DE19823772A1 - Operating system for temperature-controlled automatic automotive clutch - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Überprüfen eines Temperatursensors innerhalb eines Aktors, insbesondere eines Temperatursensors innerhalb eines Aktors, insbesondere für eine automatisierte Kupplung.The invention relates to a method for operating an automated Coupling in the drive train of a motor vehicle according to the preamble of Claim 1. The invention further relates to a method for checking a Temperature sensor within an actuator, especially one Temperature sensor within an actuator, especially for an automated one Clutch.
Die Automatisierung bisher fußbetätigter Kupplungen in Kraftfahrzeugen findet zunehmende Verbreitung. Solche Kupplungen führen einerseits zu einer erheblichen Komfortverbesserung. Andererseits sind sie insbesondere bei automatisierten, bisher von Hand geschalteten Schaltgetrieben unumgänglich und führen dort zum Komfort eines mit herkömmlichem automatischen Getriebe ausgerüsteten Fahrzeugs, allerdings ohne dessen Mehrverbrauch aufzuweisen.The automation of previously foot-operated clutches in motor vehicles takes place increasing spread. On the one hand, such couplings lead to a considerable improvement in comfort. On the other hand, they are particularly at automated, previously manual gearboxes unavoidable and lead to the convenience of a conventional automatic transmission equipped vehicle, but without showing its additional consumption.
In der Betätigungsübertragung von einem Kupplungsaktor, beispielsweise einem Elektromotor, zur Kupplung selbst befindet sich meist ein Geberzylinder, dessen Geberkolben von dem Aktor betätigt ist, und ein über eine Hydraulikleitung mit dem Geberzylinder verbundener Nehmerzylinder, dessen Nehmerkolben unmittelbar die Kupplung betätigt. Bei tiefen Temperaturen nimmt die kinematische Viskosität des Hydraulikfluids stark zu. Beim Öffnen der Kupplung führte dies zu erhöhten Leitungsdrücken, was bei sehr hoher Leistungsfähigkeit des Aktors bzw. Aktors mit der Gefahr verbunden ist, daß die hydraulischen Komponenten durch unzulässig hohe Leitungsdrücke zerstört werden. Da jedoch die Leistungsfähigkeit des Aktors begrenzt ist, sinkt mit abnehmender Temperatur die Verstellgeschwindigkeit, wodurch mögliche Druckanstiege zu keiner Überbeanspruchung von Komponenten führen.In the actuation transmission from a clutch actuator, for example one Electric motor, there is usually a master cylinder for the clutch itself Master piston is actuated by the actuator, and a via a hydraulic line slave cylinder connected to the master cylinder, the slave piston immediately actuated the clutch. At low temperatures, the kinematic viscosity of the hydraulic fluid increases sharply. When opening the clutch this led to increased line pressures, resulting in very high performance of the actuator or actuator is associated with the risk that the hydraulic Components are destroyed by impermissibly high line pressures. However, since the performance of the actuator is limited, decreases with decreasing Temperature the adjustment speed, causing possible pressure increases do not overload components.
Beim Schließen der Kupplung muß die Kraft der Kupplungsrückstellfeder Druckverluste in der Leitung zwischen Geberzylinder und Nehmerzylinder kompensieren. Bei tiefen Temperaturen besteht die Gefahr, daß die Druckverluste nicht mehr von der Rückstellkraft kompensiert werden, wodurch im Arbeitsraum des Geberzylinders ein Unterdruck auftritt, der dazu führt, daß sich das aus den beiden Arbeitsräumen und der Leitung bestehende Hydrauliksystem aufpumpt, was zu gravierenden Funktionsfehlern führen kann.When closing the clutch, the force of the clutch return spring must be Pressure loss in the line between master cylinder and slave cylinder compensate. At low temperatures there is a risk that the Pressure losses can no longer be compensated for by the restoring force, which in the Working space of the master cylinder a negative pressure occurs, which leads to that consisting of the two work rooms and the management Hydraulic system inflates, which can lead to serious malfunctions.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Kupplung anzugeben, mit welchem sich die geschilderten Probleme bei tiefen Temperaturen sicher vermeiden lassen.The invention has for its object a method for operating a to specify the automated coupling with which the described Have problems at low temperatures safely avoided.
Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überprüfen eines Temperatursensors innerhalb eines Aktors, insbesondere für eine automatisierte Kupplung, anzugeben, mit welchem in einfacher Weise feststellbar ist, ob der Temperatursensor sich in einwandfreiem Funktionszustand befindet.The invention is further based on the object of a method for checking a temperature sensor within an actuator, in particular for a automated clutch, specify which one in a simple way It can be determined whether the temperature sensor is in perfect working order Functional state.
Der das Kupplungsarbeitsverfahren betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Durch eine Steuerung des Aktors derart, daß der Überdruck im Arbeitsraum des Geberzylinders unter allen Umständen erhalten bleibt, ist sichergestellt, daß kein Aufpumpen des Systems stattfindet. Dies kann dadurch geschehen, daß die Rückstellfeder der Kupplung durch zusätzliche Maßnahmen vergrößert wird.The part of the object of the invention relating to the coupling working method becomes solved with the features of the main claim. By controlling the Actuator such that the overpressure in the working space of the master cylinder among all Under certain circumstances, it is ensured that the system is not inflated takes place. This can be done by the return spring of the clutch is increased by additional measures.
Vorteilhaft ist es nach Anspruch 2, wenn die Temperatur des Hydraulikfluids gemessen wird. Ebenso ist es nach Anspruch 3 zweckmäßig, wenn die Temperatur des Hydraulikfluids berechnet wird, wobei die Temperatur des Hydraulikfluids aus beispielsweise der Außenlufttemperatur berechnet wird oder dieser gleich gesetzt wird.It is advantageous according to claim 2 if the temperature of the hydraulic fluid is measured. It is also appropriate according to claim 3 if the Temperature of the hydraulic fluid is calculated, the temperature of the Hydraulic fluids is calculated from, for example, the outside air temperature or this is set equal.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, gemäß dem Anspruch 4 die Bewegungsgeschwindigkeit des Geberkolbens bei tiefen Temperaturen zu vermindern. Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Geberkolbens bei erreichen oder unterschreiten eines Grenzwertes der Temperatur unidirektional verringert wird. Vorteilhaft ist es dabei insbesondere, wenn bei tiefen Temperaturen der Geberkolben in Richtung einer Verminderung der Größe des Arbeitsraums des Geberzylinders schneller bewegt wird als in Gegenrichtung.It is particularly advantageous, however, according to claim 4 Speed of movement of the master piston at low temperatures Reduce. It can be particularly useful if the Speed of movement of the master piston when reaching or falling below a limit of the temperature is reduced unidirectionally. It is advantageous It is particularly important if the master piston is at low temperatures Direction of a reduction in the size of the working space of the master cylinder is moved faster than in the opposite direction.
Mit dem Merkmal des Anspruchs 5 wird erreicht, daß trotz der verminderten Geschwindigkeit des Geberkolbens in Schließrichtung der Kupplung der Kupplungsbetätigungszyklus insgesamt so kurz wie möglich bleibt.With the feature of claim 5 is achieved that despite the reduced Speed of the master piston in the closing direction of the clutch Clutch actuation cycle remains as short as possible overall.
