DE19751455A1 - Verfahren zum Regeln einer automatisierten Kupplung - Google Patents
Verfahren zum Regeln einer automatisierten KupplungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer automatisierten Kupplung,
insbesondere einer elektronisch gesteuerten Kupplung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
wobei aus einer vorbestimmten Kennfunktion zwischen einer Ansteuergröße einer
Kupplungssteuerung und wenigstens einem einer Kupplungskapazität entsprechenden Wert
eine zu einer Soll-Kupplungskapazität gehörende Ansteuergröße als Vorsteuerwert
bestimmt, die Kupplungssteuerung mit dieser Ansteuergröße vorgesteuert wird und ein
Regler die Ansteuergröße entsprechend einem Vergleich zwischen Soll- und Ist-
Kupplungskapazität derart einregelt, daß sich die vorbestimmte Soll-Kupplungskapazität
einstellt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der Regelung einer Kupplung derart, daß ein vorbestimmtes Drehmoment übertragen
wird, erfolgt üblicherweise eine Überwachung des Kupplungsdruckes dahingehend, ob der
vom Regler über die Ansteuergröße der Kupplungssteuerung eingestellte Wert für den
Kupplungsdruck dem tatsächlichen Kupplungsdruck entspricht. Ist dies nicht der Fall, so ist
eine Fehlfunktion erkannt und es können geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.
Der Erwartungswert für den tatsächliche Kupplungsdruck wird dabei herkömmlicherweise
einer Kennlinie zwischen einem Steuerstrom für die Kupplungssteuerung und einem
Kupplungsdruck entnommen.
Hierbei ergibt sich jedoch das Problem, daß die Kennlinien kupplungsindividuelle Funktionen
sind und für jede einzelnen Kupplung nach dem Zusammenbau und ggf. nach der
Integration beispielsweise in eine Kraftfahrzeug, separat bestimmt werden müssen. Ein
weiteres Problem liegt darin, daß sich die Kennlinien aufgrund von Alterung im gesamten
Kupplungssystem verschieben können. Besonders bei der Überwachung des
Kupplungsdruckes kommt es hier zu Problemen, da eine erkannte Fehlfunktion der
Kupplung möglicherweise tatsächlich keine Fehlfunktion ist, sondern lediglich durch eine
nicht der momentanen Betriebssituation entsprechenden Kennlinie ein falscher
Erwartungswert für den Kupplungsdruck vorgegeben ist. Zur Vermeidung derartiger
Fehlauslösungen der Überwachungsfunktion müssen komplizierte und aufwendige
Fehlerwertbehandlungen erfolgen.
Ferner hat die nicht optimale Kennlinie den Nachteil, daß Vorsteuerwerte nicht optimal
gewählt werden und somit der Regler lange Zeitspannen und einen großen Bereich
ausregeln muß, bis sich die Regelung eingeschwungen hat. Dies hat den Nachteil, daß die
Regelung sehr Leistungsstark ausgelegt sein muß, um auch aus großen Abweichungen vom
Sollwert noch in einen stabilen, eingeschwungenen Bereich regeln zu können und nicht in
einen instabilen, schwingenden Bereich zu gelangen. Die langen Einschwingzeiten führen
ferner zu einem unkomfortablen Fahrverhalten mit ggf. erhöhtem Kraftstoffverbrauch, da
eine Fehlanpassung der Kupplung ggf. mit einer veränderten Drehmomentabgabe eines
Antriebsmotors auszugleichen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei die obengenannten Nachteile
überwunden werden und eine betriebssichere und zuverlässige Kupplungsregelung
gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o. g. Art mit den in Anspruch 1
gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dazu sind erfindungsgemäß folgende Schritte vorgesehen:
- a) Bestimmen eines Betriebspunktes von Ansteuergröße und dem einer Kupplungskapazität entsprechenden Wert nach jedem Einschwingen des Reglers,
- b) Verändern eines vorbestimmten Punktes der Kennfunktion auf einen adaptierten Punkt derart, daß sich ein Abstand zwischen dem vorbestimmten Punkt der Kennfunktion und dem Betriebspunkt verringert, und
- c) Adaptieren der Kennfunktion an den adaptierten Punkt und vorbestimmte Punkte der Kennfunktion derart, daß die adaptierte Kennfunktion die ursprüngliche ersetzt.
