DE102010013787A1

DE102010013787A1 - Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs

Info

Publication number: DE102010013787A1
Application number: DE102010013787A
Authority: DE
Inventors: Thomas Winkler; Ali Dagdan
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2010-04-01
Publication date: 2010-10-28
Also published as: US8287430B2; US20100273607A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug mit einem von einer Brennkraftmaschine über eine Kurbelwelle angetriebenen Zweimassenschwungrad und zumindest einer mit einem Ausgangsteil des Zweimassenschwungrads koppelbaren Getriebeeingangswelle eines Getriebes, wobei zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil eine hysteresebehaftete Dämpfungseinrichtung wirksam ist, die ein von der Brennkraftmaschine abgegebenes Motormoment und ein auf die zumindest eine Getriebeeingangswelle übertragenes Lastmoment durch das Hystereseverhalten beeinflusst. Um die Störungen durch das Zweimassenschwungrad zumindest in der Ermittlung des Lastmoments zu eliminieren, wird ein Zustandsmodell vorgeschlagen, bei dem Drehzahlen des Eingangsteils und des Ausgangsteils laufend ermittelt werden und abhängig von einem aus den Drehzahlen ermittelten Differenzwinkel von Eingangsteil und Ausgangsteil und Kennzahlen der Dämpfungseinrichtung ein für die Beeinflussung zumindest des Lastmoments charakteristisches Störmoment in Echtzeit ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs mit einer Brennkraftmaschine, einem Zweimassenschwungrad und einem nachgeschalteten Getriebe.
Durch Berücksichtigung der Dynamik von Zweimassenschwungrädern ist es möglich, mithilfe von primär- und sekundärseitigen Drehzahlen während des Betriebs des Antriebsstrangs das Lastmoment zumindest abzuschätzen. Ein derartiges geschätztes Lastmoment lässt sich beispielsweise als Steuer- oder Regelgröße verwenden, um automatisierte Getriebe, beispielsweise Schaltautomaten, automatisierte Schaltgetriebe oder Doppelkupplungsgetriebe zu steuern.
Zur Ermittlung des Verhaltens von Zweimassenschwungrädern werden dabei bevorzugt die Drehzahlen von primären und sekundären Drehzahlgebern ausgewertet und mittels Bewegungsgleichungen in ein Motor- oder Lastmoment umgewandelt. Die WO 2008/040282 A1 gibt hierzu den gattungsgemäßen Stand der Technik an, bei dem das reale Motormoment einer Antriebseinheit wie Brennkraftmaschine mittels Zustandsdaten eines Zweimassenschwungrads rekonstruiert wird. Hierbei werden vom Zweimassenschwungrad in die Antriebseinheit rückgeführte Motormomente geschätzt und bei der Ermittlung des tatsächlich übertragenen Motormoments berücksichtigt. Dabei werden die empirisch ermittelten Kenndaten des Zweimassenschwungrads in einem Zustandsraummodell abgebildet und nach einer Linearisierung mittels linearer Zusammenhänge der Federsteifigkeiten der Energiespeicher das induzierte Motormoment ermittelt. Durch die Linearisierung der Kenndaten vereinfacht sich die Lösung der zugrunde liegenden Bewegungsgleichungen wesentlich, so dass ein geschätztes induziertes Motormoment in Echtzeit während des Betriebs des Antriebsstrangs ermittelt werden kann. Durch die notwendige Linearisierung des Verhaltens des Zweimassenschwungrads zur Schätzung des induzierten Motormoments in Echtzeit kann das nicht lineare Verhalten von Zweimassenschwungrädern nur unzureichend abgebildet werden.
Es ergibt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs mit Zweimassenschwungrad vorzuschlagen, das eine verbesserte Verarbeitung von nichtlinearen Kenndaten des Zweimassenschwungrads in Echtzeit erlaubt. Im Weiteren sollen weitere kos tenaufwendige Erfassungseinrichtungen vermieden werden und eine Beschränkung auf eine Erfassung der primären und sekundären Drehzahlen erhalten bleiben.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug mit einem von einer Brennkraftmaschine über eine Kurbelwelle angetriebenen Zweimassenschwungrad und zumindest einer mit einem Ausgangsteil des Zweimassenschwungrads koppelbaren Getriebeeingangswelle eines Getriebes gelöst, wobei zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil eine hysteresebehaftete Dämpfungseinrichtung wirksam ist, die ein von der Brennkraftmaschine abgegebenes Motormoment und ein auf die zumindest eine Getriebeeingangswelle übertragenes Lastmoment durch das Hystereseverhalten beeinflusst, Drehzahlen des Eingangsteils und des Ausgangsteils laufend ermittelt werden und abhängig von einem aus den Drehzahlen ermittelten Differenzwinkel von Eingangsteil und Ausgangsteil und von Kennzahlen der Dämpfungseinrichtung ein für die Beeinflussung zumindest des Lastmoments charakteristisches Störmoment in Echtzeit ermittelt wird.
