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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Triebstrangs
eines Kraftfahrzeuges, der einen Verbrennungsmotor, ein Doppelkupplungsgetriebe
und eine einen Kraftfluss zwischen dem Verbrennungsmotor und dem
Wechselgetriebe steuernde Reibungskupplung aufweist, mit den Schritten:
Erfassen einer verbrennungsmotorseitigen ersten Drehzahl der Kupplung,
Erfassen einer wechselgetriebeseitigen zweiten Drehzahl der Kupplung
und Ermitteln einer Drehzahldifferenz zwischen der ersten Drehzahl
und der zweiten Drehzahl. Die Erfindung betrifft ferner ein Steuergerät
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
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Ein
solches Verfahren und ein solches Steuergerät ist jeweils
bereits aus der
WO
03/019030 A1 bekannt. Nach dieser Schrift kann in der Schlupfphase
der Kupplung, also bei einer Drehzahldifferenz zwischen einer verbrennungsmotor-seitigen
ersten Kupplungsdrehzahl und einer getriebeseitigen zweiten Kupplungsdrehzahl,
ein sogenanntes Rupfen auftreten, das Schwingungen im Triebstrang
anregt. Als Ursache des Rupfens wird ein vorübergehendes Haften
und Lösen der beteiligten Reibflächen der Kupplung
genannt. Als typische Frequenz für das Rupfen werden Werte
angegeben, die kleiner als 20 Hz sind und die in den meisten Fällen
bei 10 bis 12 Hz liegen.
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Auftretende
Schwingungen bilden sich in Werten der Drehzahldifferenz ab. Nach
der
WO 03/019030
A1 wird die Kupplung gegenläufig zur Amplitude
der Schwingungen in Abhängigkeit von der Amplitude und
der Frequenz der Schwingungen angesteuert. Eine gegenläufige
Ansteuerung der Kupplung muss mit der Frequenz der Schwingungen
und gegebenenfalls phasenverschoben so erfolgen, dass tatsächlich
eine spürbare Dämpfung erzeugt wird. Die Berücksichtigung
von Phasenverschiebungen kompliziert das bekannte Verfahren. Die
hohe Ansteuerfrequenz belastet die Kupplungsansteuerung und führt
daher zu einem erhöhten Verschleiß der beteiligten
Stellglieder.
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Es
hat sich gezeigt, dass bei Anfahr- oder Kriechvorgängen
bei mit einem Doppelkupplungsgetriebe ausgerüsteten Fahrzeug
Resonanzfrequenzen des Triebstrangs angeregt werden können,
die für den Fahrer als unkomfortable Längsschwingungen spürbar
sind. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe eines einfachen
Verfahrens und eines Steuergerätes, mit denen sich die
genannten Längsschwingungen zuverlässig vermeiden
oder zumindest verringern lassen, ohne dabei einen erhöhten Verschleiß der
Kupplungsstellglieder in Kauf nehmen zu müssen.
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Diese
Aufgabe wird jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche gelöst.
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Im
Gegensatz zu dem bekannten Verfahren sieht die Erfindung einen Eingriff
auf die Drehzahl des Verbrennungsmotors vor. Diese ist leicht zu
verändern. Dafür notwendige Hardware und Software-Strukturen
sind bei modernen Kraftfahrzeugen ohnehin bereits vorhanden, beispielsweise
für eine Leerlaufdrehzahlregelung. Für die Realisierung
der Erfindung wird lediglich die ohnehin vorgenommene Ansteuerung
modifiziert, indem z. B. Zündzeitpunkte und/oder ein Kraftstoff-Einspritztiming
und/oder Einspritzmengen und/oder Ansteuersignale für einen Leerlaufluftsteller
verändert werden. Dabei tritt kein zusätzlicher
Verschleiß der beteiligten Stellglieder auf. Es tritt insbesondere
kein zusätzlicher Verschleiß an der Kupplung und/oder
an den Stellgliedern der Kupplung auf, da diese für die
Verwirklichung der Erfindung nicht benutzt werden. Die erfindungsgemäß vorzunehmenden
Eingriffe erfolgen gewissermaßen trägheitslos
und sind daher insbesondere nicht auf vergleichsweise niedrige Resonanzfrequenzwerte
zwischen 10 und 20 Hz beschränkt.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen,
der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
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1 das
technische Umfeld der Erfindung;
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2 Verläufe
verschiedener Drehzahlen im Triebstrang ohne korrigierende Eingriffe
bei einem komfort-orientierten Anfahrvorgang;
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3 Verläufe
verschiedener Drehzahlen im Triebstrang mit korrigierenden Eingriffen
bei einem komfort-orientierten Anfahrvorgang;
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4 ein
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verfahrens;
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5 die
Wirkung eines auf ein komfortables Ausrollen abgestimmten Eingriffs
zur Vermeidung/Verringerung von Triebstrangschwingungen; und
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6 die
Auswirkung der Erfindung in einer speziellen Betriebssituation des
Triebstrangs.