Dies hat den Vorteil, daß eine noch bessere und feiner Regelung durch einen exakteren
Vorsteuerwert realisiert ist, was zu geringerem Verschleiß und Verminderung von
Betriebsstörungen führt. Ferner ist ein exakterer Erwartungswert für einen Kupplungsdruck
bestimmbar, da während des Betriebes die Kennfunktion permanent adaptiert wird. Dies
erübrigt besonders enge Fertigungstoleranzen für das Kupplungssystem und führt zu einer
entsprechenden Kostenreduzierung, da diese Toleranzen von der erfindungsgemäßen
Kennlinienadaption ausgeglichen werden.
In einer vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind ferner folgende zusätzliche Schritte
vorgesehen:
- a) Bestimmen von Randwerten der adaptierten Kennfunktion bei vorbestimmten Ansteuergrößen oder bei vorbestimmten Referenzwerten der einer Kupplungskapazität entsprechenden Werte; und/oder
- b) Abspeichern der Randwerte in einen Speicher.
Hierbei sind die vorbestimmten Ansteuergrößen eine minimale und eine maximale
Ansteuergröße oder die vorbestimmten Referenzwerte ein minimaler und ein maximaler
Wert von einer Kupplungskapazität entsprechenden Werten.
Einen minimalen Speicheraufwand zum sichern einer adaptierten Kennlinie erzielt man
dadurch, daß bei einem Neustart der Regelung die Kennfunktion aus den Randwerten neu
bestimmt wird. Dadurch müssen lediglich die Randwerte gespeichert werden und nicht die
Punkte der adaptierten Kennfunktion selbst.
Zweckmäßigerweise wird die Kupplungskapazität aus dem Motordrehmoment und einer
Drehzahldifferenz zwischen einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite der Kupplung
bestimmt.
In besonders bevorzugter Weise wird die Soll-Kupplungskapazität derart gewählt, daß ein
vorbestimmtes Drehmoment, insbesondere Motordrehmoment, von der Kupplung
übertragen wird.
Einen eingeschränkten Rechenaufwand zur Kennlinienadaption erzielt man dadurch, daß die
Ansteuergröße und/oder der einer Kupplungskapazität entsprechende Wert und
gegebenenfalls weitere Größen, von denen die Kupplungskapazität abhängt, in Bereiche
unterteilt wird, wobei jedem Bereich ein Bereichsschwerpunkt auf der Kennfunktion
zugeordnet ist und der in Schritt (a) bestimmte Betriebspunkt demjenigen
Bereichsschwerpunkt zugeordnet wird, in dessen Bereich der Betriebspunkt liegt.
Dabei ist zweckmäßigerweise der vorbestimmte Punkt der Kennfunktion in Schritt (b) der
dem in Schritt (a) bestimmten Betriebspunkt zugeordnete Bereichsschwerpunkt.
Um zu vermeiden, daß bei der Adaption zwei an einer gemeinsamen Bereichsgrenze
aufeinander zu liegen kommende Bereichsschwerpunkte eine Adaption der Kennfunktion
unmöglich machen, sind drei, vier oder mehr Bereiche mit drei, vier oder mehr
Bereichsschwerpunkten vorgesehen. Somit bleiben immer wenigstens zwei
Bereichsschwerpunkte voneinander beabstandet und definieren als Kennfunktion
wenigstens eine Gerade.
Dabei sind ferner zweckmäßigerweise die vorbestimmten Punkte der Kennfunktion von
Schritt (c) die Bereichsschwerpunkte ohne den adaptierten Bereichsschwerpunkt.
