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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines
Drehmoments, das in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges entlang einer
Momenten-Übertragungsstrecke übertragen wird.
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Es
ist bekannt, Drehmomentänderungen
von rotierenden Wellen anhand der Verwindung (Torsion) der Welle
zu bestimmen. Beispielsweise kann an einer Welle an beiden Enden
ein jeweiliges Geberrad mit Drehzahlsensoren montiert werden, um
die Verdrehung der Enden relativ zueinander zu bestimmen. Die relative
Verdrehung ergibt einen direkten Zusammenhang zu dem von der Welle übertragenen
Drehmoment.
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Bei
einem derartigen Verfahren ist es jedoch nicht möglich, absolute Drehmomentwerte
zu erhalten. Insbesondere enthält
man nur relative Drehmomentänderungen
durch Messung der relativen Verdrehung bzw. Verwindung. Ein weiterer
Nachteil der bekannten Drehmomentbestimmungsverfahren besteht darin,
dass ein in der betrachteten Momenten-Übertragungsstrecke
enthaltenes mechanisches Spiel fälschlich
als übertragenes
Drehmoment interpretiert werden kann.
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Die
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen,
das eine genauere Bestimmung eines übertragenen Drehmoments auf Grundlage
von Drehpositionssignalen ermöglicht.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
Anspruchs 1.
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Die
Erfindung sieht ein Verfahren zur Bestimmung eines Drehmoments vor,
das entlang einer Momenten-Übertragungsstrecke übertragen
wird, die zumindest entlang eines Teils einer Welle eines Kraftfahrzeugs
verläuft.
Mittels eines an einem ersten Abschnitt der Übertragungsstrecke angeordneten
ersten Drehzahlsensors wird ein Drehpositionssignal erzeugt und
mittels wenigstens eines an einem zweiten Abschnitt der Übertragungsstrecke
angeordneten zweiten Drehzahlsensors wird ein weiteres Drehpositionssignal
erzeugt. Zu einem Zeitpunkt, zu dem ein bekanntes Drehmoment entlang
der Übertragungsstrecke übertragen
wird, wird anhand der momentan erzeugten Drehpositionssignale der
Drehzahlsensoren eine erste Drehpositionssignal-Beziehung ermittelt,
die nachfolgend als Offsetwert bezeichnet wird. Zu einem späteren Zeitpunkt
wird anhand der momentan erzeugten Drehpositionssignale eine zweite Drehpositionssignal-Beziehung
ermittelt, wobei das zu diesem Zeitpunkt übertragene Drehmoment auf Grundlage
zumindest des Offsetwerts und der zweiten ermittelten Drehpositionssignal-Beziehung
berechnet wird.
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Die
Ermittlung des zu einem bestimmten Zeitpunkt übertragenen Drehmoments erfolgt
somit zumindest anhand des genannten Offsetwerts (also der ersten
Drehpositionssignal-Beziehung für
ein zu einem früheren
Zeitpunkt übertragenes
bekanntes Drehmoment) und anhand der zweiten (aktuellen) Drehpositionssignal-Beziehung.
Durch Berücksichtigung
des Offsetwerts kann zu einem späteren
Zeitpunkt ein Absolutwert des übertragenen
Drehmoments berechnet werden. Auch spielbehaftete Abschnitte im
Antriebsstrang können
berücksichtigt werden,
wie nachfolgend noch erläutert
wird.
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Ein
besonderer Vorteil des Verfahrens besteht auch darin, dass die benötigten Drehpositionssignale
teilweise oder sogar vollständig
von Drehzahlsensoren bereitgestellt werden können, die im Fahrzeug ohnehin
vorhan den sind, beispielsweise im Zusammenhang mit einer Bremskraftregelung
(Antiblockiersystem, ABS) oder einer Fahrdynamikregelung (z.B. Elektronisches
Stabilitätsprogramm,
ESP).
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Als
Drehpositionssignal kann beispielsweise das typischerweise pulsförmige Signal
eines bekannten Drehzahlsensors dienen, bei dem der zeitliche Abstand
zwischen zwei aufeinander folgenden Signalpulsen oder eine Pulsrate
einem zurückgelegten Drehwinkel
bzw. einer Drehzahl entspricht. Als Drehpositionssignal-Beziehung
ist im Zusammenhang mit der Erfindung eine vorbestimmte Beziehung
zwischen den jeweiligen Drehpositionssignalen mehrerer Drehzahlsensoren
zu verstehen, beispielsweise eine Differenz oder ein Quotient der
Drehpositionssignale oder von gemittelten Drehpositionssignalen. Zumindest
bilden die betreffenden Drehpositionssignale einen Datensatz von
Werten, die direkt oder indirekt miteinander verrechnet werden.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in der Beschreibung, den Figuren und den Unteransprüchen beschrieben.
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Um
spielbehaftete Teile im Antriebsstrang (z.B. Getriebe, gelenkige
drehwirksame Verbindungen) zu berücksichtigen, wird in einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung spätestens
vor der genannten Ermittlung der zweiten Drehpositionssignal-Beziehung
eine jeweilige Drehpositionssignal-Beziehung für mehrere Zeitpunkte anhand
der jeweils erzeugten Drehpositionssignale ermittelt. Hierbei wird
ein für
die betrachtete Übertragungsstrecke spezifischer
Spielwert bestimmt, indem der maximale Unterschied zwischen den
für die
mehreren Zeitpunkte ermittelten Drehpositionssignal-Beziehungen bestimmt
wird. Das (zu einem späteren
Zeitpunkt) momentan übertragene
Drehmoment wird in diesem Fall auf Grundlage des Offsetwerts, der
zweiten ermittelten Drehpositionssignal- Beziehung und des Spielwerts berechnet.
Insbesondere wird das übertragene
Drehmoment durch Subtraktion des Offsetwerts und des Spielwerts
von der zweiten ermittelten Beziehung der Drehpositionssignale berechnet.
