DE102010002375A1 - Method for operating vehicle i.e. car, involves partly balancing rotational torque difference between utilization rate of gear box device and torque requirement by reduction of torque up to maximum permissible rate of utilization of device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges mit wenigstens einer Getriebeeinrichtung, einer Antriebsmaschine und wenigstens einer von der Antriebsmaschine antreibbaren Fahrzeugkomponente gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The invention relates to a method for operating a vehicle having at least one transmission device, a drive machine and at least one drivable by the drive machine vehicle component according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.
Das aktuelle Ist-Drehmoment einer als Brennkraftmaschine ausgeführten Antriebsmaschine von aus der Praxis bekannten Fahrzeugantriebssträngen wird oftmals in Abhängigkeit der Einspritzmenge und üblicherweise im Bereich eines Motorsteuergerätes bestimmt. Dabei steht das Ist-Drehmoment weiteren über den CAN-Bus mit dem Motorsteuergerät verbundenen Steuergeräten jeweils als Eingangsgröße für bestimmte Steuer- und Regelroutinen zur Verfügung. Bei der Bestimmung des aktuellen Ist-Drehmomentes der Antriebsmaschine werden interne Reibungsverluste der Antriebsmaschine, die wiederum in Abhängigkeit von Fertigungstoleranzen der einzelnen Komponenten der Antriebsmaschine stehen, nicht berücksichtigt.The current actual torque of an engine designed as an internal combustion engine of known from practice vehicle drive trains is often determined as a function of the injection quantity and usually in the range of an engine control unit. In this case, the actual torque is available to further control units connected to the engine control unit via the CAN bus, in each case as an input variable for specific control and regulating routines. When determining the current actual torque of the drive machine internal friction losses of the drive machine, which in turn are dependent on manufacturing tolerances of the individual components of the drive machine, not taken into account.
Darüber hinaus sind Getriebeeinrichtungen von Fahrzeugantriebssträngen Sensoren zur Messung von Drehmomenten zugeordnet. Dabei werden beispielsweise Verdrehwinkel von Voll- oder Hohlwellen über DMS-applizierte Wellen oder magnetisch kodierten Wellen messtechnisch bestimmt. In Abhängigkeit der Verdrehwinkel sind wiederum die jeweils über die Wellen geführten Drehmomente ermittelbar.In addition, transmission assemblies of vehicle drivelines are associated with sensors for measuring torques. In this case, for example, angles of rotation of solid or hollow shafts via strain gauged waves or magnetically coded waves are determined by measurement. Depending on the angle of rotation, in each case the torques guided in each case via the shafts can be determined.
Bei hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigten Getriebeeinrichtungen besteht auch die Möglichkeit, ein über eine Getriebeeinrichtung geführtes Drehmoment in Abhängigkeit eines gemessenen oder berechneten Arbeitsdruckes im Bereich eines Hydrostaten zu berechnen, wobei letztgenannte Vorgehensweise nur eine grobe Abschätzung des aktuell über eine Getriebeeinrichtung zu führenden Drehmomentes darstellt.In the case of hydrostatic-mechanical power-split transmission devices, it is also possible to calculate a torque guided via a transmission device as a function of a measured or calculated working pressure in the region of a hydrostatic drive, the latter procedure representing only a rough estimate of the torque currently to be transmitted via a transmission device.
Über den gesamten Betriebsbereich eines Fahrzeugantriebsstranges wird der aktuelle Auslastungsgrad einer Getriebeeinrichtung unter Berücksichtigung eines maximal über die Getriebeeinrichtung führbaren zulässigen Drehmomentes ermittelt. Werden Komponenten der Getriebeeinrichtung über längere Betriebszeiten mit Drehmomentwerten oberhalb des maximal zulässigen Drehmomentes beaufschlagt, sind irreversible Beschädigungen im Bereich der Getriebeeinrichtung möglich, was jedoch unerwünscht ist und unter Umständen zu einem vollständigen Funktionsausfall führen kann.Over the entire operating range of a vehicle drive train, the current degree of utilization of a transmission device is determined taking into account a maximum permissible torque that can be achieved via the transmission device. If components of the transmission device are subjected to torque values above the maximum permissible torque for longer periods of operation, irreversible damage in the area of the transmission device is possible, which is undesirable and can possibly lead to a complete malfunction.
Grundsätzlich werden einem Getriebesteuergerät eines Getriebes Messwerte aller in einer Getriebeeinrichtung vorgesehenen Sensoreinheiten als Eingangswerte zugeführt, die diagnostiziert und für interne Funktionen verarbeitet werden. Des Weiteren kommuniziert ein Getriebesteuergerät direkt oder indirekt mit weiteren Steuergeräten eines Fahrzeuges, insbesondere auch mit einem Motorsteuergerät.In principle, measured values of all sensor units provided in a transmission device are fed to a transmission control unit of a transmission as input values which are diagnosed and processed for internal functions. Furthermore, a transmission control unit communicates directly or indirectly with further control units of a vehicle, in particular also with an engine control unit.
