WO2013000450A1 - Verfahren zur steuerung einer doppelkupplung in einem doppelkupplungsgetriebe - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a dual clutch, each with a between a crankshaft of an engine torque providing internal combustion engine and a transmission input shaft of a partial drive train of a dual clutch transmission arranged friction clutch and a control device for automated actuation of the friction clutches by means of clutch actuators, which with respect to a transmitted via the friction clutches by means of a be controlled by a predetermined clutch desired torque on the basis of a clutch characteristic with adaptable touch point and adaptable friction value predetermined control variable, wherein during a change of torque transmission from a partial drive train with a closed first friction clutch on the other with open second friction clutch both friction clutches in a crossover circuit transmit a coupling part torque.
  • Dual-clutch transmissions are well known from series applications and have two output side associated partial drive trains with at least one shiftable gear, which are each independently connectable by means of a friction clutch of a dual clutch with a crankshaft of an internal combustion engine.
  • a friction clutch of a dual clutch with a crankshaft of an internal combustion engine.
  • a shift between two gears takes place by means of a so-called overlapping circuit of the friction clutch, in which both friction clutches simultaneously transmit torque, wherein the active, "outgoing" friction clutch is opened and the activated "coming” friction clutch of Operagnasstrangs with the new gear to be increasingly closed.
  • DE 103 08 692 A1 shows, for example, corresponding control method of a dual-clutch transmission or a double clutch.
  • the two friction clutches of the double clutch are each of a
  • Clutch actuator actuated, wherein by means of a clutch characteristic, a relationship between a to be transmitted via the friction clutch clutch desired torque and a corresponding manipulated variable of the clutch actuator, for example, a clutch or Aktorweg corresponding voltage signal for an electric motor is produced.
  • CONFIRMATION COPY Of long-term effects such as wear and short-term influences such as clutch temperature, friction value changes and the like, the relationship between clutch desired torque and control variable is continuously changed, so that to maintain an acceptable comfort of the clutch function, the characteristic is continuously adapted as adapted.
  • a characteristic adaptation takes place by determining two interpolation points of the clutch characteristic, namely the touch point at which the friction clutch is just beginning to transmit moment and the coefficient of friction, the friction coefficient of the friction linings, their temperature relationship, other temperature influences such as Topfung of coupling parts and the like includes.
  • the determination of the Tast Vietnameses can be done with open, ie inactive friction clutch, while the coefficient of friction is preferably closed or slipping friction clutch, for example, by a known stable engine torque and a known slip of the friction clutch are evaluated.
  • the coefficient of friction of the characteristic curve of the inactive friction clutch can not be adapted without loss of comfort by application of the friction clutch.
  • the object of the invention is the development of a controller for a dual clutch of a dual clutch transmission.
  • the object is achieved by a method for controlling a dual clutch, each with a arranged between a crankshaft of an engine torque engine and a transmission input shaft of a partial drive train of a dual clutch transmission friction clutch and a control device for automated actuation of the friction clutches by means of clutch actuators, which with respect to a transmitted via the friction clutches, means one controlled by a predetermined clutch desired torque on the basis of a clutch characteristic with adaptable touch point and adaptable friction value control variable, solved, wherein transferred during a change of torque transmission from a partial drive train with a closed first friction clutch on the other with open second friction clutch both friction clutches in a cross-over a coupling part torque , before a crossover circuit of Reibw ert the first friction clutch and the touch point of the second friction clutch are adapted and during an overlap tion circuit is adapted while maintaining the adaptation of the coefficient of friction of the first friction clutch, the friction coefficient of the second friction clutch.
  • the adaptation of the coefficient of friction of the second friction clutch depends on exceeding a predetermined threshold of a first confidence measure of the first and falling below a threshold second confidence measure of the second friction clutch.
