DE102011083329A1 - Device for compensation of plucking oscillations of friction clutch in motor car, has acceleration sensor for detecting plucking oscillations of clutch, where electronic unit and actuator partially compensates oscillations of clutch - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a device having the features according to the preamble of claim 1.
Der Einsatzbereich bzw. der Verwendungszweck der Erfindung sind Kupplungsbetätigungssysteme, die das Signal eines beispielsweise am Motor oder Getriebe verbauten Beschleunigungsaufnehmers verarbeiten können. Insbesondere Kupplungsaktoren mit Vorortelektronik.The field of application or the intended use of the invention are clutch actuation systems which can process the signal of an acceleration sensor installed, for example, on the engine or transmission. In particular clutch actuators with on-site electronics.
Im Rahmen dieser Schrift wird unter einem Kupplungsaktorsystem ein System bestehend aus einem Kupplungsaktor zur Betätigung einer Reibungskupplung sowie einer Vorortelektronik am Kupplungsaktor, die den Kupplungsaktor steuert, bezeichnet. Das Kupplungsaktorsystem stellt in der Regel eine Baueinheit dar. Derartige Kupplungsaktorsysteme sind beispielsweise Hydrostataktoren. Die Begriffe Hydrostataktorsystem, Hydrostataktor sowie hydrostatischer Kupplungsaktor werden im Rahmen dieser Schrift synonym verwendet.In the context of this document, a system consisting of a clutch actuator for actuating a friction clutch and an on-site electronics on the clutch actuator, which controls the clutch actuator, is referred to as a clutch actuator system. The clutch actuator system is usually a structural unit. Such clutch actuator systems are, for example, hydrostatic actuators. The terms Hydrostataktorsystem, Hydrostataktor and hydrostatic clutch actuator are used interchangeably in the context of this document.
Hydrostataktoren sind bereits bekannt und sind beispielsweise in der
Im Rahmen dieser Schrift werden die Begriffe Beschleunigungssensor und Beschleunigungsaufnehmer synonym verwendet.In the context of this document the terms accelerometer and accelerometer are used interchangeably.
Manche Kupplungsaktoren weisen nachteiligerweise keine Systemgrößen auf, die eine Rupfregelung einer mit dem Kupplungsaktor betätigten Reibungskupplung ermöglichen würden.Some clutch actuators disadvantageously have no system sizes that would enable a Rupfregelung a operated with the clutch actuator friction clutch.
Verfahren zur Vermeidung oder Verminderung von Rupfschwingungen sind beispielsweise aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit dessen Hilfe eine Rupfregelung der vom Aktor betätigten Kupplung realisierbar ist. Object of the present invention is to propose a device by means of which a Rupfregelung the actuated by the actuator coupling can be realized.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a device having the features according to claim 1.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Kompensation von Rupfschwingungen einer Reibungskupplung in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist ein Kupplungsaktorsystem zur Betätigung der Reibungskupplung sowie einen Beschleunigungssensor auf, wobei das Kraftfahrzeug ein Fahrzeuggetriebe sowie eine Fahrzeugantriebseinheit aufweist, und wobei das Kupplungsaktorsystem einen Kupplungsaktor und eine Vorortelektronik des Kupplungsaktors, die den Kupplungsaktor steuert, aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mittels des Beschleunigungssensors Rupfschwingungen der Reibungskupplung erfasst werden und mittels der Vorortelektronik sowie des Kupplungsaktors zumindest teilweise kompensiert werden.According to the invention, a device for compensating for chattering vibrations of a friction clutch in a motor vehicle is proposed. The apparatus includes a clutch actuator system for actuating the friction clutch and an acceleration sensor, the motor vehicle having a vehicle transmission and a vehicle drive unit, and wherein the clutch actuator system includes a clutch actuator and on-board electronics of the clutch actuator controlling the clutch actuator. According to the invention, juddering vibrations of the friction clutch are detected by means of the acceleration sensor and are at least partially compensated by means of the on-site electronics and the clutch actuator.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kupplungsaktorsystem fest mit der Reibungskupplung verbunden ist, sodass Schwingungen der Reibungskupplung auf dass Kupplungsaktorsystem übertragen werden.In a further embodiment of the invention it is provided that the clutch actuator system is firmly connected to the friction clutch, so that vibrations of the friction clutch are transmitted to the clutch actuator system.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kupplungsaktor und Vorortelektronik des Kupplungsaktors fest miteinander verbunden sind, sodass Schwingungen des Kupplungsaktor auf die Vorortelektronik übertragen werden.In a further embodiment of the invention it is provided that the clutch actuator and local electronics of the clutch actuator are firmly connected to each other, so that vibrations of the clutch actuator are transmitted to the on-site electronics.