Bei der Motorentwicklung liegt der Hauptfokus in der jüngeren Vergangenheit zunehmend auf der Reduktion von Emissionen der als Brennkraftmaschinen ausgeführten Antriebsmaschinen von Fahrzeugantriebssträngen. Bisher führte eine hochdynamische Anforderung eines höheren Drehmomentes zu einer abrupten Erhöhung der Einspritzmenge und in der Folge zu einer unsauberen Verbrennung sowie zu einem erhöhten Schadstoffausstoß. Um einen derartigen Betriebszustandsverlauf bei einer hochdynamischen Anforderung eines höheren Drehmomentes auf möglichst kostengünstige Art und Weise zu vermeiden, wird der Anstieg der Einspritzmenge über eine Motorelektronik elektronisch gedrosselt, wodurch eine Dynamik einer Antriebsmaschine eingeschränkt wird. Das bedeutet, dass auf Grund von Abgasbeschränkungen das Motorabtriebsmoment trotz einer höheren Drehmomentanforderung seitens des Fahrers motorsteuergerätsseitig begrenzt wird.In engine development, the main focus in the recent past has been increasingly on the reduction of emissions of engine drive train powertrains embodied as internal combustion engines. So far, a highly dynamic requirement of higher torque led to an abrupt increase in the injection quantity and consequently to an unclean combustion and increased pollutant emissions. In order to avoid such an operating state course in a highly dynamic requirement of a higher torque in the most cost-effective manner, the increase in the injection quantity is electronically throttled via an engine electronics, whereby a dynamics of a prime mover is limited. That is, due to exhaust restrictions, the engine output torque is limited by the engine ECU side despite a higher torque request from the driver.
Um die vorzugsweise fahrerseitige Drehmomentanforderung trotzdem wenigsten annähernd erfüllen zu können, werden so genannte Nebenverbraucher, wie Lüfter, Klimakompressoren und dergleichen, die über die Antriebsmaschine antreibbar sind, kurzfristig mit einem geringeren Antriebsmoment beaufschlagt oder vollständig abgestellt, und das für den Antrieb der Nebenverbraucher nicht aufgewendete Drehmoment in Richtung des Abtriebs umgeleitet. Damit steht am Abtrieb ohne unzulässige Erhöhung der Einspritzmenge und damit auch der Abgasmenge ein größeres Abtriebsmoment zur Verfügung.In order to meet the preferably driver-side torque request nevertheless at least approximately, so-called auxiliary consumers, such as fans, air compressors and the like, which are driven by the prime mover, at short notice subjected to a lower drive torque or completely turned off, and not spent for the drive of the auxiliary consumers Torque redirected in the direction of the output. Thus, a larger output torque is available at the output without undue increase in the injection quantity and thus also the amount of exhaust gas.
Nachteilig dabei ist jedoch, dass die vorgeschlagene Umleitung von Drehmoment ausgehend von den Nebenverbrauchern in Richtung der Getriebeeinrichtung bei einer hochdynamischen Drehmomentanforderung durch die zulässige Belastung der Getriebeeinrichtung begrenzt ist und bei den bisherigen Vorgehensweisen zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstranges am Abtrieb nicht das maximal mögliche Abtriebsmoment unter Berücksichtigung der aktuellen Getriebeauslastung zur Verfügung stellbar ist.A disadvantage, however, is that the proposed diversion of torque starting from the secondary consumers in the direction of the transmission device is limited by the permissible load of the transmission device in a highly dynamic torque request and in the previous approaches to operate a vehicle drive train at the output not the maximum output torque taking into account current transmission load is available.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges zu schaffen, mittels welchem insbesondere bei einer hochdynamischen Drehmomentanforderung am Abtrieb eines Fahrzeuges unter Berücksichtigung verschiedener Vorgaben, wie einer maximalen Getriebeauslastung oder vordefinierter Abgaswerte, ein maximal mögliches Abtriebsmoment zur Verfügung stellbar ist.The present invention is therefore based on the object to provide a method for operating a vehicle, by means of which, in particular in a highly dynamic torque request at the output of a vehicle taking into account various requirements, such as a maximum transmission load or predefined Exhaust values, a maximum possible output torque is available.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstranges mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved with a method for operating a vehicle drive train with the features of claim 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges mit wenigstens einer Getriebeeinrichtung, einer Antriebsmaschine und wenigstens einer von der Antriebsmaschine antreibbaren Fahrzeugkomponente, wird ein der Getriebeeinrichtung von der Antriebsmaschine zugeführtes Drehmoment messtechnisch ermittelt und eine Änderung des Drehmomentes der Antriebsmaschine bei einer Anforderung für ein am Abtrieb des Fahrzeuges zur Verfügung zu stellendes Drehmoment zur Einhaltung von Abgaswerten begrenzt.In the method according to the invention for operating a vehicle having at least one transmission device, a drive machine and at least one vehicle component drivable by the drive machine, a torque supplied to the transmission device by the drive machine is determined metrologically and a change in the torque of the drive machine at a request for a at the output of Vehicle to be provided torque to comply with emission limits.