  • the measure of confidence of the first friction clutch can be classified as lying above the threshold, for example, after a long drive with the active first friction clutch a reliable friction value adaptation is present, because the coefficient of friction at least once adapted or the coefficient of friction was recognized as correct and therefore not to adapt , If an error occurs in the transmission of the partial torques transmitted via the friction clutches during a crossover circuit, then this can be exclusively allocated to the second friction clutch and compensated accordingly by adaptation.
  • an error of an adaptation of the coefficient of friction of the second friction clutch before its adaptation during the overlapping shift can be corrected by a correction of the manipulated variable of the first friction clutch.
  • the second friction clutch can be classified as trustworthy and with a second confidence measure above the threshold, which makes an adaptation unnecessary, for example, if a time interval since an adaptation of the coefficient of friction at the last activation of the friction clutch is less than a predetermined time threshold. This can be provided, for example, for train trains that follow each other in quick succession.
  • error probabilities of the adaptations of the coefficients of friction of both friction clutches can be determined by means of the confidence intervals and feedback variables of the friction values can be determined on the basis of the Bayes theorem.
  • the proposed method is preferably used in train upshift and / or overrun downshifts, since here the adaptation of the coefficients of friction of the second friction clutch due to a small slip of the first friction clutch sufficient can be done exactly and therefore the properties of the characteristic defining properties against high slip with, for example, occurring thermal changes in a better way than constant or compared to the last adaptation can be assumed as unchanged.
  • the adaptation of the friction coefficient of the second friction clutch before the engine torque engagement may be terminated to eliminate additional influences of changing engine torque in the allocation of friction characteristics and their compensation during the overlap circuit.
  • a torque error of the engine torque intervention by means of an application of the Bayestheorems be compensated.
  • This shows the diagram 1 in the form of the partial diagrams I to III over the time t during an overlap circuit in a train upshift.
  • the solid curves in each case show the signal curves of the internal combustion engine, the curves shown in dashed lines, the waveforms of the first, initially active friction clutch and the dotted curves represent the waveforms of the second, initially inactive friction clutch.
  • Partial diagram I shows the speed curves, part diagram II the torque curves and part diagram III the error probability curves.
  • the first friction clutch is placed in a slip state with low slip at constant engine torque, so that information of the slip of the first friction clutch and the engine torque of the friction coefficient of the first friction clutch can be assigned a high confidence level and therefore low probability of error.
  • the coefficient of friction of the second, open friction clutch has not been adapted for a long time, so that their error probability correspondingly high - here equal to 1 - is assumed.
  • the touch point of the second friction clutch can be determined before t1 by lightly applying the second friction clutch and waiting for a speed change of the associated transmission input shaft when not in gear.
  • the clutch torque at the first friction clutch is reduced and increased at the second friction clutch.
  • the Reibwertadaption the second friction clutch can be continued to verify, for example, before the time t3 Reibwertaptaption or to be corrected so that the error probability of the second friction clutch further decreases.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Doppelkupplung mit jeweils einer zwischen einer Kurbelwelle einer ein Motormoment bereitstellenden Brennkraftmaschine und einer Getriebeeingangswelle eines Teilantriebsstrangs eines Doppelkupplungsgetriebes angeordneten Reibungskupplung sowie einer Steuereinrichtung zur automatisierten Betätigung der Reibungskupplungen mittels Kupplungsaktoren, welche bezüglich eines über die Reibungskupplungen übertragenen, mittels einer von einem vorgegebenen Kupplungssollmoment anhand einer Kupplungskennlinie mit adaptierbarem Tastpunkt und adaptierbarem Reibwert vorgegebenen Steuergröße gesteuert werden, wobei während eines Wechsels einer Momentenübertragung von einem Teilantriebsstrang mit einer geschlossenen ersten Reibungskupplung auf den anderen mit offener zweiter Reibungskupplung beide Reibungskupplungen in einer Überschneidungsschaltung ein Kupplungsteilmoment übertragen. Um die Zuordnung der Kupplungssollmomente zu den Steuergrößen der Reibungskupplung über die Kupplungskennlinien frühest möglich zu erzielen, werden vor einer Überschneidungsschaltung der Reibwert der ersten Reibungskupplung und der Tastpunkt der zweiten Reibungskupplung und während einer Überschneidungsschaltung unter Konstanthaltung der Adaption des Reibwerts der ersten Reibungskupplung der Reibwert der zweiten Reibungskupplung adaptiert.