Der Anspruch 7 kennzeichnet eine zweite Lösung der Erfindungsaufgabe. Jedesmal, wenn der Geberkolben über die Schnüffelbohrung hinaus bewegt wird, wird das System drucklos, so daß beim anschließenden Bewegen des Geberkolbens in Öffnungsrichtung der Kupplung über die Schnüffelbohrung hinaus definierte Ausgangszustände hergestellt werden.The claim 7 characterizes a second solution to the object of the invention. Every time the master piston moves beyond the sniffer hole is, the system is depressurized, so that when moving the Master piston in the opening direction of the clutch via the sniffer bore defined initial states can be established.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 8 wird eine besonders hohe Betriebssicherheit der Kupplung erzielt. Der Anspruch 9 kennzeichnet ein vorteilhaftes Verfahren zur Bestimmung der Temperatur des Hydraulikfluids, für das keine zusätzlichen Sensoren erforderlich sind, wobei die Temperatur des Hydraulikfluids für die Steuerung der Kupplung herangezogen wird.With the features of claim 8 is a particularly high Operational reliability of the clutch achieved. Claim 9 indicates a advantageous method for determining the temperature of the hydraulic fluid, for that no additional sensors are required, the temperature of the Hydraulic fluids are used to control the clutch.
Der Anspruch 10 kennzeichnet das Verfahren zur Lösung des zweiten Teils der Erfindungsaufgabe. Mit diesem Verfahren läßt sich die Funktionstüchtigkeit eines Temperatursensors innerhalb eines Aktors, beispielsweise des Kupplungsaktors, feststellen, was für die Betriebszuverlässigkeit der Kupplung wichtig ist, da zu hohe Temperaturen innerhalb des Aktors auf Störungen innerhalb der Kupplung deuten und zu einer Zerstörung des Aktors führen können.The claim 10 characterizes the method for solving the second part of the Invention task. With this method, the functionality of a Temperature sensor within an actuator, for example the clutch actuator, determine what is important for the operational reliability of the clutch because too high temperatures within the actuator for faults within the clutch interpret and can lead to destruction of the actuator.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 11 wird die Zuverlässigkeit des Verfahrens gemäß Anspruch 10 weiter verbessert.With the features of claim 11, the reliability of the method further improved according to claim 10.
Der Anspruch 12 charakterisiert eine Momentennachführung als Funktion der Temperatur, das heißt, das das von der Kupplung übertragbare Drehmoment in bezug auf das anstehende Motormoment als Funktion der Temperatur bestimmt wird. Somit ist beispielsweise bei hohen Temperaturen das von der Kupplung übertragbare Drehmoment ein 1.05-faches des Motormomentes und bei tiefen Temperaturen ein 2-faches des Motormomentes.Claim 12 characterizes a moment tracking as a function of Temperature, that is, the torque that can be transmitted by the clutch determined with respect to the upcoming engine torque as a function of temperature becomes. Thus, for example, at high temperatures this is from the clutch Transmittable torque 1.05 times the engine torque and at low Temperatures twice the engine torque.
Die Unteransprüche 13 bis 19 geben vorteilhafte Ausführungen an. Der Anspruch 20 bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung einer oben genannten Vorrichtung.The sub-claims 13 to 19 indicate advantageous designs. The Claim 20 relates to a method for controlling or regulating a above device.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es stellen dar:The invention is described below with the aid of schematic drawings for example and explained in more detail. They represent:
Fig. 1 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Blockschaltbild der Kupplungssteuervorrichtung; Fig. 1 a drive train of a motor vehicle, with a block diagram of the clutch control device;
Fig. 2 eine Detailansicht der Anordnung gemäß Fig. 1; und FIG. 2 shows a detailed view of the arrangement according to FIG. 1; and
Fig. 3 bis 5 Kurven zur Erläuterung der Funktionsweisen der erfindungsgemäßen Verfahren. Fig. 3 to 5 curves for explaining the operations of the method according to the invention.
Gemäß Fig. 1 weist ein Kraftfahrzeug einen Motor, wie eine Brennkraftmaschine, 2 auf, die über eine Kupplung 4 mit einem Getriebe, wie Schaltgetriebe, 6 verbunden ist, das über eine Kardanwelle 8 und ein Differential 10 die Hinterräder 12 antreibt. Zur Abbremsung des Kraftfahrzeugs dient eine Brems anlage 14 mit einem Bremsgerät 16, das über ein Bremspedal 18 betätigt wird. Es ist nur die Verbindung vom Bremsgerät 16 zu dem linken Vorderrad dargestellt. Es versteht sich, daß das Bremsgerät 16 mit allen Rädern des Kraftfahrzeugs zusammenwirkt.Referring to FIG. 1, a motor vehicle has a motor, such as an internal combustion engine 2, which is connected via a clutch 4 to a transmission, such as transmission, 6, 10, the rear wheels to drive through a propeller shaft 8, and a differential 12th To brake the motor vehicle, a brake system 14 is used with a braking device 16 which is actuated via a brake pedal 18 . Only the connection from the brake device 16 to the left front wheel is shown. It is understood that the braking device 16 interacts with all wheels of the motor vehicle.
Zur Steuerung der Last der Brennkraftmaschine 2 dient ein Fahrpedal 19, das eine Drosselklappe 21 ansteuert. Das Getriebe 6 wird mittels eines Schalthebels 23 geschaltet. Die Kupplung 4 ist automatisiert und wird von einer Betätigungseinheit, wie von einem Aktor, 25 über einen Geberzylinder 27 und einen Nehmerzylinder 29 betätigt. Der Aktor 25 wird von einer Steuereinheit, wie einem elektronischen Steuergerät, 31 aus angesteuert, das einen Mikroprozessor mit zugehörigen Speichern enthält und dessen Eingänge mit verschiedenen Sensoren des Antriebsstrangs verbunden sind, beispielsweise einem Sensor 32 für die Drehzahl der Brennkraftmaschine, einem Sensor 34 zur Erfassung der Raddrehzahl des Fahrzeugs, einem Sensor 36 zur Erfassung eines Schaltwunsches durch Betätigung des Ganghebels 23, einem Sensor 38 zur Erfassung der Stellung der Kupplung 4, einem Sensor 40 für die Stellung des Aktors 25, einem Sensor 42 zur Erfassung der Kühlwassertemperatur, einem Sensor 44 zur Erfassung der Temperatur der Ansaugluft sowie gegebenenfalls weiteren Sensoren. Die Vorrichtung weist eine Ermittlungseinheit zur Ermittlung einer Temperatur auf. Die Temperatur kann eine Außenlufttemperatur, Kühlwassertemperatur, Ansauglufttemperatur oder einer anderen Temperatur sein. Dabei kann eine Temperatur auch aus Daten einer anderen Temperatur unter Zuhilfenahme eines mathematischen Modelles des Fahrzeuges oder der thermischen Strecke zwischen den Bereichen, deren Temperatur verknüpft werden.An accelerator pedal 19 , which controls a throttle valve 21, is used to control the load of the internal combustion engine 2 . The transmission 6 is shifted by means of a shift lever 23 . The clutch 4 is automated and is actuated by an actuation unit, such as an actuator, 25 via a master cylinder 27 and a slave cylinder 29 . The actuator 25 is controlled by a control unit, such as an electronic control unit 31 , which contains a microprocessor with associated memories and whose inputs are connected to various sensors of the drive train, for example a sensor 32 for the speed of the internal combustion engine, a sensor 34 for detection the wheel speed of the vehicle, a sensor 36 for detecting a shift request by actuating the gear lever 23 , a sensor 38 for detecting the position of the clutch 4 , a sensor 40 for the position of the actuator 25 , a sensor 42 for detecting the cooling water temperature, a sensor 44 for recording the temperature of the intake air and, if necessary, other sensors. The device has a determination unit for determining a temperature. The temperature can be an outside air temperature, cooling water temperature, intake air temperature or another temperature. A temperature can also be obtained from data of another temperature with the aid of a mathematical model of the vehicle or the thermal route between the areas whose temperature is linked.