In Abhängigkeit des der Getriebeeinrichtung zugeführten Drehmomentes wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein aktueller Auslastungsgrad der Getriebeeinrichtung bestimmt und der Drehmomentanforderung gegenübergestellt, wobei die Drehmomentdifferenz zwischen dem Auslastungsgrad der Getriebeeinrichtung und der Drehmomentanforderung durch Reduzieren des für den Antrieb der Fahrzeugkomponente verwendeten antriebsmaschinenseitigen Drehmomentes bis hin zu einem maximal zulässigen Auslastungsgrad der Getriebeeinrichtung zumindest teilweise ausgeglichen wird.Depending on the torque supplied to the transmission device, in the method according to the invention a current degree of utilization of the transmission device is determined and compared with the torque request, wherein the torque difference between the degree of utilization of the transmission device and the torque request by reducing the drive machine side torque used for driving the vehicle component up to a maximum permissible degree of utilization of the transmission device is at least partially compensated.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise besteht auf einfache und kostengünstige Art und Weise die Möglichkeit, bei einer hochdynamischen Anforderung eines höheren Drehmomentes, die von einem Fahrer eines Fahrzeuges oder in Abhängigkeit einer übergeordneten Betriebsstrategie ausgegeben werden kann, und bei einer zur Vermeidung eines erhöhten Schadstoffausstoßes begrenzten Drehmomentabgabe der Antriebsmaschine die Drehmomentanforderung durch Ermitteln eines aktuellen Auslastungsgrades der Getriebeeinrichtung und der gleichzeitigen Bestimmung eines Anteils der Antriebsmaschine, der für den Antrieb einer Fahrzeugkomponente bzw. von Nebenverbrauchern vorgesehen ist, ein der Drehmomentanforderung zumindest teilweise entsprechendes und maximales Drehmoment innerhalb der zulässigen Belastungsgrenzen der Getriebeeinrichtung in Richtung des Abtriebs zuzuführen.By means of the procedure according to the invention, there is the possibility, in a simple and cost-effective manner, of outputting a higher torque, which can be output by a driver of a vehicle or depending on a higher-level operating strategy, and with a torque output limited to avoid increased pollutant emissions The engine torque request by determining a current load level of the transmission device and the simultaneous determination of a proportion of the prime mover, which is intended for driving a vehicle component or auxiliary consumers, a torque request at least partially corresponding and maximum torque within the allowable load limits of the transmission device in the direction of To deliver downforce.
Das bedeutet, dass exakt der Anteil des für den Antrieb der Fahrzeugkomponente aufgewendeten Drehmomentes der Antriebsmaschine in Richtung der Getriebeeinrichtung umleitbar ist, zu dem die Getriebeeinrichtung nicht mit unzulässig hohen Drehmomentwerten beaufschlagt wird und gleichzeitig die Drehmomentanforderung im Bereich des Abtriebs zu einem möglichst großen Anteil umgesetzt wird.This means that exactly the proportion of the torque of the drive unit used for driving the vehicle component can be diverted in the direction of the transmission device, to which the transmission device is not subjected to unacceptably high torque values and at the same time the torque demand in the region of the output is converted to the largest possible proportion ,
Bei einer besonders kostengünstigen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das der Getriebeeinrichtung zugeführte Drehmoment der Antriebsmaschine über einen Drehmomentsensor ermittelt.In a particularly cost-effective variant of the method according to the invention, the torque of the drive machine supplied to the transmission device is determined by means of a torque sensor.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Gegenstandes angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.Both the features specified in the claims and the features specified in the subsequent embodiments of the subject invention are each suitable alone or in any combination with each other to further develop the subject invention. The respective feature combinations represent no limitation with respect to the development of the subject matter according to the invention, but essentially have only an exemplary character.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.Further advantages and advantageous developments of the invention will become apparent from the claims and the embodiment described in principle with reference to the drawings.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine stark schematisierte Blockschaltbilddarstellung eines Fahrzeuges, das erfindungsgemäß betrieben wird.The sole figure of the drawing shows a highly schematic block diagram representation of a vehicle which is operated according to the invention.
In der Figur ist ein Fahrzeug
Über den gesamten Betriebsbereich des Fahrzeugantriebsstranges
Bei Vorliegen einer hochdynamischen Anforderung eines höheren Drehmomentes wird die Einspritzmenge im Bereich der Antriebsmaschine
Wiederum gleichzeitig wird ein für den Antrieb von Nebenverbrauchern
Der in Abhängigkeit des der Getriebeeinrichtung
Alternativ hierzu besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass das Getriebesteuergerät
Wiederum alternativ hierzu sind die Drehmomentanforderung und das Getriebeeingangsmoment der Getriebeeinrichtung
Anschließend wird das Drehmoment der Antriebsmaschine
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Antriebsmaschineprime mover
- 33
- Getriebeeinrichtungtransmission device
- 44
- Abtrieboutput
- 55
- MotorsteuergerätEngine control unit
- 66
- GetriebesteuergerätTransmission Control Module
- 77
- CAN-BusCAN bus
- 88th
- weiteres Steuergerätanother control unit
- 99
- NebenverbraucherIn addition to consumer
- 1010
- FahrzeugantriebsstrangVehicle powertrain
- 1111
- Drehmomentsensortorque sensor
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |