WO2012139546A1 - Verfahren zur adaption von parametern einer kupplung - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method having the features according to the preamble of claim 1.
  • the invention serves to determine the adaptive parameters of a hydrostatic clutch system at the belt end.
  • Hydrostatic clutch systems are designed with a clutch actuator having a pressure sensor, this is shown for example in Figure 1, in DE 10 2010 047 800 A1 and DE 10 2010 047 801 A1.
  • the clutch actuator is a so-called hydrostatic clutch actuator HCA (Hydrostatic Clutch Actuator).
  • HCA Hydrostatic Clutch Actuator
  • Under such a hydrostatic actuator is an actuator with a hydrostatic transmission path, for example, a pressure line with hydraulic fluid to understand. The pressure in the pressure line is detected by the pressure sensor.
  • hydraulic fluid is moved in the transmission path or the pressure line, for example caused by a piston in a master cylinder, which moves a piston in a slave cylinder coupled by the hydraulic fluid. If the element is to hold its position, the hydraulic fluid in the transmission path rests so that there is a hydrostatic state of the hydraulic fluid that gives its name to this actuator.
  • Touch point clutch position at which a given small moment (e.g.
  • leaf spring force with the coupling open (snubb hole in the hydraulic section closed, however)
  • position-pressure curve and path-pressure curve and the two terms position-force curve and path-force curve are used interchangeably in this document.
  • path or position refer to the Aktorweg along which, the clutch moving part of the actuator - for example, a piston in the master cylinder - moves.
  • German patent application DE 10 2011 081 195 does not describe the learning process for the above-mentioned adaptive parameters with sufficient accuracy.
  • other adaptive parameters whose learning process is not described in the German patent application DE 10 2011 081 195.8. Al! E Coupling parameters must be determined during commissioning at the end of the belt (vehicle or test stand) or in the best possible service so that they can be stored in the EEprom memory for further use during driving.
  • a method for adapting parameters of a clutch of a dual-clutch transmission system which is a hydrostatic
  • Clutch actuator having a pressure sensor, provided in a motor vehicle. According to the invention, it is provided that the following steps are carried out:
  • the parameter adaptation can also take place without a transmission test bench.
  • the adaptation of the parameters during initial commissioning of the dual clutch transmission system and / or recommissioning of the dual clutch transmission system and / or commissioning of the vehicle and / or the decommissioning of the Vehicle is carried out in particular in the wake and / or while driving the vehicle, the parameters "base pressure hysteresis”, “pressure-pressure hysteresis”, “touch point”, “stiffness”, “form factors”, “leaf spring force preload” are.
  • the clutch is retracted to a predetermined threshold value of the pressure and is then fully driven up again and / or that the clutch is driven up to a predetermined threshold value of the pressure and then completely closed again.
  • a path-pressure characteristic curve of the clutch is determined from the detected pressure curve, and that from the determined path-pressure curve a Weg-Eingurkraft- characteristic of the clutch is determined and that in the Position range of the Weg- Eingurkraft characteristic in which the clutch is operated in the region of the clearance and still does not transmit torque, an approximation is performed with a straight line representing a Weg leaf spring force characteristic, wherein from the Weg leaf spring force characteristic of the parameter "Leaf spring force preload" as the function value of the straight line at a position where the clutch is completely open and no torque is transmitted and the piston in the slave cylinder has passed the sniffer opening in the direction of the clutch closing, so that no connection of the pressure medium to the expansion tank is detected.
  • a path-pressure curve for closing the clutch and a path-pressure curve for opening the clutch at predetermined position support points where then path-pressure value pairs be present and that the parameter "basic pressure hysteresis" as an average of the differences of the path-pressure curve for closing and the path-pressure curve for opening at the position support points, which are in a position range in which the path Pressure curves have a gradient that is smaller than a predetermined minimum gradient threshold is determined.
  • the parameter "pressure-pressure hysteresis" as differences of the value of the path-pressure curve for closing and the value of the path-pressure characteristic for the opening, with maximum actuator position in the direction of coupling Close, is determined.
  • a clamping force characteristic of the clutch is determined by subtracting the determined path leaf spring force characteristic of the clutch from the determined path-Einschkraft- characteristic of the clutch.
  • the parameter "touch point position" is determined by interpolation of the determined clamping force characteristic for a given contact point force, wherein upon specification of a Tast Vietnamesemoments a conversion into a corresponding force occurs.
  • the clamping force characteristic of the coupling is displaced in the position direction such that the predetermined position on the position axis corresponding to the touch point corresponds to the determined parameter "touch point position" and at position reference points at which path-pressure value pairs in each case the quotient of two force values is determined, wherein in each case one force value is determined as interpolation of the determined clamping force characteristic and respectively the second force value as interpolation of the shifted clamping force characteristic and wherein the value of the quotient respectively a parameter of "preliminary form factors" is.
  • the parameter "rigidity” is determined as the mean value from the determined parameters of the "preliminary form factors”. In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the parameters "final shape factors” are determined from the parameters "preliminary shape factors” by subtracting the parameter "rigidity”.
  • a scaling factor is additionally taken into account when determining the parameters.
  • the relationship between the clamping force of the clutch and the torque which can be transmitted by the clutch is detected by means of a torque signal during commissioning or in the subsequent operation of the clutch.