Description

VERFAHREN ZUR STEUERUNG EINER DOPPELKUPPLUNG IN EINEM
DOPPELKUPPLUNGSGETRIEBE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Doppelkupplung mit jeweils einer zwischen einer Kurbelwelle einer ein Motormoment bereitstellenden Brennkraftmaschine und einer Getriebeeingangswelle eines Teilantriebsstrangs eines Doppelkupplungsgetriebes angeordneten Reibungskupplung sowie einer Steuereinrichtung zur automatisierten Betätigung der Reibungskupplungen mittels Kupplungsaktoren, welche bezüglich eines über die Reibungskupplungen übertragenen, mittels einer von einem vorgegebenen Kupplungssollmoment anhand einer Kupplungskennlinie mit adaptierbarem Tastpunkt und adaptierbarem Reibwert vorgegebenen Steuergröße gesteuert werden, wobei während eines Wechsels einer Momentenübertragung von einem Teilantriebsstrang mit einer geschlossenen ersten Reibungskupplung auf den anderen mit offener zweiter Reibungskupplung beide Reibungskupplungen in einer Überschneidungsschaltung ein Kupplungsteilmoment übertragen.
Doppelkupplungsgetriebe sind aus Serienanwendungen hinreichend bekannt und weisen zwei ausgangsseitig vereinigte Teilantriebsstränge mit zumindest einem schaltbaren Gang auf, die jeweils mittels einer Reibungskupplung einer Doppelkupplung mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine unabhängig voneinander verbindbar sind. Hierdurch kann bei einer geschlossenen Reibungskupplung und eingelegtem Gang eines Teilantriebsstrangs das Motormoment auf die Antriebsräder übertragen werden, während in dem anderen Teilantriebsstrang der nächste Gang eingelegt wird. Eine Schaltung zwischen zwei Gängen erfolgt mittels einer sogenannten Überschneidungsschaltung der Reibungskupplung, bei der beide Reibungskupplungen gleichzeitig Moment übertragen, wobei die aktive,„gehende" Reibungskupplung geöffnet und die zu aktivierende„kommende" Reibungskupplung des Teiläntriebsstrangs mit dem neu einzulegenden Gang zunehmend geschlossen wird. Die DE 103 08 692 A1 zeigt hierzu beispielsweise entsprechende Steuerverfahren eines Doppelkupplungsgetriebes beziehungsweise einer Doppelkupplung.
Die beiden Reibungskupplungen der Doppelkupplung werden dabei jeweils von einem
Kupplungsaktor betätigt, wobei mittels einer Kupplungskennlinie ein Zusammenhang zwischen einem über die Reibungskupplung zu übertragenden Kupplungssollmoment und einer entsprechenden Stellgröße des Kupplungsaktors, beispielsweise ein einem Kupplungs- oder Aktorweg entsprechendes Spannungssignal für einen Elektromotor hergestellt wird. Infolge
BESTÄTIGUNGSKOPIE von Langzeitwirkungen wie Verschleiß und kurzzeitigen Einflüssen wie Kupplungstemperatur, Reibwertänderungen und dergleichen wird der Zusammenhang von Kupplungssollmoment und Stellgröße laufend verändert, so dass zur Aufrechterhaltung eines akzeptablen Komforts der Kupplungsfunktion die Kennlinie laufend angepasst wie adaptiert wird. Bevorzugt erfolgt eine derartige Kennlinienadaption durch Ermittlung zweier Stützpunkte der Kupplungskennlinie, nämlich dem Tastpunkt, an dem die Reibungskupplung gerade beginnt Moment zu übertragen und dem Reibwert, der als Steigungswert der Kennlinie den Reibwert der Reibbeläge, deren Temperaturzusammenhang, andere Temperatureinflüsse wie Topfung von Kupplungsteilen und dergleichen beinhaltet.