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Generell
ist es ausreichend, für
eine betrachtete Momenten-Übertragungsstrecke
das Spiel einmalig zu ermitteln. Allerdings können durch eine langfristige
Beobachtung des mechanischen Spiels Verschleißerscheinungen im Antriebsstrang
erkannt werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform wird
der Spielwert durch eine so genannte offene Langzeitbetrachtung
von lastlosen Zuständen
der Übertragungsstrecke
bestimmt. Alternativ dazu wird der Spielwert während eines einzelnen lastlosen
Zustands bestimmt, insbesondere aufgrund eines durch einen Gangwechsel
verursachten Lastschlags an der Übertragungsstrecke.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
wird der genannte Offsetwert (erste Drehpositionssignal-Beziehung)
für einen
solchen Zeitpunkt ermittelt, zu dem bekanntermaßen im Wesentlichen kein Drehmoment
entlang der Übertragungsstrecke übertragen
wird (übertragenes
Drehmoment Null). Um auch hinsichtlich des Offsetwerts ein mögliches
mechanisches Spiel der verschiedenen Teile der Übertragungsstrecke berücksichtigen
zu können, ist
es von Vorteil, wenn der Offsetwert zu einem Zeitpunkt ermittelt
wird, zu dem die betreffenden Teile der Übertragungsstrecke an einer
Spielkante anliegen.
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Insbesondere
kann der Offsetwert anhand von Drehpositionssignalen ermittelt werden,
die während
eines Zeitpunkts erzeugt werden, zu dem die betrachtete Übertragungsstrecke
von einer Antriebseinheit des Kraftfahr zeugs entkoppelt ist. Zum
Beispiel wird der Offsetwert während
eines offenen Schubbetriebs oder während einer Kurvenfahrt eines allradgetriebenen
Kraftfahrzeugs ermittelt, während derer
eine Momentenübertragungskupplung
des Fahrzeugs geöffnet
ist.
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Vorzugsweise
wird der Offsetwert erst dann ermittelt, wenn die Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeugs einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt. Hierdurch ist gewährleistet,
dass eine entsprechende Drehpositionssignal-Beziehung mit hinreichender Genauigkeit
ermittelt werden kann.
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Die
Berechnung des übertragenen
Drehmoments erfolgt vorzugsweise derart, dass anhand zumindest des
Offsetwerts und der zweiten ermittelten Drehpositionssignal-Beziehung
ein Verdrehwinkel berechnet wird, wobei dieser Verdrehwinkel mit
einer vorbestimmten Steifigkeit der Übertragungsstrecke verrechnet
wird, um das übertragene
Drehmoment zu erhalten. Die Verrechnung des Verdrehwinkels mit der
Steifigkeit kann nach oder auch bereits vor einer gegenseitigen
Verrechnung von Offsetwerts und zweiter ermittelter Drehpositionssignal-Beziehung
erfolgen, d.h. die erste und die zweite Drehpositionssignal-Beziehung
kann mit einer jeweiligen Steifigkeit verrechnet werden, und erst
danach wird hieraus das gesuchte Drehmoment ermittelt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
werden für
das Ermitteln der ersten Drehpositionssignal-Beziehung (Offsetwert)
und der zweiten Drehpositionssignal-Beziehung nur solche Drehpositionssignale berücksichtigt,
die während
eines ununterbrochenen Messbetriebs erzeugt werden. Nach einer Unterbrechung
des Messbetriebs muss also der Offsetwert neu bestimmt werden. Die
genannte erste und die zweite Drehpositionssignal-Beziehung werden
somit während
eines fortlaufenden Empfangs der Signale der Drehzahlsensoren bestimmt.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist der erste Drehzahlsensor mit einer
ersten Steuereinheit verbunden, und der der zweite Drehzahlsensor ist
mit einer zweiten Steuereinheit verbunden. Für eine große Anzahl von Nachrichten,
die nicht notwendigerweise in unmittelbarem Zusammenhang mit der Bestimmung
des Drehmoments stehen und die über einen
Datenbus (z.B. CAN) des Kraftfahrzeugs an die erste Steuereinheit
und an die zweite Steuereinheit übermittelt
werden, wird der jeweilige Empfangszeitpunkt ermittelt. Durch Mittelung
der ermittelten Empfangszeitpunkte wird die jeweilige (tatsächliche)
Taktfrequenz der ersten Steuereinheit und der zweiten Steuereinheit
bestimmt. Der Unterschied zwischen der Taktfrequenz der ersten Steuereinheit
und der Taktfrequenz der zweiten Steuereinheit wird ermittelt, und
die Drehpositionssignal-Beziehungen
werden anhand der gemessenen Drehpositionssignale unter zusätzlicher
Berücksichtigung
des ermittelten Unterschieds der Taktfrequenzen ermittelt. Hierdurch
werden in dem Fall, dass die Drehzahlsensoren an verschiedene Steuereinheiten
angeschlossen sind, diese Steuereinheiten also miteinander synchronisiert, so
dass eventuelle Unterschiede hinsichtlich der jeweiligen Taktfrequenz
kompensiert werden.
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Gemäß einer
weiteren Weiterbildung der Erfindung werden Nachrichten, mit denen
die Drehpositionssignale der Drehzahlsensoren über einen Datenbus (z.B. CAN)
an eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs übermittelt werden, werden mit
einem zugeordneten Sendezeitstempel versehen. Die Drehpositionssignal-Beziehungen
werden dann anhand der gemessenen Drehpositionssignale unter zusätzlicher
Berücksichtigung
der zugeordneten Sendezeitstempel ermittelt. Auch hierdurch wird
in dem Fall, dass den Drehzahlsensoren verschiedene, nicht unbedingt
miteinander synchronisierte Steuereinheiten zugeordnet sind, eine
zeitsynchrone Verarbeitung der Drehpositionssignale bzw. der entsprechenden Nachrichten
ermög licht,
da jede Signalinformation mit einer zugehörigen Zeitinformation verknüpft ist.
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Die
folgenden Anwendungen sind aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens
beispielsweise möglich:
- (a) Das berechnete übertragene Drehmoment kann
mit einem Schwellwert verglichen werden, wobei im Falle eines Unterschreitens
des Schwellwerts ein Steuerbefehl erzeugt wird, um die Momenten-Übertragungsstrecke zu öffnen und
somit einen akustischen Übertragungsweg des
Kraftfahrzeugs zu unterbrechen. Das erfindungsgemäße Verfahren
erweist sich also als besonders vorteilhaft, um einen tatsächlich lastlosen oder
zumindest im Wesentlichen lastlosen Zustand der betrachteten Momenten-Übertragungsstrecke
zuverlässig
zu erkennen. Zutreffendenfalls kann beispielsweise bei einem allradgetriebenen
Fahrzeug eine zugeordnete Steuereinheit ein Längsverteilergetriebe öffnen, um
hierdurch auch den durch die Momenten-Übertragungsstrecke gebildeten
akustischen Übertragungsweg
zu unterbrechen. Hierdurch können
Geräuschbildungen
und -übertragungen
entlang der Momenten-Übertragungsstrecke
wirksam vermieden werden.
