicher Leistungsanforderung. According to an advantageous embodiment, it is proposed that the method be carried out during the ongoing operation of the drive train. A "running operation" is understood herein as a driving operation of the vehicle (with the engine switched on), in particular during the movement of the vehicle under normal power demand.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der mindestens eine Betriebspunktparameter zumindest einer der folgenden Parameter ist:
- – Stellmoment der Betätigungseinheit,
- – Stellkraft der Betätigungseinheit,
- – Steuerstrom der Betätigungseinheit.
- - actuating torque of the actuating unit,
- - actuating force of the actuating unit,
- - Control current of the actuator.
Besonders bevorzugt ist der Betriebspunktparameter eine Stellkraft der Betätigungseinheit. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann in Schritt b) die nominale Stellposition der Betätigungseinheit aus den Stellkräften berechnet werden. Particularly preferably, the operating point parameter is a actuating force of the actuating unit. In other words, in step b) the nominal positioning position of the actuating unit can be calculated from the actuating forces.
Wenn die Betätigungseinheit einen elektronischen Stellmotor hat, kann das Stellmoment ein Motormoment des Stellmotors sein. Das Motormoment ist in der Regel direkt bzw. unmittelbar abhängig von einem Steuerstrom des Stellmotors. Damit können das Stellmoment und/oder die Stellkraft, insbesondere im Falle eines elektronischen Stellmotors als Betätigungseinheit, sich direkt aus dem Steuerstrom ergeben. Es wird für das vorgeschlagene Verfahren insbesondere derselbe Parameter beibehalten. If the actuator has an electronic servomotor, the control torque may be an engine torque of the servomotor. The engine torque is usually directly or directly dependent on a control current of the servomotor. Thus, the adjusting torque and / or the actuating force, in particular in the case of an electronic servomotor as an actuating unit, can result directly from the control current. In particular, the same parameter is retained for the proposed method.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass vor Schritt e) anhand eines Entscheidungskriteriums geprüft wird, ob die nominale Stellposition in dem Betriebspunkt zuverlässig berechnet werden kann oder berechnet wurde, wobei die nominale Stellposition nur dann für das Anpassen der Betätigung der Lamellenkupplung berücksichtigt wird, wenn das Entscheidungskriterium ergibt, dass die nominale Stellposition in dem Betriebspunkt zuverlässig berechnet werden kann oder berechnet wurde. According to an advantageous embodiment, it is proposed that, before step e), it be checked on the basis of a decision criterion whether the nominal setting position can be reliably calculated or calculated at the operating point, the nominal setting position being taken into account for adjusting the actuation of the multi-plate clutch only if the decision criterion indicates that the nominal positioning position at the operating point can be reliably calculated or calculated.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Entscheidungskriterium ergibt, dass die nominale Stellposition in dem Betriebspunkt zuverlässig berechnet werden kann oder berechnet wurde, wenn in dem Betriebspunkt eine monotone Änderung zumindest der realen Stellposition oder der nominalen Stellposition vorliegt. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist das Entscheidungskriterium bevorzugt die Änderung bzw. Steigung der Stellposition bzw. des Stellposition-Verlaufs. Die Berechnung ist zuverlässig, wenn diese Änderung bzw. Steigung von Null (0) verschieden und nicht nahezu Null (0) ist. According to a further advantageous embodiment, it is proposed that the decision criterion yields that the nominal setting position can be reliably calculated at the operating point or was calculated if there is a monotone change in at least the real setting position or the nominal setting position at the operating point. In other words, the decision criterion is preferably the change or slope of the setting position or of the setting position course. The calculation is reliable if this change or slope is different from zero (0) and not nearly zero (0).
