DE102016221386A1

DE102016221386A1 - Verfahren zum Steuern einer Kupplung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102016221386A1
Application number: DE102016221386.5A
Authority: DE
Inventors: Sung Hyun Cho; Hwan HUR; Jin Sung Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2017-12-28
Also published as: CN107542812A; US10125827B2; CN107542812B; US20170370428A1; KR101795282B1

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern einer Kupplung für Fahrzeuge kann die Bestimmung des erhöhten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors durch eine Steuerung enthalten, wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors auf ein Referenz-Drehmoment oder darüber im Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors ansteigt, und das Steuern der Kupplung auf Basis des bestimmten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors durch die Steuerung.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Kupplung für Fahrzeuge, bei dem ein unrichtiges Drehmoment des Verbrennungsmotors kompensiert wird und die Kupplung auf Basis des kompensierten Drehmoment des Verbrennungsmotors gesteuert wird, um die Präzision der Steuerung zur verbessern.
Beschreibung der verwandten Technik
Ein automatisiertes Schaltgetriebe ist ein System, in dem ein Getriebe auf Basis eines Schaltgetriebemechanismus automatisch gesteuert wird, und ein derartiges Getriebe überträgt das Drehmoment des Verbrennungsmotors mittels einer Trockenkupplung anders als ein Automatikgetriebe, bei dem ein Drehmomentwandler und eine Lamellenkupplung verwendet werden.
Allerdings hat die Trockenkupplung die Eigenschaft, dass sich das von der Kupplung übertragene Drehmoment in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren stark ändert, wie den Toleranzen der Bestandelement, dem Grad es Abriebs der Elemente je nach Dauerhaltbarkeit, der thermischen Verformung der Elemente bedingt durch hohe Temperaturen, der Änderung des Reibungskoeffizienten einer Scheibe usw., und deshalb ist es schwierig, das während des Fahrens an die Trockenkupplung übertragene Drehmoment zu bewerten.
Wenn die Änderung des übertragenen Drehmoments während der Steuerung der Kupplung nicht erkannt wird, können dadurch übermäßiges Durchrutschen der Kupplung oder Stoßbelastungen auftreten, und deshalb ist ein Algorithmus zum Bewerten der Drehmomentkennwerte der Trockenkupplung in Echtzeit erforderlich.
Demzufolge wurden Drehmoment-Übertragungskennwerte einer Kupplung auf herkömmliche Weise mittels der Kupplungssteuerung bewertet, um eine Drehmoment-Hubkurve (T-S-Kurve), d. h. eine Drehmomentübertragungs-Kennwertkurve einer Trockenkupplung anzusetzen. Hierin ist die T-S-Kurve der Trockenkupplung eine Kurve, bei der Drehmoment-Übertragungskennwerte der Trockenkupplung in Abhängigkeit von den Hüben eines Kupplungsaktors zur Erstellung einer Datenbasis erfasst werden.
Das Eingangsdrehmoment zu einem Getriebe ist das Drehmoment des Verbrennungsmotors, das mittels der Kupplung an die Räder übertragen wird. Um die Stabilität bei der Gangwechselsteuerung sicherzustellen, ist auch eine stabile Verbrennungsmotor-Drehmomenteingabe an das Getriebe von Bedeutung.
Informationen bezüglich des Drehmoments des Verbrennungsmotors, das tatsächlich vom Verbrennungsmotor eingegeben wird, können nur dann Genauigkeit zeitigen, wenn eine Schleppmomentmodellierung des Verbrennungsmotors und die Last einer Klimaanlage usw. genau angesetzt werden, aber derartige Faktoren können im Drehmoment des Verbrennungsmotors nicht genau wiedergegeben werden. Wenn ferner eine Steuereinheit (ECU) des Verbrennungsmotors falsche Drehmomentinformationen des Verbrennungsmotors an eine Steuereinheit des Getriebes (TCU) überträgt, kann ein Starten des Fahrzeugs unmöglich sein oder beim Gangwechsel kann der Verbrennungsmotor überdrehen, wenn die Genauigkeit des Drehmoments des Verbrennungsmotors nicht sichergestellt ist.