Zum einsparen von Speicherplatz werden in besonders bevorzugter Weise bei einem
Neustart der Regelung die Bereichsschwerpunkte aus der Kennfunktion als Punkte dieser in
den jeweiligen Bereichen neu bestimmte. Dadurch ist eine separate Speicherung der
Bereichsschwerpunkte entbehrlich.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt (b) als Abstand ein Abstand bezüglich
des der Kupplungskapazität entsprechenden Wertes und ein Abstand bezüglich der
Ansteuergröße zwischen dem vorbestimmten Punkt der Kennfunktion und dem
Betriebspunkt ermittelt und jeweils verringert. Dies entspricht beispielsweise einem
Abszissen- und einem Ordinatenabstand.
Um kleine Adaptionsschritte zu erzielen, so daß kurzzeitige Extremsituation oder Ausreißer
die Kennlinie nicht sofort verfälschen bzw. um ein schnelles Adaptieren der Kennlinie an
einen tatsächliche Überhöhten Kupplungsdruck zu vermeiden, wird in besonders
bevorzugter Weise der Betriebspunkt vor Schritt (b) einer digitalen Tiefpaßfilterung
unterzogen. Diese entspricht beispielsweise einer Multiplikation des Abstandes von
vorbestimmtem Punkt und Betriebspunkt mit einem vorbestimmten Wert zwischen null und
eins.
Zweckmäßigerweise ist die Kennfunktion eine Gerade oder eine nichtlineare Funktion im
zweidimensionalen Raum, eine ebene oder gekrümmte Fläche im dreidimensionalen Raum
oder eine Fläche im n-dimensionalen Raum. Dabei wird bevorzugt der zweidimensionale
Raum von einer Ansteuergröße, einer Störgröße, also einer weiteren Größe, von der die
Kupplungskapazität abhängt, und von einem der Kapazität der Kupplung entsprechenden
Wert aufgespannt, der dreidimensionale Raum von einer Ansteuergröße und von zwei der
Kapazität der Kupplung entsprechenden Werten aufgespannt und der n-dimensionale Raum
von einer Ansteuergröße, n-2 Störgrößen und von einem der Kapazität der Kupplung
entsprechenden Werten aufgespannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kupplungssteuerung eine Hydraulik, die
Ansteuergröße ein Strom I der Kupplungssteuerung und/oder der einer Kupplungskapazität
entsprechende Wert ein Kupplungsdruck p, wobei bevorzugt ein vorbestimmter minimaler
Wert 0 bar und ein vorbestimmter maximaler Wert 10 bar ist. Der Kupplungsdruck p ist
zusätzlich in vorteilhafter Weise in Bereiche unterteilt. Dabei umfaßt beispielsweise ein
erster Bereich Kupplungsdrücke kleiner 3,0 bar, ein zweiter Bereich Kupplungsdrücke von
3,0 bar < = p < 4,5 bar, ein dritter Bereich Kupplungsdrücke von 4,5 < = p < 6,0 bar und ein
vierter Bereich Kupplungsdrücke von größer oder gleich 6,0 bar.
Einen einer Kupplungskapazität, d. h. einem übertragenen Moment, entsprechenden Wert
leitet man beispielsweise auch aus einem Motormomentensignal (MMI-Signal) eines
Motorsteuergerätes ab. Hierzu nutzt man den Umstand aus, daß in bestimmten
Betriebsphasen ein von einem Antriebsmotor abgegebenes stationäres Moment übertragen
wird, beispielsweise bei schlupfender Kupplung und konstanter Motordrehzahl und
konstantem Schlupf.
Die Störgrößen umfassen bevorzugt zusätzlich einen Temperaturwert der Kupplung.
In besonders bevorzugter Weise erfolgt die Adaption der Kennfunktion in Schritt (c) mittels
linearer Regression oder nach der Gaußschen Methode der kleinsten Quadrate.
Eine direkte Bestimmung einer Momentenübertragung durch die Kupplung aus einem
Antriebsmoment erzielt man dadurch, daß der einer Kupplungskapazität entsprechende
Wert ein Ausgangssignal, insbesondere ein Drucksignal, eines Momentensensors ist.