  • Figure 1 shows a schematic structure of a hydrostatic coupling system
  • FIG. 3 Modeling: Travel-pressure characteristic with pressure hysteresis
  • FIG. 4 Identification of the adaptive parameters of the pressure hysteresis
  • FIG. 1 schematically shows the structure of a hydraulic coupling system 1 using the example of a hydraulic, hydrostatic clutch actuator (HCA), which is known from the prior art and shown schematically.
  • HCA hydraulic, hydrostatic clutch actuator
  • the hydraulic clutch system 1 comprises on the Encoder 15 a control unit 2, which drives an actuator 3. At a
  • the volume of the cylinder 4 is changed, whereby a pressure P is built up in the cylinder 4, via a pressure medium 7 via a hydraulic line 9 to the slave side 16 of the hydraulic clutch system 1 is transmitted.
  • the hydraulic line 9 is adapted with respect to its length and shape of the installation space situation of the vehicle.
  • On the slave side 16 causes the pressure P of the pressure means 7 in a cylinder 4 'a path change, which is transmitted to a clutch 8 to actuate this.
  • the pressure P in the cylinder 4 on the encoder side 15 of the hydraulic clutch system 1 can be determined by means of a first sensor 5.
  • the first sensor 5 is preferably a pressure sensor.
  • the path traveled by the actuator 3 along the Aktorweges is determined by means of a second sensor 6.
  • hydrostatic coupling system can be determined by suitable methods. This will be explained below.
  • a finite number (eg 20) of path-pressure value pairs 230, 240 stored.
  • fixed path values or path differences can be specified for determination.
  • the specification of fixed pressure values or pressure differences is conceivable.
  • the path-pressure curves 210, 220 have large gradient changes, a combination of path and pressure specification or path difference and pressure difference specification is advantageous. For example, a new path-pressure value pair is saved if either the path has changed by 1 mm or the pressure has changed by 1 bar.
  • the path-pressure characteristic curve 210, 220 is well represented by the finite number of value pairs 230, 240, as shown in FIG.
  • the path-pressure curves 230, 240 are stored in separate data arrays.
  • Basic force hysteresis Represents a parallel displacement of the displacement-force characteristic in the direction of force as a function of the actuator movement direction.
  • Force-force hysteresis Additional displacement of the force-displacement curve in the direction of force as a function of the given force. This can be achieved at higher forces a larger hysteresis width.
  • Step 1 Determination of the pressure hysteresis (see FIG. 4)
  • the measured pressure hysteresis results from the difference between the path-pressure curves 230, 240 for closing and opening the clutch.
  • the base pressure hysteresis 440, 420 can be determined by averaging.
  • the pressure-pressure hysteresis 430 can be determined by linear approximation.
  • the adaptive parameter of the pressure-pressure hysteresis 450 corresponds to the value at maximum actuator position ⁇ see FIG. 4).
  • the current pressure hysteresis value results from the sum of basic pressure hysteresis 420 and current pressure-pressure hysteresis 430.
  • the pressure-pressure hysteresis increases from zero at the touch point to the adaptive parameter of the pressure-pressure hysteresis at maximum actuator position, preferably linearly.
  • Step 2 Determining the touch point
  • the determination of the clamping force characteristic 530 is carried out according to the German patent application DE 10 2011 081 195 as follows.
  • the path-pressure curve 210 in FIG. 2 shows a typical hysteresis, which is undesirable for the determination of the clamping force characteristic 530. Therefore, in a first step, the path-pressure curve 210 is approximated by a unique assignment, such as a mean-fit approximation so that a mean pressure curve is obtained.
  • the mean pressure characteristic is converted by multiplication with the surface of the slave piston 19 of the clutch actuator into an engagement force FEngage 510 (FIG. 5) of the clutch.
  • the result is a similar curve as the path-force characteristic curve, as shown by the path-pressure curve 210.
  • the further procedure is analogous to the method with the path-pressure curve 210.
  • the path-force characteristic curve is therefore approximated by a unique assignment, such as by the mean-fit approximation described above, so that a course analogous to Figure 5, namely, the engagement force FEngage 510 of the clutch as a function of the clutch position 550 results.
  • a characteristic 510 of the engagement force FEngage of the clutch as a function of the clutch position 550 has resulted both with a pressure sensor and with a force sensor.
  • the further procedure can be identical in both cases.
  • the force sensor used may be integrated, for example, in the clutch actuator, or located between the clutch actuator and clutch, so in particular between clutch actuator and pressure plate of the clutch are, for example, as a separate component for detecting the transmitted from the actuator to the clutch force.
  • the further procedure therefore consists in separating FEngage 510 into a leaf spring force FLeafSpring 520 and the clamping force FCIamp. 530. This process is illustrated with reference to FIG.
  • the engagement force 510 has a very low gradient. This range can be approximated by a straight line 520 (leaf spring force FLeafSpring 520 in FIG. 5).
  • the pitch and the value of the leaf spring force preload as the adaptive parameter Blattfederkraftvorlast the function value of the straight line 520 results in a position at which the clutch is fully open and the piston 19 in the slave cylinder 4, the sniffer opening 18 in the direction of clutch closing over. has drive, so there is no connection of the pressure medium 7 to the expansion tank 17.
  • the clamping force curve 530 is obtained by subtracting the leaf spring force curve 520 from the engagement force curve 510. The result is illustrated by the clamping force characteristic (FCIamp curve) 530 in FIG.
  • the touch point position is now obtained by interpolation of the clamping force characteristic 530 for a given contact point force. If, on the other hand, a touch point torque-for example 5 Nm-is specified, then this must first be converted into a touch-point force.