Die in diesem Hintergrund-Abschnitt der Erfindung offenbarten Informationen dienen nur dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sind nicht als Bestätigung oder irgendeine Form eines Hinweises zu verstehen, dass sie den dem Fachmann bekannten Stand der Technik darstellen.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind auf die Bereitstellung eines Verfahrens zum Steuern einer Kupplung für Fahrzeuge gerichtet, bei dem ein unrichtiges Drehmoment des Verbrennungsmotor kompensiert wird und die Kupplung auf Basis des kompensierten Drehmoment des Verbrennungsmotors gesteuert wird, um die Präzision der Steuerung zur verbessern.
Gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Steuern einer Kupplung für Fahrzeuge die Bestimmung des erhöhten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotor durch eine Steuerung enthalten, wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors im Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors auf ein Referenz-Drehmoment oder darüber erhöht wird, und Steuern der Kupplung durch die Steuerung auf Basis des bestimmten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors.
Vor der Bestimmung kann das Verfahren ferner die Beurteilung enthalten, ob die Bedingungen für die Eingangsberechnung durch den Verbrennungsmotor-Leerlaufzustand, die Verbrennungsmotor-Anlasshaltezeit, den gelösten Zustand der Kupplung und die Kühlwassertemperatur erfüllt sind oder nicht.
Bei der Bestimmung kann der Drehmomentversatz des Verbrennungsmotor mittels einer Funktion bestimmt werden, die Beziehungen zum Drehmoment des Verbrennungsmotors, zur Winkelbeschleunigung des Verbrennungsmotors, zur Rotationsträgheit des Verbrennungsmotors und zu den Kupplungsdrehmomenten repräsentiert.
Nach der Bestimmung kann das Verfahren ferner die Beurteilung enthalten, ob mindestens entweder ein Absolutwert der Drehzahländerung des Verbrennungsmotors oder ein Absolutwert der Drehmomentänderung des Verbrennungsmotors kleiner ist als ein Referenzwert oder nicht.
Nach der Bestimmung kann das Verfahren ferner die Beurteilung enthalten, ob die Berechnungszeit des Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors die festlegte Zeitdauer einhält oder länger ist, wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors auf das Referenz-Drehmoment oder darüber ansteigt, oder nicht.
Beim Steuern kann das Kupplungsdrehmoment auf Basis eines Mittelwertes des bestimmten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors während des Startens und des Gangwechsels gesteuert werden.
Beim Steuern können die von der Kupplung übertragenen Drehmomentwerte auf Basis eines Mittelwertes des bestimmten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors gelernt werden.
Es versteht sich, dass der Begriff ”Fahrzeug” oder ”fahrzeugtechnisch” oder andere ähnliche hierin verwendete Begriffe allgemein Kraftfahrzeuge betreffen, wie Personenkraftwagen, einschließlich Komfort-Geländewagen (sports utility vehicles; SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wassermotorfahrzeuge einschließlich verschiedene Boote und Schiffe, Luftfahrzeuge und dgl. und auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (an der Steckdose aufladbar), Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge für alternative Kraftstoffe (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) umfasst. Wie hierin verwendet ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug mit zwei oder mehr Antriebsquellen, z. B. Fahrzeuge sowohl mit Benzin- als auch Elektroantrieb.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben noch andere Merkmale und Vorteile, die aus den beiliegenden Zeichnungen, die hiermit einbezogen werden, deutlich werden oder darin detaillierter angegeben sind, sowie aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung erläutern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht eines Gesamtsystems eines DCT-Fahrzeugs, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Kupplung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Graph, der das Konzept eines Verfahrens zum Steuern einer Kupplung in gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellte.
Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstäblich sind, da sie eine etwas vereinfachte Darstellung der verschiedenen bevorzugten Merkmale zeigen, die für die Grundlagen der Erfindung beispielhaft sind. Die hierin offenbarten spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung die z. B. bestimmte Abmessungen, Ausrichtungen, Orte und Formen umfassen, werden zum Teil durch die besondere vorgesehene Anwendung und die Umgebungsbedingungen am Einsatzort bestimmt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nunmehr wird ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) eingegangen, von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, die nachstehend beschrieben werden. Obwohl die Erfindung(en) in Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen beschrieben wird/werden, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung(en) nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränken soll. Die Erfindung(en) soll(en) vielmehr nicht nur die Ausführungsbeispiele, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, die von Geist und Gültigkeitsbereich der Erfindung, die in den angefügten Ansprüchen definiert sind, abdecken.
Ein Verfahren zum Steuern einer Kupplung für Fahrzeuge gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Berechnung (Operation S20) und das Steuern (Operation S50) enthalten.
Das Verfahren wird anhand der 2 und 3 näher beschrieben. Wenn bei der Berechnung (Operation S20) das Drehmoment des Verbrennungsmotors im Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors auf das Referenz-Drehmoment oder darüber ansteigt, kann eine Steuerung C den erhöhten Drehmomentversatz des Verbrennungsmotors berechnen.
Zum Beispiel wird im Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors in einer Schaltstellung P oder einer Schaltstellung N eine Änderung zwischen dem Mindestwert und dem Maximalwert des Drehmoments des Verbrennungsmotors und eine Änderung zwischen dem Mindestwert und dem Maximalwert der Drehzahl des Verbrennungsmotors in Echtzeit gemessen. Wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors über das Mindestdrehmoment des Verbrennungsmotors aufgrund der Last einer Steuerung der Klimaanlage usw. ansteigt, kann die Steuerung C einen derartigen Anstieg erfassen und den Drehmomentversatz des Verbrennungsmotors durch Berechnen des Versatzbetrags des angestiegenen Drehmoments des Verbrennungsmotors berechnen.
Danach kann die Steuerung C beim Steuern (Operation S50) die Kupplung auf Basis des berechneten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors steuern.
Das heißt, wenn falsche Drehmomentinformationen des Verbrennungsmotors aufgrund der Last der Klimaanlage usw. im Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors übertragen werden, wird der Drehmomentversatz des Verbrennungsmotors durch Kompensieren des Drehmoments des Verbrennungsmotors berechnet und die Kupplungssteuerung wird auf Basis der Annahme ausgeführt, dass der berechnete Drehmomentversatz des Verbrennungsmotors ein Getriebe-Eingangsdrehmoment ist.
Deshalb wird die Kupplungssteuerung auf Basis eines genauen realen Drehmoments des Verbrennungsmotors ausgeführt, wodurch die Präzision der Kupplungssteuerung verbessert wird und damit stabileres Gangwechseln und Fahrverhalten sichergestellt werden.
Das Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ferner die erste Beurteilung enthalten, ob die Bedingungen für die Eingangsberechnung (Operation S20) durch den Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors, die Verbrennungsmotor-Anlasshaltezeit, den gelösten Zustand der Kupplung und die Kühlwassertemperatur (Operation S10) erfüllt sind oder nicht.
Die Berechnung (Operation S20) kann ausgeführt werden, wenn z. B. die aktuelle Drehzahl des Verbrennungsmotors A RPM oder darunter ist, die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors im Leerlauf B RPM oder darunter ist, die Haltezeit nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors C Sekunden oder mehr beträgt, sowohl eine Kupplung für das Getriebe für die ungeraden Gänge als auch eine Kupplung für das Getriebe für die geraden Gänge gelöst sind und die Kühlwassertemperatur D°C oder mehr beträgt.
Das heißt, wie beispielhaft in 1 dargestellt ist, können verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bei einem Fahrzeug angewendet werden, in dem ein Doppelkuppungsgetriebe (DCT) eingebaut ist, und zum besseren Verständnis ist von den zwei Kupplungen im DCT eine Kupplung für das Getriebe für die ungeraden Gänge und eine Kupplung für das Getriebe für die geraden Gänge mit CL1 bzw. CL2 gekennzeichnet, ein Kupplungsaktor für das Getriebe für die ungeraden Gänge und ein Kupplungsaktor für das Getriebe für die geraden Gänge zum Betätigen der jeweiligen Kupplung ist mit CLA1 bzw. CLA2 gekennzeichnet, und eine Eingangswelle für das Getriebe für die ungeraden Gänge und an Eingangswelle für das Getriebe für die geraden Gänge ist mit INPUT1 bzw. INPUT2 gekennzeichnet.