- (b) Durch Vergleich des berechneten übertragenen Drehmoments mit
einem Momentensollwert einer Momentenübertragungskupplung kann die Zuordnung
zwischen dem eingestellten Sollwert und der entsprechenden Stellgröße der Momentenübertragungskupplung
gegebenenfalls korrigiert werden. Hierdurch kann beispielsweise
eine Kupplung für
die Längsverteilung
des Antriebsmoments in einem allradgetriebenen Fahrzeug kalibriert
werden.
- (c) Insbesondere bei Fahrzeugen mit Längsmotor und Hinterrad- oder
Allradantrieb kann ein Lastschlag auftreten, nämlich wenn der Antriebsstrang
sich aufzieht und sich nach einer bestimmten Zeitdauer wieder entspannt.
Bei Neufahrzeugen wird die Charakteristik des Lastschlags ausgemessen
und im Motorsteuergerät
hinterlegt. So kann der vom Antriebsstrang herrührende Lastschlag gedämpft werden.
Wenn jedoch das Fahrzeug altert und der Antriebsstrang ausgeschlagen ist, ändert sich
diese Charakteristik des Lastschlags. Durch Messen des Drehmoments,
das sich beim Entspannen des Lastschlags auf- bzw. abbaut, kann
auf Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens
einem solchen Lastschlag durch entsprechende Ansteuerung des Fahrzeugmotors entgegengewirkt
werden, und zwar unabhängig von
einer alterungsbedingten Änderung
der Charakteristik. In gleicher Weise kann auch ein "Ruckeln" des Fahrzeugs durch
entsprechende Ansteuerung des Fahrzeugmotors aktiv gedämpft werden,
da auch dieses Ruckeln letztlich darauf beruht, dass im Antriebsstrang
unerwünschte Drehmomente
erzeugt werden, die durch aktives Entgegenwirken durch entsprechende Änderung des
Antriebsmoments aufgehoben werden können.
- (d) Das erfindungsgemäße Verfahren
zur Bestimmung des übertragenen
Drehmoments findet auch vorteilhafte Anwendung bei Automatikgetrieben,
beispielsweise bei automatisierten Schaltgetrieben, bei Getrieben
mit stufenloser Übersetzung
(Continuously Variable Transmission, CVT) oder bei Doppelkupplungsgetrieben.
Bei derartigen Automatikgetrieben soll nämlich das bei einem Schaltvorgang übertragene
Drehmoment möglichst
genau bekannt sein, um das Schaltverhalten des Fahrzeugs einem bestimmten
erwarteten Empfinden des Fahrers anzupassen (z.B. Spürbarkeit
des Schaltschlags). Insbesondere im Zusammenhang mit automatisierten
Schaltgetrie ben für
Lastkraftwagen ist es auch erwünscht,
die Dauer der Zugkraftunterbrechung während eines Schaltvorgangs
zu verkürzen,
wofür jedoch
das vorhandene Drehmoment gezielt abgebaut werden muss. Auf Grundlage
des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann das tatsächlich übertragene Drehmoment
dem Schaltverhalten (Steuerung des Getriebes und des Antriebsmoments)
zugrunde gelegt werden.
- (e) Durch Messung der im Antriebsstrang tatsächlich übertragenen Drehmomente mittels
des erfindungsgemäßen Verfahrens
können
auch eingeleitete Bremsmomente bestimmt werden, die aus einem Fahrdynamikregelungseingriff
resultieren, der auf einer Modulation des Bremsdrucks basiert (z.B.
elektronisches Stabilitätsprogramm,
ESP). Hierdurch können
derartige Fahrdynamikregelungseingriffe besser kontrolliert werden,
und es kann noch zuverlässiger
sicher gestellt werden, dass sich das Fahrzeug wieder in Fahrtrichtung ausrichtet.
- (f) Das im Antriebsstrang gemessene Drehmoment kann auch der
Motorsteuerung zugrunde gelegt werden. Für die Berechnung des Motormoments
werden üblicherweise
Simulationsmodelle verwendet, deren Genauigkeit jedoch stark von der
Alterung des Motors abhängt.
Durch Umrechnung des erfindungsgemäß errechneten Drehmoments mit
der (bekannten) Getriebeübersetzung kann
das Motormoment genau bestimmt und plausibilisiert werden.
- (g) Durch ständige
oder regelmäßige Bestimmung der
im Antriebsstrang tatsächlich übertragenen Drehmomente
und entsprechende Speicherung dieser Werte im Fahrzeug kann die
reale Belastung des betreffenden Fahrzeugs dokumentiert und letztlich
bei einem Werk stattbesuch ausgelesen werden. Hierdurch können nicht
nur Rückschlüsse auf
Verschleißerscheinungen
in dem konkreten Fahrzeug getroffen werden, sondern derartige Werte
können
für ein
Kollektiv von mehreren Fahrzeugen desselben Typs statistisch ausgewertet
werden, um die Auslegung des Antriebsstrangs den tatsächlichen
Bedingungen noch besser anzupassen.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einer Momenten-Übertragungsstrecke, die zumindest
entlang eines Teils eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs verläuft. Das
Fahrzeug weist eine Steuereinheit auf, die zur Bestimmung eines
entlang der Übertragungsstrecke übertragenen
Drehmoments gemäß einem
Verfahren der erläuterten
Art ausgebildet ist. Das Fahrzeug kann zu diesem Zweck auch mit
wenigstens einem Drehzahlsensor ausgestattet sein, der ausschließlich für die Bestimmung des übertragenen
Drehmoments dient und zusätzlich zu
weiteren, auch für
andere Funktionen vorhandenen Drehzahlsensoren vorgesehen ist.
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Die
Erfindung wird im Folgenden lediglich beispielhaft anhand der Zeichnungen
beschrieben; in diesen zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines Teiles eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs,
der ein Drehmoment überträgt, das
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
ermittelt wird;
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2 eine
schematische Darstellung eines ersten Kraftfahrzeugantriebsstrangs,
der ein Drehmoment überträgt, das
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
ermittelt wird;
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3 eine
schematische Darstellung eines zweiten Kraftfahrzeugantriebsstrangs,
der ein Drehmoment überträgt, das
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
ermittelt wird;
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4 eine
schematische Darstellung eines dritten Kraftfahrzeugantriebsstrangs,
der ein Drehmoment überträgt, das
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
ermittelt wird; und
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5 eine schematische Darstellung von Signalen,
die von jeweiligen Drehzahlsensoren erzeugt werden.
