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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem, insbesondere
für ein
Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebseinheit und eine ein Drehmoment
zwischen der Antriebseinheit und einem Antriebsstrang übertragende
Torsionsschwingungsdämpferanordnung,
diese umfassend eine Primärseite
und eine über
eine Dämpferfluidanordnung
mit der Primärseite
zur Drehung um eine Drehachse und zur Relativdrehung bezüglich einander
gekoppelte Sekundärseite,
wobei die Dämpferfluidanordnung
ein Drehmoment zwischen der Primärseite
und der Sekundärseite übertragendes
erstes Dämpferfluid
in einer ersten Dämpferfluidkammeranordnung
umfasst sowie bei Druckerhöhung
des ersten Dämpferfluids in
der ersten Dämpferfluidkammeranordnung
belastetes zweites Dämpferfluid
in einer zweiten Dämpferfluidkammeranordnung
umfasst, wobei die zweite Dämpferfluidkammeranordnung
wenigstens eine Kammereinheit und in Zuordnung zu dieser ein das erste
Dämpferfluid
von dem zweiten Dämpferfluid trennendes
und bei Druckveränderung
in der Kammereinheit verlagerbares Trennelement umfasst, wobei die
erste Dämpferfluidkammeranordnung
wenigstens eine Druckkammer mit bei Relativdrehung der Primärseite bezüglich der
Sekundärseite
veränderbarem
Volumen und in Zuordnung zu dieser ein Verbindungsvolumen umfasst
zur Aufnahme von bei Verringerung des Volumens der wenigstens einen Druckkammer
aus dieser verdrängtem
erstem Dämpferfluid
zur Beaufschlagung des Trennelements der wenigstens einen Kammereinheit.
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Bei
einem derartigen Antriebssystem wird also zur Drehmomentübertragung
zwischen einem Antriebsaggregat und einem in Richtung zu angetriebenen
Rädern
weiterführenden
Antriebsstrang ein Drehmoment über
eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung übertragen,
die allgemein auch als Gasfeder-Zweimassenschwungrad bekannt ist.
Drehungleichförmigkeiten
werden dabei dadurch kompensiert, dass in wenigstens einer Druckkammer
enthal tenes Fluid aus dieser verdrängt wird und dabei ein anderes
Fluid verstärkt
belastet bzw. komprimiert wird. Durch diese Kompression wird ein
Energiespeichereffekt nach Art einer Feder erlangt, so dass Drehmomentschwankungen
aufgenommen werden können.
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Ein
Problem bei derartigen Anordnungen ist, dass dem maximalen Relativdrehwinkel
zwischen der Primärseite
und der Sekundärseite
konstruktionsbedingt Grenzen gesetzt sind. Zu starke oder zu schnelle
Drehmomentenanstiege können
dazu führen,
dass dieser maximal mögliche
Relativdrehwinkel zwischen der Primärseite und der Sekundärseite tatsächlich auch
ausgenutzt wird, so dass durch mechanische Drehwinkelbegrenzung
einer weitergehenden Relativdrehung entgegengewirkt wird. Dies kann
zu einem sehr massiven gegenseitigen Anschlagen von Primärseite und
Sekundärseite
mit der Gefahr einer Beschädigung
führen.
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Um
dieser Problematik grundsätzlich
entgegenzuwirken, ist es bekannt, für die wenigstens eine Druckkammer
eine Quelle für
unter Druck stehendes erstes Dämpferfluid
vorzusehen, durch welche dann, wenn ein Drehmomentenanstieg erkennbar
wird, also das in dieser Druckkammer enthaltene erste Dämpferfluid
verstärkt
komprimiert wird, ein höherer Druck
aufgebaut werden kann, um durch Erhöhung des Drucks des ersten
Dämpferfluids
in dieser Druckkammer einer weitergehenden Relativdrehung entgegenzuwirken.
Da dieser Druckaufbau im Allgemeinen jedoch allmählich stattfindet, da im Bereich
der hierzu zu aktivierenden Baugruppen, wie z. B. einer Ventilanordnung,
gewisse Trägheiten
wirken, kann auch durch den zusätzlichen
Aufbau eines Gegendrucks einem gegenseitigen Anschlagen von Primärseite und
Sekundärseite
nicht in ausreichendem Maße
entgegengewirkt werden.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebssystem,
insbesondere für
ein Kraftfahrzeug vorzusehen, bei welchem im Bereich einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung
zuverlässig Schutz
gegen mecha nische Überlastung
bereitgestellt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
ein Antriebssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend
eine Antriebseinheit und eine ein Drehmoment zwischen der Antriebseinheit
und einem Antriebsstrang übertragende
Torsionsschwingungsdämpferanordnung,
diese umfassend eine Primärseite
und eine über
eine Dämpferfluidanordnung mit
der Primärseite
zur Drehung um eine Drehachse und zur Relativdrehung bezüglich einander
gekoppelte Sekundärseite,
wobei die Dämpferfluidanordnung
ein ein Drehmoment zwischen der Primärseite und der Sekundärseite übertragendes
erstes Dämpferfluid
in einer ersten Dämpferfluidkammeranordnung
umfasst sowie ein bei Druckerhöhung
des ersten Dämpferfluids
in der ersten Dämpferfluidkammeranordnung
belastetes zweites Dämpferfluid
in einer zweiten Dämpferfluidkammeranordnung
umfasst, wobei die zweite Dämpferfluidkammeranordnung wenigstens
eine Kammereinheit und in Zuordnung zu dieser ein das erste Dämpferfluid
von dem zweiten Dämpferfluid
trennendes und bei Druckveränderung in
der Kammereinheit verlagerbares Trennelement umfasst, wobei die
erste Dämpferfluidkammeranordnung
wenigstens eine Druckkammer mit bei Relativdrehung der Primärseite bezüglich der
Sekundärseite
veränderbarem
Volumen und in Zuordnung zu dieser ein Verbindungsvolumen umfasst
zur Aufnahme von bei Verringerung des Volumens der wenigstens einen
Druckkammer aus dieser verdrängtem
erstem Dämpferfluid
zur Beaufschlagung des Trennelements der wenigstens einen Kammereinheit,
ferner umfassend eine Quelle für
unter Druck stehendes erstes Dämpferfluid,
welche durch eine Ansteueranordnung wahlweise in und außer Verbindung
mit der wenigstens einen Druckkammer bringbar ist, wobei die Ansteueranordnung
dazu ausgebildet ist, ein über
den Antriebsstrang übertragbares
oder zu übertragendes
Drehmoment bei oder unter einem über die
Torsionsschwingungsdämpferanordnung
maximal übertragbaren
Drehmoment zu halten.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Aufbau
eines Antriebssystems wird aktiv dafür gesorgt, dass das in den
Antriebsstrang einzuleitende bzw. über die Torsi onsschwingungsdämpferanordnung
zu übertragende
Drehmoment nicht größer ist
bzw. wird, als ein über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung maximal übertragbares
Drehmoment. Das über
diese Torsionsschwingungsdämpferanordnung
maximal übertragbare
Drehmoment kann betriebszustandsabhängig variieren und ist während des
Betriebs eines derartigen Antriebssystems grundsätzlich bekannt. Es wird somit
möglich,
dafür zu
sorgen, dass das tatsächlich
zu übertragende
Drehmoment das maximal über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung übertragbare
Drehmoment nicht übersteigt und
mithin beispielsweise ein mechanisches Anschlagen von Primärseite und
Sekundärseite
gegeneinander vermieden wird.
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Es
sei in diesem Kontext darauf hinzuweisen, dass das über die
Torsionsschwingungsdämpferanordnung
maximal übertragbare
Drehmoment beispielsweise ein Drehmoment sein kann, bei welchem sichergestellt
ist, dass entweder die Primärseite
und die Sekundärseite
durch ausreichenden Gegendruck in der wenigstens einen Druckkammer
nicht gegeneinander schlagen oder ggf. nur derart leicht gegeneinander
schlagen, dass das Auftreten von Beschädigungen oder möglicherweise
den Fahrkomfort beeinträchtigende
Bewegungszustände
oder Geräusche
vermieden werden können.
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Um
im Verlaufe des Betriebs des Antriebssystems in einfacher Art und
Weise Information darüber
erlangen zu können,
wie groß das
in einen Antriebsstrang eingeleitete Drehmoment sein darf, wird vorgeschlagen,
dass die Ansteueranordnung dazu ausgebildet ist, das über die
Torsionsschwingungsdämpferanordnung
maximal übertragbare
Drehmoment auf der Grundlage des Drucks des ersten Dämpferfluids
zu bestimmen. Je größer der
Druck des ersten Dämpferfluids
ist, desto stärker
wird durch das insbesondere auch in der wenigstens einen Druckkammer
vorhandene erste Dämpferfluid
einer Relativdrehung zwischen Primärseite und Sekundärseite entgegengewirkt.
