DE102021130440A1 - Method for operating a clutch of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch eine Regelung, gemäß der ein betriebspunktabhängiger Soll-Mikroschlupf (λSoll) der Kupplung als Führungsgröße und ein gemessener Ist-Mikroschlupf (λIst) der Kupplung als Reglergröße verwendet werden und ein Regler (12) aus der Führungs- und Reglergröße (ASoll, λIst) als Stellgröße ein mittels der Kupplung zu übertragendes Kupplungsmoment generiert.The invention relates to a method for operating a clutch of a motor vehicle. The method is characterized by a regulation according to which an operating point-dependent setpoint microslip (λSoll) of the clutch is used as a reference variable and a measured actual microslip (λactual) of the clutch is used as a control variable, and a controller (12) from the reference and control variable ( Asetpoint, λactual) generates a clutch torque to be transmitted by means of the clutch as a manipulated variable.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs gemäß der in Patentanspruch 1 angegebenen Art sowie ein Kraftfahrzeug gemäß dem Patentanspruch 8.The invention relates to a method for operating a clutch of a motor vehicle according to the type specified in patent claim 1 and a motor vehicle according to patent claim 8.
Ein Verfahren zum Betreiben einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs ist aus der
Die Anforderungen bezüglich einer entsprechenden Regelung des Mikroschlupfes sind vielfältig: So soll in erster Linie durch das Einstellen eines festen Mikroschlupfes ein definierter Zustand der Kupplung erzeugt werden, da nur in einem definierten Schlupfzustand das übertragende Kupplungsmoment definiert ist. Dies ist aus Fahrverhaltenssicht der dominante Einfluss. Darüber hinaus hat dieser Betriebspunkt aber noch weitere Einflüsse auf das Gesamtfahrzeug. Als erstes auf den Wirkungsgrad des Getriebes und somit auf den Verbrauch, da das übertragene Moment multipliziert mit dem Betrag des Kupplungsschlupfes eine Verlustleistung darstellt. Somit gilt hier je niedriger der Schlupf desto besser der Wirkungsgrad. Eine weitere Einflussgröße im Hinblick auf das Einstellen des Mikroschlupfes ist die Akustik im Innenraum des Kraftfahrzeugs, da die Kupplung hier als Tiefpassfilter für die noch übrigen Motor-Momenten-Schwingungen nach dem Zweimassenschwungrad (ZMS) dient. Hier sorgt hauptsächlich die Veränderung des Reibwertverlaufs über den Schlupf dazu, dass mit höheren Schlüpfen eine wirkungsvollere Dämpfung erreicht werden kann.The requirements with regard to a corresponding control of the micro-slip are diverse: First and foremost, a defined state of the clutch should be generated by setting a fixed micro-slip, since the transmitted clutch torque is only defined in a defined slip state. From a driving behavior point of view, this is the dominant influence. In addition, this operating point has other influences on the vehicle as a whole. First of all, on the efficiency of the transmission and thus on consumption, since the transmitted torque multiplied by the amount of clutch slip represents a power loss. Thus, the lower the slip, the better the efficiency. Another influencing factor with regard to setting the micro slip is the acoustics in the interior of the vehicle, since the clutch serves as a low-pass filter for the remaining engine torque vibrations after the dual mass flywheel (DMF). Here, it is mainly the change in the coefficient of friction over the slip that ensures that more effective damping can be achieved with higher slip.
Die
Zur Minderung von Torsionsschwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und zur Minderung der hierdurch hervorgerufenen Geräusche, schlägt die
Eine Regelvorrichtung und Verfahren zur Regelung des Schlupfes zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement einer Antriebsstrangkupplung eines Fahrzeugs ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum Betreiben einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, dass sowohl einen verbrauchsals auch geräuschoptierten Betrieb der Kupplung ermöglicht.The invention is based on the object of specifying a method for operating a clutch of a motor vehicle that enables both consumption-optimized and noise-optimized operation of the clutch.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This problem is solved by the features of patent claim 1.
Die Unteransprüche 2 bis 7 bilden vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The dependent claims 2 to 7 form advantageous developments of the method according to the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs zeichnet sich durch eine Regelung aus, gemäß der ein betriebspunktabhängiger Soll-Mikroschlupf der Kupplung als Führungsgröße und ein gemessener Ist-Mikroschlupf der Kupplung als Reglergröße verwendet werden, wobei ein Regler aus der Führungsgröße „Soll-Mikroschlupf“ und der rückgeführten Reglergröße „Ist Mikroschlupf“ als Stellgröße ein mittels der Kupplung zu übertragendes Kupplungsmoment generiert.The method according to the invention for operating a clutch of a motor vehicle is characterized by a control according to which an operating point-dependent target microslip of the clutch is used as a reference variable and a measured actual microslip of the clutch is used as a controller variable, with a controller from the reference variable "target microslip " and the returned controller variable "Actual micro slip" as a manipulated variable means of the clutch to be transmitted clutch torque generated.
Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass aufgrund des vorgegebenen, betriebspunktabhängigen Soll-Mikroschlupfes nunmehr ermöglicht ist, den Schlupf so anzupassen, wie es die konkrete Betriebssituation erfordert, nämlich in akustisch relevanten Betriebssituationen, den Betrieb der Kupplung mit erhöhten Mikroschlupf, um eine Geräuschminderung sicherzustellen und in „normalen“ Betriebssituation, d.h. im dominanten Zeitanteil, Betrieb der Kupplung mit geringeren Mikroschlupf, um gute Verbrauchswerte zu gewährleisten.The advantage of the method according to the invention is that, based on the specified, operating-point-dependent target micro-slip, it is now possible to adjust the slip as required by the specific operating situation, namely in acoustically relevant operating situations, the operation of the clutch with increased micro-slip in order to ensure noise reduction and in "normal" operating situations, i.e. in the dominant part of the time, operation of the clutch with less micro slip in order to ensure good consumption values.
Da in Hinblick auf die Akustik insbesondere die Schwingungsanregung in der Volllast bei niedrigen Drehzahlen dominant ist, wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Führungsgröße, also der betriebspunktabhängige Soll-Mikroschlupf, aus einem Kennfeld entnommen, in dem der Soll-Mikroschlupf über Motorlast und/oder Motordrehzahl aufgetragen ist. D.h., es ist eine motorlast-/motordrehzahlabhängige Soll-Mikroschlupfvorgabe vorgesehen. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise ein Optimum aus Komfort und Verbrauch ermöglicht, nämlich indem bei hoher Motorlast ein höherer Schlupf vorgesehen ist, sodass eine optimale Akustik gewährleistet ist und entsprechend bei niedriger Motorlast ein niedrigerer Schlupf gestellt wird, um einen optimierten Verbrauch sicherzustellen.Since the vibration excitation in full load at low speeds is dominant with regard to acoustics, according to a particularly preferred embodiment of the invention, the reference variable, i.e. the operating-point-dependent target micro-slip, is taken from a map in which the target micro-slip over engine load and /or engine speed is plotted. In other words, a target microslip specification that is dependent on the engine load/engine speed is provided. As a result, an optimum of comfort and consumption is made possible in an advantageous manner, namely by providing a higher slip at a high engine load, so that optimum acoustics are ensured and correspondingly a lower slip is set at a low engine load in order to ensure optimized consumption.
Gemäß einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in einer Vorsteuerung ein Vorsteuerkupplungsmoment generiert wird, dass dem vom Regler generierten Kupplungsmoment aufgeschaltet wird, sodass die Stellgröße „Kupplungsmoment“ einen Regleranteil und einen Vorsteueranteil umfasst. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass aufgrund der Vorsteuerung eine schnellere Anpassung der Regelgröße an die Führungsgröße gewährleistet ist.According to a further, particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that a pilot control clutch torque is generated in a pilot control that is superimposed on the clutch torque generated by the controller, so that the manipulated variable “clutch torque” includes a controller component and a pilot control component. The advantage of this embodiment is that due to the pilot control, a more rapid adaptation of the controlled variable to the reference variable is guaranteed.
Das mittels der Vorsteuerung generierte Vorsteuerkupplungsmoment wird dabei bevorzugt in Abhängigkeit vom aktuell eingelegten Getriebegang, vom aktuellen Motordrehmoment und/oder der Soll-Mikroschlupfänderung ermittelt.The pilot control clutch torque generated by means of the pilot control is preferably determined as a function of the transmission gear currently engaged, the current engine torque and/or the target microslip change.
Vorzugsweise wird dabei als Regler ein PI-Regler verwendet.A PI controller is preferably used as the controller.