Der Nehmerzylinder 29 wirkt unmittelbar mit dem Kupplungshebel 48 zusammen, der von einer nicht dargestellten Kupplungsrückstellfeder in seine Ruhelage gedrängt ist, in der die Kupplung 4 vollständig geschlossen ist, d. h. ihr maximales Moment übertragen kann.The slave cylinder 29 interacts directly with the clutch lever 48 , which is pushed into its rest position by a clutch return spring, not shown, in which the clutch 4 is completely closed, ie can transmit its maximum torque.
Fig. 2 zeigt die Bauteile der Kupplungsbetätigung in detaillierterer Darstellung. Im Nehmerzylinder 29 arbeitet ein Nehmerkolben 50, der im Inneren des Nehmerzylinders 29 einen Arbeitsraum 52 abgrenzt. Der Nehmerkolben 50 betätigt mittels seiner Kolbenstange 54 unmittelbar den Kupplungshebel 48 (Fig. 1). Fig. 2 shows the components of the clutch actuation in more detail. In the slave cylinder 29, a slave piston 50 operates which demarcates a working space 52 in the interior of the slave cylinder 29th The slave piston 50 directly actuates the clutch lever 48 by means of its piston rod 54 ( FIG. 1).
Vom Arbeitsraum 52 führt eine Leitung 56 in den Arbeitsraum 58 des Geberzylinders 27, in dem ein Geberkolben 60 arbeitet, der den Geberzylinder 27 in den Arbeitsraum 58 und einen Ausgleichsraum 62 unterteilt. In der Zylinderwand des Geberzylinders 27 ist eine sog. Schnüffelbohrung 64 ausgebildet, die über eine Leitung 66 mit einem Hydraulikfluidbehälter 68 verbunden ist, der nach außen hin entlüftet ist.A line 56 leads from the working space 52 into the working space 58 of the master cylinder 27 , in which a master piston 60 works, which divides the master cylinder 27 into the working space 58 and an equalizing space 62 . A so-called sniffer bore 64 is formed in the cylinder wall of the master cylinder 27 and is connected via a line 66 to a hydraulic fluid container 68 which is vented to the outside.
Der Geberkolben 60 weist ein Ventilglied auf, das zusammen mit ihm ein Rückschlagventil 70 bildet, das öffnet, wenn der Druck im Ausgleichsraum 62 den im Arbeitsraum 58 übersteigt. Zur Betätigung der Kolbenstange 72 des Geberkolbens 60 dient ein Kurbeltrieb 74, der von dem als Elektromotor ausgebildeten Aktor 25 angetrieben ist.The master piston 60 has a valve member which, together with it, forms a check valve 70 which opens when the pressure in the compensation chamber 62 exceeds that in the working chamber 58 . A crank mechanism 74 , which is driven by the actuator 25 designed as an electric motor, is used to actuate the piston rod 72 of the master piston 60 .
Die Positionierung der Anordnung ist folgende:
Der Nehmerkolben 50 befindet sich bei voll geschlossener Kupplung am linken
Anschlag, wobei der Arbeitsraum 52 minimal ist und der Geberkolben 60 sich
unmittelbar vor der Schnüffelbohrung 64 befindet. Wenn der Geberkolben 60
dann mittels des Aktors 25 weiter nach links bewegt wird, öffnet das
Rückschlagventil 70, so daß Hydraulikfluid aus dem Ausgleichsraum 62 in den
Arbeitsraum 58 überströmt. Wenn der Geberkolben 60 über die
Schnüffelbohrung 64 weiter nach links bewegt wird, wird der Arbeitsraum 58
unmittelbar mit dem Hydraulikfluidbehälter 68 verbunden und das System
zuverlässig drucklos. Wird der Geberkolben 60 nun zum Öffnen der Kupplung
nach rechts bewegt, so beginnt der Druckaufbau genau in der Stellung, in der
der Geberkolben 60 die Schnüffelbohrung 64 überfährt, so daß eine definierte
Ausgangsposition bzw. Zuordnung zwischen Geberkolben 60 und damit Stellung
des Aktors 25 und der voll geschlossenen Stellung der Kupplung 4 vorliegt. Der
Geberkolben 60 wird dann mittels des Aktors 25 so weit nach rechts bewegt, bis
die Kuppung vollständig öffnet. Zum Schließen der Kupplung muß der
Geberkolben 60 nicht notwendigerweise wieder bis über die Schnüffelbohrung
64 hinwegbewegt werden, wenn beispielsweise die Kupplung gezielt nicht ihr
volles Moment übertragen soll, was für viele Betriebszustände vorteilhaft ist. Der
Nehmerkolben 50 bewegt sich dann nicht bis in seine Anschlagposition, vielmehr
bleiben die Arbeitsräume 58 und 52 auch in Schließstellung der Kupplung unter
Druck.The positioning of the arrangement is as follows:
When the clutch is fully closed, the slave piston 50 is located at the left stop, the working space 52 being minimal and the master piston 60 being located directly in front of the sniffer bore 64 . If the master piston 60 is then moved further to the left by means of the actuator 25 , the check valve 70 opens, so that hydraulic fluid flows from the compensation chamber 62 into the working chamber 58 . If the master piston 60 is moved further to the left via the sniffer bore 64 , the working space 58 is connected directly to the hydraulic fluid container 68 and the system is reliably depressurized. If the master piston 60 is now moved to the right to open the clutch, the pressure build-up begins exactly in the position in which the master piston 60 passes over the sniffer bore 64 , so that a defined starting position or assignment between master piston 60 and thus the position of the actuator 25 and the fully closed position of the clutch 4 is present. The master piston 60 is then moved to the right by the actuator 25 until the clutch opens completely. To close the clutch, the master piston 60 does not necessarily have to be moved back over the sniffer bore 64 if, for example, the clutch is not intended to transmit its full torque, which is advantageous for many operating states. The slave piston 50 then does not move into its stop position, rather the working spaces 58 and 52 remain under pressure even when the clutch is in the closed position.
Bei sehr kaltem Hydraulikfluid kann der Zustand eintreten, daß beim Schließen der Kupplung (Bewegung des Geberkolbens 60 nach links mittels des Aktors 25) das dann zähe Hydraulikfluid nicht rasch genug durch die Leitung 56 hindurchströmt, so daß sich im Arbeitsraum 58 ein Unterdruck aufbaut, der zu einer Öffnung des Rückschlagventils 70 führt. Das Systemvolumen (Volumen der Arbeitsräume 52 und 58 zuzüglich des Volumens der Leitung 56) vergrößert sich dann, so daß sich die räumliche Zuordnung zwischen Geberkolben 60 und Nehmerkolben 50 verändert, was aus Gründen der Betätigungsgenauigkeit unerwünscht ist. Damit dieses Aufpumpen nicht geschieht, wird bei kleinen Temperaturen die Bewegungsgeschwindigkeit des Geberkolbens 60 in Schließrichtung der Kupplung verändert, wie in Fig. 3 dargestellt. S bedeutet die Strecke, um die der Geberkolben 60 verfahren wird. t bedeutet die Zeit. Dargestellt ist ein Betätigungszyklus, der ausgehend von geschlossener Kupplung die Kupplung zunächst öffnet (Stellung O). Bei hohen Temperaturen erfolgt die anschließende Schließbewegung (strichpunktierte Gerade 1) mit gleicher Geschwindigkeit wie die Öffnungsbewegung. Mit zunehmend niedrigeren Temperaturen erfolgt die Schließbewegung (Gerade 2 und 3) mit zunehmend langsamerer Geschwindigkeit. Diese langsamere Geschwindigkeit bewirkt, daß das Hydraulikfluid die Leitung 56 rasch genug durchströmen kann, damit sich im Arbeitsraum 58 kein Unterdruck aufbaut.When the hydraulic fluid is very cold, the condition may occur that when the clutch is closed (movement of the master piston 60 to the left by means of the actuator 25 ), the then viscous hydraulic fluid does not flow through the line 56 quickly enough, so that a negative pressure builds up in the working chamber 58 leads to an opening of the check valve 70 . The system volume (volume of the working spaces 52 and 58 plus the volume of the line 56 ) then increases, so that the spatial assignment between the master piston 60 and slave piston 50 changes, which is undesirable for reasons of actuation accuracy. So that this inflation does not occur, the speed of movement of the master piston 60 is changed in the closing direction of the clutch at low temperatures, as shown in FIG. 3. S means the distance by which the master piston 60 is moved. t means time. An actuation cycle is shown which, starting from the closed clutch, first opens the clutch (position O). At high temperatures, the subsequent closing movement (dash-dotted straight line 1) takes place at the same speed as the opening movement. With increasingly lower temperatures, the closing movement (straight lines 2 and 3) takes place at an increasingly slower speed. This slower speed means that the hydraulic fluid can flow through the line 56 quickly enough so that no negative pressure builds up in the working space 58 .