  • Step 3 Determination of the preliminary form factors
  • the nominal clamping force characteristic (standard clamping force characteristic curve for the respective coupling without adjustments) stored in the control unit is shifted in the position direction such that the touch point corresponds to the previously determined value.
  • force values are subsequently determined by interpolation of the measured, above-determined clamping force characteristic curve 530. The quotients of these force values and the corresponding forces of the nominal clamping force characteristic give the provisional form factors.
  • the stiffness is the ratio of the slopes of the measured clamping force characteristic and the nominal clamping force characteristic.
  • Step 5 Determine the final form factors
  • the final form factors are derived from the preliminary form factors by subtracting from them the previously calculated average. Due to the integer arithmetic a scaling factor is optionally considered.
  • the method is not limited to being performed only at the end of the tape.
  • a regular implementation would also be advantageous while driving, especially before driving (but reduces the availability) or immediately after the ride (in the wake).
  • Basic pressure hysteresis + pressure-pressure hysteresis clutch closing Basic pressure hysteresis + pressure-pressure hysteresis: opening the clutch Pressure hysteresis measured

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Abstract

Verfahren zur Adaption von Parametern einer Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebesystems, welches einen hydrostatischen Kupplungsaktor mit einem Drucksensor aufweist, in einem Kraftfahrzeug.

Description

Verfahren zur Adaption von Parametern einer Kupplung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung dient der Ermittlung der Adaptivparameter eines hydrostatischen Kupplungssystems am Bandende.
Insbesondere wird durch die vorliegende Erfindung die Adaption von Parametern einer Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebes mit einem hydrostatischen Kupplungssystem beschrieben. Hydrostatische Kupplungssysteme sind mit einer Kupplungsaktorik ausgeführt, die einen Drucksensor aufweist, dies ist beispielsweise in Figur 1 , in der DE 10 2010 047 800 A1 sowie der DE 10 2010 047 801 A1 dargestellt. Bei der Kupplungsaktorik handelt es sich um einen so genannten hydrostatischen Kupplungsaktor HCA (Hydrostatic Clutch Actuator). Unter einem derartigen Hydrostataktor ist ein Aktor mit einer hydrostatischen Übertragungsstrecke, beispielsweise einer Druckleitung mit Hydraulikflüssigkeit, zu verstehen. Der Druck in der Druckleitung wird durch den Drucksensor erfasst. Soll durch den Hydrostataktor ein damit verbundenes Element bewegt werden, wird in der Übertragungsstrecke bzw. der Druckleitung Hydraulikflüssigkeit bewegt, beispielsweise verursacht durch einen Kolben in einem Geberzylinder, der einen Kolben in einem Nehmerzylinder, gekoppelt durch die Hydraulikflüssigkeit, bewegt. Soll das Element seine Position halten, so ruht die Hydraulikflüssigkeit in der Übertragungsstrecke, sodass ein hydrostatischer Zustand der Hydraulikflüssigkeit, der diesem Aktor seinen Namen gibt, vorliegt.
Üblicherweise ist die Inbetriebnahme von Doppelkupplungsgetrieben - wie sie beispielsweise in der DE 10 2010 012 756 A1 dargestellt ist - aufwendig und erfolgt mit Hilfe von Momentensignalen. Voraussetzung für die vollständige Inbetriebnahme ist im Allgemeinen ein Getriebeprüfstand oder Rollenprüfstand, wodurch hohe Kosten entstehen. Daneben besteht eine Abhängigkeit von der Genauigkeit externer Momentensignale.
|Bestätigungskopie| Das von einer Kupplung übertragbare Drehmoment hängt insbesondere von der Weg-Klemmkraft-Kennlinie ab. Wie eine derartige Weg-Klemmkraft-Kennlinie mit Hilfe eines Drucksensorsignals bei der Inbetriebnahme gelernt werden kann, ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2011 081 195 beschrieben.
Die Modellierung der Weg-Klemmkraft-Kennltnie basiert auf einer einfachen nominellen Weg-Kraft-Kennlinie, die über die folgenden Parameter charakterisiert wird:
Tastpunkt: Kupplungsposition, bei der ein vorgegebenes kleines Moment (z.B.
5Nm) oder dessen Kräfteäquivalent übertragen werden kann.
Steifigkeit: Skalierungsfaktor, mit dem die Steigung der Weg-Klemmkraft-
Kennlinie verändert werden kann.
- Formfaktoren: Skalierungsfaktoren, mit denen die Kraftwerte an den Weg-
Stützstellen oberhalb des Tastpunkts verändert werden können.
- Blattfederkraftvorlast: Blattfederkraft bei geöffneter Kupplung (Schnüffelbohrung in der hydraulischen Strecke jedoch geschlossen)
Das Ermitteln dieser Adaptivparameter am Bandende ermöglicht bereits bei der Erstnutzung eine hohe Momentengenauigkeit und somit einen hohen Fahrkomfort. Um diesen über Lebensdauer aufrecht zu erhalten, werden die oben aufgeführten Adaptivparameter auch im Fahrbetrieb durch Algorithmen für beide Kupplungen adaptiert.
Die beiden Begriffe Position-Druck-Kennlinie sowie Weg-Druck-Kennlinie und die beiden Begriffe Position-Kraft-Kennlinie sowie Weg-Kraft-Kennlinie werden im Rahmen dieser Schrift synonym verwendet. Die Begriffe Weg oder Position beziehen sich auf den Aktorweg entlang dem sich der, die Kupplung bewegende Teil des Aktors - beispielsweise ein Kolben im Geberzylinder - bewegt.
