DE10244393B4 - Method for determining the point of engagement of a hydraulically actuated clutch - Google Patents

Method for determining the point of engagement of a hydraulically actuated clutch Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Bestimmung des Eingriffspunkts (t3) einer hydraulisch betätigten Kupplung (12), wobei ein Hydraulikfluid in einen die Kupplung (12) betätigenden Hydraulikzylinder (14) strömt, wobei ein Druckverlauf (44) am Hydraulikzylinder (14) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriffspunkt der Kupplung (12) mittels eines Wendepunktes des Druckverlaufs am Hydraulikzylinder (14) ermittelt wird, wobei der Wendepunkt des Druckverlaufs mittels der ersten Ableitung des Druckverlaufs am Hydraulikzylinder (14) nach der Zeit ermittelt wird.Method for determining the engagement point (t3) of a hydraulically actuated clutch (12), wherein a hydraulic fluid flows into a hydraulic cylinder (14) actuating the clutch (12), wherein a pressure profile (44) is measured on the hydraulic cylinder (14), characterized in that the point of engagement of the clutch (12) is determined by means of an inflection point of the pressure curve on the hydraulic cylinder (14), wherein the inflection point of the pressure profile is determined by means of the first derivative of the pressure profile on the hydraulic cylinder (14) after the time.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Eingriffspunkts einer hydraulisch betätigten Kupplung, insbesondere in einem Doppelkupplungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method for determining the engagement point of a hydraulically actuated clutch, in particular in a dual-clutch transmission of a motor vehicle.

In Kraftfahrzeugen mit einer hydraulisch betätigten Kupplung soll diese schnell und zuverlässig angesteuert werden. Um insbesondere eine nasse Kupplung präzise steuern zu können, ist die Kenntnis einer Arbeitskennlinie, die das übergegangene Drehmoment in Abhängigkeit von dem hydraulischen Druck beschreibt, erforderlich. Diese Arbeitskennlinie ist jedoch von den Betriebsumständen, insbesondere der Temperatur, abhängig. Der Eingriffspunkt der Kupplung ist derjenige Punkt auf der Arbeitskennlinie, an dem eine Übertragung von Drehmoment beginnt.In motor vehicles with a hydraulically actuated clutch, this should be controlled quickly and reliably. In order to be able to precisely control, in particular, a wet clutch, it is necessary to know a working characteristic which describes the transferred torque as a function of the hydraulic pressure. However, this working characteristic is dependent on the operating conditions, in particular the temperature. The point of engagement of the clutch is the point on the working characteristic at which transmission of torque begins.

Die DE 199 39 818 C1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs mit elektrisch angesteuertem Doppelkupplungsgetriebe. Der Eingriffspunkt einer zur aktiven Kupplung parallelen Kupplung wird durch einen instationären Einrückvorgang ermittelt. Die DE 199 51 946 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug, bei dem der Verlauf der Kupplungskennlinie durch Messung einer in einen Druckwert umgewandelten Drehmomentdifferenz ermittelt wird. Die US 5 853 076 A beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung einer Kupplungsfüllrate. Hierzu wird der Druck im Fluid ermittelt, um Verzögerungszeiten zu bestimmen und bei der Steuerung der Kupplung zu berücksichtigen. Die zuvor genannten Verfahren bzw. Vorrichtungen sind noch nicht optimal ausgebildet, insbesondere sehr aufwendig und durch die erforderliche Sonsorik sehr kostenintensiv.The DE 199 39 818 C1 describes a method for controlling a drive train with electrically controlled dual-clutch transmission. The point of engagement of a clutch parallel to the active clutch is determined by a transient engagement. The DE 199 51 946 A1 describes a motor vehicle in which the course of the clutch characteristic curve is determined by measuring a converted into a pressure value torque difference. The US 5 853 076 A describes a method for determining a clutch fill rate. For this purpose, the pressure in the fluid is determined in order to determine delay times and to take into account in the control of the clutch. The aforementioned methods and devices are not yet optimally designed, in particular very expensive and very expensive due to the required sonsorics.