Eine andere Lösung für die bei tiefen Temperaturen auftretende Problematik ist in Fig. 4 dargestellt. T stellt die Temperatur dar; h ist der Hub, um den der Geberkolben 60 ausgehend von der Stellung der voll geöffneten Kupplung verfahren wird. SB gibt die Position der Schnüffelbohrung 64 an. Wie ersichtlich, ist der Hub bei geringen Temperaturen immer derart, daß die Schnüffelbohrung überfahren wird, so daß beim nächsten Betätigungszyklus wieder definierte Anfangsbedingungen herrschen. Bei höheren Temperaturen kann mit kleinerem Hub gefahren werden, wodurch es möglich ist, das Moment, das die ge schlossene Kupplung überträgt, entsprechend den Betriebsbedingungen zu steuern. Je nach herrschenden Temperaturen oder je nach Auswertung der Signale der Sensoren 38 und 40 (Fig. 1) kann zwischen Betriebszyklen der Kupplung ein sog. Schnüffelzyklus gefahren werden, bei dem der Geberkolben 60 gezielt über die Schnüffelbohrung 64 hinaus bewegt wird, so daß die definierten Anfangsbedingungen für die Kupplung wieder hergestellt sind. Mit Abnehmen der Temperatur und zunehmendem Hub (geringe Momentenanpassung) erhöht sich die Notwendigkeit, gezielte Schnüffelzyklen einzubauen bzw. beim Schließen der Kupplung den Geberkolben 60 über die Schnüffelbohrung hinaus zu bewegen. Dies ist besonders vorteilhaft unter Verwendung einer Vorrichtung zur Steuerung des von einer automatisierten Kupplung übertragbaren Drehmomentes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Motor und einem Getriebe mit einem Schaltelement zur Auswahl der Getriebeübersetzung und einem Sensor zur Detektion der Getriebeübersetzung, der Motor stellt abtriebsseitig ein steuerbares anstehendes Motormoment zur Verfügung, mit einer von einer Steuereinheit ansteuerbaren Betätigungseinheit, wie Aktor, zur Steuerung des von der Kupplung übertragbaren Drehmomentes, wobei die Steuereinheit das von der Kupplung übertragbare Drehmoment in Abhängigkeit von dem anstehenden Motormoment steuert, mit einer Einrichtung zur Ermittlung einer Temperatur, wobei das Kupplungsmoment innerhalb eines vorgebbaren Toleranzbandes um das anstehende Motormoment gesteuert wird und das Toleranzband abhängig von einer Temperatur ist.Another solution to the problem occurring at low temperatures is shown in FIG. 4. T represents the temperature; h is the stroke by which the master piston 60 is moved starting from the position of the fully opened clutch. SB indicates the position of the sniffer bore 64 . As can be seen, the stroke at low temperatures is always such that the sniffer bore is run over, so that defined starting conditions prevail again during the next actuation cycle. At higher temperatures you can drive with a smaller stroke, which makes it possible to control the torque that the closed clutch transmits according to the operating conditions. Depending on the prevailing temperatures or on the evaluation of the signals from the sensors 38 and 40 ( FIG. 1), a so-called sniffing cycle can be carried out between operating cycles of the clutch, in which the master piston 60 is specifically moved beyond the sniffing bore 64 so that the defined ones Initial conditions for the clutch are restored. As the temperature decreases and the stroke increases (small torque adjustment), the need to install targeted sniffing cycles or to move the master piston 60 beyond the sniffing bore when the clutch is closed increases. This is particularly advantageous when using a device for controlling the torque that can be transmitted by an automated clutch in the drive train of a motor vehicle with an engine and a transmission with a switching element for selecting the transmission ratio and a sensor for detecting the transmission ratio; the engine provides a controllable pending engine torque on the output side available, with an actuation unit that can be controlled by a control unit, such as an actuator, for controlling the torque that can be transmitted by the clutch, the control unit controlling the torque that can be transmitted by the clutch as a function of the engine torque, with a device for determining a temperature, the Coupling torque is controlled within a predefined tolerance band around the existing engine torque and the tolerance band is dependent on a temperature.
Somit kann eine Überanpressung der Kupplung bei tiefen Temperaturen im Vergleich zu hohen Temperaturen erhöht werden. Eine Momentennachführung als Funktion der Temperatur, das heißt, das das von der Kupplung übertragbare Drehmoment in bezug auf das anstehende Motormoment als Funktion der Temperatur ist besonders vorteilhaft. Es ist beispielsweise bei hohen Temperaturen zweckmäßig, wenn das von der Kupplung übertragbare Drehmoment beispielsweise ein 1.05-faches des Motormomentes ist und bei tiefen Temperaturen beispielsweise ein 2-faches des Motormomentes ist. Diese Zahlenwerte sind Beispiele, wobei bei hohen Temperaturen ein Bereich von 1.02 bis 1.5 vorteilhaft ist und bei tiefen Temperaturen ein Bereich von 1.5 bis 2.5 vorteilhaft ist. Der Wert der Überanpressung k, mit Mkupplung = k.Mmotor, kann als Funktion der Temperatur ansteigen. Mkupplung und Mmotor sind das von der Kupplung übertragbare Drehmoment und das anstehende Motormoment.Overpressure of the clutch can thus be increased at low temperatures compared to high temperatures. Torque tracking as a function of temperature, that is to say that the torque which can be transmitted by the clutch with respect to the engine torque as a function of temperature is particularly advantageous. It is expedient, for example, at high temperatures if the torque which can be transmitted by the clutch is, for example, 1.05 times the engine torque and at low temperatures is, for example, 2 times the engine torque. These numerical values are examples, a range from 1.02 to 1.5 being advantageous at high temperatures and a range from 1.5 to 2.5 being advantageous at low temperatures. The value of the overpressure k, with M = kM clutch motor may increase as a function of temperature. M clutch and M motor are the torque that can be transmitted by the clutch and the pending engine torque.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann es zweckmäßig sein, wenn unterhalb einer Grenztemperatur die Momentennachführung abgeschaltet wird und das von der Kupplung übertragbare Drehmoment auf den maximalen Wert eingestellt wird, die Kupplung somit vollständig eingerückt wird.In another embodiment, it can be useful if the torque tracking is switched off below a limit temperature and the torque that can be transmitted by the clutch to the maximum value is set, the clutch is thus fully engaged.
Die Temperaturen, ab denen die Betätigungszyklen der Kupplung gemäß den Fig. 3 und/oder 4 notwendig sind, hängen von dem Hydraulikfluid und den geometrischen Bedingungen in den Zylindern und der Verbindungsleitung sowie der Rückstellkraft der Kupplung ab und können experimentell ermittelt werden.The temperatures from which the actuation cycles of the clutch according to FIGS. 3 and / or 4 are necessary depend on the hydraulic fluid and the geometric conditions in the cylinders and the connecting line as well as the restoring force of the clutch and can be determined experimentally.