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Um
in zuverlässiger
Art und Weise dafür
sorgen zu können,
dass das tat sächlich
zu übertragende Drehmoment
nicht zu groß wird,
wird vorgeschlagen, dass die Ansteueranordnung dazu ausgebildet
ist, das über
den Antriebsstrang übertragbare
oder zu übertragende
Drehmoment durch Ansteuern der Antriebseinheit zum Begrenzen oder/und
Senken des von dieser abgegebenen Antriebsdrehmoments bei oder unter
dem über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung
maximal übertragbaren
Drehmoment zu halten.
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Ein
derartiger Eingriff in den Betrieb der Antriebseinheit kann dann
beispielsweise besonders einfach realisiert werden, wenn die Antriebseinheit eine
Brennkraftmaschine umfasst. Selbstverständlich ist auch dann, wenn
die Antriebseinheit einen Hybridantrieb mit einer Brennkraftmaschine
und einer Elektromaschine ein derartiger Eingriff in das abgegebene
Antriebsdrehmoment möglich,
und zwar sowohl im Bereich der Brennkraftmaschine, als auch im Bereich
der Elektromaschine.
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Bei
einer weiteren Variante zur zuverlässigen Begrenzung bzw. Reduzierung
des zu übertragenden
Drehmoments wird vorgeschlagen, dass das Antriebsstrang eine Kupplungsanordnung
umfasst und dass die Ansteueranordnung dazu ausgebildet ist, das über den
Antriebsstrang übertragbare
oder zu übertragende
Drehmoment durch Ansteuern der Kupplungsanordnung zum Begrenzen
oder Senken eines maximalen Kupplungsmoments bei oder unter dem über die
Torsionsschwingungsdämpferanordnung
maximal übertragbaren
Drehmoment zu halten. Durch das Begrenzen des maximalen Kupplungsmoments,
also desjenigen Drehmoments, bei welchem eine Kupplungsanordnung
in einen Schlupfzustand übergeht,
kann sehr schnell und definiert das übertragene Drehmoment begrenzt
werden.
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Weiter
ist es möglich,
dass der Antriebsstrang eine Getriebeanordnung mit veränderbarem Drehzahlumsetzverhältnis umfasst
und dass die Ansteuerunganordnung dazu ausgebildet ist, das über den
Antriebsstrang übertragbare
oder zu übertragende
Drehmoment durch Ansteuern der Getriebeanordnung zum Verändern des
Drehzahlumsetzverhältnisses
bei oder unter dem über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung
maximal übertragbaren Drehmoment
zu halten. Auch durch die Einwirkung auf die Getriebeanordnung wird
es möglich,
das im Antriebsstrang übertragene
Drehmoment zu begrenzen. Arbeitet beispielsweise ein derartiges
Antriebssystem in einem Zustand, in dem eine bei vorgegebener Geschwindigkeit
eintretende Veränderung
der Schaltstufe, beispielsweise in Richtung niedrigere Schaltstufe,
das Arbeiten des Antriebsaggregats mit geringerem Drehmoment ermöglicht,
was selbstverständlich
von der Drehmomentcharakteristik eines jeweiligen Antriebsaggregats
abhängt,
so kann auch dadurch das in den Antriebsstrang eingeleitete und
somit zu übertragene
Drehmoment beeinflusst werden. Auch das Schalten in eine höhere Schaltstufe
kann dazu führen,
dass das dann von der Brennkraftmaschine für einen jeweiligen Geschwindigkeitszustand
abgegebene Drehmoment geringer ist und somit das Drehmoment im Antriebsstrang
begrenzt wird. Diese Ausgestaltungsvariante ist insbesondere dann
von Vorteil, wenn ein Automatikgetriebe oder ein kontinuierlich
schaltbares Getriebe eingesetzt wird, da dann praktisch ohne Verzögerung und
insbesondere ohne Zugkraftunterbrechung eine Veränderung des Umsetzverhältnisses
erreichbar ist.
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Das
erste Dämpferfluid
kann eine geringere Kompressibilität als das zweite Dämpferfluid
aufweisen. Beispielsweise kann dabei vorgesehen sein, dass das erste
Dämpferfluid
eine Flüssigkeit
ist und das zweite Dämpferfluid
ein Gas ist. Alternativ ist es möglich,
dass beide Dämpferfluide
jeweils ein Gas sind.
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Um
den rotierenden Systembereich einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung,
also insbesondere die Primärseite
und die Sekundärseite,
in einfacher Art und Weise mit erstem Dämpferfluid versorgen zu können, wird
vorgeschlagen, dass die wenigstens eine Druckkammer über eine
Drehdurchführung
in Verbindung mit der Quelle für
unter Druck stehendes erstes Dämpferfluid
ist oder bringbar ist. Dabei ist es insbesondere zur Ermittlung
des maximal über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung übertragbaren
Drehmomentes möglich,
dass eine Drucksensoranordnung vorgesehen ist zur Erfassung des
Drucks des ersten Dämpferfluids
in einem Bereich zwischen der Quelle für unter Druck stehendes erstes
Dämpferfluid
und der Drehdurchführung.
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Die
wenigstens eine Kammereinheit kann mit der Primärseite oder/und der Sekundärseite um die
Drehachse drehbar sein, kann jedoch auch außerhalb des rotierenden Systembereichs
vorgesehen sein, so dass sie nicht mit der Primärseite oder/und der Sekundärseite um
die Drehachse drehbar ist.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Figuren detailliert erläutert.
Es zeigt:
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1 eine
Längsschnittansicht
eines Teils eines Antriebssystems mit einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung;
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2 eine
Querschnittdarstellung der in 1 erkennbaren
Torsionsschwingungsdämpferanordnung;
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3 eine
schaltbildartige Darstellung eines Antriebssystems mit dem zugehörigen der
Ansteuerung dienenden Systembereichen;
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4 eine
der 3 entsprechende Darstellung einer alternativen
Aufbauart;
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5 eine
weitere der 3 entsprechende Darstellung
einer alternativen Aufbauart;
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6 über der
Zeit aufgetragen die in Zuordnung zu einem jeweiligen Fahrzustand
auftretenden Drehmomente in einem Antriebsstrang;
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7 eine
der 6 entsprechende Darstellung in einem anderen Betriebszustand.
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Die 1 und 2 zeigen
eine erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10.
Diese dient dazu, in dem Antriebsstrang 11 eines Fahrzeugs
ein Drehmoment zwischen einer um eine Drehachse A rotierenden Antriebswelle 12,
also beispielsweise einer Kurbelwelle, und einer Reibungskupplung 14 zu übertragen.
Mit Bezug auf nachfolgende Erläuterungen
sei hier darauf hingewiesen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung
von einem Zugzustand die Rede ist, wenn ein Drehmoment von der Antriebbwelle 12 auf
die Reibungskupplung 14 zu übertragen ist, während von
einem Schubzustand dann die Rede ist, wenn das Drehmoment von der Reibungskupplung 14 in
Richtung zur Antriebswelle 12 übertragen wird, also beispielsweise
ein Fahrzeug in einem Motorbremszustand ist.
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Die
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 umfasst
eine allgemein mit 16 bezeichnete Primärseite. Diese ist über eine
Flexplattenanordnung 18 mit der Antriebswelle 12 verbunden.
Dies ist besonders daher von Vorteil, da dadurch eine Elastizität in den
Antriebsstrang integriert ist, die Taumelbewegungen bzw. Achsversätze kompensieren kann.
Außerdem
kann, wie dies in 1 deutlich erkennbar ist, die
Flexplattenanordnung 18 derart gestaltet sein, dass radial
innen die Anbindung an die Antriebswelle 12 erfolgt und
radial außen
die Anbindung an die Primärseite 16 erfolgt,
so dass im radial inneren Bereich der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 keine
Maßnahmen
ergriffen werden müssen,
um dort die Verbindung mit der Antriebswelle 12 zu ermöglichen.
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Die
Primärseite 16 umfasst
ein im Wesentlichen ringartig ausgestaltetes erstes Kammergehäuse 20.
In dieses ist in koaxialer Art und Weise ein ebenfalls ringartig
ausgestaltetes zweites Kammergehäuse 22 einer
Sekundärseite 24 der
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 eingesetzt.
Wie in 2 deutlich sichtbar, ist zwischen den beiden Kammergehäusen 20, 22 ein
ringartiger Zwischenraum 26 gebildet. Am ersten Kammergehäuse 20 sind
in einem Winkelabstand von 180° zwei
nach radial innen greifende Umfangsbegrenzungsvorsprünge 28' und 28'' vorgesehen. Am zweiten Kammerge häuse 22 sind
in entsprechender Weise ebenfalls in einem Winkelabstand von 180° zwei nach
radial außen sich erstreckende Umfangsbegrenzungsvorsprünge 30' und 30'' vorgesehen. Die auf das jeweils andere
Kammergehäuse
sich zu erstreckenden Umfangsbegrenzungsvorsprünge 28', 28'', 30' und 30'' begrenzen zwischen sich jeweilige
erste Druckkammern 32' und 32'' bzw. zweite Druckkammern 34' und 34'' einer allgemein mit 36 bezeichneten
ersten Dämpferfluidkammeranordnung.
Durch an den jeweiligen Umfangsbegrenzungsvorsprüngen 28', 28'', 30' und 30'' vorgesehene Dichtungselemente
sind die in Umfangsrichtung alternierend aufeinander folgenden Druckkammern 32', 34'', 32'', 34' im Wesentlichen fluiddicht
voneinander getrennt. Die Druckkammern 32', 32'', 34' und 34'' sind ferner in axialer Richtung durch
das erste Kammergehäuse 20 und
eine mit diesem fest verbundene Abschlussplatte 42 in Verbindung
mit dem zweiten Kammergehäuse 22 und daran
jeweils vorgesehenen Dichtungselementen fluiddicht abgeschlossen.
Durch die Relativdrehbarkeit der Primärseite 16 bezüglich der
Sekundärseite 24 der
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 um die
Drehachse A sind die Volumina der Druckkammern 32', 32'', 34' und 34'' veränderbar.
Dreht sich beispielsweise in der Darstellung der 2 das
innere Kammergehäuse 22 bezüglich des äußeren Kammergehäuses 20 im
Gegenuhrzeigersinn, so nimmt das Volumen der zweiten Druckkammern 34' und 34'' zu, während das Volumen der ersten
Druckkammern 32' und 32'' abnimmt.
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Um
diese Relativdrehbewegung in definierter Art und Weise zu ermöglichen,
ist, wie in 2 erkennbar, ein Radiallager 38 vorgesehen,
das zwischen dem Innenumfang des zweiten Kammergehäuses 22 und
einem dieses radial innen übergreifenden
Ansatz 40 des ersten Kammergehäuses 20 angeordnet
ist. Dieses Lager 38 kann als Wälzkörperlager oder aber auch als
Gleitlager ausgebildet sein. Weiter kann dieses Lager auch der Axialabstützung dienen.
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Radial
außen
ist das erste Kammergehäuse 20 umgeben
von einer Kammereinheitenbaugruppe 44. Diese beispielsweise
in einem Teil gefertig te Kammereinheitenbaugruppe 44 umfasst
eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Drehachse A aufeinander
folgenden, topfartigen Kammereinheiten 46. Radial außen ist
an der Kammereinheitenbaugruppe 44 als separates Bauteil
ein mit den verschiedenen Kammereinheiten 46 in deren radialen äußerem Bereich
beispielsweise durch Verschweißung fest
verbundener Anlasserzahnkranz 45 vorgesehen. Die Kammereinheiten 46 sind
also bezüglich
der Drehachse A in nach radial außen sich erstreckender sternartiger
Konfiguration angeordnet und sind nach radial innen offen.
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In
jede dieser Kammereinheiten 46 ist ein Trennkolben 48 eingesetzt,
der durch ein O-ringartiges Dichtungselement bezüglich der jeweiligen Kammereinheit 46 fluiddicht
abgeschlossen ist und in dieser im Wesentlichen in radialer Richtung
verlagerbar ist. Nach radial innen sind die Kammereinheiten 46 zu
einem Ringraum 50 offen. Dieser ist in Umfangsrichtung
unterteilt durch mehrere Trennwände 52, 54, 56, 58.
Durch diese Trennwände 52, 54, 56, 58 wird der
Ringraum 50 unterteilt in vier Verbindungskammern 60, 62, 64, 66.
Jede dieser Verbindungskammern 60, 62, 64, 66 ist
einer der Druckkammern 32', 34'', 32'' bzw. 34' zugeordnet.
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Man
erkennt, dass im Kammergehäuse 20 radial
außen
jeweils Öffnungen 68, 70, 72, 74 vorhanden
sind. Dabei stellt die Öffnung 68 eine
Verbindung zwischen der ersten Druckkammer 32' und der radial
außerhalb
davon angeordneten Verbindungskammer 60 her. Die Öffnung 70 stellt
eine Verbindung zwischen der zweiten Druckkammer 34'' und der radial außerhalb
davon angeordneten Verbindungskammer 62 her. Die Öffnung 72 stellt
eine Verbindung zwischen der ersten Druckkammer 32'' und der radial außerhalb
davon angeordneten Verbindungskammer 64 her, und die Öffnung 74 stellt
eine Verbindung zwischen der zweiten Druckkammer 34' und der radial außerhalb
davon angeordneten Verbindungskammer 66 her.
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Über diese
Verbindungskammern 60, 62, 64, 66 sind
die verschiedenen Druckkammern 32', 32'' bzw. 34', 34'' in Verbindung mit diesen jeweils
zugeordneten der Kammereinheiten 46 einer allgemein mit 76 bezeichneten zweiten
Dämpferfluidkammeranordnung.
Man erkennt, dass durch die Positionierung der Trennwände 58 und 52 der
ersten Druckkammer 32' über die
Verbindungskammer 60 drei in Umfangsrichtung unmittelbar
aufeinander folgende Kammereinheiten 46 zugeordnet sind.
Der ersten Druckkammer 32'' sind über die
Verbindungskammer 64 vier der Kammereinheiten 46 zugeordnet.
Der zweiten Druckkammer 34' sind über die
Verbindungskammer 66 zwei Kammereinheiten 46 zugeordnet,
und der zweiten Durckkammer 34'' sind über die
Verbindungskammer 62 ebenfalls zwei der Kammereinheiten 46 zugeordnet.
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Die
nach radial innen in Richtung zu dem Ringraum 50 bzw. den
Verbindungskammern 60, 62, 64, 66 durch
die Trennkolben 48 fluiddicht abgeschlossenen Volumina 78 der
Kammereinheiten 46 sind mit einem kompressiblen Dämpferfluid,
also beispielsweise einem Gas, wie z. B. Luft, gefüllt. Die Druckkammern 32', 32'', 34' und 34'' sind,
ebenso wie die Verbindungskammern 60, 62, 64, 66,
mit einem im Wesentlichen inkompressiblen Dämpferfluid, also einer Flüssigkeit,
wie z. B. Öl
oder dergleichen, gefüllt.
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Um
die Druckkammern 32', 32'', 34' und 34'' bzw.
die Verbindungskammern 60, 62, 64, 66 mit dem
inkompressiblen Dämpferfluid
zu füllen,
ist der Sekundärseite 24 eine
allgemein mit 80 bezeichnete Drehdurchführung zugeordnet. Diese umfasst
ein einen axialen Fortsatz 82 des Kammergehäuses 22 umgebenden
und durch zwei Lagereinheiten 84, 86 bezüglich diesem
drehbar gehaltenen Drehdurchführungsring 88.
Im Kammergehäuse 22 sind
durch Bohrungen Kanäle 90 bzw. 92 gebildet,
von welchen beispielsweise der Kanal 90 zu den zweiten
Druckkammern 34' bzw. 34'' führt, während der Kanal 92 zu
den ersten Druckkammern 32', 32'' führt. Um hier Strömungsverluste
so gering als möglich
zu halten, ist es selbstverständlich
möglich,
zu jeder der Druckkammern einen eigenen Kanal zu führen. In
Zuordnung zu jedem dieser Kanäle
ist in dem Drehdurchführungsring 80 dann
ein im Rotationsbetrieb stationärer
Kanal 94 bzw. 96 vorgesehen, über welche Kanäle 94, 96 die
Kanäle 90, 92 in
Verbindung mit einer Quelle für
das inkompressible Dämpferfluid
oder ein Reservoir dafür
bringbar sind. Auf diese Art und Weise kann der Fluiddruck des inkompressiblen
Dämpferfluids
in den Druckkammern 32', 32'', 34' und 34'' entsprechend
den erforderlichen Dämpfungscharakteristiken
angepasst werden.