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Im
Einzelnen zeigt die 1 einen Triebstrang 10 eines
Kraftfahrzeuges, der einen Verbrennungsmotor 12, ein Wechselgetriebe 14 und weitere
Komponenten zur Übertragung von Drehmomenten zwischen dem
Verbrennungsmotor 12 und Antriebsrädern 26, 28 des
Kraftfahrzeugs aufweist. Zu diesen Komponenten gehört eine
steuerbare Kupplung 16, die zwischen dem Verbrennungsmotor 12 und
dem Wechselgetriebe 14 angeordnet ist. Weiter zählen
eine Kardanwelle 18, die Drehmomente zwischen dem Wechselgetriebe 14 und
einem Differenzial 20 überträgt, und
Antriebswellen 22, 24, die Drehmomente zwischen
dem Differenzial 20 und Antriebsrädern 26, 28 übertragen,
zu diesen Komponenten.
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Ein
Steuergerät 30 steuert die Kupplung 16 mit
einem Stellsignal S_Ku und das Getriebe 14 mit einem Stellsignal
S_G und den Verbrennungsmotor 12 mit Stellsignalen S_K
und/oder S_L und/oder S_Z. Mit dem Stellsignal S_Ku wird der Kraftschluss
der Kupplung 16 gesteuert. Das Stellsignal S_G dient zur Auswahl
einer im Wechselgetriebe 14 einstellbaren Übersetzung.
Das Stellsignal S_K dient zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr zu
Brennräumen des Verbrennungsmotors 12, während
das Stellsignal S_L zur Steuerung der Luftzufuhr und das Stellsignal
S_Z zur Steuerung der Zündung von Brennraumfüllungen dient.
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Für
die Steuerung verarbeitet das Steuergerät 30 Signale,
die Betriebsparameter des Triebsstrangs 10 abbilden. Im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung gehören zu
den Betriebsparametern insbesondere eine getriebeseitige Kupplungsdrehzahl
n1, die von einem Drehzahlsensor 32 erfasst wird, eine
verbrennungsmotorseitige Kupplungsdrehzahl n2, die von einem Drehzahlsensor 34 erfasst
wird, und ein Fahrerwunsch FW, der eine Drehmomentanforderung des
Fahrers abbildet und der von einem Fahrerwunschgeber 36 erfasst
wird. Bei Kenntnis der Übersetzungen zwischen einem Rad 26, 28 und
der Kupplung 16 kann der Drehzahlsensor 32 auch
durch einen Raddrehzahlsensor ersetzt werden.
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Für
die Erfindung ist dabei insbesondere die Regelung und/oder Steuerung
der verbrennungsmotorseitigen Drehzahl n2 von Bedeutung. Welche
der Stellgrößen S_K, S_L, S_Z dafür benutzt
werden, ist lediglich von nachrangiger Bedeutung. Unterschiede zwischen
den Stellgrößen ergeben sich in der Geschwindigkeit,
mit der sie ihre Wirkung entfalten. Die schnellste Wirkung entfalten
S_Z-Eingriffe, gefolgt von S_K-Eingriffen. S_L-Eingriffe sind dagegen
zwar vergleichsweise langsam, für eine Drehzahlregelung in
der Regel aber immer noch schnell genug. Die Erfindung ist daher
zum Beispiel auch bei Dieselmotoren anwendbar, bei denen kein Stellsignal
S_Z und kein Leerlaufluftstellglied verwendet wird. Die Erfindung
ist damit vom verwendeten Brennverfahren des Verbrennungsmotors 12 unabhängig
verwendbar.
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Alternativ
zu einem einzelnen Steuergerät 30, das sowohl
die Kupplung 16 als auch den Verbrennungsmotor 30 steuert,
kann auch ein Verbund aus einem Motorsteuergerät und einem
separaten Getriebe- und Kupplungssteuergerät oder aus einem Motorsteuergerät
und jeweils einem separaten Kupplungssteuergerät und Getriebesteuergerät
verwendet werden, wobei diese Steuergeräte über
ein Bussystem miteinander kommunizieren.