Die US 5 853 076 A offenbart eine Anordnung zur Kalibrierung einer Füllzeit einer hydraulisch betätigten Kupplung. Es wird hier auch u. a. offenbart, dass ein Druck des Hydraulikmediums gemessen wird und dass das beginnende Schließen der Kupplung dann bestimmt wird, wenn der Druck einen gewissen Wert oder eine gewisse Änderungsrate erreicht. Der Druck bzw. die Änderungsrate, wird mit einer bestimmten, in dem Steuergerät gespeicherten, Größe verglichen und bei der Übereinstimmung der Werte wird der Eingriffspunkt identifiziert. Solches Verfahren benötigt erstmals die Bestimmung der Werte und dann deren Speicherung in dem Steuergerät, was nicht nur aufwendig sondern auch kostenintensiv ist.The US 5 853 076 A discloses an arrangement for calibrating a fill time of a hydraulically actuated clutch. It is also disclosed, inter alia, that a pressure of the hydraulic medium is measured and that the onset of closing of the clutch is determined when the pressure reaches a certain value or a certain rate of change. The pressure or rate of change is compared to a particular quantity stored in the controller and, if the values match, the point of engagement is identified. Such a method first requires the determination of the values and then their storage in the control unit, which is not only expensive but also expensive.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugebend, wobei die Bestimmung des Eingriffspunkts einer hydraulisch betätigten Kupplung mit geringem Aufwand, insbesondere auf kostengünstige Weise ermöglicht ist.The invention is therefore based on the object of specifying a method, wherein the determination of the point of engagement of a hydraulically actuated clutch is made possible with little effort, in particular in a cost-effective manner.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.This object is achieved according to the invention by the features of the independent claim. Further advantages and details of the invention will become apparent from the dependent claims and from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings.

In den Zeichnungen zeigt:In the drawings shows:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Bestimmung des Eingriffspunkts einer hydraulisch betätigten Kupplung gemäß der Erfindung, und 1 a schematic representation of an apparatus for determining the engagement point of a hydraulically actuated clutch according to the invention, and

2 einen Verlauf einer Arbeitskennlinie einer Kupplung und deren Auswertung gemäß der Erfindung. 2 a course of a working characteristic of a clutch and its evaluation according to the invention.

In 1 ist eine Vorrichtung 10 zur Bestimmung des Eingriffspunkts einer hydraulisch betätigten nassen Kupplung 12 dargestellt. Die Kupplung 12 wird über ein mechanisches Betätigungssystem betätigt, bei dem ein Hydraulikzylinder 14 mit einem Stempel 16 gegen Rückstellfedern 18 die im unbelasteten Zustand geöffnete Kupplung schließt. Die Motorausgangswelle und die Getriebeeingangswelle, die über die Kupplung kraftschlüssig verbunden werden können, sind hier nicht dargestellt. Die hydraulische Anbindung ist hier dargestellt durch eine Pumpe 20, die über ein Ventil 22 und eine Drossel 24 Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikzylinder 14 pumpt. Der Hydraulikdruck PA zwischen Ventil 22 und der Drossel 24 wird durch den Drucksensor 26 gemessen und der Hydraulikdruck PB zwischen der Drossel 24 und dem Hydraulikzylinder 14 wird durch den Drucksensor 28 gemessen. Das Ventil 22 ist ein elektrisch gesteuertes Ventil, das an seinem Ausgang einen zu seinem Steuerstrom proportionalen Druck erzeugt.In 1 is a device 10 for determining the engagement point of a hydraulically operated wet clutch 12 shown. The coupling 12 is actuated by a mechanical actuation system in which a hydraulic cylinder 14 with a stamp 16 against return springs 18 the clutch, which is open in the unloaded state, closes. The engine output shaft and the transmission input shaft, which can be frictionally connected via the clutch, are not shown here. The hydraulic connection is shown here by a pump 20 that have a valve 22 and a throttle 24 Hydraulic fluid in the hydraulic cylinder 14 inflated. The hydraulic pressure PA between valve 22 and the throttle 24 is through the pressure sensor 26 measured and the hydraulic pressure PB between the throttle 24 and the hydraulic cylinder 14 is through the pressure sensor 28 measured. The valve 22 is an electrically controlled valve which produces at its output a pressure proportional to its control current.

Die Steuerung des Systems erfolgt durch eine Recheneinheit 30, die über Sensorleitungen 32 und 34 Signale der Drucksensoren 26 und 28 erhält und über die Steuerleitung 36 das Ventil 22 steuert. Eine Ausgestaltung der Drossel 24 als durch die Recheneinheit 30 steuerbare Ausführung ist möglich, aber in 1 nicht dargestellt.The system is controlled by a computer 30 connected via sensor cables 32 and 34 Signals from the pressure sensors 26 and 28 receives and over the control line 36 the valve 22 controls. An embodiment of the throttle 24 as by the arithmetic unit 30 controllable execution is possible, but in 1 not shown.