Das Stellen des zu übertragenen Kupplungsmoments erfolgt bevorzugt durch eine entsprechende Einstellung der Anpresskraft der Kupplung, also der Kraft, mit der die antriebswellenseitigen und abtriebswellenseitigen Kupplungsteile der Kupplung zur Drehmomentübertragung beaufschlagt sind. D.h. es wird ein Signal erzeugt und einem die Anpresskraft steuernden Aktor zugeführt, der entsprechend über die Anpresskraft das Kupplungsmoment stellt, sodass der Ist-Schlupf dem vorgegebenen Soll-Schlupf entspricht. The clutch torque to be transmitted is preferably set by a corresponding adjustment of the contact pressure force of the clutch, ie the force with which the clutch parts of the clutch on the input shaft side and the output shaft side are applied for torque transmission. This means that a signal is generated and fed to an actuator that controls the contact pressure force, which adjusts the clutch torque accordingly via the contact pressure force, so that the actual slip corresponds to the specified target slip.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das zu übertragende Kupplungsmoment durch Stellung des Drehmoments des Antriebsaggregats des Kraftfahrzeugs gestellt wird. D.h., es wird ein Drehmoment-Signal erzeugt und einer Drehmomenteinstelleinrichtung zugeführt, die über Stellen des Drehmoments das Kupplungsmoment stellt, sodass der Ist-Schlupf dem vorgegebenen Soll-Schlupf entspricht.Alternatively or additionally, it can be provided that the clutch torque to be transmitted is set by setting the torque of the drive unit of the motor vehicle. In other words, a torque signal is generated and fed to a torque adjustment device, which adjusts the clutch torque by adjusting the torque, so that the actual slip corresponds to the specified target slip.
Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde ein Kraftfahrzeug, welches eine zwischen einem Antriebsaggregat und einem Getriebe angeordnete Kupplung sowie eine die Kupplung regelnde/steuernde Regel-/Steuereinheit umfasst, derart weiterzubilden, dass bei hohem Komfort ein verbrauchsoptimiertes Fahren ermöglicht ist.The invention is also based on the object of developing a motor vehicle that includes a clutch arranged between a drive unit and a transmission and a regulating/control unit that regulates/controls the clutch in such a way that consumption-optimized driving is made possible with a high level of comfort.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 betrieben wird und die Regel-/Steuereinrichtung eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.This object is achieved in that the clutch is operated according to one of Claims 1 to 7 and the regulating/control device is set up to carry out a method according to one of Claims 1 to 7.
Sämtliche Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, sodass mit diesem auch die zuvor genannten Vorteile erzielt werden.All of the statements relating to the method according to the invention for operating a clutch of a motor vehicle can be transferred analogously to the motor vehicle according to the invention, so that the aforementioned advantages are also achieved with it.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.Further advantages and application possibilities of the invention result from the following description in connection with the exemplary embodiment illustrated in the drawing.
In der Zeichnung bedeutet:
-
1 die zugrunde liegende Regelungsarchitektur zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs.
-
1 the underlying control architecture for carrying out the method according to the invention for operating a clutch of a motor vehicle.
Wie
Der Regler 12 ist vorliegend als ein PI-Regler ausgebildet.In the present case,
Die erfindungsgemäße Reglungsarchitektur 10 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass dem Regler 12 als Führungsgröße ein betriebspunktabhängiger Soll-Mikroschlupf λSoll zugeführt wird, d.h. es ist ein Soll-Schlupfstrategie vorgegeben. Der betriebspunktabhängige Soll-Mikroschlupf λSoll wird dabei aus einem Kennfeld entnommen, in dem der Soll-Mikroschlupf λSoll über die Motorlast und/oder der Motordrehzahl aufgetragen ist.The control architecture 10 according to the invention is characterized in particular by the fact that an operating-point-dependent setpoint microslip λ setpoint is supplied to
Wie
Das Stellen der Stellgröße, also das Kupplungsmoment MSTELL erfolgt in der Regelstrecke 16, beispielsweise durch Ansteuern eines die Anpresskraft der Kupplung steuernden Aktors, welcher über die Anpresskraft das Kupplungsmoment stellt, sodass der Ist-Schlupf dem vorgegebenen Soll-Schlupf entspricht.The manipulated variable, i.e. the clutch torque M STELL , is set in the controlled
Das von der Vorsteuerung 14 generierte Vorsteuerkupplungsmoment MVOR wird dabei in Abhängigkeit vom aktuell eingelegten Gang, vom aktuellen Motordrehmoment und der Soll-Mikroschlupfänderung ermittelt.The pilot control clutch torque M VOR generated by the
Aufgrund der nunmehr vorgesehenen motorlastabhängigen Schlupfvorgabe ist nunmehr in vorteilhafter Weise aus Optimum aus Komfort und Verbrauch ermöglicht, da im akustisch relevanten Bereich, d.h. bei Volllast bei niedrigen Drehzahlen, durch ein entsprechendes Stellen eines höheren Schlupfes die Geräuschemissionen reduziert werden können, und im verbleibenden dominanten Zeitanteil durch Stellen eines geringen Schlupfes ein verbrauchsoptimiertes Fahren ermöglicht ist.Due to the now planned engine load-dependent slip specification, optimum comfort and consumption are now possible in an advantageous manner, since the noise emissions can be reduced in the acoustically relevant range, i.e. at full load at low speeds, by appropriately setting a higher slip, and in the remaining dominant time portion Consumption-optimized driving is made possible by setting a low level of slip.
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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