WO2012000471A1 - Verfahren zur steuerung einer automatisierten reibungskupplung - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an automated friction clutch, which is arranged in a drive train of a motor vehicle between an internal combustion engine and a transmission, wherein an output from the engine engine torque is controlled in response to a coupling slip occurring at the friction clutch.
  • German Offenlegungsschrift DE 10 2009 014 467 A1 discloses a method for
  • tion motor is controlled in response to a slip occurring at the friction clutch.
  • the object of the invention is the comfort and / or availability of an automated friction clutch, which is arranged in a drive train of a motor vehicle between an internal combustion engine and a transmission, wherein an output from the engine engine torque is controlled in response to a clutch slip occurring at the friction clutch to continue to improve.
  • the object is in a method for controlling an automated friction clutch, which is arranged in a drive train of a motor vehicle between an internal combustion engine and a transmission, wherein an output from the engine engine torque is controlled in response to a clutch slip occurring at the friction clutch, achieved in that the engine torque is limited by an engagement torque engagement, which depends on a desired change in engine speed u> M 0 tor, __ ii.
  • the engine speed ü or, soii should increase or decrease in compliance with a limitation of a recorded in the friction clutch friction.
  • M E jr handle the change in the engine speed ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ over time is taken into account.
  • a preferred embodiment of the method is characterized in that the engine torque is limited by an engagement torque ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , 9 ⁇ ⁇ , which depends on an inertial moment J Mot or on an engine side of the friction clutch.
  • Jutotor is the mass moment of inertia of the mass moved on the motor side of the friction clutch.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the engagement torque ⁇ ⁇ 9 ⁇ «is limited in dependence on an offset moment Moprset, which is determined according to the following formula: rad
  • J ⁇ ⁇ corresponds to the moment of inertia on the motor side of the clutch
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the engagement torque M E ingnfr is limited in dependence on a maximum allowable friction power Pumit.
  • the maximum allowed friction power P order it depends on the clutch torque and / or the slip occurring.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the engagement torque M Eing nff is determined according to the following formula: p
  • M corresponds to the limit of limiting engine engagement torque and P Limil corresponds to the permitted maximum friction power.
  • ⁇ a & Msip ⁇ corresponds to the slip speed at the clutch in Rad per second.
  • J Moior corresponds to the moment of inertia on the motor side of the clutch and
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the maximum friction power P Limi t k is multiplied by a correction factor that caused by errors in the engine torque and / or clutch torque taken into account. By the correction factor k, the allowed maximum friction power P L
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the engine torque when starting, especially when starting on the mountain, by the engagement torque Bll handle is limited.
  • the friction is indirectly reduced by a suitable reduction of the engine torque, while at the same time the highest possible driving comfort and high vehicle availability.
  • the inventive method is a strategy for protecting an automated friction clutch, which is arranged in the drive train of a motor vehicle between an internal combustion engine and a transmission.
  • registered in the friction clutch friction to protect the clutch from overload should be reduced.
  • Prerequisite is a specified maximum friction, a known slip speed (difference between engine and transmission input speed) on the clutch to be protected and the possibility of a torque-limiting engine engagement on the drive motor.
  • the registered friction corresponds to: rad
  • the clutch torque In order to limit the registered friction power, the clutch torque must be limited depending on the clutch slip according to the above formula. Since at the same time the clutch slip is to be reduced or the engine speed should be adjusted to a certain value at the same time, in general, the engine torque must be limited by a corresponding intervention. This results in a constant engine speed and the corresponding clutch torque. If the engine speed increases or decreases in strict compliance with the power limitation, an additional offset for the engagement torque results after:
  • J mol corresponds to the moment of inertia on the motor side of the coupling dm
  • M i engagement corresponds to the limiting engine intervention and P Umit the dusted maximum friction.
  • Clutch torque control which uses the engine torque as a reference variable, are usually already implemented, the pure engine intervention benefits in terms of control effort.
  • a big advantage of the engine torque limitation is also that the engine torque in phases with (large) clutch slip has no direct effect on the acceleration of the vehicle, since the torque on the drive train is generated here essentially only by the clutch torque. The engine torque then only affects the engine speed curve.