Durch die Verknüpfung der Kennzahlen der Dämpfungseinrichtung, die beispielsweise aus einem nichtlinearen Steifigkeits- und Reibungsverhalten resultieren, mit dem Differenzdrehwinkel zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil kann eine gezielte Selektion der auf den Differenzdrehwinkel bezogenen Kenndaten führen, so dass in dem entsprechend ausgewählten Bereich des Differenzdrehwinkels in einfacher Weise zugehörige nichtlineare Zusammenhänge zwischen dem zu ermittelnden Störmoment und den Kenndaten ermittelt wie berechnet werden können, so dass eine Ermittlung des Störmoments und eine Korrektur des Lastmoments beziehungsweise anderer Größen wie beispielsweise Motormoment und dergleichen in Echtzeit möglich ist. Dabei werden lediglich die sich ändernden Größen der Drehzahlen des Eingangsteils und des Ausgangsteils erfasst. Hierzu können am Eingangsteil und am Ausgangsteil angebrachte Drehzahlsensoren wie Inkrementalgeber dienen, die einen eindeutigen Nullpunkt aufweisen, indem in dem Geberkranz beispielsweise eine Lücke vorgesehen ist.
Aus den Signalen dieser Drehzahlsensoren lassen sich durch Ableitung die Beschleunigungen der zugehörigen Massen und durch Integration der Differenzwinkel bestimmen. Die Bestimmung des Störmoments und damit des korrekten Lastmoments erfolgt beispielsweise in Form eines Zustandsautomaten, wobei die Auswahl des richtigen Zustands abhängig vom Differenzwinkel von Ein- und Ausgangsteil erfolgt. Ist diese Zuordnung festgelegt, wird das Störmoment unter den für diesen Zustand zugrundegelegten Algorithmen ermittelt. Das auf diese Weise ermittelte korrigierte Lastmoment kann danach in vorteilhafter Weise zur Steuerung von im Antriebsstrang wichtiger Größen, beispielsweise zur Steuerung des Getriebes in Form von Schaltpunkten, einer Gangauswahl und dergleichen, von einer oder mehrerer zwischen dem Zweimassenschwungrad und dem Getriebe angeordneten Kupplungen wie einer Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes oder einem Drehmomentwandler und/oder eines hybridischen Antriebsstrang mit einer Elektromaschine herangezogen werden.
Ein typischer Aufbau eines Zweimassenschwungrads mit nichtlinearen Eigenschaften kann dabei zwei entgegen der Wirkung von Bogenfedern gegeneinander relativ verdrehbaren Schwungmassen, deren Trägheitsmomente abhängig von der Drehzahl feststehen, umfassen, wobei die Bogenfedern bei unterschiedlichen Differenzwinkeln unterschiedliche Verhaltensweisen zeigen. So kann das Zweimassenschwungrad beispielsweise durch einen zumindest teilweise mit Schmiermittel befüllten Ringraum, in dem die Bogenfedern untergebracht sind, eine über eine Relativverdrehung konstante Grundreibung aufweisen. Weiterhin kann eine Umlenkreibung bei Richtungsumkehr des Differenzwinkels auftreten. Weiterhin kann bei einem auf Block gehen mehrerer oder aller Windungen der Bogenfedern eine geänderte Steifigkeit der Dämpfungseinrichtung des Zweimassenschwungrads und bei zunehmender Drehzahl des Zweimassenschwungrads eine drehzahlabhängige Reibung durch Fliehkraftabstützung der Windungen der Bogenfedern am Eingangsteil resultieren. Um das nichtlineare Verhalten des Zweimassenschwungrads in ausreichender Weise nachzubilden, kann das Störmoment jeweils für unterschiedliche Differenzwinkel abhängig von sich mit der Drehzahl des Zweimassenschwungrads ändernden Kennzahlen unterschiedlich berechnet werden.