Eine Adaption eines vorbestimmten Bereiches schließt man dadurch aus, daß wenigstens
ein vorbestimmter Punkt der Kennfunktion fixiert festgehalten wird. Dies hat den Vorteil, daß
man in kritischen Bereichen, in denen man möglicherweise des tatsächlich übertragene
Moment nicht exakt genug bestimmen kann, eine Fehladaption verhindert.
Zweckmäßigerweise ist der vorbestimmte fixierte Punkt ein Bereichsschwerpunkt oder ein
Punkt der Kennfunktion bei maximaler oder minimaler Ansteuergröße oder ein Punkt der
Kennfunktion bei maximalem oder minimalem einer Kupplungskapazität entsprechendem
Wert.
Eine Adaption von Bereichen der Kennfunktion, in denen man die tatsächliche
Kupplungskapazität nicht ausreichend genau bestimmen kann, wird dadurch verhindert, daß
für unterschiedliche Bereiche der Kennfunktion unterschiedliche Quellen für den einer
Kupplungskapazität entsprechenden Wert verwendet werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung
anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Regelung einer elektronisch
angesteuerten Kupplung und
Fig. 2 eine graphische Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Kennlinienadaption.
Die in Fig. 1 beispielhaft dargestellte Kupplungsschlupf-Regeleinheit umfaßt einen Regler
10, welcher aus dem Motordrehmoment und der Abweichung von Soll- und Ist-Schlupf ein
Kupplungs-Stellmoment bestimmt, das in einem Funktionsblock 12 mit der Kennlinie 14
einen Ansteuerstrom I für eine Hydraulik 16 der Kupplung 18 bestimmt. Mit diesem
Ansteuerstrom I wird die Hydraulik 16 gesteuert und die Kupplung 18 überträgt ein
Drehmoment, da mittels der Hydraulik 16 eine bestimmte momentane Kupplungskapazität
eingestellt wird. Unter Kupplungskapazität soll hierin ein momentan maximal von der
Kupplung übertragbares Drehmoment verstanden werden. Der Istwert des Schlupfes der
Kupplung wird über Verbindung 20 zurückgeführt und in Funktionsblock 22 mit einem
Sollwert verglichen. Entsprechend dem Ergebnis dieses Vergleichs regelt der Regler 10 den
Ansteuerstrom der Hydraulik 16 solange, bis sich die Regelung eingeschwungen hat und
das gewünschte Drehmoment von der Kupplung übertragen wird.
Die Beschreibung der Erfindung erfolgt hier lediglich beispielhaft anhand einer Regelung,
welche als einen einer Kupplungskapazität entsprechenden Wert das Motordrehmoment und
als Ansteuergröße für die Kupplungssteuerung 16 einen Ansteuerstrom I der Hydraulik 16
verwendet. Die Kennlinie 14 der Kupplung kann sich auch aus anderen Werten, wie
beispielsweise dem Kupplungsdruck, einem Verfahrweg eines Stellmotors und einem
Druckwert eines Drehmomentsensors zusammensetzen. Darüber hinaus kann die Kennlinie
14 auch eine Fläche im drei- oder mehrdimensionalen Raum sein, wobei die zusätzlichen
Dimensionen von zusätzlichen Werten, wie einem Temperaturwert, beispielsweise eines
Getriebes erzeugt werden. Dieser Parameter beeinflußt nämlich den Zusammenhang
zwischen der Kupplungskapazität und einer Ansteuergröße, wie beispielsweise dem
Ansteuerstrom I.