Zur Bestimmung der Temperatur des Hydraulikfluids sind keine besonderen
Sensoren notwendig, wenn die Temperatur nach folgendem Algorithmus
bestimmt wird:
No special sensors are required to determine the temperature of the hydraulic fluid if the temperature is determined according to the following algorithm:
TFl,i+1 = kMot × Dt × TMot + kLuftDt TLuft + (1-kMot × Dt + kLuft × Dt) TFl,i,
T Fl, i + 1 = k Mot × Dt × T Mot + k Air Dt T Air + (1-k Mot × Dt + k Air × Dt) T Fl, i ,
wobei Dt ein Zeitintervall i ist, kMot und kLuft empirisch ermittelte Konstanten sind und TLuft sowie TMot jeweils die mittleren Temperaturwerte der Ansauglufttemperatur und der Motortemperatur (angenähert durch die Kühlwassertemperatur) während des jeweiligen Zeitintervalls i sind, TFl,i+1 die Fluidtemperatur zum Ende des Zeitintervalls i sowie TFl,i die Fluidtemperatur zu Beginn des Zeitintervalls i ist.where Dt is a time interval i, k Mot and k air are empirically determined constants and T air and T mot are the mean temperature values of the intake air temperature and the engine temperature (approximated by the cooling water temperature) during the respective time interval i, T Fl, i + 1 the fluid temperature at the end of the time interval i and T Fl, i is the fluid temperature at the beginning of the time interval i.
Für die Betriebssicherheit der automatisierten Kupplungsbetätigung ist es vorteilhaft, die Temperatur des meist als Elektromotor ausgebildeten Aktors 25 zu kennen. Dazu ist der Aktor 25 mit einem Temperatursensor 76 (Fig. 2) ausgerüstet, dessen Ausgangssignal vom Steuergerät 31 mit ausgewertet wird. Zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Temperatursensors 76 ist es vorteilhaft, in den jeweils möglichen Betriebszuständen, beispielsweise im Nullgang, den Aktor vom Steuergerät 31 her mit einer Signalfolge gemäß Fig. 5a zu beaufschlagen, in der während einer bestimmten Zeitdauer, beispielsweise jeweils 1 s lang die Kolbenstange 72 um einen Weg von 15 mm verfahren werden soll, der mittels des Sensors 40 festgestellt wird. Das Steuergerät regelt den dem Aktor 25 zugeführten Strom derart, daß sich der dargestellte Sollwegverlauf ergibt, wobei die Verfahrdauer jeweils etwa 150 ms beträgt. Die Betätigung des Aktors 25 gemäß Fig. 5a führt zu einer Erhöhung der Aktor- bzw. Aktortemperaturen gemäß Fig. 5b. Die Temperaturerhöhung während des Zyklus gemäß Fig. 5a wird im Steuergerät 31 erfaßt und ausgewertet. Liegt sie außerhalb der punktiert in Fig. 5b eingetragenen Plausibilitätsgrenzen, so erfolgt eine Fehleranzeige. Es versteht sich, daß die Solltemperaturänderung (durchgezeichnete Gerade gemäß Fig. 5b) empirisch ermittelt wird, wenn sichergestellt ist, daß die Kupplung sich insgesamt in einwandfreiem Funktionszustand befindet. Zur Erhöhung der Aussagesicherheit kann der Strom zusätzlich erfaßt werden, der dem Aktor 25 zugeführt werden muß, damit sich der Betriebszyklus gemäß Fig. 5a einstellt. Weicht die Stromaufnahme von der bei in einwandfreiem Zustand der Kupplung ermittelten Stromaufnahme ab, so deutet dies auf einen Fehler im Kupplungssystem oder im Aktor.For the operational safety of the automated clutch actuation, it is advantageous to know the temperature of the actuator 25 , which is usually designed as an electric motor. For this purpose, the actuator 25 is equipped with a temperature sensor 76 ( FIG. 2), the output signal of which is also evaluated by the control unit 31 . To check the functionality of the temperature sensor 76 , it is advantageous, in the respective possible operating states, for example in zero gear, to apply a signal sequence according to FIG. 5a to the actuator from the control unit 31 , in which the signal during a certain period of time, for example for 1 s each Piston rod 72 is to be moved by a distance of 15 mm, which is determined by sensor 40 . The control device regulates the current supplied to the actuator 25 in such a way that the desired path shown is obtained, the travel time being approximately 150 ms each. The actuation of the actuator 25 according to FIG. 5a leads to an increase in the actuator or actuator temperatures according to FIG. 5b. The temperature increase during the cycle according to FIG. 5a is recorded and evaluated in control unit 31 . If it lies outside the plausibility limits dotted in FIG. 5b, an error is displayed. It goes without saying that the change in setpoint temperature (straight line as shown in FIG. 5b) is determined empirically if it is ensured that the clutch is in overall good working condition. In order to increase the reliability of the information, the current that must be supplied to the actuator 25 can also be detected so that the operating cycle according to FIG. 5a is established. If the current consumption deviates from the current consumption determined when the coupling is in perfect condition, this indicates a fault in the coupling system or in the actuator.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und zeichnet sich beispielsweise dadurch aus, daß der Aktor derart gesteuert wird, daß auch bei tiefen Temperaturen bei einer Bewegung des Geberkolbens in Richtung einer Vergrößerung des Arbeitsraums im Geberzylinder ein durch die Rückstellfeder der Kupplung vermittelter Überdruck im Arbeitsraum erhalten bleibt, so daß bei dieser Bewegung kein Hydraulikfluid vom Arbeitsraum in den Ausgleichsraum überströmt. Bei einem weiteren Verfahren wird der Geberkolben bei tiefen Temperaturen nach jedem Kupplungsbetätigungszyklus über eine Schnüffelbohrung hinaus bewegt, die den Arbeitsraum des Geberzylinders mit einem Flüssigkeitsvorrat verbindet.The invention relates to a method for operating an automated Clutch in the driveline of a motor vehicle and stands out for example, by controlling the actuator in such a way that even at low temperatures when the master piston moves in the direction of a Enlargement of the working space in the master cylinder by the return spring the clutch mediated overpressure is maintained in the work area, so that at this movement, no hydraulic fluid from the work space into the compensation space overflows. In another method, the master piston is at deep Temperatures over one after each clutch actuation cycle Sniffer bore also moves the working area of the master cylinder connects a liquid supply.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des obigen Verfahrens.The invention further relates to a device for performing the above Procedure.
Bei tiefen Temperaturen nimmt die kinematische Viskosität und somit die Fluidreibung des Fluidmediums, wie einer Bremsflüssigkeit, die als Hydraulikmedium oder -fluid verwendet wird, stark zu. Mit abnehmender Temperatur führt dies in Abhängigkeit von der GZ-Geschwindigkeit zu einer Zunahme der Druckverluste.At low temperatures, the kinematic viscosity and thus the Fluid friction of the fluid medium, such as a brake fluid, which as Hydraulic medium or fluid is used, too. With decreasing Depending on the GZ speed, this leads to a temperature Increase in pressure loss.
Beim Öffnen der Kupplung führen Druckverluste zu erhöhten Leitungsdrücken. Wäre die Leistungsfähigkeit des Aktors groß, so würden Leitungsdrücke von über 100 bar den Aktor und die hydraulischen Komponenten zerstören. Da aber die Leistungsfähigkeit des Aktors bei kleineren Werten liegt, fällt die Aktorgeschwindigkeit und somit der Druckverlust ab. Dadurch werden die maximal auftretenden Leitungsdrücke auf beispielsweise 40 bar begrenzt. Die bei tiefen Temperaturen ansteigenden Leitungsdrücke führen nicht zu einer Überlastung des Aktors.When the clutch is opened, pressure drops lead to increased line pressures. If the performance of the actuator were great, line pressures of Over 100 bar destroy the actuator and the hydraulic components. There but the performance of the actuator is lower, the falls Actuator speed and thus the pressure loss. This will make the maximum line pressure occurring is limited to 40 bar, for example. The line pressures rising at low temperatures do not lead to a Overloading the actuator.