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Es
versteht sich ferner, dass die Triebstrang-Komponenten 18–28 in
der 1 lediglich eine mögliche Ausführungsform
eines Triebstrangs in einem Kraftfahrzeug repräsentieren und
dass die Erfindung nicht auf eine Verwendung in dem Triebstrang
der 1 beschränkt ist.
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Die 2 zeigt
Verläufe der verbrennungsmotorseitigen zweiten Drehzahl
n2, der getriebeseitigen ersten Drehzahl n1 und der Differenz dn
= dn2 – dn1 ohne korrigierende Eingriffe bei einem komfort-orientierten
Anfahrvorgang über der Zeit t. Die Komfort-Orientierung
zeigt sich dabei in der geringen Beschleunigung der Getriebeeingangswelle,
also in der geringen Steigung der Drehzahl n1. Dieser Verlauf ist
typisch für den Fall, dass ein Fahrer ohne Anforderung
großer Drehmomente, also mit nur geringer Fahrpedalbetätigung,
anfährt. Alternativ oder ergänzend kann auch ein
anderes Maß für eine geringe Fahrzeugbeschleunigung
ausgewertet werden.
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Zum
Zeitpunkt t0 dreht der Verbrennungsmotor im Leerlauf mit der Drehzahl
nLL. Die getriebeseitige erste Drehzahl n1 ist gleich 0: Das Fahrzeug steht
mit offener Kupplung 16. Kurz vorher oder zum Zeitpunkt
t0 wird ein Gang im Getriebe eingelegt, eine Bremse gelöst
und/oder das Fahrpedal leicht betätigt. Daraufhin wird
die Kupplung 16 sukzessive geschlossen. Das Fahrzeug setzt
sich mit schleifender Kupplung 16 in Bewegung und die Drehzahl
n1 steigt mit der Fahrgeschwindigkeit entsprechend an. Die zum Zeitpunkt
t0 noch dem Wert der Drehzahl nLL entsprechende Drehzahldifferenz
dn = n2–n1 verringert sich allmählich. Zum Zeitpunkt
t1 ist die Drehzahldifferenz dn über der Kupplung 16 gleich
0. Die Kupplung 16 ist also ganz geschlossen und schleift
nicht mehr. Der Anfahrvorgang ist abgeschlossen.
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In
dem Beispiel der 2 durchläuft die Drehzahldifferenz
dn Resonanzdrehzahlen nR1, nR2 und nR3 des Triebstangs 10,
wobei die Zahlen i = 1, 2, 3 die Ordnungen der Eigenschwingungsmoden des
Triebstrangs 10 nummerieren. Innerhalb einer bestimmten,
jeder Resonanzdrehzahl nR1, nR2 nR3 jeweils zugeordneten Resonanzdrehzahlbandbreite werden
Schwingungen des Triebstrangs 10 durch das von der Kupplung 16 übertragene
Drehmoment des Verbrennungsmotors 12 angeregt und/oder
verstärkt. Das Ausmaß der Anregung oder Verstärkung hängt
unter anderem von der Zeitdauer ab, in der sich die Drehzahldifferenz
dn innerhalb einer Resonanzdrehzahlbandbreite befindet. Je länger
diese Zeitdauer ist, desto größer fällt
die unerwünschte Anregung aus.
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Durch
die vorliegende Erfindung wird diese Zeitdauer verkürzt.
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Die 3 zeigt
Verläufe der verbrennungsmotorseitigen zweiten Drehzahl
n2, der getriebeseitigen ersten Drehzahl n1 und der Differenz dn
= dn2 – dn1 mit korrigierenden Eingriffen bei einem komfort-orientierten
Anfahrvorgang. Zum Zeitpunkt t0 dreht der Verbrennungsmotor im Leerlauf
mit der Drehzahl nLL. Die getriebeseitige erste Drehzahl ist gleich
0: Das Fahrzeug steht mit offener Kupplung 16. Kurz vorher
oder zum Zeitpunkt t0 wird ein Gang im Getriebe eingelegt, eine
Bremse gelöst und/oder das Fahrpedal leicht betätigt.
Daraufhin wird die Kupplung 16 sukzessive geschlossen.
