DE102004036054A1

DE102004036054A1 - Verfahren zur Kompensation von Rupfschwingungen

Info

Publication number: DE102004036054A1
Application number: DE102004036054A
Authority: DE
Inventors: Boris Serebrennikov
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2003-08-16
Filing date: 2004-07-24
Publication date: 2005-03-03

Abstract

Bei einem Verfahren zur Kompensation von Rupfschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebsmotor, einem Schaltgetriebe und einer diese verbindenden Kupplung, wobei die Kupplung durch einen Aktor betätigbar ist und ein Kupplungsweg der Kupplung während eines Anfahrvorganges moduliert wird, wird die Wegmodulation für die Dämpfung des geometrischen Rupfens gesteuert, indem die Modulation des Kupplungsweges nach in einem Kennfeld abgelegten Werten erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation von Rupfschwingungen in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem Antriebsmotor, einem Getriebe und einer diese verbindenden Kupplung, wobei die Kupplung durch einen Aktor betätigbar ist und ein Kupplungsweg der Kupplung während eines Anfahrvorganges moduliert wird.

Ein gattungsgemäßer Antriebsstrang ist beispielsweise aus der DE 101 38 722 bekannt. Während des Anfahrvorganges werden von der schlupfenden Kupplung Wechselmomente in den Antriebsstrang eingeleitet. Manche Fahrzeuge reagieren darauf empfindlich, was sich in spürbaren Vibrationen für den Fahrer, so genannten Rupfschwingungen, äußert. Eine Verringerung der Rupfschwingungen ist prinzipiell durch eine Reduzierung der Anregung möglich, z. B. durch möglichst ebene und gleichmäßige Kupplungsbeläge und Kupplungsscheiben: Hier stößt man jedoch an fertigungstechnische Grenzen, so dass immer eine Restanregung verbleiben wird.

Zur Unterdrückung des selbsterregten Rupfens wird der Kupplungsweg derart moduliert, dass eine gegen die schwingende Komponente der Getriebeeingangsdrehzahl gerichtete Komponente aufmoduliert wird. Dadurch wird eine Art Zusatzdämpfung in das System eingebracht. Handelt es sich aber um differenzdrehzahlabhängiges geometrisches Rupfen, so hilft diese Zusatzdämpfung bei einer rupfigen Anfahrt nicht mehr, weil die Anregungsfrequenz sich relativ schnell ändert und die Resonanz bzw. beide Resonanzen bei einer biharmonischen Anregung sich nicht so hoch entwickelt, dass die Zusatzdämpfung eine signifikante Rolle spielen kann. Die einzige Möglichkeit, Rupfen dieser Art effektiv zu dämpfen, ist es, den Kupplungsweg direkt gegen das Anregungsmoment zu modulieren. Um dies realisieren zu können, muss der zeitliche Verlauf der Anregung bei der Anfahrt bestimmt werden. Die Möglichkeit, das Anregungsmoment direkt zu messen, ist wegen des hohen messtechnischen Aufwandes und der damit verbundenen Kosten unrealistisch. Wenn das Fahrzeug aber über eine Drehzahlmessung in guter Qualität am Getriebeeingang verfügt, z. B. bei Fahrzeugen mit Parallelschaltgetrieben (PSD), so können die Informationen über die Rupfschwingungen der Kupplungsscheibe und des Getriebeeinganges dieser Messung entnommen werden und es kann versucht werden, die Parameter der Anregung zu bestimmen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, die Parameter der Anregung von Rupfschwingungen aufgrund der Drehzahlmessung am Getriebeeingang zu identifizieren und davon ausgehend die Wegmodulation für die Dämpfung des geometrischen Rupfens zu gestalten.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kompensation von Rupfschwingungen in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem Antriebsmotor, einem Getriebe und einer diese verbindenden Kupplung, wobei die Kupplung durch einen Aktor betätigbar ist und ein Kupplungsweg der Kupplung während eines Anfahrvorganges moduliert, wird dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation des Kupplungsweges nach in einem Kennfeld abgelegten Werten erfolgt.