Wie in 2 dargestellt kann ferner bei der Berechnung (Operation S20) der vorliegenden Erfindung der Drehmomentversatz des Verbrennungsmotors durch eine Funktion, die Beziehungen mit dem Drehmoment des Verbrennungsmotors, mit der Winkelbeschleunigung des Verbrennungsmotors, mit der Rotationsträgheit des Verbrennungsmotors und den Kupplungsdrehmomenten repräsentiert, berechnet werden. Vorzugsweise kann der Drehmomentversatz des Verbrennungsmotors durch die nachstehende Gleichung berechnet werden below.
Drehmomentversatz des Verbrennungsmotors (Te_offset) = Te – Je·dNe/dt + (Tc_odd + Tc_even), wobei Te: Drehmoment des Verbrennungsmotors, Je: Rotationsträgheit des Verbrennungsmotors, dNe/dt: Winkelbeschleunigung des Verbrennungsmotor, Tc_odd: Kupplungsdrehmoment für das Getriebe für die ungeraden Gänge und Tc_even: Kupplungsdrehmoment für das Getriebe für die geraden Gänge.
Ferner kann das Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die zweite Beurteilung enthalten, ob der Absolutwert der Drehzahländerung des Verbrennungsmotors oder der Absolutwert der Drehmomentänderung des Verbrennungsmotors kleiner ist als Referenzwert (Operation S30) nach der Berechnung (Operation S20) oder nicht.
Wenn z. B. der Absolutwert der Drehzahländerung des Verbrennungsmotors kleiner ist als E RPM oder der Absolutwert der Drehmomentänderung des Verbrennungsmotors kleiner ist als F Nm, kann Steuern (Operation S50) ausgeführt werden.
Wenn ferner die Bedingen für die erste Beurteilung (Operation S10) bei der zweiten Beurteilung erfüllt sind (Operation S30), kann Steuern (Operation S50) ausgeführt werden.
Das heißt, wenn der Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors nach der Berechnung des Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors konstant gehalten wird, kann die Kupplungssteuerung auf Basis des Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors ausgeführt werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Kupplungssteuerung verbessert wird.
Ferner kann das Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine dritte Beurteilung enthalten, ob nach der Berechnung (Operation S20) eine Berechnungszeit des Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors innerhalb der vorgegebenen eingehalten oder überschritten wurde, wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors auf das Referenz-Drehmoment oder darüber ansteigt (Operation S40) oder nicht.
Wenn z. B. die Berechnung des Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors G Sekunden oder länger dauert, kann Steuern (Operation S50) ausgeführt werden.
Das heißt, wenn der Drehmomentversatz des Verbrennungsmotors nur dann in Anspruch genommen wird, wenn der Anstieg des Drehmoments des Verbrennungsmotors eine vorgegebene Zeit oder länger andauert, ausgenommen in dem Fall, in dem der Anstieg des Drehmoments des Verbrennungsmotors im Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors vorübergehend stattfindet, wird die Zuverlässigkeit der Kupplungssteuerung verbessert.
Ferner kann beim Steuern (Operation S50) das Kupplungsdrehmoment auf Basis des berechneten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors während des Startens und des Gangwechsels gestartet werden.
Das heißt, wenn ein Fahrzeug gestartet wird oder ein Gangwechsel stattfindet, wird die Kraft des Verbrennungsmotors an eine Kupplung übertragen, wenn die Kupplung eingekuppelt ist, wobei der kompensierte Drehmomentversatz des Verbrennungsmotors als das Getriebe-Eingangsdrehmoment eingesetzt wird, so dass der Gangwechsel oder das Starten des Fahrzeugs auf Basis des Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors gesteuert werden. Deshalb wird die Gangwechsel-/Startsteuerung auf Basis des realen Drehmoments des Verbrennungsmotors ausgeführt, wodurch die Präzision der Kupplungssteuerung verbessert wird.