Darüber hinaus kann das Entscheidungskriterium auch dazu dienen, die für das Berechnen der nominalen Stellposition in dem jeweiligen Betriebspunkt relevante Anpresskraft-Stellmoment-Kennlinie zu identifizieren (siehe Hysterese-Effekt erläutert im Zusammenhang mit
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass beim Bilden des Stellposition-Korrekturfaktors in Schritt d) mindestens zwei Vergleichsergebnisse aus Schritt c) berücksichtigt und gemittelt werden. Dadurch können (Signal-)Störungen herausgefiltert werden. According to an advantageous embodiment, it is proposed that when forming the setting position correction factor in step d), at least two comparison results from step c) are taken into account and averaged. As a result, (signal) disturbances can be filtered out.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Betätigungseinheit zu Verschleißmessungszwecken im laufenden Betrieb des Antriebsstranges mit mindestens einem vorbestimmten Betätigungs-Profil angesteuert wird, wobei das Betätigungs-Profil dazu eingerichtet und bestimmt ist, die Fahreigenschaften des Fahrzeugs nicht zu beeinflussen. Beispielsweise können in Betriebsphasen, in denen das Kupplungsmoment bzw. das übertragbare Drehmoment keinen Einfluss auf das Fahrverhalten nimmt, z. B. beim Stillstand des Fahrzeugs, gezielt vorbestimmte Betätigungs-Profile, insbesondere vorbestimmte (Soll-)Drehmomentverläufe angesteuert bzw. angefordert werden, in denen die Bestimmung des Stellposition-Korrekturfaktors (Verschleißwegs) möglich ist. Auf diese Weise kann in deterministischer Weise gewährleistet werden, dass der Verschleißweg hinreichend oft aktualisiert werden kann. Unter einem Stillstand des Fahrzeugs sind hier insbesondere Betriebsphasen zu verstehen, in denen das Fahrzeug, jedoch nicht der Motor stillsteht, z. B. ein Halten an einer Ampel, Kreuzung oder dergleichen. According to a further advantageous embodiment, it is proposed that the actuating unit is driven for Verschleißmessungszwecken during operation of the drive train with at least one predetermined actuation profile, wherein the actuation profile is set up and intended not to influence the driving characteristics of the vehicle. For example, in operating phases in which the clutch torque or the transmittable torque has no influence on the driving behavior, z. B. at standstill of the vehicle, specifically predetermined actuation profiles, in particular predetermined (desired) torque curves are driven or requested, in which the determination of the control position correction factor (wear path) is possible. In this way it can be ensured in a deterministic manner that the wear path can be updated sufficiently often. Under a standstill of the vehicle are in particular to understand operating phases in which the vehicle, but not the engine is stationary, z. B. stopping at a traffic light, crossing or the like.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Verfahren (nur dann) ausgeführt wird, wenn eine in Abhängigkeit des Betriebs des Kupplungsaggregats steigende Verschleißvariable einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wobei die Verschleißvariable von zumindest einem der nachfolgenden Parameter abhängt:
- – zeitliche Betriebsdauer des Kupplungsaggregats,
- – zurückgelegte Fahrstrecke des Fahrzeugs,
- – Energieeintrag in die Lamellenkupplung.
- - duration of service of the coupling unit,
- - traveled distance of the vehicle,
- - Energy input in the multi-plate clutch.
Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Fahrzeug mit einem Kupplungsaggregat zur variablen Verteilung von Drehmoment auf unterschiedlichen Achsen des Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei dem Kupplungsaggregat eine elektronische Steuereinheit zugeordnet ist, die zur Durchführung des hier vorgeschlagenen Verfahrens geeignet und eingerichtet ist. Hierzu kann die elektronische Steuereinheit einen programmgesteuerten Mikroprozessor und einen elektronischen Speicher, in dem ein entsprechendes Steuerprogramm abgelegt ist, umfassen. According to a further aspect, a vehicle is proposed with a clutch unit for the variable distribution of torque on different axles of the vehicle, wherein the clutch unit is associated with an electronic control unit which is suitable and adapted for carrying out the method proposed here. For this purpose, the electronic control unit may comprise a program-controlled microprocessor and an electronic memory in which a corresponding control program is stored.