Eine Abschätzung des tatsächlich wirkenden Anfahrmomentes wird berechnet. Dafür wird außer der Messung der Bewegung des Getriebeeinganges (GE) auch eine Abschätzung des Momentes, das auf den Getriebeeingang von der Seite des Triebstranges her wirkt, benötigt. Wenn die Messung der Raddrehzahl zu grob ist, so wird diese Abschätzung nur aufgrund der Pulsmessung am Getriebeeingang berechnet. Dabei wird die Bewegung des Fahrzeuges aus der Bewegung des Getriebeeinganges berechnet. Eine Abschätzung des Anfahrrnomentes ausreichend guter Qualität ist nur dann möglich, wenn die Bewegung der Kupplungsscheibe (KS) durch die gemessene Bewegung des Getriebeeinganges mit einer guten Genauigkeit dargestellt wird. Dies bedeutet, dass es keine weichen Elemente zwischen dem Getriebeeingang und der Kupplungsscheibe geben darf. Daraus folgen die notwendigen Voraussetzungen für die erfindungsgemäße Ermittlung des Anfahrrnomentes:

1. Das Fahrzeug besitzt ein Zweimassenschwungrad (ZMS) und eine starre Kupplungsscheibe oder eine Kupplungsscheibe mit einem steifen Dämpfer;
2. Die Auflösung der Pulsenmessungen am Getriebeeingang muss ausreichend hoch sein. Messungen und Simulationen haben ergeben, dass eine Pulszahl von 74 pro Umdrehung ausreichend ist.

Der relative Verdrehungswinkel Motor-Getriebeeingang wird ständig beobachtet, weil die Anregung eine Funktion dieses Winkels ist. Der Verdrehungswinkel des Motors bzw. der Kurbelwelle wird für das vorliegende Verfahren direkt aus einem gemessenen Winkel des Steuergerätes entnommen. Dessen Auflösung darf dabei nicht schlechter sein als die Messung am Getriebeeingang. Die Parameter der Anregung werden durch die Fourier-Analyse der Anregungsfunktion bestimmt. Für die Anregung werden nur die erste und zweite Harmonische berücksichtigt. Die dritte und weitere Harmonische sind für das erfindungsgemäße Verfahren nicht von Interesse, weil sie bei der Anfahrt keine bedeutende Rolle spielen. Bei Bedarf, z. B. für eine Schlupfregelung, können sie analog identifiziert werden. Bei ausgeschalteter Zündung werden die aktuellen Parameter abgespeichert. Die Parameterabschätzungen werden über einige Anfahrten ermittelt. Nach der Identifizierung der Anregungsparameter steht eine Abschätzung f ^(ψ) der Anregungsfunktion f(ψ) zur Verfügung. Für diese Abschätzung wird folgendes Kennfeld K_Mod(• ) bei der Anfahrt vom Sollmoment ausgehend berechnet:

Weil das Kennfeld eine periodische Kreisbewegung ist, gilt für ψ ∈ (0;2π). Der Kupplungssollweg bei der Anfahrt ergibt sich dann aus dem Kupplungssollmoment M_soll, indem das nominelle Kupplungsmoment M_nom mit dem Kennfeld K_Mod(• ) korrigiert wird.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kennfeld Wertetupel für die Drehzahl der Getriebeeingangswelle, Getriebeeingaswellenwinkel, Kurbelwellenwinkel und Kupplungsweg enthält. Das Kennfeld ist eine mehrdimensionale Tabelle, in der für die zuvor dargestellten Parameter eine Verknüpfung hergestellt wird. Aus Motordrehzahl, Getriebedrehzahl, Kurbelwellenwinkel und gegebenenfalls weiteren Parametern wird eine Modulation des Kupplungsweges über den Kurbelwellenwinkel ermittelt.

Die Ermittlung des Kennfeldes erfolgt in einer Weiterentwicklung der Erfindung adaptiv bei jedem Anfahrvorgang. Aus dem bei jedem Anfahrvorgang ermittelten Kennfeld wird über mehrere Anfahrvorgänge gemittelt und das entsprechende Kennfeld abgelegt.

Die Ermittlung des Kennfeldes umfasst vorzugsweise folgende Schritte:

– Messung und Speicherung von Werten für Kurbelwellenwinkel, Getriebeeingangswellenwinkel φ_GE , relativer Verdrehwinkel Motor-Getriebe Ψ;
– Berechnung der Bewegung des Fahrzeuges aus einem Fahrzeugmodell und den gemessenen Werten;
– Berechnung einer Abschätzung des Anfahrmomentes;
– Berechnung einer Abschätzung der Anregungsparameter durch Fourier-Analyse des Anfahrmomentes über dem relativen Verdrehwinkel Motor-Getriebe.

Des Weiteren können zusätzlich folgende Schritte zur Ermittlung des Kennfeldes vorgesehen sein:

– Mittelung der Parameterabschätzungen über mehrere Anfahrvorgänge;
– Berechnung des Kennfeldes für die Modulation des Kupplungsweges aus der Mittelung der Parameterabschätzungen

Das eingangs genannte Problem wird auch durch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebsmotor, einem Schaltgetriebe und einer diese verbindenden Kupplung, wobei die Kupplung durch einen Aktor betätigbar ist, der von einem Steuergerät angesteuert wird, wobei ein Kupplungsweg der Kupplung während eines Anfahrvorganges moduliert wird, gelöst, bei dem das Steuergerät ein Mittel umfasst, in dem ein Kennfeld für die Modulation des Kupplungsweges enthalten ist.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:

1 eine Prinzipskizze eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges (aus 31580);

2 eine Testberechnung für eine genau bekannte Kupplungsscheiben- und -Fahrzeugbewegung;

3 Testberechnung wie in 2 mit einer verfeinerten Methode;

4 Parameterabschätzungen bei der Abtastrate von 5ms;

5. Mittelquadratische Abweihung Sigma für Interruptzeit von 10ms;

6. Mittelquadratische Abweihung Sigma für Interruptzeit von 5ms;

7 einen Vergleich Ist-Kupplungsmoment mit dem erkannten Moment

8 zeigt einen weiteren Vergleich des Ist-Kupplungsmoment mit dem erkannten Moment.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines Antriebsstranges 1 eines Kraftfahrzeuges 12. Dargestellt ist ein vierrädriges Fahrzeug, bei dem ein Antriebsmotor 13 über eine Kupplung 14 und ein Schaltgetriebe 15 sowie eine Antriebswelle 2 über ein Differenzial 3 eine Achse 4 mit darin angeordneten Rädern 5 antreibt. Der dargestellte Antriebsstrang 1 ist bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb sowie Heckantrieb prinzipiell identisch, es ändern sich lediglich die Anordnung von Schaltgetriebe 15 und nachgeordneten Antriebsmitteln. Ebenso kann das dargestellte Prinzip bei einem Fahrzeug mit Allradantrieb angewandt werden. Die Kupplung 14 wird durch ein Ausrücklager 6, das mit einer Ausrückvorrichtung 7, beispielsweise einem Ausrückhebel 8, einem hydraulischen oder mechanischen Zentralausrücker oder dergleichen, verbunden ist, betätigt. Die Ausrückvorrichtung wird durch einen elektrisch betriebenen Aktor 9 betätigt. Der Aktor 9 kann direkt mechanisch mit der Ausrückvorrichtung 7 verbunden sein oder zunächst mit einem hydraulischen Geberzylinder verbunden sein, der über eine Hydraulikleitung mit einem Nehmerzylinder verbunden ist. Der Aktor 9 ist über eine elektrische Steuerleitung 10 mit einem Steuergerät 11 verbunden, welches den Aktor ansteuert. Das Kupplungssteuergerät wird durch eine Schaltautomatik beispielsweise eines automatischen Schaltgetriebes oder durch einen Kupplungspedalstellungsgeber einer elektrisch gesteuerten Kupplung (clutch by wire) gesteuert. Bei einem manuellen oder automatischen Schaltvorgang, bei Anfahren, Anhalten, Rangieren und dergleichen wird die Kupplung 14 durch den Aktor 9 geöffnet bzw. geschlossen. Beim Anfahren wird der die Kupplung 14 durch den Aktor 9 zudem wie nachfolgend näher beschrieben ein Kupplungsweg zur Verringerung von Rupfschwingungen aufmoduliert.
An dem Getriebe 7 wird an geeigneter Stelle die Umdrehungszahl der Eingangswelle abgegriffen. Dies geschieht vorzugsweise an einem Zahnrad, das unmittelbar mit der Eingangswelle gekoppelt ist und eine möglichst hohe Zähnezahl aufweist. Im Normalfall ist dieses das Zahnrad des höchsten Ganges, bei einem Fünfgang-Getriebe also beispielsweise das zum fünften Gang gehörige Antriebszahnrad. Die Drehzahl wird gemessen, indem z. B. mit einem induktiven oder optischen Aufnehmer die Zähnezahl über der Zeit abgezählt wird. Entsprechend wird die Drehzahl der Kurbelwelle des Antriebsmotors 1 aus Informationen des Motormanagement ermittelt. Bei einer Einspritzanlage wird üblicherweise zur Ermittlung des Einspritzzeitpunktes der Kurbelwellenwinkel gemessen. Damit stehen Informationen über Drehzahl und -zumindest für die Kurbelwelle des Motors- den Verdrehwinkel auf beiden Seiten der Kupplung 2 – zum einen für die Kurbelwelle, zum anderen für den Getriebeeingang – zur Verfügung. Die Messung der Getriebedrehzahl des letzten Ganges wird üblicherweise abgegriffen für die Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit und steht daher zur Verfügung.
Nachfolgend wird zunächst beschrieben, auf welchem Fahrzeugmodell basierend die adaptive Berechnung der Parameter, die in einem Kennfeld abgelegt werden, erfolgt.
Modellbeschreibung Fahrzeug und Grundzüge des Verfahrens
Das betrachtete Modell des Kraftfahrzeuges schließt die Gleichungen für die Kupplungsscheibe und Fahrzeug ein: JKSφ ..KS + b(φ .KS/i – φ .Fzg)/i + c(φKS/i – φFzg)/i = MKuppl (1)J_Fzg φ .._Fzg – b(φ ._KS/ i – φ ._Fzg) – c(φ_KS/i – φ_Fzg) = –W (2)
Hier ist W der Rollwiderstand. Die erste Gleichung für die betrachtete biharmonische Anregung ist: JKSφ ..KS + b(φ .KS/i – φ .Fzg)/i + c(φKS/i – φFzg)/i Mnom(1 + α1cos(φMot – φKS + φ1) + α2cos(2φMot – 2φKS + φ2)) (3)
Hier sind M_nom-nominelles Kupplungsmoment, α₁, α₂, φ₁, φ₂ – unbekannte Konstanten, oder Anregungsparameter, die man herauszufiltern versuchen kann.
In der Realität ist auch die dritte und weitere Harmonische vorhanden. Hier wird angenommen, dass die dritte und die weiteren Harmonischen unbedeutend klein sind und man sie vernachlässigen kann.
Die Amplituden der ersten und zweiten Harmonischen sind monotone Funktionen von M_nom. Im Modell wird angenommen, dass diese Amplituden dem M_nom mit Faktoren α₁, α₂ proportional sind. Wenn sich ergibt, dass die Abschätzungen für diese Parameter reproduzierbare Funktionen von M_nom sind, müssen diese Funktionen möglichst präzise bestimmt werden. Wenn die gewonnene Information für verschiedene Anfahrmomente zusammengesetzt wird, kommt man auf die Kennlinien, die die Amplituden der beiden Harmonischen als Funktion von M_nom liefern. Bei dieser Betrachtung ist in erster Linie wichtig, zwei unabhängige Parameter für die Amplituden beider Harmonischen zu haben.
Gleichung (3) kann weiter so geschrieben werden JKSφ ..KS + b(φ .KS/i – φ .Fzg)/i + c(φKS/i – φFzg)/i = Mnom(1 + α1cosφ1cos(φMot – φKS)– α1sinφ1sin(φMot – φKS) + α2 cosφ2 cos(2φMot – 2φKS) – α2 sinφ2 sin(2φMot – 2φKS ))oder
Hier werden die neuen Unbekannten als x1 = α1cosφ1; x2 = α1sinφ1; x3 = α2cosφ2; x4 = α2sinφ2 eingeführt.
Der Vorteil der neuen Unbekannten ist die Linearität der Gleichung (4) bezüglich dieser Unbekannten. Wenn die Messungen eine unbegrenzt hohe Genauigkeit hätten, das Kupplungsmoment genau bekannt wäre und die Abtastzeit ganz klein wäre, wäre es möglich direkt aus der Gleichung (4) für mindestens vier verschiedene Zeitpunkte ein System zu bilden, aus dem man die gesuchten Unbekannten errechnen könnte. In der Realität haben die Messungen eine durch die Pulszahl pro Umdrehung begrenzte Genauigkeit und die Abtastzeit ist relativ groß.
Es ist damit zu rechnen, dass eine ausreichend gute Raddrehzahlmessung für die Ermittlung der Variablen φ ._Fzg und φ_Fzg nicht zur Verfügung steht. Bei der Anfahrt drehen die Räder zu langsam. Dementsprechend ist die Signalqualität der inkrementellen Messung zu schlecht. Deshalb werden die Variablen φ_Fzg und φ ._Fzg, die für die Berechnung benötigt werden, aus der Integrierung der Gleichung (2) für die Fahrzeugbewegung ermittelt. Die Gleichung kann man wie folgt schreiben: JFzgφ ..Fzg + bφ .Fzg + cφFzg = max(0, bφ .KS/i + cφKS/i – W) (5)
Die die Kupplung betreffenden Glieder rechts sind aus der Messung bekannt. Eine gewisse Schwierigkeit stellt das Vorhandensein des Rollwiderstands dar. Einerseits gibt es die Möglichkeit den Bemittelten Rollwiderstand als Adaptivparameter aus der Beobachtung der mehreren Anfahrten zu ermitteln. Wenn dann die grobe Messung der Fahrzeugbewegung von der aus der Gleichung (5) mit dem gemittelten Rollwiderstand (als const) berechneten Bewegung wesentlich abweicht, kann man eine solche Anfahrt als die Information für die Ermittlung der Parameter der biharmonischen Anregung ablehnen.
Andererseits gibt es auch die Möglichkeit, mit einem wesentlich abweichenden Rollwiderstand zu arbeiten.
Die Möglichkeit, den Rollwiderstand als einen zusätzlichen aus der aktuellen Anfahrt zu ermittelnden Parameter einzuschließen, ist aufwändig. Die Ursache dafür ist die Unstetigkeit der Gleichung (5): nur wenn die Summe bφ .KS/i + cφKS/iden Wert des Rollwiderstandes W überschreitet, beginnt die Fahrzeugbewegung. D.h. der Zeitpunkt, zu dem die Integration der Gleichung (5) begonnen werden soll, ist vom unbekannten Parameter abhängig.
Dies führt dazu, dass für die Ermittlung von W ein iteratives Berechnungsschema erforderlich würde, was wegen der Rechenzeit unrealistisch ist. Zudem stellt sich zuerst die Frage, ob bei dem gut bekannten, konstanten Rollwiderstand die Genauigkeit der Messung und die Abtastrate ausreichend sind um auf die stabilen Abschätzungen der unbekannten Anregungsparameter zu kommen. Deswegen wird zuerst angenommen, dass der Rollwiderstand eine bekannte Konstante ist.
Die Variablen φ ._KS, φ_KS werden mit relativ guter Genauigkeit von der Pulsenmessung am Zahnrad des fünften Gang (37 Zähne X 2 Flanken = 74 Pulse/Umdrehung) geliefert. Nehmen wir an, dass der Winkel der Motorwelle auch mit gleicher oder übertreffender Genauigkeit durch die inkrementelle Messung ermittelt wird. Nehmen wir auch an, dass das Grundkupplungsmoment M_nom(Kupplungmoment ohne biharmonische Anregung) genau bekannt ist, oder vom Sollmoment nicht wesentlich abweicht.
Führen wir die folgenden Bezeichnungen: L = JKSφ ..KS + b(φ .KS/i – φ .Fzg)/i + c(φKS/i – φFzg)/ifür das linke Teil der Gleichung (4) und Ψ = φMot – φKS für die relative Verdrehung des Motors bezüglich der Kupplungsscheibe ein. Unter diesen Bezeichnungen kann die Gleichung (4) so geschrieben werden: L = Mnom(1 + x1cosψ/i – x2sinψ + x3cos2ψ – x4sin2ψ) (10)
Multiplizieren wir jetzt die Gleichung (10) mit z. B. cosψ und integrieren das linke und rechte Teil innerhalb einer Umdrehung, z. B. innerhalb der letzten Umdrehung:
Wenn das Moment M_nom sich innerhalb der betrachteten Umdrehung nicht oder nur unwesentlich ändert, kommt man auf die Gleichung:
Die Besonderheit bei der Berechnung dieser Integrale besteht darin, dass die Integrationsvariable hier nicht mehr die Zeit, sondern der Verdrehwinkel ψ ist.
Das Komplex L und die Integrationsvariable ψ werden aber als Zeitfunktionen definiert.
Berechnung von Integralen über dem Schlupfwinkel
Um die Berechnung nach den Formeln (11), was eine Art der Fourier-Analyse darstellt, durchzuführen, muss durch die Beobachtung des Schlupfwinkels ψ die Zeitspanne der letzten relativen Umdrehung Motor-GE bestimmt werden. Innerhalb dieser Zeitspanne wird dann die Integration durchgeführt. Wie dies in der dargestellten Betrachtung gemacht wird zeigen wir am Beispiel des ersten Integrals aus (11):
Die Breite des Summierungsfenster l ist so bestimmt, dass ψ_i – ψ_i–l ≤ 2π aber ψ_i – ψ_i–l–1 > 2π
Die Aussage von L ist: L = JKSφ ..KS + b(φ .KS/i – φ .Fzg)/i + c(φKS/i – φFzg)/i
Dementsprechend kann man dieses Komplex in der Mitte des Intervalls wie folgt berechnen:
Die weiteren Integrale aus (13) werden analog berechnet.
Test des Verfahrens mit idealer Messung
Zunächst wurde das Verfahren an idealisierten Werten getestet. In 2 ist das Ergebnis einer Testberechnung, die für eine genau bekannte Kupplungsscheibe und Fahrzeugbewegung mit einer Abtastrate von 5ms durchgeführt wurde, dargestellt. Die Parameterabschätzung erfolgt über der Messungsnummer (Interruptsnummer) nach der Beendigung einer vollen relativen Verdrehung Motor-GE. Die Parameterabschätzungen schwingen im Anfangsbereich ziemlich stark, weil Formel (13) nur für ein konstantes nomineles Kupplungsmoment gilt. Am Anfang des Anfahrens wird diese Bedingung nicht erfüllt.
3 zeigt das Ergebnis der gleichen Testberechnung für die verfeinerte Methode mit der genaueren Ausgliederung des 2π-Intervalls. Aus dem Vergleich der beiden Bilder sieht man, dass die Vorteile der verfeinerten Methode vergleichsweise klein sind.
Ergebnisse für verbesserte reale Messungen
In 4 sind die Parameterabschätzungen für die simulierten und real gemessenen Daten am Getriebeeingang und für auf deren Grund berechnete Fahrzeugdaten verwendet. Als Endergebnis wurden die innerhalb fünf relativen Verdrehungen nach dem Momentenanstieg gemittelten Werte der Parameterabschätzungen betrachtet. Um die mögliche Streuung der Ergebnisse abzuschätzen, wurde eine Reihe der Simulationen für die variierten Parameter φ₁ = [ 0 1 2 3 4 5 ] und δ = [ 0 1 2 3 4 5 ] durchgeführt. Für jede Serie aus 6 × 6 = 36 Simulationen wurden σ_min, σ_max und σ – (gemittelter Wert) der quadratischen Abweichung berechnet. Um den Einfluss des im Fahrzeugmodell nicht richtig vorgegebenen Fahrwiderstand festzustellen, wurden auch die Serien für die folgenden Widerstände: WModell = [ 0,9 1,0 1,1 ]WIst (35) durchgeführt.
Das oben dargestellte Verfahren erwies sich als robust bezüglich der Rollwiderstandsabweichung, was die Ergebnisse in 5 für die Interruptzeit von 10ms und in 6 für die Interruptzeit von 5ms zeigen. In 7 ist bei einem Vergleich Ist-Kupplungsmoment mit dem erkannten Moment beispielhaft das schlechteste Ergebnis für die Abtastrate von 10ms dargestellt, schlechtester Fall bei T_Interrupt = 10 ms ( σ = 0, 0176 Nm ). 8 zeigt für einen Vergleich des Ist-Kupplungsmoment mit dem erkannten Moment das schlechteste Ergebnis für die Abtastrate von 5ms, schlechtester Fall bei T_Interrupt = 5ms, (σ = 0, 00625 Nm).
Wenn der Aktor der Kupplungsbetätigung nicht dynamisch genug ist, um einer Momentenmodulation durch die Kupplungswegvorgabe im Steuerungsinterrupt zu folgen, so wird die Wegvorgabe direkt im Reglerinterrupt, gegebenenfalls auch mit einer passenden Vorsteuerung, berechnet:
wo F(Ψ) das Kennfeld für f ^(Ψ) ist. Wenn der Steuerungsinterrupt die Werte S_nom und Ψ_akt
bei t_akt liefert, wird die Vorsteuerung für die reglerinterne Wegvorgabe durch
vorgegeben, die Differenz t-t_akt ist hier die Zeit seit der letzten Erneuerung von Ψ_akt,