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1 zeigt
schematisch eine Momenten-Übertragungsstrecke 10,
die eine Antriebsstrangkomponente 12, eine Eingangswelle 14 und
zumindest eine Ausgangswelle 16 umfasst. Die Eingangswelle 14 überträgt ein Drehmoment
an die Antriebsstrangkomponente 12, welche das Drehmoment
wiederum an die Ausgangswelle 16 überträgt. Drehzahlsensoren 18, 20 überwachen
die Drehwinkelstellung bzw. die Drehzahl jeweiliger Geberräder 22, 24, die
mit der jeweiligen Eingangs- und Ausgangswelle 14, 16 drehwirksam
verbunden sind, und erzeugen entsprechende Drehpositionssignale.
Vorzugsweise sind die Geberräder 22, 24 verzahnte
Räder,
wobei die Drehzahlsensoren 18, 20 jeweilige Pulssignale auf
Grundlage der den Sensor passierenden Zähne erzeugen, wie dies für ABS-Drehzahlsensoren
(Antiblockiersystem) an sich bekannt ist. Vorzugsweise handelt es
sich bei dem Drehzahlsensor 20 um einen im Fahrzeug ohnehin
vorhandenen ABS-Sensor. Eine Steuereinheit 30 überwacht
den Betrieb der Übertragungsstrecke 10 auf
Grundlage der Signale der Drehzahlsensoren 18, 20 und
ermittelt hieraus das Drehmoment, das von den Wellen 14, 16 übertragen
wird.
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In 2 bis 4 sind
schematisch Darstellungen verschiedener Fahrzeuge gezeigt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach 2 ist die Momenten-Übertragungsstrecke 10A Teil
eines Antriebsstrangs 40A, welcher einen Motor 42A (Verbrennungskraftmaschine)
und ein Schaltgetriebe 44A umfasst. Der Motor 42A erzeugt
ein Antriebsdrehmoment, das über
das Schaltgetriebe 44A auf die Übertragungsstrecke 10A wirkt.
Die Übertragungsstrecke 10A umfasst
eine Differentialeinheit 12A, eine Kardanwelle 14A,
und ein Paar Achswellen 16A, die mit einem jeweiligen Rad
verbunden sind. Die Differentialeinheit 12A überträgt ein Antriebsmoment
von der Kardanwelle 14A zu einer oder beiden Achswelle(n) 16A.
Die Steuereinheit 30A ermittelt das entlang der Übertragungsstrecke 10A übertragene
Drehmoment auf Grundlage der Signale der Drehzahlsensoren 18A, 20A nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie
nachfolgend noch genauer erläutert
wird.
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Die
Drehzahlsensoren 20A sind im Bereich des jeweiligen Rads
angeordnet (z.B. ABS-Sensor). Der Drehzahlsensor 18A ist
in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
an der Längsachse
der Übertragungsstrecke 10A angeordnet.
Die schraffiert dargestellten Drehzahlsensoren 18A' zeigen jeweilige
alternative Positionen des Drehzahlsensors 18A. Es spielt
keine Rolle, ob der Drehzahlsensor 18A direkt am Differential 12A oder
in Richtung des Motors 42A angeordnet ist. Bei Automatikschaltgetrieben,
automatisierten Schaltgetrieben oder bei Handschaltgetrieben sind
Drehzahlsensoren am Getriebeeingang und/oder Getriebeausgang serienmäßig verbaut,
so dass wenigstens einer dieser Sensoren als Drehzahlsensor 18A oder 18A' verwendet werden
kann. In diesem Fall ist das übertragene
Drehmoment ohne zusätzlichen
Hardwareaufwand messbar. Ist ein Drehzahlsensor in der Längsachse
jedoch nicht ohnehin vorhanden, so muss ein Drehzahlsensor 18A vorgesehen
werden.
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Idealerweise
sind in der Messkette keine Kupplungen, beispielsweise eine Schaltgetriebekupplung,
enthalten. Sollten Kupplungen innerhalb der Messkette vorhanden
sein, muss sichergestellt werden, dass es während der Messung keinen Schlupf
gibt. Voraussetzung für
die Messung des übertragenen
Drehmoments ist, dass ein starrer Zusammenhang bei der momentenbedingten
Verdrehung bzw. Verwindung des Übertragungsstrecke 10A auftritt.
Es darf nicht möglich
sein, dass eine der beobachteten Wellen sich im Stillstand befindet
und die andere rotieren kann.
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In 3 ist
eine schematische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels
eines allradgetriebenen Fahrzeuges gezeigt, das zwei Momenten-Übertragungsstrecken 10BV , 10BH umfasst.
Ein Verteilergetriebe 46B verteilt mittels einer nicht
gezeigten Kupplung das Antriebsmoment auf eine (permanent angetriebene)
Hinterachsenübertragungsstrecke 10BH und
eine (zuschaltbare) Vorderachsenübertragungsstrecke 10BV . Die Komponenten der Übertragungsstrecken 10BV , 10BH entsprechen
im Wesentlichen jenen der Übertragungsstrecke 10A gemäß 2.
Ein Drehzahlsensor 18B ist an der Längsachse der Hinterachsenübertragungsstrecke 10BH angeordnet, beispielsweise am Ausgang
des Schaltgetriebes 44B. Alternativ kann dieser Sensor auch
an anderen Positionen entlang der Längsachse der Hinterachsenübertragungsstrecke 10BH angeordnet sein (Bezugszeichen 18B' und 18BH' in 3).
Die Drehzahlsensoren 20BV , 20BH sind ohnehin bereits vorhandene Sensoren
der Vorder- bzw. Hinterachse (z.B. ABS-Sensoren), und sie befinden sich
an oder in der Umgebung des jeweiligen Rads. Die Steuereinheit 30B ermittelt
zumindest das entlang der Übertragungsstrecke 10BH übertragene Drehmoment
auf Grundlage der Signale der Drehzahlsensoren 18B, 20BH gemäß dem Drehmomentbestimmungsverfahren
nach der Erfindung.
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Optional
ist auch ein Drehzahlsensor 18BV' an dem Längszweig
der Vorderachsenübertragungsstrecke 10BV angeordnet. In diesem Fall ermittelt
die Steuereinheit 30B auch das entlang der Übertragungsstrecke 10BV übertragene
Drehmoment auf Grundlage der Signale der Drehzahlsensoren 18BV', 20BV .