Beim Schließen der Kupplung muß die Rückstellkraft der Kupplung den Druckabfall in der Leitung kompensieren. Unterhalb einer Fluidtemperatur von beispielsweise -15°C besteht die Gefahr, daß bei maximaler Aktorgeschwindigkeit die Druckverluste nicht mehr von der Rückstellkraft kompensiert werden können. Am Geberzylinder stellt sich Unterdruck ein und das Nachsaugventil öffnet. Falls nicht geschnüffelt wird, pumpt sich das System auf.When the clutch is closed, the restoring force of the clutch must Compensate for pressure drop in the line. Below a fluid temperature of for example -15 ° C there is a risk that at maximum Actuator speed the pressure drops no longer depend on the restoring force can be compensated. Negative pressure is established on the master cylinder and the suction valve opens. If there is no sniffing, it pumps System on.
Für eine genaue temperaturabhängige Kupplungssteuerung ist es zweckmäßig, wenn die Fluidtemperatur bekannt ist. Ein einfaches Rechenmodell erlaubt eine Berechnung der Fluidtemperatur auf Basis vorhandener Temperatursignale ermöglicht. Bei tiefen Fluidtemperaturen nimmt die kinematische Zähigkeit der Bremsflüssigkeit und somit die Fluidreibung stark zu. Dies führt in Abhängigkeit von der Geberzylinder-Ge schwindigkeit zu einer Vergrößerung des Druckverlusts. Es ist bei manchen Ausführungsbeispielen eine temperaturabhängige Kupplungssteuerung zweckmäßig, weil eine Wasseraufnahme der Bremsflüssigkeit bereits ab einer Fluidtemperatur von -15°C zu Nachsaugproblemen führen kann.It is for precise temperature dependent clutch control useful if the fluid temperature is known. An easy Calculation model allows a calculation of the fluid temperature on the basis existing temperature signals enabled. At low fluid temperatures takes the kinematic viscosity of the brake fluid and thus the Fluid friction increases too. This leads depending on the master cylinder Ge speed to an increase in pressure loss. It is with some Embodiments a temperature-dependent clutch control expedient because a water absorption of the brake fluid from one Fluid temperature of -15 ° C can lead to suction problems.
Es werden folgende Fragen behandelt: Wie groß sind die Druckabfälle in der Leitung und im ZA in Abhängigkeit von Temperatur, Aktorgeschwindigkeit und Wasseraufnahme? Besteht die Gefahr, daß beim Öffnen der Kupplung der Aktor und die hydraulischen Komponenten überlastet werden? Ab welcher Temperatur tritt beim Schließen der Kupplung Nachsaugen auf? Welche Maßnahmen sind zu ergreifen, um ein Aufpumpen der hydraulischen Strecke zu verhindern? Wie kann die Fluidtemperatur in Abhängigkeit von bekannten Meßsignalen ermittelt werden?The following questions are dealt with: How large are the pressure drops in the Line and in the ZA depending on temperature, actuator speed and Water absorption? There is a risk that when opening the clutch the Actuator and the hydraulic components are overloaded? From which Temperature occurs when the clutch is closed? Which Measures must be taken to inflate the hydraulic route to prevent? How can the fluid temperature depend on known Measurement signals are determined?
Da die Reynolds-Zahl in der hydraulischen Strecke klein ist, liegt eine rein
laminare Strömung vor. Bei einer laminaren Strömung ist der Druckabfall Δp
eine lineare Funktion der mittleren Strömungsgeschwindigkeit v:
Since the Reynolds number in the hydraulic section is small, there is a purely laminar flow. In the case of a laminar flow, the pressure drop Δp is a linear function of the mean flow velocity v:
Hierbei gilt für den Durchflußwiderstand:
The following applies to the flow resistance:
wobei: ν kinematische Zähigkeit der Bremsflüssigkeit, ρ Dichte der Bremsflüssigkeit, l Leitungslänge, d Leitungsdurchmesser.where: ν kinematic viscosity of the brake fluid, ρ density of the Brake fluid, l line length, d line diameter.
Die hydraulische Strecke wird beispielsweise in zwei Bereiche aufgeteilt:
Strecke außerhalb der Getriebeglocke bestehend aus zwei Gummischläuchen
und einer Leitung. Der hier auftretende Durchflußwiderstand wird mit cLei
bezeichnet.For example, the hydraulic route is divided into two areas:
Track outside the bell housing consisting of two rubber hoses and a line. The flow resistance occurring here is designated c Lei .
Strecke innerhalb der Getriebeglocke bestehend aus Leitung und Zentralausrücker. Der hier auftretende Durchflußwiderstand wird mit cZA bezeichnet.Section within the bell housing consisting of line and central release. The flow resistance occurring here is designated c ZA .
In der folgenden Tabelle sind die Durchflußwiderstände (d. h. Δp = c.vGZ)
aufgeführt:
The flow resistances (ie Δp = cv GZ ) are listed in the following table:
Zwischen der kinematischen Zähigkeit der Bremsflüssigkeit und der
Fluidtemperatur TFl [°C] besteht im wesentlichen folgender Zusammenhang:
There is essentially the following relationship between the kinematic viscosity of the brake fluid and the fluid temperature T Fl [° C]:
Mit A, B und n als vorgebbare Werte. With A, B and n as specifiable values.
Hat die Bremsflüssigkeit qw Gewichtsprozent Wasser aufgenommen, so kommt der Faktor (1+qW/C) hinzu. 1/C ist ein vorgebbarer Faktor.If the brake fluid has absorbed q w weight percent water, the factor (1 + q W / C) is added. 1 / C is a predeterminable factor.
Das Fluid, das sich innerhalb des in der Getriebeglocke liegenden Teils der hydraulischen Strecke befindet, wird stärker erwärmt als das Fluid außerhalb.The fluid that is inside the part of the gearbox located in the bell housing hydraulic route is heated more than the fluid outside.
Beim Öffnen der Kupplung belastet der bei tiefer Temperatur aufgrund zunehmender Fluidreibung wachsende Druckanstieg den Aktor. Wegen der begrenzten Leistungsfähigkeit des Aktors nimmt die Ausrückgeschwindigkeit ab (Leistungsabgabe Aktor ∼ Geberzylinderdruck. Geberzylindergeschwindigkeit). Dem wirkt teilweise entgegen, daß sich bei tiefen Temperaturen die Leistungsfähigkeit des Aktors erhöht.When opening the clutch, the load at low temperature due to increasing fluid friction increasing pressure increase the actuator. Because of the limited actuator performance decreases the disengagement speed from (power output actuator ∼ master cylinder pressure. Master cylinder speed). This is partly counteracted by the fact that low temperatures increases the performance of the actuator.
Am Prüfstand wurde beobachtet, daß der Aktor zwar langsamer läuft, sich aber nicht abschaltet. Obwohl der Durchflußwiderstand mit fallender Temperatur steigt, werden deshalb die Druckverluste aufgrund der Abnahme der Geberzylindergeschwindigkeit begrenzt (Δp = c.vGZ).It was observed on the test bench that the actuator runs slower but does not switch off. Although the flow resistance increases with falling temperature, the pressure losses due to the decrease in the master cylinder speed are therefore limited (Δp = cv GZ ).