Ferner können beim Steuern (Operation S50) die übertragenen Kupplungsdrehmomentkennwerte auf Basis des berechneten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors gelernt werden.
Das heißt, wenn die Trockenkupplungskennwerte gelernt werden, werden die Kupplungskennwerte auf Basis des Drehmoments des Verbrennungsmotors (Drehmomentversatz des Verbrennungsmotors), die von einem realen Verbrennungsmotor eingegeben werden, gelernt und somit können genauere Kupplungsübertragungs-Drehmomentkennwerte anhand des genauen Drehmoments des Verbrennungsmotors gelernt und die Präzision der Trockenkupplungssteuerung kann verbessert werden.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, wird in einem Verfahren zum Steuern einer Kupplung für Fahrzeuge gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der Drehmomentversatz des Verbrennungsmotors durch Kompensieren des Drehmoments des Verbrennungsmotors selbst dann berechnet, wenn falsche Drehmomentinformationen des Verbrennungsmotors im Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors übertragen werden, und die Kupplungssteuerung wird unter der Annahme ausgeführt, dass der berechnete Drehmomentversatz des Verbrennungsmotors das Getriebe-Eingangsdrehmoment ist. Deshalb wird die Kupplungssteuerung auf Basis des genauen realen Drehmoments des Verbrennungsmotors ausgeführt, wodurch die Präzision der Kupplungssteuerung verbessert wird und damit stabilerer Gangwechsel und Fahrverhalten sichergestellt werden.
Die obigen Beschreibungen spezifischer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dienen zu Beispiel- und Beschreibungszwecken. Sie sind nicht erschöpfend oder sollen die Erfindung nicht auf die offenbarten Formen beschränken, und offensichtlich sind zahlreiche Modifikationen und Variationen angesichts der obigen Lehren möglich. Die Ausführungsbeispiele wurden gewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären, damit andere Fachleute verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen ausführen und nutzen können. Der Gültigkeitsbereich der Erfindung soll durch die beiliegenden Ansprüche und ihre Äquivalente definiert sein.

Claims

Verfahren zum Steuern einer Kupplung für ein Fahrzeug, aufweisend: Bestimmen des erhöhten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors durch eine Steuerung, wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors auf einen Referenz-Drehmoment oder darüber im Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors ansteigt; und Steuern der Kupplung auf Basis des bestimmten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors durch die Steuerung.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner vor der Bestimmung des erhöhten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors aufweisend: Beurteilen, ob die Bedingungen für die Eingangsberechnung durch den Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors, die Anlasshaltezeit des Verbrennungsmotors, den gelösten Zustand der Kupplung und die Kühlwassertemperatur erfüllt sind oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei der Bestimmung des erhöhten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors der Drehmomentversatz des Verbrennungsmotors durch eine Funktion bestimmt wird, die Beziehungen mit dem Drehmoment des Verbrennungsmotors, der Winkelbeschleunigung des Verbrennungsmotors, der Rotationsträgheit des Verbrennungsmotors und den Kupplungsdrehmomenten repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner nach der Bestimmung des erhöhten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors aufweisend: Beurteilen, ob mindestens entweder der Absolutwert der Drehzahländerung des Verbrennungsmotors oder der Absolutwert der Drehmomentänderung des Verbrennungsmotors kleiner ist als ein Referenzwert oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner nach der Bestimmung des erhöhten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors aufweisend: Beurteilen, ob die Berechnungszeit des Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors die festlegte Zeitdauer einhält oder länger ist, wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors auf das Referenz-Drehmoment oder darüber ansteigt, oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei der Kupplungssteuerung das Kupplungsdrehmoment auf Basis des Mittelwertes des während des Startens und Gangwechsels bestimmten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei der Kupplungssteuerung die Kupplungs-Übertragungsdrehmomentkennwerte auf Basis des Mittelwertes des bestimmten Drehmomentversatzes des Verbrennungsmotors gelernt werden.