Die Ermittlung des Tastpunkts kann bei offener, also inaktiver Reibungskupplung erfolgen, während der Reibwert bevorzugt bei geschlossener oder schlupfender Reibungskupplung erfolgt, indem beispielsweise ein bekanntes stabiles Motormoment und ein bekannter Schlupf der Reibungskupplung ausgewertet werden. In typischen Fahrsituationen einer aktiven Reibungskupplung mit bezüglich ihres Reibwerts ausreichend adaptierter Kennlinie kann der Reibwert der Kennlinie der inaktiven Reibungskupplung nicht ohne Komforteinbußen durch Anlegen der Reibungskupplung adaptiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Steuerung für eine Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung einer Doppelkupplung mit jeweils einer zwischen einer Kurbelwelle einer ein Motormoment bereitstellenden Brennkraftmaschine und einer Getriebeeingangswelle eines Teilantriebsstrangs eines Doppelkupplungsgetriebes angeordneten Reibungskupplung sowie einer Steuereinrichtung zur automatisierten Betätigung der Reibungskupplungen mittels Kupplungsaktoren, welche bezüglich eines über die Reibungskupplungen übertragenen, mittels einer von einem vorgegebenen Kupplungssollmoment anhand einer Kupplungskennlinie mit adaptierbarem Tastpunkt und adaptierbarem Reibwert vorgegebenen Steuergröße gesteuert werden, gelöst, wobei während eines Wechsels einer Momentenübertragung von einem Teilantriebsstrang mit einer geschlossenen ersten Reibungskupplung auf den anderen mit offener zweiter Reibungskupplung beide Reibungskupplungen in einer Überschneidungsschaltung ein Kupplungsteilmoment übertragen, vor einer Überschneidungsschaltung der Reibwert der ersten Reibungskupplung und der Tastpunkt der zweiten Reibungskupplung adaptiert werden und während einer Überschnei- dungsschaltung unter Konstanthaltung der Adaption des Reibwerts der ersten Reibungskupplung der Reibwert der zweiten Reibungskupplung adaptiert wird.
Um einerseits das Vertrauen in eine korrekt adaptierte erste Reibungskupplung und die Notwendigkeit einer Adaption der zweiten Reibungskupplung einschätzen zu können, erfolgt bevorzugt die Adaption des Reibwerts der zweiten Reibungskupplung abhängig von einem Überschreiten einer vorgegebenen Schwelle eines ersten Vertrauensmaßes der ersten und bei einem Unterschreiten einer Schwelle eines zweiten Vertrauensmaßes der zweiten Reibungskupplung. Das Vertrauensmaß der ersten Reibungskupplung kann dabei als über der Schwelle liegend eingestuft werden, wenn beispielsweise nach einer längeren Fahrt mit der aktiven ersten Reibungskupplung ein verlässlicher Reibwert Adaption vorliegt, weil der Reibwert zumindest einmalig adaptiert beziehungsweise der Reibwert als korrekt und daher nicht zu adaptieren erkannt wurde. Tritt ein Fehler in der Übertragung des der über die Reibungskupplungen aufgeteilt übertragenen Teilmomente während einer Überschneidungsschaltung auf, kann dieser ausschließlich der zweiten Reibungskupplung zugeordnet und durch Adaption entsprechend kompensiert werden. Alternativ kann ein Fehler einer Adaption des Reibwerts der zweiten Reibungskupplung vor dessen Adaption während der Überschneidungsschaltung durch eine Korrektur der Stellgröße der ersten Reibungskupplung korrigiert werden.