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Beschleunigungssensor fest mit dem Kupplungsaktorsystem verbunden ist und/oder in der Vorortelektronik des Kupplungsaktors des Kupplungsaktorsystems integriert ist, sodass Schwingungen des Kupplungsaktorsystems auf den Beschleunigungssensor übertragen werden.In a further embodiment of the invention it is provided that the acceleration sensor is firmly connected to the clutch actuator system and / or is integrated in the on-site electronics of the clutch actuator of the clutch actuator system, so that vibrations of the clutch actuator system are transmitted to the acceleration sensor.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reibungskupplung fest mit dem Fahrzeuggetriebe verbunden ist und/oder in das Fahrzeuggetriebe integriert ist, sodass Schwingungen der Reibungskupplung auf das Fahrzeuggetriebe übertragen werden.In a further embodiment of the invention it is provided that the friction clutch is firmly connected to the vehicle transmission and / or is integrated in the vehicle transmission, so that vibrations of the friction clutch are transmitted to the vehicle transmission.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reibungskupplung sowie das Fahrzeuggetriebe eine Baueinheit bilden, sodass Schwingungen der Reibungskupplung auf das Fahrzeuggetriebe übertragen werden.In a further embodiment of the invention it is provided that the friction clutch and the vehicle transmission form a structural unit, so that vibrations of the friction clutch are transmitted to the vehicle transmission.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Beschleunigungssensor fest mit dem Fahrzeuggetriebe verbunden und/oder in das Fahrzeuggetriebe integriert ist, sodass Schwingungen des Fahrzeuggetriebes auf den Beschleunigungssensor übertragen werdenIn a further embodiment of the invention, it is provided that the acceleration sensor is firmly connected to the vehicle transmission and / or integrated into the vehicle transmission, so that vibrations of the vehicle transmission are transmitted to the acceleration sensor
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Beschleunigungssensor fest mit der Fahrzeugantriebseinheit verbunden und/oder in die Fahrzeugantriebseinheit integriert ist, sodass Schwingungen der Fahrzeugantriebseinheit auf den Beschleunigungssensor übertragen werden In a further embodiment of the invention, it is provided that the acceleration sensor is firmly connected to the vehicle drive unit and / or integrated into the vehicle drive unit, so that vibrations of the vehicle drive unit are transmitted to the acceleration sensor
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Beschleunigungssensor als Körperschallsensor ausgeführt ist.In a further embodiment of the invention it is provided that the acceleration sensor is designed as a structure-borne sound sensor.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Beschleunigungssensor Schwingungen tangential zum Umfang der Kupplungsscheibe und/oder entlang des Umfangs der Kupplungsscheibe ermittelt. Diese Schwingungen verursachen Beschleunigungen, die der Beschleunigungssensor erfasst. In a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the acceleration sensor determines vibrations tangentially to the circumference of the clutch disc and / or along the circumference of the clutch disc. These vibrations cause accelerations detected by the accelerometer.
Unter Schwingungen sind im Rahmen dieser Schrift immer Schwingungen, die durch Rupfen der Reibungskupplung verursacht werden zu verstehen. Diese Rupfschwingungen sind üblicherweise einer Drehbewegung der Kupplungsscheibe im Sinne einer Superposition überlagert.Under oscillations are in the context of this document always vibrations that are caused by plucking of the friction clutch to understand. This Rupfschwingungen are usually superimposed on a rotational movement of the clutch disc in the sense of a superposition.
Die Schwingungsrichtung der Schwingungen liegt also in oder parallel zur Ebene der Kupplungsscheibe. Schwingungen dieser Art werden vom Beschleunigungssensor erfasst. Schwingungen entlang des Umfangs der Kupplungsscheibe sind Drehschwingungen um die Achse der Kupplungsscheibe oder – andres ausgedrückt – Änderungen im Betrag des Drehimpulses der Kupplungsscheibe, wobei der Kraftvektor des Drehmomentvektors der diese Änderung des Drehimpulses der Kupplungsscheibe verursacht tangential zum Umfang der Kupplungsscheibe und zugleich in der Ebene der Kupplungsscheibe oder parallel dazu liegt. In der Drehachse der rotierenden Kupplungsscheibe liegt der Drehimpulsvektor wie auch der Drehmomentvektor. Diese Änderungen im Betrag des Kraftvektors werden vom Beschleunigungssensor erfasst.The vibration direction of the vibrations is thus in or parallel to the plane of the clutch disc. Vibrations of this kind are detected by the acceleration sensor. Vibrations along the circumference of the clutch disc are torsional vibrations about the axis of the clutch disc or - expressed in other words - changes in the amount of angular momentum of the clutch disc, wherein the force vector of the torque vector causes this change in the angular momentum of the clutch disc tangential to the circumference of the clutch disc and at the same time in the plane of Clutch disc or parallel to it lies. In the axis of rotation of the rotating clutch disc is the angular momentum vector as well as the torque vector. These changes in magnitude of the force vector are detected by the accelerometer.