Nachsaugen tritt beispielsweise bei einem Unterdruck am GZ von pNS = -0,025 bar auf, wenn das Nachsaugventil öffnet. Dieser Geberzylinderdruck wird dann unterschritten, wenn die absolute Rückstellkraft der Kupplung nicht mehr in der Lage ist, die auftretenden Druckverluste Δp zu überwinden. Refill occurs, for example, with a vacuum at the GZ of p NS = -0.025 bar when the refill valve opens. This pressure falls below the master cylinder pressure when the absolute restoring force of the clutch is no longer able to overcome the pressure losses Δp that occur.
Beim Schließen der Kupplung setzt sich die absolute Rückstellkraft FRück aus
der Ausrückkraft der Kupplung FKup, der Federkraft der Feder im ZA FF,ZA und
der Reibung des ZA FReib folgendermaßen zusammen:
When the clutch is closed, the absolute restoring force F Rück is made up of the disengaging force of the clutch F Kup , the spring force of the spring in the ZA F F, ZA and the friction of the ZA F Reib as follows:
FRück = FKup-FF,ZA-FReib.F Rück = F Kup -F F, ZA -F Reib .
Die Rückstellkraft baut am ZA folgenden Druck auf:
The restoring force builds up the following pressure at the ZA:
Am GZ herrscht der Druck:
There is pressure at the GZ:
Nachsaugen tritt an der Stelle des minimalen Geberzylinderdrucks pGZ,Min auf.Suction occurs at the point of the minimum master cylinder pressure p GZ, Min .
Hierbei hängt, wie aus (4) ersichtlich ist, pGZ,Min vom Zentralausrückerdruck pZA und der Geberzylindergeschwindigkeit vGZ ab.As can be seen from (4), p GZ, Min depends on the central release pressure p ZA and the master cylinder speed v GZ .
Nachsaugen tritt beispielsweise auf wenn gilt: pGZ,Min = pNS.Refill occurs, for example, when: p GZ, Min = p NS .
Mit cNS erhält man mit (2) die Fluidtemperatur ab der Nachsaugen auftritt.With c NS you get with (2) the fluid temperature after the suction occurs.
Hierbei ist der für Nachsaugen kritischste Fall der, in dem das Fzg. kalt ist (d. h. Fluidtemperatur TFl = TLei = TZA).The most critical case for re-suctioning is the one in which the vehicle is cold (ie fluid temperature T Fl = T Lei = T ZA ).
Unterhalb einer Fluidtemperatur von beispielsweise X°C kann sich das System
aufgrund Nachsaugen aufpumpen. Grundsätzlich bestehen zwei Möglichkeiten
um Aufpumpen zu vermeiden:
Die Geberzylindergeschwindigkeit wird beim Schließen der Kupplung in
Abhängigkeit von der Temperatur so heruntergesetzt, daß kein Nachsaugen
auftreten kann.The system can inflate below a fluid temperature of, for example, X ° C due to suction. There are basically two ways to avoid inflation:
When the clutch is closed, the master cylinder speed is reduced depending on the temperature so that no further suction can occur.
Die Momentennachführung wird beispielsweise ab X°C abgeschaltet. Hierdurch schließt die Kupplung nach jedem Schaltvorgang vollständig, wodurch die Schnüffelbohrung freigegeben wird und Fluidausgleich stattfinden kann.Torque tracking is switched off, for example, from X ° C. As a result, the clutch closes completely after each shift, whereby the sniffer bore is released and fluid compensation takes place can.
Über bekannte Temperatursignale wird auf die Fluidtemperatur geschlossen
oder diese berechnet. Folgende für die Fluiderwärmung relevanten
Temperaturen stehen beispielsweise über einen CAN-Datenbus zur
Verfügung:
The fluid temperature is inferred or calculated using known temperature signals. The following temperatures relevant for fluid heating are available, for example, via a CAN data bus:
- - Kühlwassertemperatur TKühl - Cooling water temperature T cooling
- - Ansauglufttemperatur TAn - Intake air temperature T An
- - Außenlufttemperatur TAuß.- outside air temperature T AUSS.
Wie bereits oben erwähnt, kann die hydraulische Strecke in zwei
Temperaturbereiche unterteilt sein:
Fluidtemperatur TLei außerhalb und Fluidtemperatur TZA innerhalb der
Getriebeglocke, wobei in der Regel gilt: TZA ≧ TLei.As already mentioned above, the hydraulic route can be divided into two temperature ranges:
Fluid temperature T Lei outside and fluid temperature T ZA inside the transmission bell, whereby the following generally applies: T ZA ≧ T Lei .
Nimmt man an, daß TLei die alleinige im System herrschende Temperatur ist, liegt man im Hinblick auf die Bestimmung der für das Aufpumpen kritischen Temperaturen auf der sicheren Seite. Hierbei hält sich der Sicherheitsabstand in Grenzen, da die Druckverluste im Bereich von TZA nur 15% des gesamten Druckverlusts ausmachen.Assuming that T Lei is the only temperature in the system, you are on the safe side when it comes to determining the critical temperatures for inflation. The safety margin is limited, since the pressure losses in the area of T ZA only make up 15% of the total pressure loss.
Wird das Fluid und die Leitung erwärmt bzw. abgekühlt, so ist der Wärmestrom
zwischen Fluid und Umgebung proportional zum Temperaturgradienten
zwischen der Umgebungstemperatur TUm und Fluidtemperatur TFl
(Fluidtemperatur und Temperatur der Leitung ist nahezu gleich):
If the fluid and the line are heated or cooled, the heat flow between the fluid and the environment is proportional to the temperature gradient between the ambient temperature T Um and the fluid temperature T Fl (fluid temperature and temperature of the line is almost the same):
∼ (TUm-TFl).∼ (T Um -T Fl ).
Die vom Fluid abgegebene bzw. aufgenommene Wärmemenge hängt von der
Masse und der spezifischen Wärmekapazität des Fluids und der Leitung ab:
The amount of heat emitted or absorbed by the fluid depends on the mass and the specific heat capacity of the fluid and the pipe:
Für ein hinreichend kleines Zeitintervall Δt = ti+1-ti lautet diese Gleichung
vereinfacht:
For a sufficiently small time interval Δt = t i + 1 -t i , this equation is simplified:
hierbei ist TUm = (TUm,i+1 + TUm,i)/2 die mittlere Umgebungstemperatur im Zeitintervall Δt.T Um = (T Um, i + 1 + T Um, i ) / 2 is the mean ambient temperature in the time interval Δt.
Von der Kühlwasser-, Ansaugluft- und Außentemperatur wird auf die Umgebungstemperatur geschlossen.From the cooling water, intake air and outside temperature is on the Ambient temperature closed.
Es beeinflußt auch die Motortemperatur TMot als erwärmender Anteil und die Lufttemperatur TLuft (Temperatur der von außen in den Motorraum eindringenden Luft) als abkühlender Anteil die Fluidtemperatur.It also influences the engine temperature T Mot as the heating component and the air temperature T air (temperature of the air entering the engine compartment from the outside) as the cooling component and the fluid temperature.