Das Fahrzeug setzt sich mit schleifender Kupplung 16 in
Bewegung. Die Drehzahl n1 steigt entsprechend an und die Drehzahldifferenz
dn = n2 – n1 nimmt entsprechend ab. Bei einer Annäherung
der von oben fallenden Drehzahldifferenz dn an die Resonanzdrehzahlbandbreiten
RBB = (nRi + dnRi, nRi – dnRi) wird die Motordrehzahl n2
vorübergehend erhöht, bis sie einen Schwellenwert
S_n2 überschreitet. Dann fällt sie wieder zurück
auf ihren normalen, nicht erhöhten Wert, zum Beispiel auf
ihren Leerlaufdrehzahlwert nLL. Der resultierende, vereinfacht als
Dreieck 51 dargestellte Einfluss des beschriebenen Motordrehzahleingriffs bildet
sich als Dreieck 53 im Verlauf der Differenzdrehzahl dn
ab. Es ist ersichtlich, dass dn die kritischen Resonanzdrehzahlbereiche
um die Resonanzdrehzahlen nR1, nR2 und nR3 vergleichsweise sehr schnell
durchläuft. Die zum Zeitpunkt t0 noch dem Wert der Drehzahl
nLL entsprechende Drehzahldifferenz dn = n2 – n1 verringert
sich allmählich. Zum Zeitpunkt t1 ist die Drehzahldifferenz
dn über der Kupplung 16 gleich 0. Die Kupplung 16 ist
also ganz geschlossen und schleift nicht mehr. Der Anfahrvorgang
ist abgeschlossen.
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Mit
anderen Worten: Bei abnehmender Differenzdrehzahl (z. B. beim Anfahren)
wird dann, wenn ein vorbestimmter Abstand zur kritischen Differenzdrehzahl
unterschritten wird, eine Motordrehzahlregelung aktiviert. Diese
regelt die Motordrehzahl und hebt sie dabei so an, dass der Abstand
zur kritischen Differenzdrehzahl zunächst nicht unterschritten
wird. Erreicht die Motordrehzahl eine definierte Schwelle, wird
die Motordrehzahlregelung wieder deaktiviert. Die Motordrehzahl
fällt dann schnell auf Wert, der sich ohne die geregelte
Drehzahlanhebung einstellt. Dadurch fällt auch die Differenzdrehzahl
schnell und durchläuft damit schnell den kritischen Resonanzdrehzahlbereich.
Die Schwelle ist so gewählt, dass beim Deaktivieren der
Motordrehzahlregelung die kritische Differenzdrehzahl sicher ausgeblendet
wird, d. h. schnell durchlaufen wird.
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verfahrens. Der Schritt 34 repräsentiert ein übergeordnetes
Hauptprogramm zur Steuerung des Verbrennungsmotors 12 und/oder Triebstrangs 10,
das im Steuergerät 30 abgearbeitet wird. Das Steuergerät 30 ist
im Übrigen dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert,
den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens oder
einer seiner Ausgestaltungen zu steuern. In diesem Hauptprogramm
wird zunächst erkannt, wenn das Fahrzeug anfahren soll.
Der Anfahrwunsch liegt zum Beispiel dann vor, wenn der Fahrer einen
Gang im Wechselgetriebe 14 eingelegt hat und bei laufendem Verbrennungsmotor 12 die
Bremse löst und/oder das Fahrpedal betätigt.
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Liegt
ein Anfahrwunsch vor, wird eine Schrittfolge 36, 38, 40 abgearbeitet,
in der erkannt wird, ob das Fahrzeug komfortabel anfahren soll.
In der Ausgestaltung der 1 wird dazu zunächst
im Schritt 36 die getriebeseitige Kupplungsdrehzahl n1
erfasst, bevor im Schritt 38 die Zeitableitung dn1/dt von
n1 gebildet wird. Im Schritt 40 erfolgt ein Vergleich von dn1/dt
mit einem Schwellenwert S_dn1/dt. Die Größe dn1/dt
ist ein Maß für die Beschleunigung der Getriebeeingangswelle.
Sie wird dann kleiner als der Schwellenwert sein, wenn die Drehmomentanforderung
FW durch den Fahrer klein ist, denn dann steuert das Steuergerät 30 den
Verbrennungsmotor so, dass dieser nur vergleichsweise geringe Drehmomentwerte
generiert. Ist die Beschleunigung größer als der
Grenzwert, verzweigt das Programm zurück in das Hauptprogramm
HP des Schritts 34 und das Steuergerät 30 steuert
den Verbrennungsmotor 12 in bekannter Weise.