Die vorgeschlagene Lösung der Aufgabe ist eine systemautarke Lösung, da vorteilhafterweise keine Verbindung zu übergeordneten Systemen – wie beispielsweise zu anderen Steuergeräten – benötigt wird. Auf Grund der Integration des Sensors in die Vorortelektronik des Kupplungsaktorsystems können die Rupfschwingungen in der Kupplung vorteilhafterweise in nahezu Echtzeit erfasst, verarbeitet und zumindest teilweise kompensiert werden. Zudem ist die vorgeschlagene Lösung mit relativ geringen Kosten verbunden.The proposed solution of the problem is a system-independent solution, since advantageously no connection to higher-level systems - such as to other control devices - is needed. Due to the integration of the sensor into the local electronics of the clutch actuator system, the juddering vibrations in the clutch can advantageously be detected, processed and at least partially compensated for in near real time. In addition, the proposed solution is associated with relatively low cost.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the subject of the following description.
Zur Lösung der Aufgabe wird die Integration eines Beschleunigungsaufnehmers also eines Beschleunigungssensors in das Kupplungsaktorsystem, das eine Vorortelektronik des Kupplungsaktors aufweist, vorgeschlagen. Der Beschleunigungssensor ist in einer Ausführungsform der Erfindung am Fahrzeuggetriebe oder der Antriebseinheit des Fahrzeugs – beispielsweise einem Verbrennungsmotor – angebracht und misst die Beschleunigung des Antriebstrangs beispielsweise in Tangentialrichtung bezogen auf den Umfang der Kupplungsscheibe oder in Umfangsrichtung der Kupplungsscheibe. Rupft die Kupplung, so wird der Sensor die Tangentialbeschleunigung bzw. die Drehbeschleunigung messen. Basierend auf dem Signal kann eine Regelung der Kupplung mittels der Kupplungsaktorik stattfinden, so dass dem Rupfen gegengesteuert wird. Da die Beschleunigung mit zu vernachlässigendem Zeitverzug erfasst und verarbeitet werden kann, kann die Regelung sehr schnell und komfortabel eingreifen.To solve the problem, the integration of an acceleration sensor so an acceleration sensor in the clutch actuator system, which has a local electronics of the clutch actuator proposed. In one embodiment of the invention, the acceleration sensor is mounted on the vehicle transmission or the drive unit of the vehicle, for example an internal combustion engine, and measures the acceleration of the drive train, for example in the tangential direction relative to the circumference of the clutch disc or in the circumferential direction of the clutch disc. If the clutch picks up, the sensor will measure the tangential acceleration or the rotational acceleration. Based on the signal, a control of the clutch by means of the clutch actuator can take place, so that the judder is counteracted. Since the acceleration can be detected and processed with negligible time delay, the control can intervene very quickly and conveniently.