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Man
erkennt in 1 weiter, dass zwischen bzw.
an beiden Seiten der Kanäle 94, 96 im
Drehdurchführungsring 88 Dichtungselemente 98, 100 bzw. 102 vorhanden
sind, welche im Wesentlichen Druckdichtungen darstellen. Axial jeweils
außerhalb der
Lager 84 und 86 sind weiterhin Volumenstromdichtungen 104, 106 angeordnet.
Zwischen den Dichtungen 100 und 106 einerseits
und 102, 104 andererseits gebildete Volumina können über jeweilige Leckagekanäle 108, 110 entleert
werden, so dass möglicherweise
durch die Druckdichtungen noch hindurch gelangtes inkompressibles
Dämpferfluid
ebenfalls in das Reservoir zurückgeleitet
werden kann.
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Zur
Reibungskupplung 14 sei noch ausgeführt, dass diese von herkömmlichem
Aufbau ist und im Bereich eines Schwungrads 112 radial
innen mit einer Hirthverzahnung ausgebildet ist, die in Kämmeingriff
mit einer Hirthverzahnung am axialen Fortsatz 82 des Kammergehäuses 22 steht.
Durch eine Spannschraube 114 kann dieser Kämmeingriff stabil
beibehalten werden, so dass eine drehfeste Verbindung der Reibungskupplung 14 mit
der Sekundärseite 24 der
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 realisiert
ist. Diese Spannschraube 114 belastet über eine Spannhülse 116 den
radial inneren Bereich des Schwungrads 12. In dieser Spannhülse 116 kann über ein
Pilotlager oder dergleichen dann eine Getriebeeingangswelle oder
dergleichen radial gelagert sein.
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Es
sei hier darauf hingewiesen, dass dies nur ein Beispiel für einen
Antriebsstrang ist. Selbstverständlich
könnte
auch eine Rotoranordnung einer Elektromaschine im Falle eines Hybridantriebs
auf diese Art und Weise mit der Sekundärseite 24 der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 gekoppelt
werden. Auch andere zur Drehmomentübertragung dienende Baugruppen,
wie z. B. ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, eine Fluidkupplung oder
dergleichen könnten
auf diese Art und Weise an die Sekun därseite 24 der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 angekoppelt
werden.
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Im
Folgenden wird die Funktion der vorangehend mit Bezug auf die 1 und 2 hinsichtlich ihres
konstruktiven Aufbaus beschriebenen Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 erläutert.
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Im
Zugzustand, also einem Zustand, in welchem ein Drehmoment von der
Primärseite 12 auf
die Sekundärseite 24 übertragen
wird, wird also bei zunächst
festgehaltener Sekundärseite 24 und
in der 2 auch festgehaltenem Kammergehäuse 22 die Primärseite 12,
in der 2 also das Kammergehäuse 20, im Gegenuhrzeigersinn
verdreht. Dies bedeutet, dass das in den zweiten Druckkammern 34' und 34'' enthaltene im Wesentlichen nicht
kompressible Dämpferfluid
aus diesen Druckkammern durch die Öffnungen 74 bzw. 70 hindurch
in die zugeordneten Verbindungskammern 66, 62 verdrängt wird.
Durch den in den Verbindungskammern 66, 62 ansteigenden
Druck werden die Trennkolben 48 der diesen Verbindungskammern 60, 62 zugeordneten
Kammereinheiten 46 der zweiten Dämpferfluidkammeranordnung 76 belastet,
so dass sie unter Kompression und entsprechender Druckerhöhung des
in den Volumina 78 vorhandenen kompressiblen Dämpferfluids nach
radial außen
bewegt werden. Mit zunehmender Kompression steigt auch die Gegenkraft,
so dass hier tatsächlich
eine Federcharakteristik erzielt wird. Tritt die Belastung in der
anderen Richtung auf, werden die ersten Druckkammern 32' und 32'' in ihrem Volumen verringert, so
dass das darin enthaltene inkompressible Dämpferfluid durch die Öffnungen 68 bzw. 72 in
die zugeordneten Verbindungskammern 60, 64 verdrängt wird
und entsprechend die radial außerhalb
dieser Verbindungskammern 60, 64 angeordneten
Kammereinheiten 46 beaufschlagt werden. Die Trennkolben 48 dieser
Kammereinheiten 46 werden sich unter Kompression des kompressiblen
Dämpferfluids
nach radial außen
bewegen und nunmehr in der Schubrichtung für die gewünschte Dämpfungscharakteristik sorgen.
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Da
bei dem in der 2 gezeigten Ausgestaltungsbeispiel
die Trennkolben 48 in der Neutral-Relativdrehlage zwischen
Primärseite 16 und
Sekundärseite 24 in
ihrer maximal nach radial innen verlagerten Positionierung sind,
ist es erforderlich, diejenigen Druckkammern 32', 32'', 34', 34'',
deren Volumen bei Relativdrehung zwischen Primärseite 16 und Sekundärseite 24 zunimmt,
in diesem Zustand mit einem Reservoir für druckloses erstes Dämpferfluid
zu verbinden, um bei dieser Relativdrehung und auch bei der Rückdrehung
in die Neutral-Relativdrehlage eine entsprechende Volumenänderung
dieser Druckkammern zuzulassen. Befinden sich jedoch die Trennkolben 48 im
Zustand der Neutral-Relativdrehlage beispielsweise radial mittig
in den diese jeweils aufnehmenden Kammereinheiten 46, können sie
sich bei Druckabnahme, also Volumenvergrößerung einer jeweils zugeordneten
Druckkammer, nach radial innen verlagern, und zwar unter der Vorspannwirkung
des in einer jeweiligen Kammereinheit 46 vorhandenen zweiten
Dämpferfluids,
um somit das für
eine Volumenvergrößerung erforderliche
erste Dämpferfluid
aus einer Verbindungskammer in eine jeweilige Druckkammer zu liefern.
Bei derartiger Ausgestaltung könnte
eine derartige Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 als
autarkes, nach außen
hin abgeschlossenes, also nicht mit erstem Dämpfungsfluid versorgtes System
arbeiten. Die Verbindung mit einer Druckfluidquelle über die
Drehdurchführung 88 ist
jedoch daher vorteilhaft, da auf diese Art und Weise durch entsprechende
Variation bzw. Beeinflussung des Fluiddrucks in jeweiligen Druckkammern 32', 34', 32'', 34'' ein
Einfluss auf das Schwingungsdämpfungsverhalten
genommen werden kann.
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Aus
der vorangehenden Beschreibung erkennt man, dass durch die Verdrängung des
inkompressiblen Dämpferfluids
in der ersten Dämpferfluidkammeranordnung 36 und
die entsprechende Beaufschlagung der Trennkolben 48 in
den Kammereinheiten 46 der zweiten Dämpferfluidkammeranordnung 76 sowohl
in Schubrichtung, als auch in Zugrichtung eine Dämpfungsfunktionalität erhalten
werden kann. Die Dämpfungscharakteristik
wird sich in Zugrichtung und in Schubrichtung unterscheiden, da
in Zugrichtung insgesamt vier Kammereinheiten 46 wirksam sind,
während
dies in Schubrichtung insgesamt sieben Kammereinheiten 46 sind.
Man erkennt also, dass allein durch die Positionierung der Trennwände 52, 54, 56, 58 eine
Auswahl dahingehend getroffen werden kann, wie viele der Kammereinheiten 46 der zweiten
Dämpferfluidkammeranordnung 76 im Schubbetrieb
bzw. im Zugbetrieb wirksam sind. Weiterhin kann ein Einfluss auf
die Dämpfungscharakteristik
dadurch genommen werden, dass den verschiedenen ersten und ggf.
auch den verschiedenen zweiten Druckkammern 32', 32'' bzw. 34', 34'' ebenfalls
verschiedene Anzahlen an Kammereinheiten 46 zugeordnet
sind, wie dies bei den ersten Druckkammern 32', 32'' erkennbar ist. Um dabei im Rotationsbetrieb
das Auftreten von Unwuchten zu vermeiden, ist es vorteilhaft, eine
möglichst
gleichmäßige Verteilung
um die Drehachse A zu erhalten. Auch kann selbstverständlich die
Größe bzw.
die Anzahl der Kammereinheiten 46 auf die gegebenen Anforderungen
abgestimmt sein. Bei dem dargestellten Beispiel mit insgesamt 11
Kammereinheiten 46 ist auf Grund der auch vorhandenen Trennung
der einzelnen Kammereinheiten 46 voneinander zwangsweise
eine ungleichmäßige Wirkcharakteristik
in Zugrichtung und in Schubrichtung vorgesehen. Bei gerader Anzahl der
Kammereinheiten 46 können
in Zug- und in Schubrichtung gleich viele davon wirksam sein und mithin
eine gleichmäßige Wirkcharakteristik
in beiden Belastungsrichtungen bereitgestellt werden.