Fig. 2 zeigt beispielhaft eine Kennlinie 14. Anhand dieser Fig. 2 soll nachfolgend das
erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden. Nach dem oben erwähnten
Einschwingen der Regelung der Kupplung 18 wird ein Betriebspunkt im hier beispielhaft
dargestellten, zweidimesionalen p-I-Raum ermittelt, d. h. ein Wertepaar aus aktuellem
Kupplungsdruck p und aktuellem Kupplungs-Sollstrom I. Statt des Sollstromes kann
alternativ auch der Iststrom verwendet werden. Abhängig vom aktuellen Kupplungsdruckwert
p wird der so bestimmte Betriebspunkt genau einem von 4 Bereichen zugeordnet. Die
Bereichsgrenzen wurden hier beispielhaft wie folgt gewählt:
Bereich 1: p < 3.0 bar
Bereich 2: 3.0 bar < = p < 4.5 bar
Bereich 3: 4.5 bar < = p < 6.0 bar
Bereich 4: 6.0 bar < = p
Bereich 2: 3.0 bar < = p < 4.5 bar
Bereich 3: 4.5 bar < = p < 6.0 bar
Bereich 4: 6.0 bar < = p
Für jeden Bereich ist ein Bereichsschwerpunkt 24, 26, 28 und 30 vorbestimmt. Der
Bereichsschwerpunkt des Bereichs, in den ein aktueller Betriebspunkt fällt, wird ein Stück in
Richtung auf den aktuellen Betriebspunkt verschoben und so ein adaptierter
Bereichsschwerpunkt erzeugt. Dazu wird für jede der beiden Koordinaten eine digitale
Tiefpaßfunktion mit derselben Zeitkonstanten ausgeführt. Die Parameter der Tiefpaßfilterung
sind derart zu wählen, daß im Falle eines unzulässig hohen Drucks nicht so schnell adaptiert
wird, daß die Kennlinie 14 vor Ansprechen einer Überwachungsfunktion auf den zu hohen
Druck nachgeführt ist. Aus den 4 Bereichsschwerpunkten 24, 26, 28 und 30, die nicht
notwendigerweise genau auf einer Geraden liegen, wird dann mittels beispielsweise der
Methode der kleinsten Quadrate beispielsweise eine Gerade als adaptierte Kennfunktion
bzw. Kennlinie bestimmt, die den adaptierten Bereichsschwerpunkten 24, 26, 28 und 30 am
nächsten liegt.
Die Gerade 14 stellt die gesuchte adaptierte Kennlinie 14 dar und ist gegeben durch 2
Punkte, nämlich einen Stromwert 32 bei einem festen Referenzdruck von 0 bar und einem
Stromwert 34 bei einem festen Referenzdruck von 10 bar. Nur diese beiden Stromwerte 32
und 34 müssen zum Abspeichern der Kennlinie beispielsweise in ein EEPROM geschrieben
werden, nicht jedoch alle Bereichsschwerpunkte 24, 26, 28 und 30. Dies spart entsprechend
Speicherplatz. Nach Aus- und erneutem Einschalten des Rechners können daraus
Initialisierungswerte für die Bereichsschwerpunkte 24, 26, 28 und 30 berechnet werden.
In Fig. 2 sind mit 36, 38, 40 und 42 Bereiche bzw. Adaptionsbereiche bezeichnet, in denen
sich die jeweiligen Bereichsschwerpunkte durch Adaption verschieben und so zu einer
Verschiebung der Geraden bzw. Kennlinie 14 führen. Entsprechend den verschiedenen
adaptierten Kennlinien 14 gibt es jeweils eine Mehrzahl von minimalem und maximalen
Stromwerten 32 und 34.
Grundsätzlich kann für das erfindungsgemäße Verfahren entweder der Kupplungs-Soll- oder
der Kupplungs-Iststrom verwendet werden. Die Verwendung des Sollstroms hat den Vorteil,
daß die Plausibilität zwischen Soll- und Iststrom in eine Kupplungsdruck-Überwachung mit
einbeziehbar ist.
Die Nachführung jeweils eines Bereichsschwerpunktes 24, 26, 28 und 30 erfordert wenig
Rechenzeit und erfolgt bevorzugt mit etwa 100 Hz. Die Berechnung der Kennlinie 14 aus
den Bereichsschwerpunkten 24, 26, 28 und 30 wird beispielsweise alle 0.1 bis 1.0 s
durchgeführt. Die Berechnung läßt sich in mehrere Abschnitte zerlegen, die beispielsweise
auf mehrere Abtastschritte verteilt werden können, um einen Rechner gleichmäßiger zu
belasten.