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Ist
die Beschleunigung dagegen kleiner als der Schwellenwert, wird dies
als Wunsch nach einem komfortablen Anfahrvorgang gewertet. Im Schritt 42 werden
dann beide Kupplungsdrehzahlen n1, n2 erfasst und im Schritt 44 wird
die Differenz dn = n2 – n1 erfasst. Der Wert dn1 ist beim
Anfahren positiv, da die Motordrehzahl n2 beim Anfahren mit schleifender Kupplung 16 größer
als die getriebeseitige Kupplungsdrehzahl n1 ist.
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Im
Schritt 46 wird überprüft, ob die beim
Anfahren kleiner werdende Drehzahldifferenz dn noch einen Abstand
dnRi zu einer Resonanzdrehzahl nRi aufweist oder bereits von oben
fallend in eine Resonanzdrehzahlbandbreite RBB = (nRi + dnRi, nRi – dnRi)
hereinläuft. Dabei nummeriert i = 1, 2, 3, .... die Ordnung
der Resonanzdrehzahlen. Solange dn noch nicht in die Resonanzdrehzahlbandbreite
hineinläuft, wird die Abfrage im Schritt 46 verneint
und das Programm verzweigt zurück vor den Schritt 36.
In diesem Fall werden noch keine besonderen Steuerungsmaßnahmen
ausgelöst. Durch das gegebenenfalls wiederholt erfolgende
Durchlaufen der Schrittfolge 36, 38, 40 wird
die Funktion abgebrochen, wenn der Fahrer zum Beispiel seine Absicht ändert
und stärker beschleunigen will.
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Besteht
jedoch weiter der Wunsch nach einem komfortablen Anfahren, wird
die weiter fallende Drehzahldifferenz irgendwann in die Resonanzdrehzahlbandbreite
RBB = (nRi + dnRi, nRi – dnRi) hineinlaufen. Dann wird
die Abfrage im Schritt 46 verneint und das Programm verzweigt
in den Schritt 48, in dem eine Motordrehzahlregelung aktiviert
wird.
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Dabei
wird insbesondere die Drehzahl n2 des Verbrennungsmotors 12 erhöht.
Anschließend wird im Schritt 50 überprüft,
ob die Drehzahl n2 des Verbrennungsmotors einen Schwellenwert S_n2 überschreitet.
Solange das nicht der Fall ist, verzweigt das Programm zurück
vor den Schritt 36, so dass die Schleife aus den Schritten 38 bis 50 wiederholt
durchlaufen wird. Dabei wird jeweils im Schritt 48 die
Drehzahl n2 des Verbrennungsmotors 12 weiter erhöht.
Bevorzugt erfolgt die Erhöhung so, dass die Drehzahldifferenz
dn etwas größer als nRi + dnRi ist.
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Durch
die Erhöhung der Drehzahl n2 des Verbrennungsmotors 12 wird
also verhindert dass die Drehzahldifferenz dn zwischen den beiden
Kupplungsdrehzahlen n1, n2 in eine Resonanzdrehzahlbandbreite RBB
= (nRi + dnRi, nRi – dnRi) hineinläuft. Dies wird
insbesondere solange verhindert, bis der Wert der sukzessive erhöhten
Drehzahl n2 des Verbrennungsmotors 12 den Schwellenwert
S_n2 überschreitet. Ist dies der Fall, wird die Abfrage
im Schritt 50 bejaht und das Programm verzweigt zurück
in das Hauptprogramm HP des Schrittes 34. Dort findet eine übliche
Regelung der Leerlaufdrehzahl statt, was zur Folge hat, dass die
verbrennungsmotorseitige Kupplungsdrehzahl n2 nicht mehr auf ihrem
zwischenzeitlich erhöhten Wert bleibt, sondern auf Ihren
Ausgangswert zurückfällt. Dieses Zurückfallen
erfolgt jedoch vergleichsweise schnell. Außerdem ist der Schwellenwert
S_n2 so dimensioniert, dass sein Abstand zu dem Ausgangswert größer
ist als die Resonanzdrehzahlbandbreite (nRi + dnRi, nRi – dnRi).