Die oben erwähnte deutsche Patentanmeldung DE 10 2011 081 195 beschreibt den Lernvorgang für die oben aufgeführten Adaptivparameter allerdings nicht hinreichend genau. Zudem existieren weitere Adaptivparameter, deren Lernvorgang in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2011 081 195.8 nicht beschrieben ist. Al!e Kupplungsparameter müssen während der Inbetriebnahme am Bandende (Fahrzeug oder Prüfstand) oder im Service bestmöglich ermittelt werden, damit diese im EEprom Speicher für die weitere Verwendung im Fahrbetrieb abgelegt werden können.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Adaption von Kupplungsparametern eines Doppelkupplungsgetriebes anzugeben, das kostengünstig in der Anwendung ist, und vorzugsweise ohne einen Getriebeprüfstand o- der Rollenprüfstand auskommt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Adaption von Parametern einer Kupplung eines Doppelkupplungsgetriebesystems, welches einen hydrostatischen
Kupplungsaktor mit einem Drucksensor aufweist, in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Erfinddungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass folgende Schritte ausgeführt werden:
- Schließen und/oder Öffnen der Kupplung,
- Erfassen eines Druckverlaufs mittels des Drucksensors sowie der Position der Kupplung während dem Schließen und/oder Öffnen der Kupplung,
- Adaption der Parameter für die Kupplung aus dem Druckverlauf und
- Verwenden der adaptierten Parameter im anschließenden Betrieb der Kupplung.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Parameteradaption auch ohne einen Getriebeprüfstand erfolgen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Adaption der Parameter bei Erstinbetriebnahme des Doppelkupplungsgetriebesystems und/oder Wiederinbetriebnahme des Doppelkupplungsgetriebesystems und/oder bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs und/oder beim Stilllegen des Fahrzeugs insbesondere im Nachlauf und/oder während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs durchgeführt wird, wobei die Parameter„Basis-Druckhysterese", „Druck-Druckhysterese",„Tastpunkt",„Steifigkeit",„Formfaktoren",„Blattfederkraft- vorlast" sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplung bis zu einem vorgegebenen Schwellenwert des Drucks zugefahren wird und anschließend wieder vollständig aufgefahren wird und/oder dass die Kupplung bis zu einem vorgegebenen Schwellenwert des Drucks aufgefahren wird und anschließend wieder vollständig zugefahren wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aus dem erfassten Druckverlauf eine Weg-Druck-Kennlinie der Kupplung ermittelt wird, und dass aus der ermittelten Weg-Druck-Kennlinie eine Weg-Einrückkraft- Kennlinie der Kupplung bestimmt wird und dass in dem Positionsbereich der Weg- Einrückkraft-Kennlinie in dem die Kupplung im Bereich des Lüftspiels betrieben wird und noch kein Drehmoment überträgt, eine Approximation mit einer Geraden durchgeführt wird, die eine Weg-Blattfederkraft-Kennlinie darstellt, wobei aus der Weg-Blattfederkraft-Kennlinie der Parameter„Blattfederkraftvorlast" als Funktionswert der Geraden an einer Position an der die Kupplung vollständig geöffnet ist und kein Drehmoment überträgt und der Kolben im Nehmerzylinder die Schnüffelöffnung in Richtung Kupplung Schließen überfahren hat, sodass keine Verbindung des Druckmittels zum Ausgleichsbehälter besteht, ermittelt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aus dem erfassten Druckverlauf eine Weg-Druck-Kennlinie für das Schließen der Kupplung und eine Weg-Druck-Kennlinie für das Öffnen der Kupplung an vorgegebenen Positionsstützstellen, an denen dann Weg-Druck-Wertepaare vorliegen ermittelt werden und dass der Parameter„Basis-Druckhysterese" als Mittelwert aus den Differenzen der Weg-Druck-Kennlinie für das Schließen und der Weg-Druck- Kennlinie für das Öffnen an den Positionsstützstellen, die in einem Positionsbereich liegen in dem die Weg-Druck-Kennlinien einen Gradienten aufweisen, der kleiner als ein vorgegebener Minimal-Gradienten-Schwellenwert ist, ermittelt wird. ln einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Parameter„Druck-Druckhysterese" als Differenzen des Werts der Weg-Druck- Kennlinie für das Schließen und des Werts der Weg-Druck-Kennlinie für das Öffnen, bei maximaler Aktorposition in Richtung Kupplung Schließen, ermittelt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Klemmkraftkennlinie der Kupplung durch Subtraktion der ermittelten Weg- Blattfederkraft-Kennlinie der Kupplung von der ermittelten Weg-Einrückkraft- Kennlinie der Kupplung ermittelt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Parameter„Tastpunktposition" durch Interpolation der ermittelten Klemmkraftkennlinie für eine vorgegebene Tastpunktkraft ermittelt wird, wobei bei Vorgabe eines Tastpunktmoments eine Umrechnung in eine dazu korrespondierende Kraft erfolgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Klemmkraftkennlinie der Kupplung derart in Positionsrichtung verschoben wird, dass die den Tastpunkt kennzeichnende, vorgegebene Position auf der Positionsachse dem ermittelten Parameter„Tastpunktposition" entspricht und wobei an Positionsstützstellen an denen Weg-Druck-Wertepaare vorliegen und die oberhalb der Tastpunktposition in Richtung Kupplung Schließen liegen, jeweils der Quotient aus zwei Kraftwerten ermittelt wird, wobei jeweils der eine Kraftwert als Interpolation der ermittelten Klemmkraftkennlinie und jeweils der zweite Kraftwert als Interpolation der verschobenen Klemmkraftkennlinie ermittelt wird und wobei der Wert des Quotienten jeweils ein Parameter der„vorläufige Formfaktoren" ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Parameter„Steifigkeit" als der Mittelwert aus den ermittelten Parametern der „vorläufigen Formfaktoren" ermittelt wird. ln einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Parameter„endgültige Formfaktoren" aus den Parametern„vorläufige Formfaktoren" durch Subtraktion des Parameters„Steifigkeit" ermittelt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass bei der Ermittlung der Parameter zusätzlich ein Skalierungsfaktor berücksichtigt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zusammenhang zwischen der Klemmkraft der Kupplung und dem durch die Kupplung übertragbaren Drehmoment mittels eines Momentensignals während der Inbetriebnahme oder im anschließenden Betrieb der Kupplung erfasst wird.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung.