Bei der Kennlinienadaption gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich die
Adaption von Bereichsschwerpunkten im Bereich niedriger Werte eines einer
Kupplungskapazität entsprechenden Wertes, also beispielsweise ein Bereich bei niedrigen
Kupplungsdrücken p, dadurch verbessern, daß man statt des MMI-Signals ein
Ausgangssignal eines Drehmomentensensors verwendet. Hierdurch werden Fehler des
MMI-Signals in diesen Bereichen ausgeschlossen und ein entsprechend e Fehler bei der
Adaption der Kennfunktion 14 vermieden.
Gerade der Bereich niedriger Werte eines einer Kupplungskapazität entsprechenden
Wertes, also beispielsweise ein Bereich bei niedrigen Kupplungsdrücken p, ist für eine
komfortable Kupplungssteuerung bzw. -regelung sehr wichtig. So erfolgt beim Anfahren eine
Kupplungsvorbefüllung, die einerseits schnell erfolgen muß, andererseits aber nicht zu stark
erfolgen darf, da durch eine plötzliche und unerwünschte Momentenübertragung der
Kupplung ein unkomfortabler Anfahrruck entstehen würde. Ferner sind bei der
Kupplungsansteuerung hochdynamische Phasen zu vermeiden. Eine Ansteuergröße für die
Vorbefüllung und die Vorsteuerung der Kupplung wird direkt der Kennfunktion bzw. der
Kennlinie 14 entnommen, so daß eine gut und fehlerfrei adaptierte Kennfunktion 14 in dem
genannten Bereich mit einem Ausgangssignal eines Drehmomentensensors als einem einer
Kupplungskapazität entsprechendem Wert dieses Problem zuverlässig beseitigt.
Der Momentensensor ist ein hydraulisches Bauteil, welches einen Anpreßdruck von
Kegelscheiben eines Variators eines stufenlosen Getriebes (sogn. CVT-Getriebe) in
Abhängigkeit eines zu übertragenen Momentes steuert. Das Ausgangssignal des
Drehmomentsensors ist üblicherweise ein Druck, welcher sensiert bzw. gemessen wird und
ein Maß für ein momentan tatsächlich übertragenes Drehmoment liefert. Unter Verwendung
der Kupplungskennfunktion bzw. Kupplungskennlinie 14 stellt der Regler 10 ein
Kupplungsmoment Msoll ein und das tatsächliche Istmoment Mist wird mittels des
Drehmomentsensors gemessen. Der so erhaltenen Betriebspunkt wird mit dem oben
geschilderten erfindungsgemäßen Verfahren zur Adaption der Kennfunktion verwendet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein vorbestimmter Punkt der
Kennfunktion immer fixiert festgehalten, so daß in dem entsprechenden Bereich keine
Adaption von Punkten der Kennfunktion 14 erfolgt. Der vorbestimmte Punkt ist
beispielsweise ein Bereichsschwerpunkt 24, 26, 28, 30 oder ein Punkt der Kennfunktion bei
maximaler oder minimaler Ansteuergröße oder ein Punkt der Kennfunktion bei maximalem
oder minimalem einer Kupplungskapazität entsprechendem Wert.
In einer andern bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden für unterschiedliche
Bereiche der Kennfunktion 14 mit beispielsweise entsprechenden Bereichsschwerpunkten
24, 26, 28 und 30 unterschiedliche Quellen für den einer Kupplungskapazität
entsprechenden Wert verwendet. Beispielsweise werden für die Adaption von Punkten der
Kennlinie bzw. zur Bestimmung von Betriebspunkten in Bereichen niedriger Ansteuergrößen
das Ausgangssignal des Drehmomentsensors und für die Adaption von Punkten der
Kennlinie in Bereichen hoher Ansteuergrößen das MMI-Signal verwendet oder umgekehrt.