Die zweite Reibungskupplung kann als vertrauenswürdig und mit einem zweiten Vertrauensmaß oberhalb der Schwelle, die eine Adaption unnötig macht, eingestuft werden, wenn beispielsweise ein Zeitintervall seit einer Adaption des Reibwerts bei der letzten Aktivierung der Reibungskupplung kleiner als eine vorgegebene Zeitschwelle ist. Diese kann beispielsweise für kurz hintereinander folgende Zug-Hochschaltungen vorgesehen sein.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel können mittels der Vertrauensbereiche Fehlerwahrscheinlichkeiten der Adaptionen der Reibwerte beider Reibungskupplungen ermittelt werden und Rückführgrößen der Reibwerte anhand des Bayestheorems ermittelt werden. Zur Ausbildung von Rückführgrößen in einem Antriebsstrang und deren Wichtung wird auf die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung Nr. 10 2010 035 799.5 verwiesen.
Das vorgeschlagene Verfahren wird bevorzugt bei Zug-Hochschaltung und/oder Schub- Rückschaltungen angewendet, da hier die Adaption der Reibwerte der zweiten Reibungskupplung infolge eines geringen Schlupfs der ersten Reibungskupplung ausreichend genau erfolgen kann und daher die Eigenschaften der die Kennlinie festlegenden Eigenschaften gegenüber hohem Schlupf mit beispielsweise auftretenden thermischen Änderungen in besserer Weise als konstant beziehungsweise gegenüber der letzten Adaption als unverändert angenommen werden können.
Gemäß dem erfinderischen Gedanken kann bei einem Motormomenteneingriff unmittelbar nach einer Überschneidungsschaltung die Adaption des Reibwerts der zweiten Reibungskupplung vor dem Motormomenteneingriff beendet werden, um zusätzliche Einflüsse eines sich ändernden Motormoments bei der Zuordnung der Reibeigenschaften und deren Kompensation während der Überschneidungsschaltung auszuschließen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Momentenfehler des Motormomenteingriffs mittels einer Anwendung des Bayestheorems kompensiert werden.
Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt das Diagramm 1 in Form der Teildiagramme I bis III über die Zeit t während einer Überschneidungsschaltung bei einer Zug-Hochschaltung. Hierbei zeigen die durchgezogenen Kurven jeweils die Signalverläufe der Brennkraftmaschine, die gestrichelt dargestellten Kurven die Signalverläufe der ersten, anfangs aktiven Reibungskupplung und die gepunktet dargestellten Kurven die Signalverläufe der zweiten, anfangs inaktiven Reibungskupplung. Teildiagramm I zeigt die Drehzahlverläufe, Teildiagramm II die Momentenverläufe und Teildiagramm III die Fehlerwahrscheinlichkeitsverläufe.
Im Zeitpunkt t1 wird die erste Reibungskupplung in einen Schlupfzustand mit geringem Schlupf bei konstantem Motormoment versetzt, so dass aus Informationen des Schlupfs der ersten Reibungskupplung und des Motormoments der Reibwert der ersten Reibungskupplung mit einem hohen Vertrauensmaß und daher geringer Fehlerwahrscheinlichkeit belegt werden kann. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Reibwert der zweiten, offenen Reibungskupplung seit längerer Zeit nicht mehr adaptiert, so dass deren Fehlerwahrscheinlichkeit entsprechend hoch - hier gleich 1 - angenommen wird. Der Tastpunkt der zweiten Reibungskupplung kann vor t1 durch leichtes Anlegen der zweiten Reibungskupplung und Abwarten einer Drehzahländerung der zugehörigen Getriebeeingangswelle bei nicht eingelegtem Gang ermittelt werden. Zu Beginn der Überschneidungsschaltung zum Zeitpunkt t2 wird das Kupplungsmoment an der ersten Reibungskupplung verringert und an der zweiten Reibungskupplung erhöht. Aus dem bekannten, noch konstanten Motormoment und aus dem Schlupf der vertrauenswürdigen ersten Reibungskupplung wird ein gegebenenfalls vorhandener Fehler ermittelt und sofort adaptiert, so dass die Fehlerwahrscheinlichkeit der zweiten Reibungskupplung abnimmt. Zum Zeitpunkt t3 findet ein Momenteneingriff an der Brennkraftmaschine statt, die zu einem hoch dynamischen Momentenverlauf mit hoher Fehlerwahrscheinlichkeit führt. In diesem Überschneidungsbereich zwischen den Zeitpunkten t3, t4 wird daher eine Reibwertadaption ausgesetzt. Anschließend kann bei Zeiten t größer als Zeitpunkt t4, bei dem die Überschneidungsschaltung abgeschlossen ist und die zweite Reibungskupplung das Motormoment überträgt und die erste Reibungskupplung geöffnet ist, die Reibwertadaption der zweiten Reibungskupplung fortgesetzt werden, um beispielsweise die vor dem Zeitpunkt t3 durchgeführte Reibwertadaption zu verifizieren oder zu korrigieren, so dass die Fehlerwahrscheinlichkeit der zweiten Reibungskupplung weiter sinkt.