In der Warmlaufphase (d. h. mittlere Kühlwassertemperatur TKühl < TMot,i) steigt
die Kühlwassertemperatur relativ schnell an. Die Erwärmung des Motorblocks
benötigt sehr viel mehr Zeit. Beim Abkühlen des Motors (d. h. TKühl < TMot,i)
entspricht die Abkühlgeschwindigkeit des Kühlwassers ungefähr der des
Motors. Für die mittlere Motortemperatur TMot = (TMot,i+1 +TMot,i)/2 soll gelten:
In the warm-up phase (ie mean cooling water temperature T cooling <T Mot, i ), the cooling water temperature rises relatively quickly. It takes a lot more time to heat the engine block. When the engine cools down (ie T cooling <T Mot, i ), the cooling water cooling rate is approximately the same as that of the engine. For the mean engine temperature T Mot = (T Mot, i + 1 + T Mot, i ) / 2 the following should apply:
TKühl < TMot,i: TMot.i+1 = kKühl.Δt.TKühl + (1-kKühl.Δt).TMot,i
T Cool <T Mot, i : T Mot.i + 1 = k Cool .Δt.T Cool + (1-k Cool .Δt) .T Mot, i
TKühl ≦ TMot,i: TMot,i+1 = TMot,i T Cool ≦ T Mot, i : T Mot, i + 1 = T Mot, i
Mit Lufttemperatur wird die Temperatur der von außen in den Motorraum eindringenden Luft bezeichnet. Diese Temperatur ist in der Regel die Außenlufttemperatur TAuß, kann aber auch die Ansauglufttemperatur TAn sein.Air temperature is the temperature of the air entering the engine compartment from the outside. This temperature is usually but the outside air temperature T AUSS may be on, and the intake air temperature T.
Für die mittlere Lufttemperatur TLuft soll gelten:
The following should apply to the mean air temperature T air :
TAn < TAuß: TLuft = TAuß = (TAuß,i+1 + TAuß,i)/2
T On <T Out : T Air = T Out = (T Out, i + 1 + T Out, i ) / 2
TAn ≦ TAuß: TLuft = TAn = (TAn,i+1 + TAn,i)/2. At T ≦ T AUSS: T air = T A n = (T, i + 1 + T, i) / 2.
Die Temperatur in der Leitung hängt nicht nur von den auftretenden
Temperaturen, sondern auch von der Umströmung der Leitung (also von
Fahrzeuggeschwindigkeit, Lüfter ein/aus), ab:
Bei geringer Umströmung: Die gemessene Außenlufttemperatur wird in diesem
Fall von der Motorabwärme leicht beeinflußt (je tiefer die Außenlufttemperatur
desto größer die Beeinflussung). Da die Ansauglufttemperatur in diesem Fall
stark von der Motorabwärme beeinflußt wird, ist TLuft = TAuß.The temperature in the line depends not only on the temperatures that occur, but also on the flow around the line (i.e. vehicle speed, fan on / off):
With low flow: In this case, the measured outside air temperature is slightly influenced by the engine waste heat (the lower the outside air temperature, the greater the influence). Since the intake air temperature is strongly influenced by the engine heat in this case, T air = T outside .
Die berechnete Fluidtemperatur steigt somit mit der tatsächlich vorhandenen an.The calculated fluid temperature thus increases with the actually existing one at.
Bei starker Umströmung: Die gemessene Außenlufttemperatur entspricht der wirklichen. Die Ansauglufttemperatur kann bei starker Anströmung sogar unter die Außenlufttemperatur abfallen, d. h. TLuft = TAn. Die berechnete Fluidtemperatur fällt somit mit der tatsächlich vorhandenen ab. When there is a strong flow: The measured outside air temperature corresponds to the real one. In the case of strong inflows, the intake air temperature can even drop below the outside air temperature, ie T air = T on . The calculated fluid temperature thus drops with the actually existing one.
Um mit diesen Temperaturen bei möglichst geringem Rechenaufwand ein
ausreichend gutes Ergebnis zu erzielen, kann folgender Ansatz aufgestellt
werden:
In order to achieve a sufficiently good result with these temperatures with the least possible computing effort, the following approach can be used:
(TFl,i+1-TFl,i) = (TFl,Mot,i+1-TFl,i) + (TFl,Luft,i+1-TFl,i) (6)
(T Fl, i + 1 -T Fl, i ) = (T Fl, Mot, i + 1 -T Fl, i ) + (T Fl, Luft, i + 1 -T Fl, i ) (6)
wobei: TFl.Mot,i+1 ist TFl,i+1 (siehe (5)) das sich ergibt wenn TUm = TMot wobei
k = kMot
TFl,Luft,i+1 ist TFl,i+1 (siehe (5)) das sich ergibt wenn TUm = TLuft wobei k = kLuft
where: T Fl.Mot, i + 1 is T Fl, i + 1 (see (5)) which results when T Um = T Mot where
k = k mot
T Fl, air, i + 1 is T Fl, i + 1 (see (5)) which results when T Um = T Luft where k = k Luft
Für die k-Werte kann beispielsweise angesetzt werden:
For example, the following can be used for the k values:
Es reicht aus das Rechenmodell zu starten, wenn TAuß oder TAn unter -10°C fallen.It is sufficient to start the calculation model if T Aus or T An fall below -10 ° C.
Startwerte:
Initial values:
TAn < TAuß: TFl,1 = TMot,1 = TAuß
T On <T Out : T Fl, 1 = T Mot, 1 = T Out
TAn ≦ TAuß: TFl,1 = TMot,1 = TAn. At T ≦ T AUSS: T Fl, 1 = T eng, 1 = T An.
Das Rechenmodell kann beispielsweise abgebrochen werden, wenn die Zündung ausgeschaltet ist. The calculation model can be canceled, for example, if the Ignition is switched off.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf die ältere Anmeldung DE 195 04 847, deren Inhalt ausdrücklich zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung gehört.The present invention further relates to the earlier application DE 195 04 847, the content of which expressly relates to the disclosure content of the belongs to the present application.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.The claims submitted with the application are drafted strikes without prejudice for obtaining further patent protection. The The applicant reserves the right to do so, so far only in the description and / or to claim disclosed features.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rück bezogenen Unteransprüche zu verstehen.Relationships used in subclaims point to the others Training the subject of the main claim by the features of respective subclaim; they are not a waiver of attainment an independent, objective protection for the characteristics of the return to understand related subclaims.
Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unter ansprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.However, the subjects of these subclaims also form independent ones Inventions that are one of the items of the previous sub have claims independent design.
Die Erfindung ist auch nicht auf die Ausführungsbeispiele der Beschreibung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kom binationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfah rensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschritt folgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.The invention is also not based on the exemplary embodiments of the description limited. Rather, numerous changes are within the scope of the invention and modifications possible, in particular such variants, elements and com combinations and / or materials, for example by combination or Modification of individual in connection with that in general Description and embodiments as well as the claims described and features or elements or method contained in the drawings steps are inventive and can be combined into one new object or new process steps or process step follow consequences, also insofar as they relate to manufacturing, testing and working processes.
Claims (20)
TFl,i+1 = kMot × Dt × TMot_mittel + kluft × Dt × TLuft_mittel + (1-kMot × Dt + kLuft × Dt) Tfl,i
wobei bedeuten:
Dt ein Zeitintervall i,
kMot und kLuft empirisch ermittelte Konstanten,
TLuft_mittel und Tmot_mittel jeweils die mittleren Werte während des Zeitinter valls i,
TFl,i+1 die Fluidtemperatur am Ende des Zeitintervalls i,
Tf1,i die Fluidtemperatur am Anfang des Zeitintervalls i, und
der Betrieb der Kupplung in Abhängigkeit von der errechneten Temperatur TFl,i+1 gesteuert wird.9. The method according to claims 1 to 8, characterized in that the engine temperature T Mot and the outside air temperature T air are measured, the temperature of the hydraulic fluid T Fl is calculated according to the following algorithm:
T Fl, i + 1 = k Mot × Dt × T Mot_mittel + k air × Dt × T Luft_mittel + (1-k Mot × Dt + k Luft × Dt) T fl, i
where mean:
Dt a time interval i,
k mot and k air empirically determined constants,
T air_means and T mot_means each the mean values during the time interval i,
T Fl, i + 1 the fluid temperature at the end of the time interval i,
T f1, i the fluid temperature at the beginning of the time interval i, and
the operation of the clutch is controlled as a function of the calculated temperature T Fl, i + 1 .
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