Figur 1 schematischer Aufbau eines hydrostatischen Kupplungssystems
Figur 2 Weg-Druck-Kennlinie
Figur 3 Modellierung: Weg-Druck-Kennlinie mit Druckhysterese
Figur 4 Identifikation der Adaptivparameter der Druckhysterese
Figur 5 Ermittlung der Klemmkraftkennlinie
In Figur 1 ist schematisch der Aufbau eines hydraulischen Kupplungssystems 1 am Beispiel eines dem Stand der Technik bekannten, schematisch dargestellten hydraulischen, hydrostatischen Kupplungsaktors (HCA) dargestellt. Diese schematische Darstellung zeigt nur den Aufbau zur Betätigung einer der zwei Kupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes, die Betätigung der zweiten
Kupplung erfolgt analog. Das hydraulische Kupplungssystem 1 umfasst auf der Geberseite 15 ein Steuergerät 2, das einen Aktor 3 ansteuert. Bei einer
Lageveränderung des Aktors 3 und des Kolbens 19 im Zylinder 4 entlang des Aktorweges nach rechts wird das Volumen des Zylinders 4 verändert, wodurch ein Druck P in dem Zylinder 4 aufgebaut wird, der über ein Druckmittel 7 über eine Hydraulikleitung 9 zur Nehmerseite 16 des hydraulischen Kupplungssystems 1 übertragen wird. Die Hydraulikleitung 9 ist bezüglich ihrer Länge und Form der Bauraumsituation des Fahrzeugs angepasst. Auf der Nehmerseite 16 verursacht der Druck P des Druckmittels 7 in einem Zylinder 4' eine Wegänderung, die auf eine Kupplung 8 übertragen wird um diese zu betätigen. Der Druck P in dem Zylinder 4 auf der Geberseite 15 des hydraulischen Kupplungssystems 1 kann mittels eines ersten Sensors 5 ermittelt werden. Bei dem ersten Sensor 5 handelt es sich bevorzugt um einen Drucksensor. Die von dem Aktor 3 zurückgelegte Wegstrecke entlang des Aktorweges wird mittels eines zweiten Sensors 6 ermittelt.
Beim einmaligen Schließen/Öffnen der Kupplung werden in geeigneter Weise Messdaten aufgenommen, anhand derer die Adaptivparameter des
hydrostatischen Kupplungssystems durch geeignete Verfahren bestimmt werden können. Dies wird im Folgenden ausgeführt.
Phase 1 :
Ermitteln der Weg-Druck-Kennlinien beim Schließen/Öffnen der Kupplung:
Aus Speicherplatzgründen wird beim Schließen/Öffnen der Kupplung eine endliche Anzahl (z.B. 20) an Weg-Druck-Wertepaaren 230, 240 gespeichert. Zur Ermittlung können beispielsweise festen Wegwerte oder Wegdifferenzen vorgegeben werden. Ebenso ist auch die Vorgabe von festen Druckwerten oder Druckdifferenzen denkbar. Da die Weg-Druck-Kennlinien 210, 220 jedoch starke Gradientenänderungen aufweisen, ist eine Kombination aus Weg- und Druckvorgabe bzw. Wegdifferenzen- und Druckdifferenzenvorgabe vorteilhaft. Beispielsweise wird ein neues Weg- Druck-Wertepaar gespeichert, wenn sich entweder der Weg um 1 mm geändert hat oder aber der Druck um 1 bar. Somit wird der Weg-Druck-Kennlinienverlauf 210, 220 durch die endliche Anzahl an Wertepaaren 230, 240 gut abgebildet, wie Figur 2 zu entnehmen ist. Für das Schließen und Öffnen werden die Weg-Druck-Kennlinien 230, 240 in getrennten Datenarrays gespeichert.
Vorteilhaft ist es, nicht direkt die Weg- und Drucksignale 210 abzuspeichern, sondern diese leicht zu filtern 220 (z.B. PT1 -Filter) und - obigem Vorgehen folgend - dann die gefilterten Werte 230, 240 abzuspeichern wie ebenfalls Figur 2 zu entnehmen ist.