Als Kennzahlen des Zweimassenschwungrads werden beispielsweise die Trägheitsmomente der beiden dem Eingangsteil beziehungsweise Ausgangsteil zugeordneten Schwungmassen, die Steifigkeiten der Energiespeicher wie Bogenfedern und die die Hysterese der Dämpfungseinrichtung bestimmenden Reibmomente herangezogen. Dabei kommt den Reibmomenten eine besondere Bedeutung zu, da diese abhängig von den Betriebsbedingungen insbesondere vom Differenzwinkel und der Drehzahl des Zweimassenschwungrads abhängig sein kann.
Es hat sich dabei als ausreichend und vorteilhaft erwiesen, wenn mehrere Differenzwinkelbereiche vorgesehen werden, in denen das Störmoment innerhalb dieser Bereiche jeweils nach demselben Zusammenhang der Kennzahlen abhängig von der Drehzahl ermittelt wird. Auf diese Weise kann eine begrenzte Anzahl von Rechenalgorithmen vorgesehen werden, die jeweils auf die in diesen Bereichen zutreffenden Wirkzusammenhänge angepasst sind. Dabei werden beispielsweise vier Differenzwinkelbereiche vorgesehen. Ein erster Differenzwinkelbe reich umfasst dabei einen Aktivierungsbereich der Bogenfeder. In diesem Bereich sind mehrere Unterbereiche – hier als drei Winkelbereiche – zusammengefasst, die einen Freiraum mit einem Freiwinkel, in dem der Flansch mit den Beaufschlagungsbereichen für die Bogenfedern diese noch nicht berührt, einen Winkelbereich, in dem der Flansch die Bogenfeder zwar beaufschlagt, die Grundreibung der Dämpfungseinrichtung aber noch nicht überwunden wird, und einen Winkelbereich, in dem die Bogenfeder in dem Ringraum verschoben wird, betreffen. Ein daraus resultierendes Reibmoment ist im Wesentlichen konstant. Der zweite Differenzwinkelbereich umfasst eine Ermittlung des Störmoments ohne Berücksichtigung auf Block gehender Windungen der Bogenfedern, also eine Dämpfung von Schwingungen, bei denen ein fliehkraftabhängiges Reibmoment erzeugt wird. Der dritte Differenzwinkelbereich umfasst eine Ermittlung des Störmoments unter Berücksichtigung teilweise auf Block gehender Windungen der Bogenfedern mit einem speziellen, von der Fliehkraft abhängigen Reibmoment, wobei sich dieses auch abhängig von den geänderten Federsteifigkeiten ändert. Der vierte Differenzwinkel gemäß dieser vorteilhaften Ausführungsform umfasst eine Ermittlung des Störmoments unter Berücksichtigung vollständig auf Block befindlicher Windungen der Bogenfedern. Es hat sich gezeigt, dass bei vier Differenzwinkelbereichen der erste Drehwinkelbereich vorzugsweise bei kleiner 30°, der zweite Drehwinkelbereich vorzugsweise zwischen 20° und 50°, der dritte Drehwinkelbereich vorzugsweise zwischen 40° und 70° und der vierte Drehwinkelbereich bei vorzugsweise größer 60° angeordnet wird. Es versteht sich, dass die Anzahl der Bereiche und deren Einteilung insbesondere für andere Anordnungen der Dämpfungseinrichtung im Zweimassenschwungrad auch variiert werden kann.
Nach dem erfinderischen Gedanken wird bei der Ermittlung des Störmoments zumindest eines Drehwinkelbereichs das Reibmoment abhängig von einer Auslenkung der Bogenfedern zu einer Vollschleife, bei der alle Windungen der Bogenfedern in eine Richtung ausgelegt sind und Teilschleifen, bei denen sich das Vorzeichen des Differenzwinkels ändert, während noch nicht alle Windungen in eine Richtung ausgelenkt sind, ermittelt wird, berücksichtigt wird. Damit wird dem Einfluss von kleinen Änderungen des Differenzwinkels entsprochen, während eine große Auslenkung eines Differenzwinkels bereits eingestellt ist. Während derartiger Situationen erfolgt beispielsweise lediglich ein Umkippen der Windung von einer Beanspruchungsrichtung in die andere.