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
nach 4 ist die Übertragungsstrecke 10C Teil
eines Antriebsstrangs 40C, welcher einen Motor 42C und
ein Schaltgetriebe 44C umfasst. Die Übertragungsstrecke 10C umfasst
eine Differentialeinheit 12C, eine Kardanwelle 14C,
und ein Paar Achswellen 16C, das mit einem Paar Räder verbunden
ist. Die Steuereinheit 30C ermittelt das entlang der Übertragungsstrecke 10C übertragene
Drehmoment auf Grundlage der Signale von vier Drehzahlsensoren 20C, 20C', wobei an jeder
Achswelle 16C ein Sensor 20C im Bereich des jeweiligen
Rads (z.B. ABS-Sensor) und ein Sensor 20C' im Bereich der Differentialeinheit 12C angeordnet
ist. Bei dieser Ausführungsform
ist kein Längsachsedrehzahlsensor
verwendet.
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Die
vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zur Bestimmung eines Drehmoments
vor, das entlang einer Übertragungsstrecke,
beispielsweise der oben erwähnten Übertragungsstrecken
(10, 10A, 10B), übertragen wird. Wenn sich das
Fahrzeug in Bewegung befindet, liefern die Drehzahlsensoren elektrische
Pulssignale. Die Steuereinheit empfängt diese Pulssignale. Sie
zählt die
Pulssignale des jeweiligen Sensors ab einem vorgegebenen Beginn
einer Messung fortlaufend hoch und berechnet hieraus einen jeweiligen
momentanen Phasenwinkel bzw. eine Winkeländerung.
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Für die Ermittlung
eines entlang der Längsachse
des Antriebsstrangs übertragenen
Drehmoments werden bei einer so genannten Drei-Sensor- Anordnung (wie in 2 oder 3 gezeigt)
die derart berechneten Phasenwinkel φL, φR der beiden in einem Querzweig der Übertragungsstrecke
angeordneten Sensoren (z.B. ABS-Sensoren 20) gemittelt und
mit dem entsprechend berechneten momentanen Phasenwinkel φK des Drehzahlsensors in einem Längszweig
der Übertragungsstrecke
(z.B. Drehzahlsensor 18) ins Verhältnis gesetzt. Ein Gesamtphasenwinkel φGES wird als eine momentane Drehpositionssignal-Beziehung
gemäß der folgenden
Beziehung berechnet: φGES = φK – (φL + φR)/2 (1)
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Das
entlang der Übertragungsstrecke übertragene
Drehmoment MK ist generell proportional
zu dem momentan berechneten Gesamtphasenwinkel φGES (bzw.
einer Änderung
hiervon) und zu der Steifigkeit c des betrachteten Teils der Übertragungsstrecke,
also des zwischen den verwendeten Sensoren gelegenen Teils der Übertragungsstrecke.
Diese Steifigkeit c lässt
sich für
den betrachteten Fahrzeugtyp durch einmalige Kalibrierungsmessung
ermitteln (z.B. mittels Dehnmessstreifen). Somit ergibt sich das
momentan übertragene
Drehmoment MK gemäß der folgenden Beziehung: MK = c·φGES (2)
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Je
größer der
Gesamtphasenwinkel φGES (bzw. eine Änderung hiervon) ist, desto
größer ist also
das übertragene
Drehmoment MK.
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Die
Quermomente, insbesondere die Radabtriebswellendrehmomente MQL, MQR können bei
einer Drei-Sensor-Anordnung (2 oder 3)
auf Grundlage des in Längsrichtung
entlang des Antriebsstrangs übertragenen
Drehmoments MK berechnet werden. Wenn eine
Differentialeinheit, beispiels weise die Differentialeinheiten 12, 12A, 12B, mit
einer Momentenverteilung von 50:50 (Verhältnis rechts zu links) verwendet
wird, so ergibt sich für
die Radabtriebswellenmomente MQL, und MQR jeweils die Hälfte des in Längsrichtung übertragenen
Drehmomentes MK gemäß den folgenden Beziehungen: MQL = MK/2 (3a) MQR = MK/2 (3b)
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Wenn
eine Differentialeinheit mit konstanter Drehmomentverteilung beispielsweise
60:40 (Verhältnis
rechts zu links) verwendet wird, ergibt die Summe der beiden Querdrehmomente
MQL, und MQR wieder
das Längsdrehmoment
MK gemäß den folgenden
Beziehungen: MQL =
0,4·MK (4a) MQR = 0,6·MK (4b)
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Wenn
eine zu 100% sperrbare Differentialeinheit verwendet wird, können sich
unterschiedliche Drehmomente auf der linken und der rechten Radabtriebswelle
ergeben. Sobald das Differential zu 100% geschlossen ist, kann durch
Vergleich des Phasenwinkels φK mit den Phasenwinkeln φL, φR das linke bzw. rechte Radabtriebswellenmoment
gemäß den folgenden
Beziehungen errechnet werden: MQL = cL·(φK – φL) (5a) MQR = cR·(φK – φR) (5b)
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Hierbei
ist cL die Steifigkeit der linken Momenten-Übertragungsstrecke
zwischen den verwendeten Sensoren, und cR ist
die Steifigkeit der rechten Übertragungsstrecke.
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Entsprechend
wird bei einer so genannten Zwei-Sensor-Anordnung oder Vier-Sensor-Anordnung
vorgegangen, bei der jeweils zwei Sensoren einer lediglich in einer
einzigen Richtung verlaufenden Momenten-Übertragungsstrecke zugeordnet
sind (insbesondere in Querrichtung, wie in 4 gezeigt). Beispielsweise
kein ein Gesamtphasenwinkel φGES,L eines linken Querzweigs der Übertragungsstrecke aus
den momentanen Phasenwinkeln φL,innen und φL,außen berechnet
werden, die anhand von Drehzahlsensoren ermittelt werden, die sich
an einem Innenabschnitt bzw. einem Außenabschnitt der betreffenden Übertragungsstrecke
befinden (z.B. Sensoren 20C' und 20C gemäß 4).