Das Kupplungsaggregat hat mindestens eine Lamellenkupplung sowie mindestens eine (extern steuerbare) Betätigungseinheit, insbesondere zur (variablen bzw. bedarfsorientierten) Aktivierung, beziehungsweise Deaktivierung der Drehmomentübertragung. Die Betätigungseinheit kann einen elektronischen Steller, insbesondere einen elektronischen Stellmotor, umfassen. Die Lamellenkupplung umfasst in der Regel mindestens ein komprimierbares Lamellenpaket, das mittels der Betätigungseinheit komprimierbar ist, um eine Drehmomentübertragung einzuleiten. Die Betätigungseinheit wird regelmäßig von der elektronischen Steuereinheit gesteuert, die entsprechend elektrische Steuerströme über entsprechende Betätigungsleitungen an die Betätigungseinheit abgibt. The clutch unit has at least one multi-plate clutch and at least one (externally controllable) actuating unit, in particular for (variable or demand-oriented) activation, or deactivation of torque transmission. The actuating unit may comprise an electronic actuator, in particular an electronic servomotor. The multi-disc clutch usually comprises at least one compressible disc pack which is compressible by means of the actuating unit in order to initiate a torque transmission. The actuation unit is regularly controlled by the electronic control unit, which emits corresponding electrical control currents via corresponding actuation lines to the actuation unit.
Die vorstehend im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Fahrzeug auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen. The details, features and advantageous embodiments discussed above in connection with the method can accordingly also occur in the vehicle presented here and vice versa. In that regard, reference is made in full to the statements there for a more detailed characterization of the features.
Nach einem weiteren Aspekt wird auch eine Verwendung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens zum Bestimmen eines Verschleißwegs bei einem Kupplungsaggregat vorgeschlagen, wobei der Verschleißweg aus der Differenz zwischen der ermittelten realen Stellposition und der berechneten nominalen Stellposition berechnet wird. According to a further aspect, it is also proposed to use a method proposed here for determining a wear path in a clutch unit, wherein the wear path is calculated from the difference between the determined real parking position and the calculated nominal parking position.
Die vorstehend im Zusammenhang mit dem Verfahren und/oder dem Fahrzeug erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei der hier vorgestellten Verwendung auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen. The details, features and advantageous embodiments discussed above in connection with the method and / or the vehicle can accordingly also occur with the use presented here and vice versa. In that regard, reference is made in full to the statements there for a more detailed characterization of the features.
Die Erfindung, sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Es zeigen schematisch: The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to the figures. It should be noted that the invention should not be limited by the embodiments shown. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and findings from the present description. They show schematically:
Weiter ist ein Kupplungsaggregat
Die elektronische Steuereinheit
Gemäß der Darstellung nach
Beispielhaft wird der Stützring
Die physikalischen bzw. mechanischen Zusammenhänge zwischen der Anpresskraft (F) und dem Stellmoment
In
Aufgrund des relativ einfachen und eindeutigen Zusammenhangs zwischen der Anpresskraft (F) und der Stellposition (α), wird dieser Zusammenhang bevorzugt für die Regelung von Lamellenkupplungen, d. h. zum schnellen Ansteuern eines gewünschten Kupplungsdrehmoments, verwendet. Daher wird diese Regelung auch als Positionsregelung bezeichnet. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass sich der Zusammenhang zwischen der Anpresskraft (F) und der Stellposition (α) aufgrund von Verschleiß in der Lamellenkupplung, beispielsweise aufgrund von Reibungsverschleiß der Lamellen, ändern kann. Aufgrund des Verschleißes der Lamellen verschiebt sich der Kisspunkt hin zu höheren Stellpositionen. Hierbei konnte beobachtet werden, dass sich die Steigung der Funktion „F(α)“ nicht wesentlich verändert, sondern aufgrund des Verschleißes lediglich eine Parallelverschiebung der Funktion „F(α)“ hin zu größeren α-Werten erfolgt. Dies ist in