Anhand von 2 wird nun die Steuerung der Kupplung beschrieben. 2 zeigt in Diagramm 40 einen Ausschnitt einer rampenförmigen Stromkurve 42 des Steuerstroms I des Ventils 22 und einer Druckverlaufskurve 44 des mit Drucksensor 28 gemessenen Drucks PB am Hydraulikzylinder 14, abhängig von der Zeit t. Die Steuerung wird nun für einen rampenförmigen Druckanstieg beschrieben.Based on 2 Now the control of the clutch will be described. 2 shows in diagram 40 a section of a ramped current curve 42 the control current I of the valve 22 and a pressure curve 44 the with pressure sensor 28 measured pressure PB at the hydraulic cylinder 14 , depending on the time t. The control will now be described for a ramped pressure rise.

Zu Beginn des rampenförmigen Druckanstiegs bei t0 ist der Steuerstrom I null und die Drücke PA und PB sind ebenfalls annähernd null. Der Strom I wird nun rampenförmig erhöht in hinreichend kleinen Inkrementen. Bis zum Zeitpunkt t1 ist das Ventil 22 geschlossen, da es erst ab dem korrespondierenden Strom I1 öffnet. Mit der Anhebung des Ventilstromes I stellt das Ventil 22 einen zum Strom (I – I1) proportionalen Druck PA an der Drossel 24 ein. Der Druck PB folgt dem Druck PA ohne Verzögerung bis zum Zeitpunkt t2, entsprechend dem Strom I2. Dann nämlich hat PB jenen Druck erreicht, der die Federvorspannung der Federn 18 in der Kupplung 12 exakt ausgleicht. Nun beginnt die Kupplung zu schließen. Im Hydraulikzylinder 14 vergrößert sich das Volumen der Hydraulikflüssigkeit und dies bewirkt aufgrund der Volumenverschiebung in der Drossel 24 einen Druckabfall von PB gegenüber PA. Dieser Effekt wird erst umgekehrt im Zeitpunkt t3, also bei dem Strom I3, wo die Kupplung einzugreifen beginnt. Ab dem Zeitpunkt t3 kommt die Volumenverschiebung zum Erliegen, wenn der Hydraulikzylinder 14 gefüllt und die Kupplung geschlossen ist und sich der Druckabfall von PB gegen über PA reduziert.At the beginning of the ramped pressure rise at t 0 , the control current I is zero and the pressures PA and PB are also approximately zero. The current I is now ramped increased in sufficiently small increments. Until time t 1 is the valve 22 closed, since it opens only from the corresponding current I 1 . With the increase of the valve current I, the valve is 22 a to the current (I - I 1 ) proportional pressure PA at the throttle 24 one. The pressure PB follows the pressure PA without delay until time t 2 , corresponding to the current I 2 . Then PB has reached the pressure of the spring preload of the springs 18 in the clutch 12 exactly compensates. Now the clutch starts to close. In the hydraulic cylinder 14 increases the volume of the hydraulic fluid and this causes due to the volume shift in the throttle 24 a pressure drop of PB over PA. This effect is only inversely at the time t 3 , ie at the current I 3 , where the clutch begins to intervene. From the time t 3 , the volume displacement comes to a halt when the hydraulic cylinder 14 filled and the clutch is closed and reduces the pressure drop from PB against PA.

Gemäß der Erfindung ist erkannt worden, dass sich der Zeitpunkt des Eingriffs der Kupplung als der Zeitpunkt t3 bestimmen läßt, in dem die Druckverlaufskurve 44 einen Wendepunkt aufweist. Dieser Wendepunkt wird mittels der ersten Ableitung des Druckverlaufs am Hydraulikzylinder nach der Zeit ermittelt. Im Falle der Druckverlaufskurve 44 aus 2 entspricht dem Wendepunkt zum Zeitpunkt t3 ein Minimum der ersten Ableitung bzw. eine Nullstelle der zweiten Ableitung. Dabei korrespondiert aufgrund des rampenartigen und bei vernachlässigbaren Inkrementen linearen Steuerstromes I für die aufsteigende Rampe eine eindeutige Abhängigkeit zwischen dem Steuerstrom I und dem Druck PB, und insbesondere kann der Strom I3 bestimmt werden, bei dem die Kupplung beginnt einzugreifen. Mit Kenntnis dieses Stroms kann die Kupplung 12 präzise gesteuert werden.According to the invention it has been recognized that the time of engagement of the clutch can be determined as the time t 3 , in which the pressure curve 44 has a turning point. This inflection point is determined by means of the first derivative of the pressure curve on the hydraulic cylinder after the time. In the case of the pressure curve 44 out 2 corresponds to the inflection point at time t 3, a minimum of the first derivative or a zero of the second derivative. In this case, due to the ramp-like and with negligible increments linear control current I for the ascending ramp corresponds to a unique dependence between the control current I and the pressure PB, and in particular the current I 3 can be determined, in which the clutch begins to intervene. With knowledge of this current, the clutch can 12 be precisely controlled.