Der Gesamtphasenwinkel φGES,L des linken Querzweigs wird demnach
gemäß der folgenden
Beziehung berechnet: φGES,L = φL,innen – φL,außen (6a)
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Entsprechend
ergibt sich der Gesamtphasenwinkel φGES,R des
rechten Querzweigs aus: φGES,R = φR,innen – φR,außen (6b)
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Das
entlang der jeweiligen Übertragungsstrecke übertragene
Drehmoment MQL bzw. MQR (linker
Querzweig bzw. rechter Querzweig) ist wiederum proportional zu dem
jeweiligen Gesamtphasenwinkel φGES,L bzw. φGES,R und
der Steifigkeit cL bzw. cR des betrachteten
Querzweigs der Übertragungsstrecke zwischen
den verwendeten Sensoren: MQL = cL·φGES,L (7a) MQR = cR·φGES,R (7b)
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Da
erst ab einer bestimmten Schwellgeschwindigkeit (ca. 3 km/h) Messsignale
von den Drehzahlsensoren geliefert werden, muss für eine konkrete
nachfolgende Messung des übertragenen Drehmoments
noch ein Absolutwert bzw. Nullpunkt bestimmt werden. Deshalb wird
zu einem Zeitpunkt, zu dem ein bekanntes Drehmoment entlang der Übertragungsstrecke übertragen
wird, anhand der momentan erzeugten Drehpositionssignale eine erste
Drehpositionssignal-Beziehung ermittelt, die nachfolgend als ein
Offsetwert dient, beispielsweise als ein Offsetwert φoffset des Gesamtphasenwinkel oder (nach
Umrechnung über
die Steifigkeit c) als ein Offsetwert Moffset des
Drehmoments. Zu einem späteren Zeitpunkt
wird anhand der momentan erzeugten Drehpositionssignale eine zweite
Drehpositionssignal-Beziehung ermittelt (z.B. momentaner Gesamtphasenwinkel φGES). Das übertragene Drehmoment wird
auf Grundlage zumindest des Offsetwerts und der zweiten ermittelten
Drehpositionssignal-Beziehung
berechnet, insbesondere durch eine Differenzbildung.
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Die
Bestimmung eines solchen Offsetwerts kann anhand der zu dem betreffenden
Zeitpunkt ermittelten Drehpositionssignale der Drehzahlsensoren bzw.
Phasenwinkel nach derselben Berechnungsweise erfolgen wie nachfolgend
die bereits erläuterte Berechnung
der momentanen Drehpositionssignal-Beziehung, z.B. wie die Bestimmung
des Gesamtphasenwinkels φGES gemäß der vorstehenden Formel
(1).
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Die
als Offsetwert dienende (erste) Drehpositionssignal-Beziehung kann
auch lediglich indirekt berücksichtigt
werden, nämlich
indem jedem Drehzahlsensor ein eigener (Sensor-spezifischer) Offsetwert
zugeordnet wird, der von den nachfolgend erzeugten Drehpositionssignalen
(z.B. von den Phasenwinkeln φK, φL, φR gemäß Gleichung
(1)) jeweils subtrahiert wird. Vereinfachend wird nachfolgend vorausgesetzt,
dass der Offsetwert stets als ein einziger (für alle Sensoren gemeinsamer)
Wert berücksichtigt wird.
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Die
Bestimmung des Offsetwerts ist besonders einfach für einen
Zeitpunkt, zu dem bekanntermaßen
keine Drehmomentübertragung
erfolgt (Übertragung
eines bekannten Drehmoments Null). Um auch hinsichtlich des Offsetwerts
ein mögliches
mechanisches Spiel der Übertragungsstrecke
zu berücksichtigen
(vgl. noch nachstehend), ist es von Vorteil, wenn zum Zeitpunkt
der Ermittlung des Offsetwerts die spielbehafteten Komponenten der Übertragungsstrecke
an einer Spielkante anliegen. Im Einzelnen bestehen hierfür beispielsweise
die folgenden Möglichkeiten:
Offener Schubbetrieb eines Fahrzeugs und/oder Kurvenfahrt eines
allradgetriebenen Fahrzeugs mit einem bestimmten Mindest-Lenkwinkel.
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Offener Schubbetrieb:
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Bei
Entkoppeln der zuschaltbaren Achse eines allradgetriebenen Fahrzeugs,
beispielsweise beim vollständiges Öffnen eines
Verteilergetriebes, werden die Räder
dieser Achse ohne eigenen Antrieb geschoben bzw. gezogen. Aufgrund
der zwangsläufig
vorhandenen Lagerreibung befinden sich die der zuschaltbaren Achse
zugeordneten spielbehafteten Komponenten der Momenten-Übertragungsstrecke an
einer Spielkante. Entsprechendes gilt auch beim Öffnen der Kupplung des Schaltgetriebes
eines Fahrzeugs mit Einachsantrieb und beim Öffnen der Kupplung des Schaltgetriebes
eines Fahrzeugs mit Allradantrieb bei geöffnetem Verteilergetriebe (dann
werden die Räder
beider Achsen geschoben bzw. gezogen). Für einen derartigen offenen
Schubbetrieb können
für die
jeweilige entkoppelte Achse die momentanen Signale der Drehzahlsensoren
der Übertragung
eines Drehmoments Null zugeordnet werden. Wichtig ist bei diesem
Ansatz, dass das Fahrzeug nicht gleichzeitig beschleunigt, beispielsweise
aufgrund einer ungebremsten steilen Bergabfahrt.
-
Kurvenfahrt mit einem bestimmten Mindest-Lenkwinkel:
-
Insbesondere
bei einem allradgetriebenen Fahrzeug liegt ein definierter Zustand – nämlich ein übertragenes
Drehmoment Null – auch
bei einer engen Kurvenfahrt vor (Mindest-Lenkwinkel z.B. > 220°). Bei einer
engen Kurvenfahrt legen die Vorderachse und die Hinterachse nämlich unterschiedliche Wegstrecken
zurück.
Deshalb muss bei einer solchen Kurvenfahrt das Verteilergetriebe
geöffnet
werden, um Verspannungen in Längsrichtung
zu vermeiden. Daher liegt beim Anfahren des allradgetriebenen Fahrzeugs
mit Lenkeinschlag grundsätzlich
ein offener Schubbetrieb hinsichtlich der Räder der zuschaltbaren Achse
vor.
-
Bei
den vorgenannten Ausführungsformen kann
die betrachtete Momenten-Übertragungsstrecke – wie bereits
erwähnt – spielbehaftete
Komponenten enthalten (z.B. Getriebe, Kardangelenk, Gleichlaufgelenk,
Verbindung einer Welle mit einer anderen Komponente). Um das Drehmoment
aus der Verwindung bzw. aus der relativen Verdrehung entlang der Übertragungsstrecke
möglichst
genau zu bestimmen, werden die darin enthaltenen Spiele berücksichtigt.
Das in der betrachteten Übertragungsstrecke
enthaltene Gesamtspiel kann im Rahmen der vorstehend erläuterten
Berechnung des übertragenen
Drehmoments durch zusätzliche
Subtraktion eines Spielwerts berücksichtigt
werden, beispielsweise durch Subtraktion eines Phasenspielwerts φSpiel vom momentan ermittelten Gesamtphasenwinkel
oder durch Subtraktion eines entsprechenden Momentenspielwerts MSpiel = c·φSpiel vom
ermittelten Momentenwert.