10
Regler
12
Funktionsblock
14
Kennlinie
16
Hydraulik
18
Kupplung
20
Verbindung
22
Funktionsblock
24
Bereichsschwerpunkt
26
Bereichsschwerpunkt
28
Bereichsschwerpunkt
30
Bereichsschwerpunkt
32
min. Stromwert
34
max. Stromwert
36
Adaptionsbereich
38
Adaptionsbereich
40
Adaptionsbereich
42
Adaptionsbereich
IAnsteuerstrom
pKupplungsdruck
IAnsteuerstrom
pKupplungsdruck
Claims (34)
1. Verfahren zum Regeln einer automatisierten Kupplung, insbesondere einer
elektronisch gesteuerten Kupplung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei aus
einer vorbestimmten Kennfunktion zwischen einer Ansteuergröße einer
Kupplungssteuerung und einem einer Kupplungskapazität entsprechenden Wert eine
zu einer Soll-Kupplungskapazität gehörende Ansteuergröße als Vorsteuerwert
bestimmt, die Kupplungssteuerung mit dieser Ansteuergröße vorgesteuert wird und
ein Regler die Ansteuergröße entsprechend einem Vergleich zwischen Soll- und Ist-
Kupplungskapazität derart einregelt, daß sich die vorbestimmte Soll-
Kupplungskapazität einstellt,
gekennzeichnet durch folgende Schritte,
- a) Bestimmen eines Betriebspunktes von Ansteuergröße und dem einer Kupplungskapazität entsprechenden Wert und keiner, einer oder mehreren weiteren Größen, von denen die Kupplungskapazität abhängt, einmal nach jedem Einschwingen des Reglers oder wiederholend nach vorbestimmten Zeiten,
- b) Verändern eines vorbestimmten Punktes der Kennfunktion auf einen adaptierten Punkt derart, daß sich ein Abstand zwischen dem vorbestimmten Punkt der Kennfunktion und dem Betriebspunkt verringert, und
- c) Adaptieren der Kennfunktion an den adaptierten Punkt und vorbestimmte Punkte der Kennfunktion derart, daß die adaptierte Kennfunktion die ursprüngliche ersetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch folgenden zusätzlichen Schritt,
- a) Bestimmen von Randwerten der adaptierten Kennfunktion bei vorbestimmten Ansteuergrößen oder bei vorbestimmten Referenzwerten der einer Kupplungskapazität entsprechenden Werte.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die vorbestimmten Ansteuergrößen eine minimale und eine maximale Ansteuergröße
oder die vorbestimmten Referenzwerte ein minimaler und ein maximaler Wert von
einer Kupplungskapazität entsprechenden Werten sind.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
gekennzeichnet durch folgenden zusätzlichen Schritt,
- a) Abspeichern der Randwerte in einen Speicher.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei einem Neustart der Regelung die Kennfunktion aus den Randwerten neu
bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Abweichung von Soll- und Ist-Kupplungskapazität aus einer Drehzahldifferenz
zwischen einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite der Kupplung bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Soll-Kupplungskapazität derart gewählt wird, daß ein vorbestimmtes
Drehmoment, insbesondere Motordrehmoment, von der Kupplung übertragen wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansteuergröße und/oder der einer Kupplungskapazität entsprechende Wert und
gegebenenfalls weitere Größen, von denen die Kupplungskapazität abhängt, in
Bereiche unterteilt wird, wobei jedem Bereich ein Bereichsschwerpunkt auf der
Kennfunktion zugeordnet ist und der in Schritt (a) bestimmte Betriebspunkt
demjenigen Bereichsschwerpunkt zugeordnet wird, in dessen Bereich der
Betriebspunkt liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
der vorbestimmte Punkt der Kennfunktion in Schritt (b) der dem in Schritt (a)
bestimmten Betriebspunkt zugeordnete Bereichsschwerpunkt ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
drei, vier oder mehr Bereiche mit drei, vier oder mehr Bereichsschwerpunkten
vorgesehen sind.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die vorbestimmten Punkte der Kennfunktion von Schritt (c) die Bereichsschwerpunkte
ohne den gerade adaptierten Bereichsschwerpunkt sind.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei einem Neustart der Regelung die Bereichsschwerpunkte aus der Kennfunktion als
Punkte dieser in den jeweiligen Bereichen neu bestimmte werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
in Schritt (b) als Abstand ein Abstand bezüglich des der Kupplungskapazität