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Die 3 veranschaulicht
ein gesamtes Antriebssystem 13, in welchem über die
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 ein
Antriebsdrehmoment zwischen einer als Antriebseinheit hier eingesetzten
Brennkraftmaschine 120 und der Kupplung 14 bzw.
einem dann im Antriebsstrang folgenden Getriebe 122 übertragen
wird. Man erkennt in der 3 weiter eine Ventilanordnung 124 mit
zwei Schaltventilen 126, 128. Diese dienen dazu,
erstes Dämpferfluid
von einer allgemein mit 130 bezeichneten Quelle zu den
Druckkammern 32', 32'' bzw. 34', 34'' zu
leiten bzw. diese Druckkammern in Verbindung mit einem Reservoir 132 für erstes
Dämpferfluid zu
bringen. Dabei kann beispielsweise das Schaltventil 126 den
beiden zugseitig wirksamen Druckkammern 32', 32'' zugeordnet
sein, während
das Schaltventil 128 den beiden schubseitig wirksamen Druckkammern 34', 34'' zugeordnet sein kann.
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Die
Quelle 130 umfasst eine Pumpe 134 mit einem Antriebsmotor 136,
der unter der Ansteuerung einer Ansteueranordnung 138 steht.
Ein Drucksensor 140 liefert im nicht rotierenden Systembereich
des Antriebssystems 13, also außerhalb der Primärseite 16 und
der Sekundärseite 24 und
somit im Wesentlichen zwischen der Quelle 130 und der Drehdurchführung 80,
ein den Druck des ersten Dämpferfluids
wiedergebendes Signal. Hier könnte
alternativ oder zusätzlich
ein weiterer derartiger Drucksensor vorgesehen sein, und zwar im
Strömungsweg
zwischen den Schaltventilen 126, 128 und der Drehdurchführung 80,
so dass der Druck des ersten Dämpferfluids
noch näher
an den Druckkammern 32', 32'', 34', 34'' erfasst
werden kann.
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Bei
dem in 3 dargestellten System ist im Strömungsweg
zwischen der Pumpe 134 und dem Reservoir 132,
ebenso wie im Strömungsweg
zwischen der Pumpe 134 und dem Schaltventil 126, 128 jeweils
ein Filter 142, 144 vorgesehen, um das Fördern von
Verunreinigungen in Richtung zu den Druckkammern 32', 32'', 34', 34'' zu
verhindern. Auch ein Druckspeicher 146 ist vorgesehen,
welcher grundsätzlich
auch als ein Bestandteil der Quelle 130 betrachtet werden
kann. Im Druckspeicher 146 kann ausreichend unter Druck
stehendes erstes Dämpferfluid
bereitgehalten werden, so dass dann, wenn spontan eine Druckerhöhung erforderlich
ist, nicht die Pumpe 134 aktiviert werden muss, was zu
erheblichen zeitlichen Verzögerungen
führen
würde,
sondern lediglich eines der Schaltventile 126, 128 geöffnet werden
muss, also die Verbindung zwischen dem Druckspeicher 146 und
dem zugeordneten Paar von Druckkammern hergestellt werden muss.
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Die
Notwendigkeit, durch Druckerhöhung
in einem jeweiligen Paar von Druckkammern einer übermäßigen Relativdrehung zwischen
der Primärseite 16 und
der Sekundärseite 124 entgegenzuwirken,
kann beispielsweise auf der Grundlage des Ausgangssignals bzw. der
Ausgangssignale einer Drehsensoranordnung 148 mit zwei
Drehsensoren 150, 152 erkannt werden. Deren Signal
wird in die Ansteueranordnung 138 geleitet. Die Signale
können
so kodiert sein, dass nicht nur die Drehgeschwindigkeit, hier der
Primärseite 16 bzw.
der Kupplung 14 erfasst wird, sondern auch deren Relativdrehlage bzw.
Relativdrehgeschwindigkeit. Ein übermäßiger Anstieg
der Relativdrehgeschwindigkeit bzw. eine übermäßige Auslenkung ist ein Indiz
für einen
spontanen Drehmomentenanstieg, der entsprechende Gegenmaßnahmen,
wie z. B. das Einleiten von unter höherem Druck stehenden ersten
Dämpferfluid
in ein jeweiliges Paar von Druckkammern 32', 32'' bzw. 34', 34'' erforderlich macht.
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Man
erkennt in 3 weitere Systembereiche, welche
im Kontext der Ansteuerung des Antriebssystems 13 vorgesehen
sind. So ist beispielsweise mit einem Block 154 ein Systembereich
gezeigt, welcher die Ansteuerung der Brennkraftmaschine 120 betrifft.
Ein Block 156 bezeichnet den Systembereich, welcher die
Ansteuerung der Kupplung 14 betrifft, insbesondere wenn
diese eine durch einen Aktuator betätigte Kupplung ist. Ein Block 158 symbolisiert
denjenigen Systembereich, welcher die Ansteuerung des Getriebes 122 betrifft.
Im Falle eines Hybridantriebs, bei welchem zusätzlich noch eine Elektromaschine
vorhanden ist, symbolisiert ein Block 160 den für den Ansteuerung
einer derartigen Elektromaschine verantwortlichen Systembereich. Diese
verschiedenen Systembereiche 154 bis 160 stehen
mit der Ansteueranordnung 138 in Verbindung. Hierzu kann
eine Signalleitung 162, wie ein serieller Bus wie z. B.
K-Line, CAN, FlexRay, eingesetzt werden. Auch ist grundsätzlich eine
Funkverbindung möglich
bzw. das Zusammenfassen all dieser Systembereiche mit der Ansteueranordnung 138 in
einem einheitlichen Ansteuergerät. Über diese
Signalleitung 162 können
also die verschiedenen ansteuerungstechnisch relevanten Systembereiche
mit der Ansteueranordnung 138 kommunizieren, um den Betrieb
der verschiedenen dadurch jeweils angesteuerten Baugruppen in sinnvoller
Art und Weise aufeinander abzustimmen.
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Die
ansteuerungstechnische Wechselwirkung ist insbesondere daher bei
der vorliegenden Erfindung von Vorteil bzw. von Bedeutung, da eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10,
wie sie in der 1 und der 2 gezeigt
ist, grundsätzlich nur
ein begrenztes Drehmoment übertragen
kann, ohne die Primärseite 16 und
die Sekundärseite 24 in Anschlag
gegeneinan der zu bringen. Ein zu massiver Momentenaufbau könnte zur
Folge haben, dass die insbesondere in 2 erkennbaren
Umfangsbegrenzungsvorsprünge 28', 28'', 30', 30'' gegeneinander
anschlagen, was Geräusche
und Schläge
verursachen kann, die einerseits zu Beschädigungen führen können und andererseits im Fahrzustand
unangenehm spürbar
werden können.
Dies ist vor allem dann kritisch, wenn beispielsweise ein derartiges
Antriebssystem 13 in einem vergleichsweise konstanten Zustand
betrieben wird, also beispielsweise in ein Fahrzeug mit näherungsweise
konstanter Geschwindigkeit auf ebener Fahrbahn rollt. Das vom Antriebsaggregat,
also der Brennkraftmaschine 120, dann angeforderte Drehmoment
ist vergleichsweise gering. Um dabei zwischen der Primärseite 16 und
der Sekundärseite 24 eine
möglichst
gute Schwingungsentkopplung realisieren zu können, wird der Druck des ersten
Dämpferfluids
in den Druckkammern 32', 32'', 34', 34'' bei
einem vergleichsweise geringen Wert gehalten, die Torsionsschwingungsdämpferanordnung
also vergleichsweise weich eingestellt. Wird in einem derartigen
Fahrzustand vom Fahrer spontan ein erhöhtes Drehmoment gefordert,
indem er das Fahrpedal beispielsweise vollständig niederdrückt, ggf.
bis zu einem Kick-Down-Modus bei einem Automatikgetriebe, hat dies
zur Folge, dass antriebsseitig, also an der Primärseite 16, ein spontaner
Drehmomentenanstieg auftritt, der durch das nur mit vergleichsweise
geringem Druck vorhandene erste Dämpferfluid nicht ausreichend
abgefangen werden kann. Auch die Reaktion der Schaltventile 126, 128 kann
in einem derartigen Zustand oftmals nicht ausreichend schnell zur
Druckerhöhung
beitragen, so dass grundsätzlich
die Gefahr besteht, dass die Primärseite 16 und die
Sekundärseite 24 massiv
gegeneinander schlagen.