-
Zur
Ermittlung des in der Übertragungsstrecke
enthaltenen Spiels wird bei einer ersten Ausführungsform das Spiel für einen
lastlosen Zustand der betrachteten Übertragungsstrecke bestimmt.
Ein lastloser Zustand liegt beispielsweise beim Öffnen der Schaltgetriebekupplung
bei Einachsantrieb vor, oder beim Öffnen der Kupplung eines Verteilergetriebes
bei zuschaltbarem Allradantrieb in Richtung der zu betrachtenden
Achse. Im Allgemeinen dauern derartige lastlose Zustände nur
kurze Zeit (z.B. einige 1/10 Sekunden bis einige Sekunden).
-
Daher
wird gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung für
eine Vielzahl von verschiedenen Zeitpunkten anhand der momentanen Sensorsignale
der jeweilige Gesamtphasenwinkel φGES ermittelt,
und anhand der Vielzahl der somit vorhandenen unterschiedlichen
Gesamtphasenwinkel φGES wird ein maximaler Unterschied zwischen
dem kleinsten und dem größten ermittelten
Gesamtphasenwinkel φGES bestimmt. Durch die Betrachtung einer
Vielzahl von verschiedenen Zeitpunkten ist sichergestellt, dass
der gesamte Spielbereich erfasst wird und dass innerhalb der lastlosen
Zustände
der betrachteten Übertragungsstrecke
insbesondere auch beide Spielkanten (mögliche maximale Ausschläge in beiden
Drehrichtungen) erfasst werden. Die jeweiligen Drehpositionssignal-Beziehungen der lastlosen
Zustände
werden somit gleichsam aneinandergereiht, so dass der gesamte Spielbereich
sichtbar wird (offene Langzeitbetrachtung). Der ermittelte maximale
Unterschied ΔφGES der jeweils berechneten Gesamtphasenwinkel φGES entspricht somit dem maximal auftretenden
Spiel φSpiel.
-
Bei
einer anderen Ausführungsform
wird ein maximaler Unterschied zwischen dem kleinsten und dem größten ermittelten
Gesamtphasenwinkel φGES während
eines Gangwechsels mit Lastschlag bestimmt. Es werden also die Drehpositionssignal-Beziehungen
(entsprechend einem jeweiligen Gesamtphasenwinkel φGES) während
eines Gangwechsels berücksichtigt,
bei dem innerhalb kurzer Zeit das gesamte Spiel in dem betrachteten
Teil des Antriebsstrangs durchschlagen wird.
-
Durch
die zusätzliche
Berücksichtigung
des erläuterten
Offsetwerts und des erläuterten
Spielwerts lassen sich die vorstehend genannten Berechnungsformeln
wie folgt präzisieren:
-
Gesamtphasenwinkel:
-
-
φGES =
((PK – (φL + φR)/2) – φoffset,GES – φSpiel,GES (1')
-
φGES,L = φL,innen – φL,außen – φoffset,L – φSpiel,L (6a')
-
φGES,R = φR,innen – φR,außen – φoffset,R – φSpiel,R (6b')
-
Übertragenes
Drehmoment:
-
-
MK =
(c·φGES) – Moffset,GES – MSpiel,GES (2')
-
MQL =
cL·(φK – φL) – Moffset,QL – MSpiel,QL (5a)
-
MQR =
cR·(φK – φR) – Moffset,QR – MSpiel,QR (5b')
-
MQL =
(cL·φGES,L) – Moffset,L – MSpiel,L (7a')
-
MQR =
(cR·φGES,R) – Moffset,R – MSpiel,R (7b')
-
5 zeigt schließlich Pulssignale (Drehzahlsignale)
der Drehzahlsensoren während
eines beispielhaften Betriebes. Das Signal S1 entspricht
einem Signal eines Achswellensensors (z.B. Sensor 20 gemäß 1 bis 4),
und das Signal S2 entspricht entweder einem
Signal eines Längswellensensors
(ggf. multipliziert mit der Achsuntersetzung der Differentialeinheit
oder sonstigen Getriebeeinheit; z.B. Sensor 18 gemäß 1 bis 3)
oder einem Signal eines zweiten Achswellensensors (z.B. Sensor 20C' gemäß 4).
Es wird angenommen, dass die Geberräder der verschiedenen Sensoren
in diesem Fall alle gleich sind und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs
konstant bleibt. Deshalb entspricht der Pulsabstand DS1 der
Signale S1 normalerweise dem Pulsabstand
DS2 der Signale S2.
Die Pulssignale sind hier der besseren Deutlichkeit halber mit einem stark
vergrößerten Pulsab stand
gezeigt. Es ist zu beachten, dass die Pulssignale der Drehzahlsensoren letztlich
den vorstehend bereits erläuterten
Phasenwinkeln φ entsprechen.
-
Während der
Zeitdauer tA befindet sich das Fahrzeug
in einem Normalbetrieb, in dem ein Drehmoment MÜBT größer Null übertragen
wird und die betrachtete Welle (oder sonstige Komponenten der Momenten-Übertragungsstrecke)
demzufolge eine Verwindung zeigt. Am Ende der Zeitdauer tA wechselt das Fahrzeug in einen Schubbetrieb
(Zeitdauer tB), wobei die Welle sich während einer
anfänglichen Zeitdauer
tB1 entspannt und wobei während einer
anschließenden
Zeitdauer tB2 ein Spiel aufgebaut wird, d.h.
während
der Zeitdauer tB2 wird ausgehend von einer
ersten, einem Zugbetrieb entsprechenden Spielkante die andere, zweite
Spielkante der Komponenten der Momenten-Übertragungsstrecke erreicht, die
dem Schubbetrieb entspricht. Aufgrund des Entspannens der Welle
und des zusätzlichen
Aufbaus des Spiels ändert
sich die der Pulsabstand DS2 kurzzeitig,
beispielsweise vergrößert er
sich (DS2'). Nach dem Entspannen der Welle und
dem vollständigen Aufbau
des Spiels entspricht der Pulsabstand DS2 wieder
dem Pulsabstand DS1, und nun ist das übertragene
Drehmoment MÜBT gleich
Null (Zeitdauer tB3).
-
Beispielsweise
zu dem Zeitpunkt t1 beginnt die Steuereinheit
mit der fortlaufenden Beobachtung der Pulssignale, um das zu einem
späteren
Zeitpunkt übertragene
Drehmoment MÜBT zu
berechnen. Am Ende der Zeitdauer tB wechselt
das Fahrzeug wieder zum Normalbetrieb (Zeitdauer tC),
in dem ein Drehmoment MÜBT übertragen wird. Während einer
anfänglichen
Zeitdauer tC1 wird das Spiel nun in umgekehrter
Drehrichtung wieder beseitigt. Während
einer anschließenden
Zeitdauer tC2 verbiegt sich die Welle wieder.