  • a correction factor k can be determined with the larger
  • the process according to the invention preferably takes place in dual-clutch projects
  • the method may be part of a delivery strategy in clutch control software for automated clutches.
  • the method is mainly needed to protect against misuse in starting situations, for example, when the driver presses the accelerator pedal with fast forward rolling vehicle with engaged forward gear.
  • the method can generally be used in all slippery driving situations.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Reibungskupplung, die in einem Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet ist, wobei ein von dem Verbrennungsmotor abgegebenes Motormoment in Abhängigkeit von einem an der Reibungskupplung auftretenden Kupplungsschlupf geregelt wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Motormoment durch ein Eingriffsmoment MEingriff begrenzt wird, das von einer gewünschten Veränderung einer Motordrehzahl ωMotor,soll abhängt.

Description

Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Reibungskupplung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Reibungskupplung, die in einem Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet ist, wobei ein von dem Verbrennungsmotor abgegebenes Motormoment in Abhängigkeit von einem an der Reibungskupplung auftretenden Kupplungsschlupf geregelt wird.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 014 467 A1 ist ein Verfahren zur
Steuerung einer automatisierten Reibungskupplung in einem Antriebsstrang zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe bekannt, bei dem das Motormoment des Verbren- γ
nungsmotors in Abhängigkeit von einem an der Reibungskupplung auftretenden Schlupf geregelt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Komfort und/oder die Verfügbarkeit einer automatisierten Reibungskupplung, die in einem Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet ist, wobei ein von dem Verbrennungsmotor abgegebenes Motormoment in Abhängigkeit von einem an der Reibungskupplung auftretenden Kupplungsschlupf geregelt wird, weiter zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Reibungskupplung, die in einem Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet ist, wobei ein von dem Verbrennungsmotor abgegebenes Motormoment in Abhängigkeit von einem an der Reibungskupplung auftretenden Kupplungsschlupf geregelt wird, dadurch gelöst, dass das Motormoment durch ein Eingriffsmoment Eingriff begrenzt wird, das von einer gewünschten Veränderung einer Motordrehzahl u>M0tor,__ii abhängt. Die Motordrehzahl ü or,soii Soll zum Beispiel unter Einhaltung einer Begrenzung einer in die Reibungskupplung eingetragenen Reibleistung ansteigen oder abfallen. In dem Eingriffsmoment MEjr,griff wird die Veränderung der Motordrehzahl ωΜοιΟΓιεοΐι über der Zeit berücksichtigt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Motormoment durch ein Eingriffsmoment ΜΕΙΓ,9ΠΓΤ begrenzt wird, das von einem Trägheitsmoment JMotor auf einer Motorseite der Reibungskupplung abhängt. Bei dem Trägheitsmoment Jutotor handelt es sich um das Massenträgheitsmoment der auf der Motorseite der Reibungskupplung bewegten Masse.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsmoment ΜΕΪΠ9Π« in Abhängigkeit von einem Offsetmoment Moprset begrenzt wird, das nach der folgenden Formel ermittelt wird: rad
Figure imgf000003_0001
Dabei entspricht J^^dem Trägheitsmoment auf der Motorseite der Kupplung und
dco M> otor, soll
der gewünschten Motordrehzahlstergung.
dt
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsmoment MEingnfr in Abhängigkeit von einer erlaubten maximalen Reibleistung Pumit begrenzt wird. Die erlaubte maximale Reibleistung PUmit hängt vom Kupplungsmoment und/oder vom auftretenden Schlupf ab.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsmoment MEingnff nach der folgenden Formel ermittelt wird: p
M ■* Limit [W] Moior^soU rad
Eingriff [Nm] = + J Motor
dt
ω S,chlupf ]
Dabei entspricht MEingriJf derr\ begrenzenden Motoreingriffsmoment und PLimil der erlaubten maximalen Reibleistung. <a&Msip{ entspricht der Schlupfdrehzahl an der Kupplung in Rad pro Sekunde. J Moior entspricht dem Trägheitsmoment auf der Motorseite der Kupplung und
— ΜαΙΟΓ^°1ί der gewünschten Motordrehzahlsteigung.