entsprechenden wenigstens einen Wertes und ein Abstand bezüglich der
Ansteuergröße und gegebenenfalls Abstände bezüglich weiterer Größen, von denen
die Kupplungskapazität abhängt, zwischen dem vorbestimmten Punkt der
Kennfunktion und dem Betriebspunkt ermittelt und jeweils verringert wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Betriebspunkt vor Schritt (b) einer digitalen Tiefpaßfilterung unterzogen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Tiefpaßfilterung einer Multiplikation des Abstandes von vorbestimmtem Punkt und
Betriebspunkt mit einem vorbestimmten Wert zwischen null und eins entspricht.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kennfunktion eine Gerade oder eine nichtlineare Funktion im zweidimensionalen
Raum, eine ebene oder gekrümmte Fläche im dreidimensionalen Raum oder eine
Fläche im n-dimensionalen Raum ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
der zweidimensionale Raum von einer Ansteuergröße und von einem der Kapazität
der Kupplung entsprechenden Wert aufgespannt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
der dreidimensionale Raum von einer Ansteuergröße und von einem der Kapazität
der Kupplung entsprechenden Wert und einer weiteren Größe, von der die
Kupplungskapazität abhängt, z. B. der Temperatur, aufgespannt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
der n-dimensionale Raum von einer Ansteuergröße und von einem der Kapazität der
Kupplung entsprechenden Wert und n-2 weiteren Größen, von denen die
Kupplungskapazität abhängt, aufgespannt wird.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kupplungssteuerung eine Hydraulik ist.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansteuergröße ein Strom I der Kupplungssteuerung ist.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der einer Kupplungskapazität entsprechende Wert ein Kupplungsdruck p ist.
23. Verfahren nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein vorbestimmter minimaler Wert 0 bar und ein vorbestimmter maximaler Wert 10
bar ist.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kupplungsdruck p in Bereiche unterteilt ist.
25. Verfahren nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein erster Bereich Kupplungsdrücke kleiner 3,0 bar, ein zweiter Bereich
Kupplungsdrücke von 3,0 bar < = p < 4,5 bar, ein dritter Bereich Kupplungsdrücke von
4, 5 < = p < 6,0 bar und ein vierter Bereich Kupplungsdrücke von größer oder gleich
6,0 bar umfaßt.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die einer Kupplungskapazität entsprechenden Werte zusätzlich einen Wert
umfassen, welcher einer Druckänderung in der Kupplung über der Zeit entspricht.
27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
weitere Größen, von denen die Kupplungskapazität abhängt, einen Temperaturwert
umfassen.
28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, da
die einer Kupplungskapazität entsprechenden Werte zusätzlich einen Alterungswert
der Kupplung umfassen.
29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Adaption in Schritt (c) mittels linearer Regression oder nach der Gaußschen
Methode der kleinsten Quadrate erfolgt.
30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der einer Kupplungskapazität entsprechende Wert ein Ausgangssignal, insbesondere
ein Drucksignal, eines Momentensensors ist.
31. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein vorbestimmter Punkt der Kennfunktion fixiert festgehalten wird.
32. Verfahren nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet, daß
der vorbestimmte fixierte Punkt ein Bereichsschwerpunkt oder ein Punkt der
Kennfunktion bei maximaler oder minimaler Ansteuergröße oder ein Punkt der
Kennfunktion bei maximalem oder minimalem einer Kupplungskapazität
entsprechendem Wert ist.
33. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
für unterschiedliche Bereiche der Kennfunktion unterschiedliche Quellen für den einer
Kupplungskapazität entsprechenden Wert verwendet werden.
34. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der einer Kupplungskapazität entsprechende Wert aus einem
Motordrehmomentenwert, bei an der Grenze zwischen Haftung und Schlupf oder bei
geringem Schlupf betriebener Kupplung, bestimmt wird.
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