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Um
diesem Problem entgegenzutreten, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Ansteueranordnung 138 das Begrenzen des über den
Antriebsstrang 13 übertragenen
oder zu übertragenden
Drehmoments auslöst.
Beispielsweise in Wechselwirkung mit der Motorsteuerung 154 bzw. 160 kann
das von einem Antriebsaggregat abgegebene Drehmoment begrenzt werden.
Dies sei im Folgenden mit Bezug auf die 6 veranschaulicht.
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Man
erkennt dort im oberen Teil mit durchgezogener Linie den Verlauf
des Drehmoments, welcher im Wesentlichen dem im unteren Teil der 6 dargestellten
Anforderungsprofil P folgt. Dieses wiederum kann das Ausmaß des Niederdrückens eines Gaspedals
wiedergeben. Wird also zum Zeitpunkt t1 das Gaspedal niedergedrückt, so
steigt vergleichsweise spontan das vom Antriebsaggregat, hier also beispielsweise
der Brennkraftmaschine 120, abgegebene Drehmoment an. Dieses
nähert
sich sehr schnell dem über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 maximal übertragbaren
Drehmoment an, in 6 als vom Zweimassenschwungrad
ertragbares Drehmoment bezeichnet. Auch dieses ist seit dem Zeitpunkt
t1 bereits angestiegen, da mit dem Drehmomentenanstieg bzw. der
ansteigenden Drehmomentenanforderung gemäß dem Profil P erkannt wurde,
dass über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 ein
erhöhtes
Drehmoment zu übertragen
ist, was beispielsweise das Verbinden eines jeweiligen Druckkammerpaares
mit dem Druckspeicher 146 über das zugeordnete Schaltventil
ausgelöst
hat. Mit ansteigendem Druck, der im Wesentlichen korrespondiert
mit dem über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 dann
auch maximal übertragbaren
Drehmoment, wird zwar grundsätzlich
der weiteren Relativdrehung zwischen Primärseite 16 und Sekundärseite 24 entgegengewirkt, jedoch,
wie dies die 6 zeigt, nicht so schnell, wie dies
der Anstieg des Drehmoments erfordern würde. Würde das zu übertragende Drehmoment hier
nicht begrenzt werden, so würde
dies dazu führen,
dass etwa ab dem Zeitpunkt t2 das tatsächlich zu übertragende Drehmoment das
maximal über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung übertragbare
Drehmoment übersteigt,
wie anhand der grob eckig gepunkteten Linie „Verlauf Drehmoment ohne Eingriff” erkennbar.
Das Drehmoment würde
sich dem maximal möglichen
Drehmoment im Antriebsstrang annähern
und über
dem in der Torsionsschwingungsdämpferanordnung übertragbaren
Drehmoment liegen. Dieser Zustand würde so lange andauern, bis
zu einem Zeitpunkt t3 der fortgesetzte Druckanstieg in dem betroffenen
Druckkammerpaar dazu führt,
dass das über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 übertragbare
Drehmoment tatsächlich
auch das im Antriebsstrang maximal verfügbare Drehmoment übersteigt.
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Um
dieser grundsätzlich
ungünstigen
Konstellation entgegenzuwirken, wird dann, wenn erkannt wird, dass
das zu übertragende,
also beispielsweise von der Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment,
sich dem maximal übertragbaren Drehmoment
annähert,
durch Eingriff in das Motormanagement dafür gesorgt, dass das vom Motor
abgegebene und mithin über
den Antriebsstrang zu übertragene
Drehmoment nicht über
das über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung
maximal übertragbare
Drehmoment ansteigt. Da dieses maximal übertragbare Drehmoment selbst
noch ansteigt, kann hier das Motordrehmoment nachgeführt werden,
und zwar bei bzw. geringfügig
unter dem maximal übertragbaren
Drehmoment, bis tatsächlich
dann zum Zeitpunkt t3 der Zustand des im Antriebsstrang maximal übertragbaren
Drehmoments erreicht ist. Ab diesem Zustand kann systembedingt das
Antriebsdrehmoment das maximal übertragbare
Drehmoment der Torsionsschwingungsdämpferanordnung nicht mehr übersteigen.
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Nimmt
das vom Fahrer angeforderte Drehmoment wieder ab, so fällt die
Drehmomentenkurve in 6 oben entsprechend wieder ab.
Es kann dann durch entsprechende Druckminderung des ersten Dämpferfluids
in dem betroffenen Druckkammerpaar das maximal über die Torsionsschwingungsdämpferanordnung übertragbare
Drehmoment wieder gesenkt werden, um sehr schnell wieder in einen „weichen” Dämpfungsbetrieb überzugehen
und somit einen komfortablen Betrieb zu gewährleisten. Man erkennt in 6,
dass dieses Nachführen
des maximal über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung übertragbaren
Drehmoments so erfolgt, dass dieses tatsächlich immer auch über dem
vom Antriebsaggregat abgegebenen Drehmoment liegt.
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In
der vorangehend beschriebenen Art und Weise wird es möglich, durch
Eingriff in die Motoransteuerung, ausgelöst durch entsprechende Ansteuerbefehle
der Ansteueranordnung 138, dafür zu sorgen, dass eine Überlastung
der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 nicht
auftritt und diese im mer in einem Zustand arbeiten kann, in dem
das Drehmoment tatsächlich über das
erste Dämpferfluid und
nicht durch direkten mechanischen Kontakt übertragen wird. Es sei hier
darauf hingewiesen, dass, wie vorangehend bereits dargelegt, selbstverständlich sowohl
in den Betrieb einer Brennkraftmaschine, als auch den Betrieb einer
Elektromaschine eingegriffen werden kann. Von Bedeutung ist, dass insbesondere
durch die Erfassung des Drucks des ersten Dämpferfluids permanent Information über das über die
Torsionsschwingungsdämpferanordnungübertragbare
Drehmoment vorhanden ist.
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Da
der Druck des ersten Dämpferfluids
im Allgemeinen außerhalb
der rotierenden Systembereiche der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 erfasst
wird, also zwischen einem Drucksensor und den betroffenen Druckkammern
jeweils die Drehdurchführung 80 liegen
wird, kann unter Berücksichtigung
von deren physikalischen Gegebenheiten der Druck zur Ermittlung
des maximal übertragbaren Drehmoments
noch kombiniert werden mit einer Korrekturgröße, welche die Trägheit bei
der Übertragung von
erstem Dämpferfluid
in den rotierenden Systembereich bzw. aus dem rotierenden Systembereich
mit berücksichtigt.
Es sei weiter darauf hingewiesen, dass selbstverständlich diese
Vorgehensweise sowohl im Zugzustand, als auch im Schubzustand genutzt
werden kann. Grundsätzlich
kann diese Vorgehensweise auch dann genutzt werden, wenn ein Defekt
auftritt, welcher eine korrekte Funktionalität der Torsionsschwingungsdämpferanordnung
beeinträchtigt.
Dies wird nachfolgend in Bezug auf die 7 erläutert.
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Man
erkennt dort einen Zustand, in dem grundsätzlich bei näherungsweise
konstantem Anforderungsprofil P zunächst das von einem Antriebsaggregat
abgegebene Drehmoment unter dem von der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 maximal übertragbaren
Drehmoment liegt. Zum Zeitpunkt t4 tritt ein Defekt auf, beispielsweise
ein Druckverlust durch Defekt des Druckspeichers 146 bzw.
allgemein der Quelle 130. Dieser Druckverlust führt dazu,
dass auch der Druck in den jeweils auf Kompression belasteten Druckkammern
abnimmt, was sich in einem Abfall des maximal über die Torsions schwingungsdämpferanordnung 10 übertragbaren
Drehmoments nach dem Zeitpunkt t4 wiederspiegelt. Zu einem Zeitpunkt
t5 erreicht dieses maximal übertragbare
Drehmoment durch den fortgesetzten Druckabfall das zunächst noch
konstant vorhandene vom Antriebsaggregat abgegebene Drehmoment.
Würde nicht
auf das Antriebsaggregat eingewirkt werden, so würde, wie dies die grob eckig
gepunktete Linie in 7 veranschaulicht, das in den
Antriebsstrang 11 eingeleitete und durch diesen zu übertragende
Drehmoment das von der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 maximal übertragbare
Drehmoment übersteigen und
dazu führen,
dass die Primärseite 16 und
die Sekundärseite 24 wieder
gegeneinander schlagen.