Als Folge fällt die Differenzdrehzahl dn entsprechend schnell
durch Resonanzdrehzahlbandbreite RBB = (nRi + dnRi, nRi – dnRi)
hindurch. Dadurch wird die Zeitspanne, in der eine Anregung von
Triebstrangschwingungen erfolgen würde, verkürzt.
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Die
Wert der Resonanzdrehzahlen sind für einen bestimmten Triebstrang 10 vergleichsweise konstant
und können durch Prüfstandsversuche bestimmt werden.
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Die 5 verdeutlicht
die Wirkung eines auf ein Ausrollen abgestimmten Eingriffs zur Vermeidung/Verringerung
von Triebstrangschwingungen. Hier ist die Situation so, dass die
Drehzahlen n1 und 2n zum Zeitpunkt t0 gleich sind, so dass ihre
Differenz dn anfänglich gleich 0 ist. Zum Zeitpunkt t0
wird ausgekuppelt. Der Verbrennungsmotor läuft mit seiner
Leerlaufdrehzahl oder mit einer leicht erhöhten Leerlaufdrehzahl.
Beim Anhalten des Fahrzeugs verringert sich die bei eingelegtem
Gang von der Fahrgeschwindigkeit abhängige getriebeseitige
Kupplungsdrehzahl n1, bis sie beim Stillstand den Wert 0 erreicht.
Dabei durchläuft sie die Resonanzdrehzahlen nR3, nR2 und
nR1 in umgekehrter Reihenfolge wie in der 3 und nähert
sich dabei jeweils von unten steigend einer der Resonanzdrehzahlen.
Wird ein Schwellenwert für den Abstand zwischen dem aktuellen
Wert der Drehzahldifferenz dn und einer Resonanzdrehzahl nRi erreicht
oder unterschritten, wird die Drehzahl n2 des Verbrennungsmotors
sukzessive verringert. Dadurch wird verhindert, dass dn in die Resonanzdrehzahlbandbreite
hineinläuft. Erst wenn die Verringerung von n2 einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet,
wird n2 wieder auf den normalen Leerlaufdrehzahlwert nLL erhöht.
Auch hier ist der Schwellenwert so dimensioniert, dass sein Abstand
zu dem Ausgangswert nLL größer ist als die Resonanzdrehzahlbandbreite
(nRi – dnRi, nRi + dnRi). Als Folge steigt die Differenzdrehzahl
dn entsprechend schnell durch die Resonanzdrehzahlbandbreite RBB
= (nRi + dnRi, nRi – dnRi) hindurch. Dadurch wird auch
beim Ausrollen die Zeitspanne, in der eine Anregung von Triebstrangschwingungen
erfolgen würde, verkürzt.
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Eine
bevorzugte, alternative Ausgestaltung sieht für den Fall
einer zunehmenden Differenzdrehzahl, wie sie z. B. beim Rollen entgegen
der Fahrtrichtung auftritt, die folgende Vorgehensweise vor: Wird
ein gewisser Abstand zur kritischen Differenzdrehzahl unterschritten,
wird eine Motordrehzahlregelung aktiviert. Diese regelt die Motordrehzahl
so, dass die kritische Differenzdrehzahl schnell durchschritten
wird. Überschreitet die Differenzdrehzahl eine definierte
Schwelle, die oberhalb der kritischen Resonanzdrehzahlbandbreite
liegt, wird die Motordrehzahl langsam wieder abgesenkt, so dass
die Differenzdrehzahl zunächst oberhalb der kritischen
Resonanzdrehzahlbandbreite bleibt, bevor sie mit weiter abnehmender
Rollgeschwindigkeit wieder weiter ansteigt. In der 5 ist
diese alternative Ausgestaltung für das Durchlaufen der
Resonanzdrehzahl nRi dargestellt. Die Schwelle ist so gewählt,
dass beim Deaktivieren der Motordrehzahlregelung die kritische Differenzdrehzahl
sicher ausgeblendet wird.