Phase 2:
Auswertung der ermittelten Weg-Druck-Kennlinien 230, 240 und Bestimmung der Kupplungsparameter:
Neben den oben aufgeführten Ada tivparametern Tastpunkt, Steifigkeit, Formfaktoren sowie Blattfederkraftvorlast müssen weitere Adaptivparameter bestimmt werden. Das Weg-Kraft-Verhalten ist in realen Systemen abhängig von der Aktorbewegungsrichtung (Öffnen/Schließen), die Weg-Kraft-Kennlinie weist daher eine Hysterese auf. Ein einfaches Hysteresemodell ergibt sich durch folgende zwei Faktoren:
Basis-Krafthysterese: Stellt eine Parallelverschiebung der Weg-Kraft-Kennlinie in Kraftrichtung in Abhängigkeit der Aktorbewegungsrichtung dar.
Kraft-Krafthysterese: Zusätzliche Verschiebung der Weg-Kraft-Kennlinie in Kraftrichtung in Abhängigkeit von der gegebenen Kraft. Damit kann bei höheren Kräften eine größere Hysteresebreite erzielt werden.
Statt der Verwendung von Kräften können im Hysteresemodell auch direkt Drücke verwendet werden. Als Adaptivparameter erhält man somit: Basis-Druckhysterese, Druck-Druckhysterese. Dies ist in Figur 3 dargestellt.
Schritt 1 : Ermittlung der Druckhysterese (siehe Figur 4) Die gemessene Druckhysterese ergibt sich aus der Differenz der Weg-Druck- Kennlinien 230, 240 für Schließen und Öffnen der Kupplung. Aus den Werten bei kleinen Aktorwegen kann die Basis-Druckhysterese 440, 420 durch Mittelung bestimmt werden. Aus den Werten bei mittleren und großen Aktorwegen kann die Druck-Druckhysterese 430 durch lineare Approximation bestimmt werden. Der A- daptivparameter der Druck-Druckhysterese 450 entspricht dem Wert bei maximaler Aktorposition {siehe Figur 4)
Im Fahrbetrieb ergibt sich der aktuelle Druckhysteresewert aus der Summe von Basis-Druckhysterese 420 und aktueller Druck-Druckhysterese 430. Dabei steigt die Druck-Druckhysterese von Null beim Tastpunkt bis auf den Adaptivparameter der Druck-Druckhysterese bei maximaler Aktorposition vorzugsweise linear an.
Schritt 2: Ermittlung des Tastpunkts
Die Ermittlung einer Klemmkraftkennlinie 530 erfolgt gemäß der oben erwähnte deutsche Patentanmeldung DE 10 2011 081 195 - siehe dazu auch Figur 5 der vorliegenden Schrift.
Die Ermittlung der Klemmkraftkennlinie 530 wird gemäß der deutsche Patentanmeldung DE 10 2011 081 195 wie folgt durchgeführt.
Die Weg-Druck-Kennlinie 210 in Figur 2 zeigt eine typische Hysterese, die für die Bestimmung der Klemmkraftkennlinie 530 unerwünscht ist. Daher wird in einem ersten Schritt die Weg-Druck-Kennlinie 210 durch eine eindeutige Zuordnung approximiert, wie beispielsweise eine Mean-Fit-Approximation sodass sich eine mittlere Druckkennlinie ergibt.
Im nächsten Schritt wird die mittlere Druckkennlinie durch Multiplikation mit der Fläche des Nehmerkolbens 19 der Kupplungsaktorik in eine Einrückkraft FEngage 510 (Figur 5) der Kupplung umgerechnet. Dabei wird deutlich, dass auch im Bereich kleiner Kupplungspositionen, bei denen die Kupplung noch keinerlei Moment überträgt, eine Einrückkraft aufgebracht werden muss. Diese Kraft resultiert aus Federelementen - üblicherweise Blattfedern -, die zum sicheren Trennen von Kupplungsscheibe und Anpressplatten in der Kupplung angebracht werden. Um ein Moment an der Kupplung zu übertragen, müssen zunächst die Anpressplatten der Kupplung gegen die Blattfederkräfte FLeafSpring aufeinander zu bewegt werden, sodass ein Kontakt mit der Kupplungsscheibe erfolgt. Erst ab diesem Punkt kann eine Klemmkraft 530 und damit eine Reibmoment zwischen Kupplungsscheibe und Anpressplatten aufgebaut werden.
Wird anstatt eines Drucksensors ein Kraftsensor verwandt ergibt sich als Weg- Kraft-Kennlinie ein ähnlicher Kurvenverlauf wie ihn die Weg-Druck-Kennlinie 210 zeigt. Das weitere Vorgehen ist analog dem Verfahren mit der Weg-Druck- Kennlinie 210. Die Weg-Kraft-Kennlinie wird also durch eine eindeutige Zuordnung approximiert, wie beispielsweise durch die oben beschriebenen Mean-Fit- Approximation, sodass sich ein Verlauf analog Figur 5, nämlich die Einrückkraft FEngage 510 der Kupplung als Funktion der Kupplungsposition 550 ergibt. Auf diese Weise hat sich eine Kennlinie 510 der Einrückkraft FEngage der Kupplung als Funktion der Kupplungsposition 550 sowohl mit einem Drucksensor wie mit einem Kraftsensor ergeben. Das weitere Verfahren kann in beiden Fällen identisch erfolgen. Der verwendete Kraftsensor kann beispielsweise in den Kupplungsaktor integriert sein, oder sich zwischen Kupplungsaktor und Kupplung befinden, sich also insbesondere zwischen Kupplungsaktor und Anpressplatte der Kupplung befinden beispielsweise als separates Bauteil zur Erfassung der vom Aktor auf die Kupplung übertragenen Kraft.