Wird nun der Beschleunigungssensor, wie in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, direkt in die Vorortelektronik des Kupplungsaktorsystems, integriert, so ist dies eine besonders kostengünstige Lösung, verglichen z.B. mit Drehzahlsensoren. Das Kupplungsaktorsystem ist üblicherweise fest mit der Kupplung verbunden, sodass sich Rupfschwingungen der Kupplung ungedämpft oder nahezu ungedämpft auf das Kupplungsaktorsystem und somit auf die Vorortelektronik des Kupplungsaktorsystems und damit auf den Beschleunigungssensor übertragen. Der Beschleunigungssensor ist dabei derart eingestellt, dass er den Frequenzbereich der Rupfschwingungen detektiert, eine konkrete Festlegung diese Frequenzbereichs sei dem Fachmann unter Berücksichtigung des technischen Einzelfalls – insbesondere was die Reibpaarung Reibbelag-Kupplungsscheibe anbelangt – überlassen. Die Rupfschwingungen sind im Wesentlichen tangential zum Umfang der Kupplungsscheibe und/oder entlang des Umfangs orientiert. Üblicherweise ist das Kupplungsaktorsystem samt der Kupplung in ein Fahrzeuggetriebe integriert oder fest mit diesem verbunden, wie beispielsweise im Fall von Doppelkupplungsgetrieben, sodass Kupplung, Kupplungsaktorik sowie Getriebe insbesondere im Hinblick auf Schwingungen wie Rupfschwingungen, eine Einheit bilden. Die Anbindung des Sensors an die Vorortelektronik – insbesondere auf Grund von in der Vorortelektronik bereits vorhandenen Mikrocontrollern, Auswerteschaltungen etc. – ist daher besonders vorteilhaft und kann optimal berücksichtigt werden. Im Vergleich zu Sensoren die anderswo angebracht sind und deren Sensorsignale über CAN in eine Elektronik eingelesen werden, ist die vorgeschlagene Ausführungsform vorteilhafterweise auch wesentlich schneller da auf CAN-Übertragung verzichtet werden kann, da der Beschleunigungssensor direkt mit der Vorortelektronik verbunden ist, sodass sich ein Vorteil bezüglich der Übertragungsgeschwindigkeit zur, die Schwingungssignale verarbeitenden Einheit in der Vorortelektronik ergibt.Now, if the acceleration sensor, as provided in a particularly preferred embodiment of the invention, integrated directly into the on-site electronics of the clutch actuator system, so this is a particularly cost-effective solution, compared, for. with speed sensors. The clutch actuator system is usually fixedly connected to the clutch, so that Rupfschwingungen the clutch unattenuated or almost undamped transmitted to the clutch actuator system and thus to the local electronics of the clutch actuator system and thus to the acceleration sensor. The acceleration sensor is set in such a way that it detects the frequency range of the juddering vibrations, a specific definition of this frequency range is the person skilled in consideration of the technical case - in particular as far as the friction pair friction lining clutch disc is left. The juddering vibrations are oriented essentially tangentially to the circumference of the clutch disc and / or along the circumference. Usually, the clutch actuator system together with the clutch is integrated in a vehicle transmission or firmly connected thereto, such as in the case of dual-clutch transmissions, so that clutch, Kupplungsaktorik and transmission, in particular with regard to vibrations such as juddering vibrations, form a unit. The connection of the sensor to the on-site electronics - in particular due to microcontrollers already present in the on-site electronics, evaluation circuits, etc. - is therefore particularly advantageous and can be optimally taken into account. In comparison to sensors which are mounted elsewhere and whose sensor signals are read via CAN in an electronic system, the proposed embodiment is advantageously also much faster because can be dispensed with CAN transmission, since the acceleration sensor is connected directly to the on-site electronics, so that an advantage in terms of transmission speed to the vibration signal processing unit in the on-site electronics.
Eine Alternative dazu wäre die Verwendung eines Drehzahlsensors. Diese Variante ist jedoch wesentlich kostenintensiver.An alternative would be the use of a speed sensor. However, this variant is much more expensive.
Vorgeschlagen wird also die Integration eines Beschleunigungssensors in der Vorortelektronik eines Kupplungsaktorsystems, wodurch eine Rupfregelung ermöglicht wird. Dies ist eine systemautarke Lösung, da keine Verbindung zu übergeordneten Systemen – wie beispielsweise zu anderen Steuergeräten – benötigt wird. Die Ursache, beispielsweise eine Rupfanregung, wird im Fall eines Körperschallsensors als Ausführungsform eines Beschleunigungssensors, mit Schallgeschwindigkeit durch das Material getragen und kann dann auf Grund der Integration des Sensors in die Vorortelektronik des Kupplungsaktorsystems in nahezu Echtzeit verarbeitet und die Rupfschwingung in der Kupplung zumindest teilweise kompensiert werden. It is therefore proposed to integrate an acceleration sensor in the on-site electronics of a clutch actuator system, whereby a Rupfregelung is made possible. This is a system-independent solution because it does not need to connect to higher-level systems, such as other controllers. The cause, such as a Rupfanregung is in the case of a structure-borne sound sensor as an embodiment of an acceleration sensor, carried at the speed of sound through the material and then processed due to the integration of the sensor in the local electronics of the Kupplungsaktorsystems in near real time and compensated for the juddering vibration in the clutch at least partially become.
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Legal Events
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Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 |
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