dt Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die maximalen Reibleistung PLimit mit einem Korrekturfaktor k multipliziert wird, der Un- genauigkeiten im Motormoment und/oder Kupplungsmoment berücksichtigt. Durch den Korrekturfaktor k wird die erlaubte maximale Reibleistung PL|mK modifiziert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturfaktor k nach der folgenden Formel ermittelt wird:
Figure imgf000004_0001
Durch die Aufintegration der Kupplungsmomente beziehungsweise der Motormomente plus dem dynamischen Massenträgheitsanteil kann zum Beispiel währende eines Anfahrvorgangs berechnet werden, ob es größere Abweichungen gibt, die eine Korrektur der erlaubten maximalen Reibleistung Pumit erforderlich machen. Mit dem Korrekturfaktor k kann die erlaubte o- der zulässige maximale Reibleistung PUmrt minimiert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Motormoment beim Anfahren, insbesondere beim Anfahren am Berg, durch das Eingriffsmoment Bllgriff begrenzt wird. Dabei wird die Reibleistung indirekt durch eine passende Reduzierung des Motormoments reduziert, und zwar bei gleichzeitig möglichst hohem Fahrkomfort und hoher Fahrzeugverfügbarkeit.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um eine Strategie zum Schutz einer automatisierten Reibungskupplung, die im Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet ist. Dabei soll die in die Reibungskupplung eingetragene Reibleistung zum Schutz der Kupplung vor Überlast reduziert werden. Voraussetzung ist eine spezifizierte maximale Reibleistung, eine bekannte Schlupfdrehzahl (Differenz zwischen Motor- und Getriebeeingangsdrehzahl) an der zu schützenden Kupplung und die Möglichkeit eines momentenbegrenzenden Motoreingriffs am Antriebsmotor. Die eingetragene Reibleistung entspricht: rad
P[w] = M[Nm]- Schlupf
s
Dabei entspricht P der Reibleistung in Watt, M dem Kupplungsmoment in Newtonmeter, und der Schlupfdrehzahl an der Kupplung in Rad pro Sekunde.
Um die eingetragene Reibleistung zu begrenzen, muss das Kupplungsmoment in Abhängigkeit vom Kupplungsschlupf nach obiger Formel begrenzt werden. Da in der Regel gleichzeitig der Kupplungsschlupf reduziert werden soll beziehungsweise die Motordrehzahl auf einen bestimmten Wert eingeregelt werden soll, muss dazu im Allgemeinen das Motormoment durch einen entsprechenden Eingriff begrenzt werden. Damit ergibt sich für eine konstante Motordrehzahl auch das entsprechende Kupplungsmoment. Soll die Motordrehzahl unter strikter Einhaltung der Leistungsbegrenzung ansteigen oder abfallen, ergibt sich ein zusätzlicher Offset für das Eingriffsmoment nach:
Figure imgf000005_0001
Dabei entspricht J Mol„ dem Trägheitsmoment auf der Motorseite der Kupplung dm
und der gewünschten Motordrehzahlsteigung.
dt
Der begrenzende Motoreingriff ergibt sich damit zu:
Figure imgf000005_0002
Dabei entspricht Mi Eingriff dem begrenzenden Motoreingriff und PUmit der ertaubten maximalen Reibleistung.
Durch eine übliche Regelung der Kupplungsansteuerung ergibt sich damit indirekt auch das gewünschte begrenzte Kupplungsmoment, ohne direkt in die Kupplungsmomentenregelung eingreifen zu müssen, die in der Regel auf ein komfortables Verhalten abgestimmt ist. Die tatsächliche Reibleistung ist damit also noch abhängig von der Regelung, die das Kupplungsmoment vorgibt.
Sollen auch kurzzeitige Abweichungen von der maximalen Reibleistung vermieden werden, muss auch das Kupplungsmoment direkt begrenzt werden. Eine direkte Begrenzung des Kupplungsmoments hat allerdings in der Regel Komforteinbußen zur Folge, die durch umständliche Filterungen vermieden werden sollten. Da derartige Filterungen durch eine
Kupplungsmomentenregelung, die das Motormoment als Führungsgröße verwendet, meist schon implementiert sind, hat der reine Motoreingriff Vorteile in Hinsicht auf den Regelungsaufwand.