Das weitere Vorgehen besteht daher im Auftrennen von FEngage 510 in eine Blattfederkraft FLeafSpring 520 sowie die Klemmkraft FCIamp. 530. Dieser Vorgang wird anhand von Figur 5 verdeutlicht.
Solange die Kupplung im Bereich des Lüftspiels betrieben wird, weist die Einrückkraft 510 einen sehr geringen Gradienten auf. Dieser Bereich kann durch eine Gerade 520 approximiert werden (Blattfederkraft FLeafSpring 520 in Figur 5).
Als Kenngrößen der Blattfeder-Geraden 520 ergibt sich die Steigung sowie als A- daptivparameter Blattfederkraftvorlast der Funktionswert der Geraden 520 an einer Position an der die Kupplung vollständig geöffnet ist und der Kolben 19 im Nehmerzylinder 4 die Schnüffelöffnung 18 in Richtung Kupplung Schließen über- fahren hat, sodass keine Verbindung des Druckmittels 7 zum Ausgleichsbehälter 17 besteht.
Nach diesen Vorarbeiten erhält man die Klemmkraftkurve 530 durch Subtraktion der Blattfederkraftkurve 520 von der Einrückkraftkurve 510. Das Resultat wird durch die Klemmkraftkennlinie (FCIamp-Kurve) 530 in Figur 5 verdeutlicht.
Die Tastpunktposition ergibt sich nun durch Interpolation der Klemmkraftkennlinie 530 für eine vorgegebene Tastpunktkraft. Wird dagegen ein Tastpunktmoment - beispielsweise 5 Nm - vorgegeben, so muss dieses zunächst in eine Tastpunktkraft umgerechnet werden.
Schritt 3: Ermittlung der vorläufigen Formfaktoren
Zunächst wird die im Steuergerät hinterlegte nominelle Klemmkraftkennlinie (Stan- dard-Klemmkraftkennlinie für die jeweilige Kupplung ohne Anpassungen) derart in Positionsrichtung verschoben, dass der Tastpunkt dem zuvor ermittelten Wert entspricht. Für die Positionsstützstellen oberhalb des Tastpunkts werden nachfolgend durch Interpolation der gemessenen, oben ermittelten Klemmkraftkennlinie 530 Kraftwerte ermittelt. Die Quotienten aus diesen Kraftwerten und den zugehörigen Kräften der nominellen Klemmkraftkennlinie ergeben die vorläufigen Formfaktoren.
Schritt 4: Ermittlung der Steifigkeit
Prinzipiell ist die Steifigkeit das Verhältnis aus den Steigungen der gemessenen Klemmkraftkennlinie und der nominellen Klemmkraftkennlinie.
Dieses ergibt sich direkt als Mittelwert der vorläufigen Formfaktoren. Aufgrund der Integerarithmetik wird wahlweise noch ein Skalierungsfaktor berücksichtigt.
Schritt 5: Ermittlung der endgültigen Formfaktoren Die endgültigen Formfaktoren ergeben sich aus den vorläufigen Formfaktoren, indem von diesen der zuvor berechnete Mittelwert abgezogen wird. Aufgrund der Integerarithmetik wird wahlweise noch ein Skalierungsfaktor berücksichtigt.
Das Verfahren ist nicht darauf beschränkt, nur am Bandende durchgeführt zu werden. Vorteilhaft wäre eine regelmäßige Durchführung auch im Fahrbetrieb, insbesondere vor der Fahrt (reduziert jedoch die Verfügbarkeit) oder unmittelbar nach der Fahrt (im Nachlauf).
Vorgeschlagen wird also ein Verfahren zur Ermittlung der Adaptivparameter eines hydrostatischen Kupplungssystems am Bandende durch Schließen/Öffnen der Kupplung und Auswertung der sich ergebenden Druck-Weg-Kennlinie.
Bezuqszeichenliste Hydraulisches Kupplungssystem
Steuergerät
Aktor
Zylinder
erster Sensor
zweiter Sensor
Druckmittel
Kupplung
Hydraulikleitung
Weg-Druck-Kennlinie
Geberseite
Nehmerseite
Ausgleichsbehälter
Schnüffelöffnung
Kolben Weg-Druck-Kennlinie
gefilterte Weg-Druck-Kennlinie
Weg-Druck-Wertepaare: Schließen der Kupplung
Weg-Druck-Wertepaare: Öffnen der Kupplung Basis-Druckhysterese: Schließen der Kupplung
Basis-Druckhysterese: Öffnen der Kupplung
Basis-Druckhysterese + Druck-Druckhysterese: Schließen der Kupplung Basis-Druckhysterese + Druck-Druckhysterese: Öffnen der Kupplung Druckhysterese gemessen
Basis-Druckhysterese
Druck-Druckhysterese
Adaptivparameter der Basis-Druckhysterese
Adaptivparameter der Druck-Druckhysterese 510 FEngage: Einrückkraft der Kupplung
520 FLeafSpring: Blattfederkraft
530 FCIamp: Klemmkraft
540 FCIutch: Kräfte an der Kupplung
550 LCIutch: Kupplungsaktorposition

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Adaption von Parametern einer Kupplung (8) eines Doppeikupplungsgetriebesystems, welches einen hydrostatischen Kupplungsaktor (1) mit einem Drucksensor (5) aufweist, in einem Kraftfahrzeug dadurch gekennzeichnet, dass folgende Schritte ausgeführt werden:
- Schließen und/oder Öffnen der Kupplung (8),
- Erfassen eines Druckverlaufs (210, 220, 230, 240) mittels des Drucksensors (5) sowie der Position der Kupplung (8) während dem Schließen und/oder öffnen der Kupplung (8),
- Adaption der Parameter für die Kupplung (8) aus dem Druckverlauf (210, 220, 230, 240) und