Gemäß der Darstellung nach
Im Sinne des Verfahrensschritts a) wird zunächst eine reale Stellposition
Gemäß Schritt b) des Verfahrens wird in einem Modul (SR1) eine nominale Stellposition
In einem Modul (SR3) erfolgt ein Vergleichen der sensorisch ermittelten realen Stellposition
In einem Modul (SR2) werden Systemzustände identifiziert, in denen die Berechnung der nominalen Stellposition auf Basis des Motormoments zuverlässig ist. Dies ist der Fall, wenn die (reale) Stellposition sich monoton geändert hat, so dass der Zustand (eindeutig) auf der auf- oder absteigenden Gerade des Kraft-Motormoment-Verlaufs (siehe
In einem Modul (SR4) wird im Sinne des Verfahrensschrittes d) ein Stellposition-Korrekturfaktor
Falls das Modul (SR3) ein Wertepaar als Ergebnis zur Verfügung stellt, z. B. weil in dem betreffenden Betriebspunkt sowohl ein „Schnittpunkt“ mit der rechten Geraden (zunehmende Stellposition) oder der linken Geraden (abnehmende Stellposition) aus
Im Sinne des Verfahrensschritts e) kann ein Anpassen einer Betätigung der Lamellenkupplung
Damit ist ein Verfahren angegeben, dass die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise löst. Das Verfahren ermöglicht es, ein Kalibrieren einer Positionsregelung des Kupplungsaggregats im laufenden Betrieb des Antriebsstranges des Fahrzeugs durchzuführen. Zudem kann eine übermäßige, zusätzliche Beanspruchung des Kupplungsaggregats vermieden werden. Darüber hinaus können Belastungen der Fahrzeugbatterie und des Bordnetzes sowie unnötige Geräusch-Emissionen nach dem Abstellen des Fahrzeugmotors vermieden werden. Thus, a method is disclosed that at least partially solves the problems described with reference to the prior art. The method makes it possible to perform a calibration of a position control of the clutch assembly during operation of the drive train of the vehicle. In addition, excessive, additional stress on the clutch unit can be avoided. In addition, loads on the vehicle battery and the electrical system and unnecessary noise emissions can be avoided after stopping the vehicle engine.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Kupplungsaggregat A clutch unit
- 2 2
- Antriebsstrang powertrain
- 3 3
- Fahrzeug vehicle
- 4 4
- Lamellenkupplung multi-plate clutch
- 5 5
- Betätigungseinheit operating unit
- 6 6
- Reale Stellposition Real positioning position
- 7 7
- Nominale Stellposition Nominal position
- 8 8th
- Stellposition-Korrekturfaktor Setting position correction factor
- 9 9
- Primäre Achse Primary axis
- 10 10
- Sekundäre Achse Secondary axis
- 11 11
- Elektronische Steuereinheit Electronic control unit
- 12 12
- Verschleißweg wear path
- 13 13
- Stellposition-Sensor Setting position sensor
- 14 14
- Motor engine
- 15 15
- Ganggetriebe speed transmission
- 16 16
- Rad wheel
- 17 17
- Signalleiter signal conductor
- 18 18
- Seitenwelle sideshaft
- 19 19
- Längswelle longitudinal wave
- 20 20
- BUS-Anordnung BUS arrangement
- 21 21
- Betätigungsleitung actuating line
- 22 22
- Verteilergetriebe Transfer Case
- 23 23
- Differentialgetriebe differential gear
- 24 24
- Anpresskraft contact force
- 25 25
- Elektronischer Stellmotor Electronic servomotor
- 26 26
- Untersetzungsgetriebe Reduction gear
- 27 27
- Eingangswelle input shaft
- 28 28
- Ausgangswelle output shaft
- 29 29
- Stützring support ring
- 30 30
- Verstellring adjusting
- 31 31
- Kugel Bullet
- 32 32
- Kugelrillen des Stützrings Ball grooves of the support ring
- 33 33
- Kugelrillen des Verstellrings Ball grooves of the adjusting ring
- 34 34
- Stellmoment righting moment
- 35 35
- Drehwinkel angle of rotation
Claims (10)
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