Während
dieser Zeiträume
tC1 und tC2 ändert sich
der Pulsabstand DS2 neuerlich, insbesondere verringert
er sich nun (DS2'').
-
Nach
der Beseitigung des Spiels und der Verbiegung der Welle entspricht
der Pulsabstand DS2 wieder dem Pulsabstand
DS1, und das übertragene Drehmoment
MÜBT ist
größer Null
(Zeitdauer tC3). Beispielsweise zum Zeitpunkt
t2 kann die Steuereinheit auf Grundlage
der Beziehung ΔS
zwischen den beobachteten Pulssignalen S1 und
S2 das momentan übertragene Drehmoment MÜBT genau
berechnen.
-
Hierfür werden
die Pulssignale S1 und S2 (bzw.
die entsprechenden Phasenwinkeln φ) für den Zeitpunkt t2 mit
den Pulssignalen S1 und S2 für den Zeitpunkt
t1 verglichen, beispielsweise durch Differenzbildung.
Hierbei bildet eine Beziehung der Pulssignale S1 und
S2 für
den Zeitpunkt t1, zu dem die Komponenten
der Momenten-Übertragungsstrecke an
der genannten zweiten Spielkante anliegen, einen Offsetwert, wie
vorstehend bereits erläutert
wurde. Auch das hierbei vorhandene und beispielsweise durch eine
Langzeitbetrachtung ermittelte Gesamtspiel (Unterschied der Pulssignale
allein aufgrund des Wechsels von der zweiten zurück zur ersten Spielkante) kann
insbesondere durch Differenzbildung berücksichtigt werden, wie ebenfalls
bereits erläutert
wurde.
-
Nachfolgend
werden noch verschiedene weitere Aspekte der Erfindung erläutert.
-
Sofern
alle Drehzahlsensoren an eine einzige (gemeinsame) Steuereinheit
angeschlossen sind, bereitet die Synchronisierung der Drehpositionssignale
keine Probleme. Die Steuereinheit 30 kann jedoch Untermodule
oder Untersteuereinheiten 301 , 302 umfassen (1), die
die jeweiligen Drehpositionssignale empfangen und die über einen
Datenbus in Verbindung stehen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 302 eine bereits vorhandene ABS-Steuereinheit
sein, wobei die Steuereinheit 302 Nachrichten, welche
die Drehpositionssignale enthalten, über den Datenbus an die Steuerein heit 301 übermittelt.
In diesem Fall sind also nicht alle Drehzahlsensoren an eine einzige
Steuereinheit angeschlossen. Daher können die Taktfrequenzen der
beteiligten Steuereinheiten 301 , 302 aneinander angeglichen bzw. Unterschiede
kompensiert werden. Hierfür
wird für
eine große
Anzahl von Nachrichten, die über
den Datenbus an die beteiligten Steuereinheiten 301 , 302 übermittelt
werden, der jeweilige Empfangszeitpunkt ermittelt. Durch Mittelung
dieser Empfangszeitpunkte wird letztlich die jeweilige (tatsächliche)
Taktfrequenz der beteiligten Steuereinheiten 301 , 302 bestimmt und kann für den Empfang
der genannten Nachrichten, welche die zeitkritischen Drehpositionssignale
enthalten, berücksichtigt
werden.
-
Es
ist auch nicht sicher, dass Botschaften, die mit einem Sendintervall
von beispielsweise 10 ms über
den Datenbus gesendet werden, auch alle 10 ms beim Empfänger ankommen.
Je nach Busbelastung unterscheidet sich das Ankunftsintervall, oder
in Extremfällen
kommt eine Botschaft überhaupt
nicht beim Empfänger
an. Um eine zeitsynchrone Verarbeitung der Signale der Drehzahlsensoren
zu gewährleisten,
können
innerhalb einer von einem Drehzahlsensor abgegebenen Nachricht daher
eine Größe, die
dem gemessenen Phasenwinkel proportional ist, und ein Zeitstempel
zu der Steuereinheit gesendet werden, die die Drehmomentberechnung
durchführt
(z.B. Steuereinheit 301 ). Die ankommende
Phasenwinkelinformation kann in der Steuereinheit 301 somit der Systemzeit der Steuereinheit 301 zugeordnet werden, so dass die Signale
einer Vielzahl von Drehzahlsensoren zeitsynchron verarbeitet werden können.
-
Einem
weiteren Aspekt der Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass in
einem lastlosen Zustand einer Momenten-Übertragungsstrecke Akustikprobleme
auftreten können,
da sich Schwingungen im lastlosen Zustand am leichtesten aufschaukeln können. Da
mit der Drehmomentmessung der Erfindung die lastlosen Zustände erkannt
werden können, kann
bei Erkennung eines lastlosen Zustands beispielsweise die Kupplung
eines Verteilergetriebes in der Übertragungsstrecke
geöffnet
werden, da ohnehin kein Drehmoment übertragen wird. Wenn die Kupplung
geöffnet
ist, ist auch der akustische Übertragungsweg
beispielsweise zwischen Vorder- und Hinterachsantriebsstrang
unterbrochen, wodurch die Akustikprobleme umgangen werden. Ein nachfolgendes
Schließen
der Übertragungsstrecke
kann beispielsweise durch eine Bedarfsanforderung einer Steuereinheit
ausgelöst
werden.
-
- 10,
10A, 10BV, 10BH, 10C
- Momenten-Übertragungsstrecke
- 12
- Antriebsstrangkomponente
- 12A,
12BH, 12C
- Differentialeinheit
- 14
- Eingangswelle
- 14A,
14BV, 14BH, 14C
- Kardanwelle
- 16
- Ausgangswelle
- 16A,
16BV, 16BH, 16C
- Achswelle
- 18,
18A, 18B
- Drehzahlsensor
- 18A', 18B', 18BV', 18BH'
- Drehzahlsensor
(alternative Position)
- 20,
20A, 20BV, 20BH, 20C
- Drehzahlsensor
- 20C'
- Drehzahlsensor
- 22
- Geberrad
- 24
- Geberrad
- 30,
301, 302, 30A, 30B, 30C
- Steuereinheit
- 40A,
40B, 40C
- Antriebsstrang
- 42A,
42B, 42C
- Motor
- 44A,
44B, 44C
- Schaltgetriebe
- 46B
- Verteilergetriebe