Bezuqszeichenliste
1 Diagramm
I Teildiagramm
II Teildiagramm
III Teildiagramm
t Zeit
t1 Zeitpunkt
t2 Zeitpunkt
t3 Zeitpunkt
t4 Zeitpunkt

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer Doppelkupplung mit jeweils einer zwischen einer Kurbelwelle einer ein Motormoment bereitstellenden Brennkraftmaschine und einer Getriebeeingangswelle eines Teilantriebsstrangs eines Doppelkupplungsgetriebes angeordneten Reibungskupplung sowie einer Steuereinrichtung zur automatisierten Betätigung der Reibungskupplungen mittels Kupplungsaktoren, welche bezüglich eines über die Reibungskupplung übertragenen, mittels einer von einem vorgegebenen Kupplungssollmoment anhand einer Kupplungskennlinie mit adaptierbarem Tastpunkt und adaptierbarem Reibwert vorgegebenen Steuergröße gesteuert werden, wobei während eines Wechsels einer Momentenübertragung von einem Teilantriebsstrang mit einer geschlossenen ersten Reibungskupplung auf den anderen mit offener zweiter Reibungskupplung beide Reibungskupplungen in einer Überschneidungsschaltung ein Kupplungsteilmoment übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Überschneidungsschaltung der Reibwert der ersten Reibungskupplung und der Tastpunkt der zweiten Reibungskupplung adaptiert werden und während einer Überschneidungsschaltung unter Konstanthaltung der Adaption des Reibwerts der ersten Reibungskupplung der Reibwert der zweiten Reibungskupplung adaptiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption des Reibwerts der zweiten Reibungskupplung abhängig von einem Überschreiten einer vorgegebenen Schwelle eines ersten Vertrauensmaßes der ersten und bei einem Unterschreiten einer Schwelle eines zweiten Vertrauensmaßes der zweiten Reibungskupplung erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle des ersten Vertrauensmaßes als überschritten erkannt wird, wenn während einer aktiven Phase der ersten Reibungskupplung der Reibwert zumindest einmal adaptiert wurde.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle des zweiten Vertrauensmaßes als überschritten erkannt wird, wenn ein Zeitintervall seit einer Adaption des Reibwerts bei der letzten Aktivierung der Reibungskupplung kleiner als eine vorgegebene Zeitschwelle ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Vertrauensbereiche Fehlerwahrscheinlichkeiten der Adaptionen der Reibwerte bei der Reibungskupplung ermittelt werden und Rückführgrößen der Reibwerte anhand des Bayestheorems ermittelt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einer Zug-Hochschaltung angewendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei Schub-Rückschaltungen angewendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Motormomenteneingriff unmittelbar nach einer Überschneidungsschaltung die Adaption des Reibwerts der zweiten Reibungskupplung vor dem Motormomenteneingriff beendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Momentenfehler des Motormomenteingriffs mittels einer Anwendung des Bayestheorems kompensiert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehler einer Adaption des Reibwerts der zweiten Reibungskupplung vor dessen Adaption während der Überschneidungsschaltung durch eine Korrektur der Stellgrößer der ersten Reibungskupplung korrigiert wird.
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