- Verwenden der adaptierten Parameter im anschließenden Betrieb der Kupplung (8).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption der Parameter bei Erstinbetriebnahme des Doppeikupplungsgetriebesystems und/oder Wiederinbetriebnahme des Doppeikupplungsgetriebesystems und/oder bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs und/oder beim Stilllegen des Fahrzeugs insbesondere im Nachlauf und/oder während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs durchgeführt wird, wobei die Parameter„Basis-Druckhysterese",„Druck-Druckhysterese",„Tastpunkt",„Steifigkeit", „Formfaktoren",„Blattfederkraftvorlast" sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung bis zu einem vorgegebenen Schwellenwert des Drucks zugefahren wird und anschließend wieder vollständig aufgefahren wird und/oder dass die Kupplung bis zu einem vorgegebenen Schwellenwert des Drucks aufgefahren wird und anschließend wieder vollständig zugefahren wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem erfassten Druckverlauf eine Weg-Druck-Kennlinie (210, 220, 230, 240) der Kupplung ermittelt wird, und dass aus der ermittelten Weg-Druck-Kennlinie (210, 220, 230, 240) eine Weg-Einrückkraft-Kennlinie (510) der Kupplung bestimmt wird und dass in dem Positionsbereich der Weg-Einrückkraft-Kennlinie (510) in dem die Kupplung im Bereich des Lüftspiels betrieben wird und noch kein Drehmoment überträgt, eine Approximation mit einer Geraden (520) durchgeführt wird, die eine Weg-Blattfederkraft-Kennlinie (520) darstellt, wobei aus der Weg-Blattfederkraft-Kennlinie (520) der Parameter„Blatt- federkraftvorlast" als Funktionswert der Geraden (520) an einer Position an der die Kupplung vollständig geöffnet ist und kein Drehmoment überträgt und der Kolben (19) im Nehmerzylinder (4) die Schnüffelöffnung ( 8) in Richtung Kupplung Schließen überfahren hat, sodass keine Verbindung des Druckmittels (7) zum Ausgleichsbehälter (17) besteht, ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem erfassten Druckverlauf eine Weg-Druck-Kennlinie (230) für das Schließen der Kupplung und eine Weg-Druck-Kennlinie (240) für das Öffnen der Kupplung an vorgegebenen Positionsstützstellen, an denen dann Weg-Druck-Wertepaare (230,240) vorliegen ermittelt werden und dass der Parameter„Basis-Druckhysterese" (440) als Mittelwert aus den Differenzen der Weg-Druck-Kennlinie (230) für das Schließen und der Weg- Druck-Kennlinie (240) für das Öffnen an den Positionsstützstellen (230,240), die in einem Positionsbereich liegen in dem die Weg-Druck-Kennlinien (210, 220, 230, 240) einen Gradienten aufweisen, der kleiner als ein vorgegebener Minimai-Gradienten- Schwellenwert ist, ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter„Druck- Druckhysterese" (450) als Differenzen des Werts der Weg-Druck-Kennlinie (230) für das Schließen und des Werts der Weg-Druck-Kennlinie (240) für das Öffnen, bei maximaler Aktorposition in Richtung Kupplung Schließen, ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klemmkraftkennlinie (530) der Kupplung durch Subtraktion der ermittelten Weg- Blattfederkraft-Kennlinie (520) der Kupplung von der ermittelten Weg-Einrückkraft- Kennlinie der Kupplung (510) ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter„Tastpunktposition" durch Interpolation der ermittelten Klemmkraftkennlinie (530) für eine vorgegebene Tastpunktkraft ermittelt wird, wobei bei Vorgabe eines Tastpunktmoments eine Umrechnung in eine dazu korrespondierende Kraft erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Klemmkraftkennlinie (530) der Kupplung derart in Positionsrichtung verschoben wird, dass die den Tastpunkt kennzeichnende, vorgegebene Position auf der Positionsach- se dem ermittelten Parameter„Tastpunktposition" entspricht und wobei an Positionsstützstellen an denen Weg-Druck-Wertepaare (230,240) vorliegen und die oberhalb der Tastpunktposition in Richtung Kupplung Schließen liegen, jeweils der Quotient aus zwei Kraftwerten ermittelt wird, wobei jeweils der eine Kraftwert als Interpolation der ermittelten Klemmkraflkennlinie (530) und jeweils der zweite Kraftwert als Interpolation der verschobenen Klemmkraftkennlinie ermittelt wird und wobei der Wert des Quotienten jeweils ein Parameter der„vorläufige Formfaktoren" ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter„Steifigkeit" als der Mittelwert aus den ermittelten Parametern der„vorläufigen Formfaktoren" ermittelt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter„endgültige Formfaktoren" aus den Parametern„vorläufige Formfaktoren" durch Subtraktion des Parameters„Steifigkeit" ermittelt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Parameter zusätzlich ein Skalierungsfaktor berücksichtigt wird.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusammenhang zwischen der Klemmkraft der Kupplung und dem durch die Kupplung übertragbaren Drehmoment mittels eines Momentensignals während der Inbetriebnahme oder im anschließenden Betrieb der Kupplung erfasst wird.
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