1: Antriebsstrang
2: Antriebswelle
3: Differential
4: Achse
5: Räder
6: Ausrücklager
7: Ausrückvorrichtung
8: Ausrückhebel
9: Aktor
10: Elektrische Steuerleitung
11: Kupplungssteuergerät
12: Kraftfahrzeuges
13: Antriebsmotor
14: Kupplung
15: Schaltgetriebe

Claims

Verfahren zur Kompensation von Rupfschwingungen in einem Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeuges (12) mit einem Antriebsmotor (13), einem Schaltgetriebe (15) und einer diese verbindenden Kupplung (14), wobei die Kupplung (14) durch einen Aktor (9) betätigbar ist und ein Kupplungsweg der Kupplung (14) während eines Anfahrvorganges moduliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation des Kupplungsweges nach in einem Kennfeld abgelegten Werten erfolgt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Kennfeld Wertetupel mindestens für Motordrehzahl, Getriebedrehzahl, Kurbelwellenwinkel, Kupplungsweg enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Kennfeldes adaptiv bei jedem Anfahrvorgang erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Kennfeldes folgende Schritte umfasst: – Messung und Speicherung von Werten für Getriebeeingangswellendrehzahl, Getriebeeingangswellenwinkel φ_GE, relativer Verdrehwinkel Motor-Getriebe Ψ; – Berechnung der Bewegung des Fahrzeuges aus einem Fahrzeugmodell und den gemessenen Werten; – Berechnung einer Abschätzung des Anfahrmomentes; – Berechnung einer Abschätzung der Anregungsparameter durch Fourier-Analyse des Anfahrmomentes über dem relativen Verdrehwinkel Motor-Getriebe Ψ.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass über mehrere relative Verdrehwinkel Motor-Getriebe Ψ gemittelt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Kennfeldes zusätzlich folgende Schritte umfasst – Mittelung der Parameterabschätzungen über mehrere Anfahrvorgänge; – Berechnung des Kennfeldes für die Modulation des Kupplungsweges aus der Mittelung der Parameterabschätzungen.
Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges (12) mit einem Antriebsmotor (13), einem Schaltgetriebe (15) und einer diese verbindenden Kupplung (14), wobei die Kupplung (14) durch einen Aktor (9) betätigbar ist, der von einem Steuergerät (11) angesteuert wird, wobei ein Kupplungsweg der Kupplung (14) während eines Anfahrvorganges moduliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (11) ein Mittel umfasst, in dem ein Kennfeld für die Modulation des Kupplungsweges enthalten ist.