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Zu
diesem Zwecke wird bei entsprechender Annäherung des maximal über die
Torsionsschwingungsdämpferanordnung übertragbaren
Drehmoments an das in den Antriebsstrang eingeleitete Drehmoment
dieses durch entsprechenden ansteuerungstechnischen Eingriff nachgeführt und
im Bereich des bzw. unter dem maximal übertragbaren Drehmoment gehalten,
so dass die Gefahr einer zusätzlichen
mechanischen Überlastung
der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 vermieden
wird. Dieses maximal über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung übertragbare
Drehmoment nähert
sich dann, ebenso wie das dann in den Antriebsstrang noch eingeleitete
Drehmoment, einem Drehmomentenwert an, der durch eine gepunktete
Linie in 7 bzw. auch in 6 repräsentiert
ist und dasjenige Drehmoment repräsentiert, das immer, auch im Fehlerfalle, über die
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 übertragbar
ist. Dieses Drehmoment kann beispielsweise sichergestellt werden
durch eine parallel zu der Dämpferfluidanordnung
wirksame Dämpferfederanordnung
mit Schraubendruckfedern oder dergleichen. Auf diese Art und Weise
ist sichergestellt, dass selbst bei vollständigem Ausfall des fluidisch
wirksamen Dämpferanteils
eine völlig
starre Kopplung zwischen Primärseite 16 und
Sekundärseite 24 über Bauteile,
die dazu an sich nicht vorgesehen sind, ausgeschlossen ist und ein
Notbetrieb sichergestellt ist, in welchem ein Fahrzeug bei dann entsprechend
reduziertem in den Antriebsstrang einleitbaren Drehmoment nach Hause
bzw. in eine Werkstatt gefahren werden kann.
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War
der Defekt, der zur Drehmomentenabnahme geführt hat, nur vorübergehend,
so kann selbstverständlich
bei wieder vorhandener Möglichkeit,
das über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung
maximal übertragbare
Drehmoment durch entsprechenden Druckanstieg anzuheben, selbstverständlich auch
das in den Antriebsstrang eingeleitete bzw. über diesen zu übertragende
Drehmoment wieder angehoben werden.
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Wie
vorangehend bereits dargelegt, kann ein derartiger Defekt, der das
Absenken des über
den Antriebsstrang zu übertragenden
Drehmoments nach sich ziehen kann, eine Fluidleckage im Allgemeinen
im nicht rotierenden Systembereich sein. Auch kann jedoch aufgrund
eines häufig
sich wechselnden Fahrzustands, also hoher Fahrdynamik, der Druckspeicher 146 so
weit entleert sein, dass beim Öffnen
eines jeweiligen Schaltventils ein weiterer Druckanstieg des ersten
Dämpferfluids
nicht gewährleistet
werden kann. Auch ein Versorgungsdefizit durch mangelnde Fördereffizienz
der Pumpe 134 kann zu einem derartigen Problem führen, beispielsweise
wenn die Bordspannung nicht dazu ausreicht, um diese Pumpe ausreichend
zu betreiben. Ebenso können
defekte Schaltventile, Verunreinigungen in den verschiedenen Leitungen
ebenso wie Probleme in der Drehdurchführung dazu führen, dass
das über die
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 maximal übertragbare
Drehmoment absinkt.
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In 4 ist
eine alternative Ausgestaltungsform mit erfindungsgemäßen Systemen
dargestellt, wobei im Folgenden auf die wesentlichen Unterschiede
zu der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsform eingegangen
wird.
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Während bei
der vorangehend erläuterten Variante
die zweite Dämpferfluidkammeranordnung 76 in
den rotierenden Systembereich, insbesondere die Primärseite 16 der
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10,
integriert war, ist die zweite Dämpferfluidanordnung 76 bei
der in 4 dargestellten Variante außerhalb des rotierenden Systembereichs angeordnet.
Der rotie rende Systembereich, also Primärseite 16 und Sekundärseite 24,
umfassen hier im Wesentlichen die zwischen Druckkammern 32', 32'', 34', 34'',
die über
die Drehdurchführung 80 und
zwei Ventilanordnungen 164, 166 wahlweise in Verbindung
mit der Quelle 130 für
unter Druck stehendes erstes Dämpferfluid
oder dem Reservoir 132 gebracht werden können. Auf
diese Art und Weise wird es möglich,
beispielsweise beruhend auf dem Ausgangssignal der Drehsensoranordnung 148 denjenigen
der Druckkammern, welche in einer jeweiligen Fahrsituation durch
Druckerhöhung
belastet werden, erstes Dämpferfluid
mit erhöhtem
Druck aus dem Druckspeicher 146 zuzuführen, während das jeweils andere Paar
von Druckkammern dann im Wesentlichen drucklos geschaltet ist und
mit dem Reservoir 132 verbunden ist.
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Die
zweite Dämpferfluidkammeranordnung 76 umfasst
hier beispielsweise eine etwas größer dimensionierte Kammereinheit 46 mit
einem Trennelement, beispielsweise Kolben oder Membran, welches eine
Trennung des im Leitungsbereich zwischen der Quelle 130 und
der Drehdurchführung 80 vorhandenen
ersten Dämpferfluids
von dem in der zweiten Dämpferfluidkammeranordnung 76 vorhandenen zweiten
Dämpferfluid
mit höherer
Kompressibilität realisiert.
Hier kann für
dieses zweite Dämpferfluid eine
Quelle 168 vorgesehen sein, beispielsweise ein Kompressor 170 bzw.
ein zugeordneter Druckspeicher 172, welche Quelle 168 durch
eine Ventilanordnung 174 wahlweise in Verbindung mit der
Kammereinheit 46 gebracht werden kann. Über die Ventilanordnung 174 kann
selbstverständlich
der Druck in der Kammereinheit 46 auch gesenkt werden,
indem diese bzw. ihr zweites Dämpferfluid
enthaltender Volumenbereich zur Umgebung hin freigeschaltet wird. Das
Verbindungsvolumen umfasst in diesem Ausgestaltungsbeispiel primär also das
zwischen den jeweiligen Druckkammern und der Kammereinheit 46 vorhandenen
Leitungsvolumen, das auch über
die Drehdurchführung 80 führt.
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Auch
bei dieser Ausgestaltung einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10,
bei welcher die Schwingungsdämpfungscharakteristik
nicht nur durch die Einstellung des Drucks des ersten Dämpferfluids,
sondern zusätzlich
auch noch durch die Variation des Drucks des zweiten Dämpferfluids
aktiv beeinflusst werden kann, ist es selbstverständlich genau
so, wie vorangehend erläutert,
möglich,
bei entsprechender Überlastungsgefahr
dafür zu
sorgen, dass das in einem Antriebsstrang zu übertragende oder in diesen
eingeleitete Drehmoment das über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 maximal übertragbare
Drehmoment, also ein Drehmoment, welches die Primärseite und
die Sekundärseite
in gegenseitigen Anschlag bringen würde, nicht übersteigt oder erreicht wird.
Insbesondere ist es hier gleichermaßen möglich, durch Eingriff in die
Motoransteuerung durch Wechselwirkung der Ansteueranordnung 138 mit
der Motorsteuerung 154 bzw. 160 das in den Antriebsstrang
eingeleitete Drehmoment zu senken, dass es zumindest so lange nicht übermäßig ansteigt,
so lange auch der Druck in den jeweils belasteten Druckkammern nicht
ausreichend erhöht
ist. Um diesen Druck zu erfassen, sind in der 4 zwei Drucksensoren 140 bzw. 140' erkennbar,
welchen, wie dies in der 4 symbolisch angedeutet ist,
zusätzlich
auch noch ein Temperatursensor zugeordnet sein kann. Dabei kann
selbstverständlich
der Drucksensor 140 auch den Gegendruck des zweiten Dämpferfluids
erfassen, welcher zumindest im stationären Zustand im Wesentlichen
dem Druck des ersten Dämpferfluids
entsprechen sollte.
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Eine
weitere Variation eines derartigen Systems ist in 5 gezeigt.
Während
bei den vorangehend beschriebenen Systemen mit zwei Dämpferfluiden
unterschiedlicher Art, also einem als Flüssigkeit und mithin mit geringerer
Kompressibilität
ausgebildeten ersten Dämpferfluid
und einem gasförmig
und mithin mit größerer Kompressibilität ausgebildeten zweiten
Dämpferfluid
gearbeitet wird, sind bei der in 5 dargestellten
Ausgestaltungsvariante beide Dämpferfluide
mit vergleichsweise hoher Kompressibilität, also beispielsweise als
Gas, ausgebildet. Dies bedeutet, dass in einer jeweiligen Kammereinheit 46 beidseits
des Trennelements 48 jeweils ein Gasdruck anliegt.