Der Drucksensor 26 ist für die Auswertung der Druckverlaufskurve 44 nicht erforderlich, kann aber zweckmäßigerweise für Kontrollmessungen verwendet werden. Üblicherweise ist der Drucksensor 28 bereits vorhanden so dass gegenüber dem Stand der Technik keine weitere Sensorik notwendig ist und das Verfahren bzw. die Vorrichtung kostengünstig realisierbar ist.The pressure sensor 26 is for the evaluation of the pressure curve 44 not required, but can be conveniently used for control measurements. Usually the pressure sensor is 28 already present so that compared to the prior art, no further sensor technology is necessary and the method and the device is inexpensive to implement.

Insbesondere bei Doppelkupplungsgetrieben besteht häufig der Bedarf, beide Kupplungen überschneidend derart zu steuern, dass die eine Kupplung exakt dann einzugreifen beginnt, wenn die andere zu öffnen beginnt. Dabei muß ein gleichzeitiges volles Greifen unter allen Umständen vermieden werden. Die Ermittlung des Eingriffspunkts der Kupplung in lastfreiem Zustand ermöglicht es nun, diesen Eingriffspunkt unter den aktuell gültigen Betriebsparametern zu ermitteln und einzustellen. So kann ein Überschneiden des Kupplungseingriffs beider Kupplungen unter Vermeidung eines gleichzeitigen vollen Greifens exakt gesteuert werden, etwa mit Hilfe eines Microcontrollers als eine Recheneinheit.In particular, in dual-clutch transmissions, there is often a need to control both clutches overlapping such that the one clutch begins to intervene exactly when the other begins to open. At the same time, simultaneous full gripping must be avoided under all circumstances. The determination of the engagement point of the clutch in no-load condition now makes it possible to determine and set this engagement point under the currently valid operating parameters. Thus, an overlapping of the clutch engagement of both clutches can be precisely controlled while avoiding simultaneous full gripping, for example with the aid of a microcontroller as a computing unit.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Vorrichtung zur Bestimmung des EingriffspunktsDevice for determining the point of intervention
1212
Kupplungclutch
1414
Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
1616
Stempelstamp
1818
RückstellfedernReturn springs
2020
Pumpepump
2222
VentilValve
2424
Drosselthrottle
2626
Drucksensorpressure sensor
2828
Drucksensorpressure sensor
3030
Recheneinheitcomputer unit
3232
Sensorleitungensensor Cable
3434
Sensorleitungensensor Cable
3636
Steuerleitungcontrol line
4040
Diagrammdiagram
4242
Stromkurvecurrent curve
4444
DruckverlaufskurvePressure curve

Claims (4)

Verfahren zur Bestimmung des Eingriffspunkts (t3) einer hydraulisch betätigten Kupplung (12), wobei ein Hydraulikfluid in einen die Kupplung (12) betätigenden Hydraulikzylinder (14) strömt, wobei ein Druckverlauf (44) am Hydraulikzylinder (14) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriffspunkt der Kupplung (12) mittels eines Wendepunktes des Druckverlaufs am Hydraulikzylinder (14) ermittelt wird, wobei der Wendepunkt des Druckverlaufs mittels der ersten Ableitung des Druckverlaufs am Hydraulikzylinder (14) nach der Zeit ermittelt wird.Method for determining the point of engagement (t 3 ) of a hydraulically actuated clutch ( 12 ), wherein a hydraulic fluid in a the clutch ( 12 ) actuating hydraulic cylinder ( 14 ) flows, whereby a pressure course ( 44 ) on the hydraulic cylinder ( 14 ), characterized in that the point of engagement of the coupling ( 12 ) by means of a turning point of the pressure curve on the hydraulic cylinder ( 14 ), wherein the inflection point of the pressure profile by means of the first derivative of the pressure curve on the hydraulic cylinder ( 14 ) is determined by the time. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikfluid über eine Volumenstrom-Begrenzungsdrossel (24) in den Hydraulikzylinder (14) strömt und die Begrenzungsdrossel (24) mit einem rampenförmigen Druckverlauf beaufschlagt wird.A method according to claim 1, characterized in that the hydraulic fluid via a volume flow restrictor throttle ( 24 ) in the hydraulic cylinder ( 14 ) flows and the limiting throttle ( 24 ) is acted upon by a ramped pressure curve. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (12) eine von zwei Kupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling ( 12 ) is one of two clutches of a dual-clutch transmission. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Eingriffspunkts der Kupplung (12) in lastfreiem Zustand erfolgt.Method according to claim 3, characterized in that the determination of the engagement point of the clutch ( 12 ) takes place in no-load condition.
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