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6 veranschaulicht
die Auswirkung der Erfindung in einer speziellen Betriebssituation
des Triebstrangs 10, wobei insbesondere Drehzahlen über
der Zeit t betrachtet werden. Der hohe Pegel des Signals 52 zeigt
eine Betätigung der Bremse an. Bis zum Zeitpunkt t2 steht
das Fahrzeug an einer Steigung und wird mit betätigter
Bremse im Stillstand gehalten. Dabei läuft der Verbrennungsmotor 12 im Leerlauf
mit einem ersten Wert nLL der verbrennungsmotorseitigen Drehzahl
n2. Im Getriebe 14 ist ein Vorwärtsgang eingelegt
und die Kupplung 16 ist offen, so dass kein Drehmoment
vom Verbrennungsmotor 12 auf das Getriebe 14 übertragen
wird. Zum Zeitpunkt t2 wird die Bremse gelöst. Das Fahrzeug beginnt
zurückzurollen. Die Getriebe-seitige Kupplungsdrehzahl
n1 war im Stillstand gleich Null und nimmt beim Zurückrollen
negative Werte an. Dabei ergibt sich das negative Vorzeichen durch
die Richtung der Fahrzeugbewegung. Bei einer Fahrt in Vorwärtsrichtung
sind die Werte der Getriebe-seitigen Drehzahl n1 positiv. Das Steuergerät 30 ist
dazu eingerichtet, bei eingelegtem Gang und gelöster Bremse
die Kupplung 16 in Abhängigkeit vom Fahrerwunsch
FW zu schließen. Sofern der Fahrer das Fahrpedal nicht
betätigt und damit kein höheres Drehmoment anfordert,
wird die Kupplung 16 schleifend greifen, was die Rückwärtsbewegung
des Fahrzeugs bremst. Der Anstieg der getriebe-seitigen Kupplungsdrehzahl
n1 wird daher zunächst gebremst, kommt dann zum Stillstand
und kehrt sich um. Zum Zeitpunkt t3 wird erneut die Bremse betätigt.
Durch die Bremswirkung kommt das Fahrzeug etwa zum Zeitpunkt t4
zum Stillstand, so dass die getriebeseitige Kupplungsdrehzahl n_1
ab diesem Zeitpunkt wieder gleich Null ist.
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Sofern
die verbrennungsmotorseitige Drehzahl n2 über die betrachtete
Zeitspanne hinweg konstant gleich nLL ist, ergibt sich für
die unkorrigierte Differenz dn1 der Zeitverlauf 54. In
dem Beispiel der 6 durchläuft die Kurve 54 die
Resonanzdrehzahlbandbreite RBB bei ihrem Anstieg zwischen den Zeitpunkten
t5 und t6 und bei ihrem Abfall zwischen den Zeitpunkten t7 und t8.
Während dieser Zeitspannen t6 – t5 und t8 – t7
kann es zu unerwünschten Resonanzen kommen.
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Um
die Länge dieser Zeitspannen zu verkürzen, wird
die dem Verlauf 54 entsprechende Drehzahldifferenz dn berechnet
und mit der Resonanzdrehzahlbandbreite RBB verglichen. Wenn die
Drehzahldifferenz dn in der Resonanzdrehzahlbandbreite RBB liegen
würde, wird die Drehzahl n2 des Verbrennungsmotors vorübergehend
erhöht, was in der 6 zwischen
den Zeitpunkten t5 und t8 der Fall ist. In einer Ausgestaltung erfolgt
dies durch eine vorübergehende Anhebung des Sollwerts einer
Leerlaufdrehzahlregelung. Durch die vorübergehende Erhöhung
der Drehzahl des Verbrennungsmotors wird auch der Wert der Drehzahldifferenz
dn vorübergehend erhöht, wobei diese Erhöhung
vergleichsweise schnell, das heißt mit einem steilen Drehzahlgradienten
erfolgt. Durch die Erhöhung der Drehzahl n2 des Verbrennungsmotors 12 ergibt
sich der Verlauf 56 der Drehzahldifferenz dn. Durch den
steilen Drehzahlgradienten liegt der Wert der Drehzahldifferenz
dn des Verlaufs 56 nur noch über wesentlich kürzere
Zeitspannen t9 – t5 und t10 – t8 innerhalb der
Resonanzdrehzahlbandbreite RBB. Die Zeitdauer, während
der unerwünschte Resonanzen des Triebstrangs 10 angeregt
werden, wird dadurch stark verkürzt. Der gleiche Effekt
wird auch in einer Ausgestaltung erzielt, bei der die verbrennungsmotor-seitige
Drehzahl n2 nur kurzzeitig solange erhöht wird, wie Drehzahldifferenzen
dn gemäß dem Verlauf 54 innerhalb der
Resonanzdrehzahlbandbreite RBB liegen. Dies wird in der 6 durch
den etwa zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 gepunktet dargestellten
Verlauf 58 der verbrennungsmotorseitigen Drehzahl n2 veranschaulicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 03/019030
A1 [0002, 0003]