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Die
Quelle 130 für
unter Druck stehendes erstes Dämpferfluid
umfasst hier einen Kompressor 170, welcher, wie durch einen
zu diesem führenden Pfeil
angedeutet, Luft von der Umgebung aufnimmt. Durch eine Sensoranordnung 172 kann
deren Druck bzw. Temperatur erfasst werden. Der Kompressor 170 liefert
die Luft unter erhöhtem
Druck zu einem Versorgungsspeicher 174, in welchem eine
weitere Druck-/Temperatur-Sensoranordnung 176 den nunmehr
deutlich erhöhten
Druck des ersten Dämpferfluids
erfassen kann. Zwischen dem Versorgungsspeicher 174 und
der Drehdurchführung 80 kann
ein Federzusatzvolumen 178 angeordnet sein, welches in diesem
Falle mit allen Druckkammern 32', 32'', 34', 34'' Vergrößerung des erstes Dämpferfluid
enthaltenden Volumens beitragen kann und mithin eine noch weichere
Dämpfungscharakteristik
gewährleisten kann.
Zwischen dem Versorgungsspeicher 174 und dem Federzusatzvolumen 178 kann
eine Abzweigleitung 180 vorgesehen sein, die durch eine
durch die Ansteueranordnung 138 ansteuerbare Ventilanordnung 182 freigebbar
bzw. absperrbar ist, um auf diese Art und Weise den Druck im Versorgungsspeicher 174 bzw.
und den Druckkammern erforderlichenfalls senken zu können. Zwischen
dem Versorgungsspeicher 174 und dem Federzusatzvolumen 178 ist
eine weitere Ventilanordnung 184 vorgesehen, welche beispielsweise
im normalen Betrieb das Federzusatzvolumen 178 vom Versorgungsspeicher 174 abkoppelt.
Wird durch die Drehsensoranordnung 148 eine übermäßige Relativdrehung
erkannt, kann durch Öffnen
der Ventilanordnung 184 und somit Ankoppeln des Versorgungsspeichers 174 an
das Federzusatzvolumen 178 vergleichsweise schnell der Druck
des ersten Dämpferfluids
erhöht
werden, um einer weiteren Relativdrehung entgegen zu wirken. Durch
eine weitere Ventilanordnung 186 ist auf das Federzusatzvolumen
von den Druckkammern 32', 32'', 34', 34'' abkoppelbar,
so dass ein weiterer Einfluss auf die Dämpfungscharakteristik durch
entsprechende Verringerung oder Vergrößerung des komprimierbaren
Volumens des ersten Dämpferfluids
genommen werden kann.
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Auch
bei derartiger Ausgestaltung kann die Ansteueranordnung 138 bei
der Gefahr, dass das über
einen Antriebsstrang zu übertragende
Drehmoment das über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 maximal übertrag bare
Drehmoment übersteigt,
ein entsprechendes Ansteuersignal bzw. entsprechende Informationen
generiert werden, die zur Folge hat, dass durch Einwirkung auf das
Antriebsaggregat, also beispielsweise eine Brennkraftmaschine oder
eine Elektromaschine, über
die jeweiligen Systembereiche 154, 160 das eingeleitete
Drehmoment gesenkt wird und somit das maximal übertragbare Drehmoment nicht übersteigt.
Es können dieselben
ansteuerungstechnischen Maßnahmen bzw.
Einwirkungen auf Drehmomente vorgenommen werden, wie sie vorangehend
mit Bezug auf die 6 und 7 erläutert wurden.
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Neben
der vorangehend mit Bezug auf die verschiedenen Ausgestaltungsformen
beschriebene Beeinflussung des von einer Antriebseinheit in einen Antriebsstrang
eingeleiteten Drehmoments können selbstverständlich noch
andere Maßnahmen
ergriffen werden, um das die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 10 belastende
Drehmoment zu senken bzw. zu begrenzen. So ist es beispielsweise
möglich, die
Kupplung 14 in Richtung Auskuppeln anzusteuern, wenn erkannt
wird, dass das über
den Antriebsstrang zu übertragende
Drehmoment zu stark ansteigt bzw. ansteigen würde. Durch Verstellen einer derartigen
Kupplung 14 durch entsprechende Aktuatoraktivierung in
Richtung Auskuppeln wird das über die
Kupplung maximal übertragbare
Drehmoment, im Allgemeinen auch als Kupplungsmoment bezeichnet, entsprechend
gesenkt. Die Folge davon ist, dass das über den Antriebsstrang übertragbare
Drehmoment dieses Kupplungsmoment nicht übersteigen kann. Wird das Kupplungsmoment
in Abstimmung auf das über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung
im jeweiligen Zustand maximal übertragbare
Drehmoment eingestellt bzw. gesenkt, kann auf diese Art und Weise
eine Überlastung
der Torsionsschwingungsdämpferanordnung
ausgeschlossen werden. Dies kann insbesondere in einem Zustand von
Vorteil sein, in welchem bei sehr sportlicher Fahrweise ein Fahrer bei
mit hoher Drehzahl drehendem Antriebsaggregat ein Kupplungspedal
spontan loslässt,
so dass durch entsprechendes spontanes Schließen der Kupplung ein Drehmomentenstoß im Antriebsstrang
erzeugt werden würde.
Auch der spontane Übergang
von einem Zugzustand in einen Schubzustand durch spontanes Loslassen
des Gaspedals könnte
einen derartigen Drehmomentenschlag, jedoch in Schubrichtung mit
sich bringen, der beispielsweise durch Ansteuerung der Antriebseinheit
nicht abgefangen werden könnte.
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Eine
weitere Möglichkeit,
das über
den Antriebsstrang übertragene
oder zu übertrangende Drehmoment
zu beeinflussen, liegt in der Getriebeansteuerung. Beispielsweise
bei einem Automatikgetriebe bzw. einem Getriebe mit kontinuierlich
veränderbarem
Umsetzverhältnis
kann durch Verstellen dieses Umsetzverhältnisses auch in Abstimmung
auf die Drehmomentenkennlinie eines jeweiligen Antriebsaggregats
für einen
bestimmten Fahrzustand das vom Antriebsaggregat angeforderte und
mithin auch abgegebene Drehmoment beeinflusst werden. Arbeitet beispielsweise
eine Brennkraftmaschine in einem Drehzahlbereich, in welchem eine
ansteigende Drehzahl ein entsprechend auch ansteigendes Drehmoment
zur Folge hat, so kann durch den Wechsel in eine höhere Gangstufe
bzw. ein entsprechend höheres
Umsetzverhältnis
die Drehzahl des Antriebsaggregats, beispielsweise einer Brennkraftmaschine,
gesenkt werden, um somit auch das abgegebene Drehmoment zu senken.
Auch durch das Auslegen eines Gangs bzw. das Neutralschalten eines
Getriebes wird es möglich,
spontan das übertragene
Drehmoment zu senken und mithin eine Überlastung der Torsionsschwingungsdämpferanordnung zu
vermeiden.
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Es
ist selbstverständlich,
dass die vorangehend beschriebenen Maßnahmen, welche beruhend auf
entsprechenden Informationen von der Ansteueranordnung einen Eingriff
in Systembereiche, welche das zu übertragende oder übertragene
Drehmoment beeinflussen, mit sich bringen, auch in Kombination vorgesehen
werden können.
Von Bedeutung ist bei der vorliegenden Erfindung, dass durch die
Anpassung des übertragenen
oder zu übertragenden
Drehmoments an das über
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung
maximal übertragbare
Drehmoment, welches beispielsweise durch Erfassung des Drucks in
den Druckkammern permanent bekannt ist, eine Überlastung der Torsionsschwingungsdämpferanordnung
vermieden werden kann, auch wenn diese grundsätzlich im normalen Betrieb
mit vergleichswei se weicher Dämpfercharakteristik
betrieben wird. Dies erhöht
einerseits den Fahrkomfort, stellt jedoch andererseits sicher, dass
auch größere Drehmomentschwankungen
zuverlässig
abgefangen bzw. unterdrückt
werden können.
Weiterhin ist dafür
gesorgt, dass selbst dann, wenn ein Defekt auftritt, also beispielsweise
ein Druckabfall in der Dämpferfluidanordnung
auftritt, in einem Notbetrieb ein Minimaldrehmoment sichergestellt
ist, mit welchem die Torsionsschwingungsdämpferanordnung belastet werden kann,
um ein Fahrzeug ohne der Gefahr, den Antriebsstrang grundsätzlich noch
weiter zu beschädigen,
in eine Reparaturwerkstatt gebracht werden kann.