Da es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um eine Schutzstrategie handelt, die im Normalfall keinen Einfluss hat, ist ein geringer Aufwand wünschenswert. Ein großer Vorteil der Motormomentenbegrenzung ist auch, dass das Motormoment in Phasen mit (großem) Kupplungsschlupf keine direkte Auswirkung auf die Beschleunigung des Fahrzeugs hat, da hier das Moment am Antriebstrang im Wesentlichen nur durch das Kupplungsmoment erzeugt wird. Das Motormoment hat dann nur Auswirkungen auf den Motordrehzahlverlauf.
Bedingt durch Ungenauigkeiten im Motormoment / Kupplungsmoment kann es notwendig sein, die Leistungsgrenze zu modifizieren. Durch beispielsweise eine Aufintegration von Kupplungsmomenten beziehungsweise Motormomenten plus den dynamischen Massenträgheitsanteil kann während einer Anfahrt berechnet werden, ob es größere Abweichungen gibt.
So kann beispielsweise ein Korrekturfaktor k bestimmt werden, mit dem bei größeren
Abweichungen die Leistungsgrenze PUmii korrigiert wird:
Figure imgf000006_0001
Mit diesem Korrekturfaktor kann die zulässige Reibleistung minimiert werden, wenn erkannt wird, dass die Kupplungsmomente größer als die effektiven Motormomente sind.
So kann sichergestellt werden, dass die zulässige Reibleistung nicht überschritten wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet vorzugsweise in Doppelkupplungsprojekten
Anwendung. Das Verfahren kann zum Beispiel Teil einer Ku plungsstrategie in einer Kupp- lungssteuerungssoftware für automatisierte Kupplungen sein. Dabei wird das Verfahren hauptsächlich zum Schutz vor Missbrauch in Anfahrsituationen benötigt, beispielsweise wenn der Fahrer bei schnell rückwärts rollendem Fahrzeug mit eingelegtem Vorwärtsgang das Fahrpedal betätigt. Das Verfahren kann aber allgemein in allen Fahrsituationen mit Schlupf angewendet werden.
Es wird eine Möglichkeit aufgezeigt, die Forderung nach einer maximal zulässigen
Reibleistung an einer (Anfahr-)Kupplung in einer automatisierten Kupplungssteuerung mit wenig Aufwand und großem Nutzen in einer bereits vorhandenen Kupplungssteuerung umzusetzen. Eine wesentliche Idee ist dabei, die Reibieistung indirekt durch eine passende Reduzierung des Motormoments zu reduzieren bei gleichzeitig möglichst hohem Fahrkomfort und hoher Fahrzeugverfügbarkeit.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Reibungskupplung, die in einem Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet ist, wobei ein von dem Verbrennungsmotor abgegebenes Motormoment in Abhängigkeit von einem an der Reibungskupplung auftretenden Kupplungsschlupf geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Motormoment durch ein Eingriffsmoment MEingriff begrenzt wird, das von einer gewünschten Veränderung einer Motordrehzahl üiMotor.soii abhängt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Motormoment durch ein Eingriffsmoment MEingriff begrenzt wird, das von einem Trägheitsmoment JMotor auf einer Motorseite der Reibungskupplung abhängt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsmoment MEingriff in Abhängigkeit von einem Offsetmoment MOffset begrenzt wird, das nach der folgenden Formel ermittelt wird:
Figure imgf000008_0001
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsmoment MEingriff in Abhängigkeit von einer maximalen Reibleistung PLi- mit begrenzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsmoment MEingriff nach der folgenden Formel ermittelt wird: da>. rad
M Eingo »] rad dt
'Schlupf Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximalen Reibleistung PLimit mit einem Korrekturfaktor k multipliziert wird, der Ungenauigkeiten im Motormoment und/oder Kupplungsmoment berücksichtigt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturfaktor k nach der folgenden Formel ermittelt wird:
Figure imgf000009_0001
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Motormoment beim Anfahren, insbesondere beim Anfahren am Berg, durch das Eingriffsmoment MEingriff begrenzt wird.
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