Eine Umschaltung zwischen den einzelnen Differenzwinkelbereichen erfolgt in einer Steuerungsroutine beispielsweise durch Setzen entsprechender Marken, die durch die ermittelter Differenzwinkel gesetzt werden. Dabei wird beispielsweise im Sinne eines Zustandsautomaten festgestellt, ob eine Vollschleife oder eine Teilschleife durchfahren wird, so dass ent sprechende Berechnungsroutinen zur Berechnung des Reibmoments und daraus des Störmoments erfolgen können. Mittels des Störmoments wird anschließend das Lastmoment ermittelt oder zumindest abgeschätzt.
Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 3 offenbarten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen systematisch dargestellten Antriebsstrang mit einem Zweimassenschwungrad,
2 ein Schaubild zur Darstellung unterschiedlicher Differenzwinkelbereiche und
3 ein Schaubild zur Darstellung verschiedener Schaltpunkte eines Zustandsautomaten zur Ermittlung eines durch das Zweimassenschwungrad in den Antriebsstrang eingetragenen Störmoments.
1 zeigt den schematisch dargestellten Antriebsstrang 1 mit der Brennkraftmaschine 2 und dem aus dem mit der Kurbelwelle 3 der Brennkraftmaschine 2 verbundenen Eingangsteil 4, dem mit der Getriebeeingangswelle 5 des Getriebes 6 verbunden Ausgangsteil 7 und der dazwischen angeordneten Dämpfungseinrichtung 8 des Zweimassenschwungrads 9. Infolge der durch verschiedene Reibeinrichtungen 13 und Energiespeicher wie Bogenfedern 12 ausgestatteten Dämpfungseinrichtung 8 wird eine hysteresesbehaftete Dämpfung von Drehschwingungen des Antriebsstrangs 1 bewirkt. Demzufolge ist eine exakte Bestimmung des Motormoments M_Motor der Brennkraftmaschine 2 und des an der Getriebeeingangswelle 5 anliegenden Lastmoments M_Last ohne Berücksichtigung eines durch die Hysterese im Zweimassenschwungrad bewirkten Störmoments M_F nicht möglich. Die Bestimmungsgleichungen für das Motormoment M_Motor und das Lastmoment lauten in Abhängigkeit von dem Störmoment M_F wie folgt: MMotor = MF + MR·sign(Δω) + J1·φ ..1 und MLast = MF + MR·sign(Δω)·J2·φ ..2.
Hierbei bedeuten sign(Δω) die Vorzeichenfunktion der Differenzdrehzahl von Drehzahlsensoren zur Erfassung der Drehzahlen entlang der Pfeile 10, 11 der Kurbelwelle 3 beziehungsweise Getriebeeingangswelle 5, M_R das Reibmoment der Dämpfungseinrichtung 8, J₁ und J₂ die Trägheitsmomente der Schwungmassen von Eingangsteil 4 und Ausgangsteil 7 sowie φ ..₁ und φ ..₂ die Winkelbeschleunigungen der Kurbelwelle 3 beziehungsweise Getriebeeingangswelle 5.
Zur Ermittlung wie Berechnung oder Schätzung des Störmoments M_F wird ein Zustandsautomat ermittelt, bei dem das Störmoment M_F anhand des Reibmoments M_R der Dämpfungseinrichtung 8 zustandsabhängig und abhängig von den Signalen der Drehzahlerfassung der Kurbelwelle 3 und der Getriebeeingangswelle 5 ermittelt wird. Das Reibmoment M_R setzt sich dabei aus der Summe der Einzelreibmomente der Reibeinrichtungen 13 wie dem konstanten Verschiebereibmoment M_R,Verschiebe, dem fliehkraftabhängigen Fliehreibmoment M_R,Flieh und dem Umlenkreibmoment M_R,Uml der Dämpfungseinrichtung 8 zusammen: MR = MR,Verschiebe + MR,Flieh + MR,Uml
Das Fliehreibmoment M_R,Flieh wird durch die Fliehkraftbeschleunigung der Bogenfedern 12 gegenüber einer festen radialen Abstützung gemäß folgendem Zusammenhang gebildet: MR,Flieh = μ·rReib·rWirk·ω1 mit μ = Reibkoeffizient, r_Reib = Reibdurchmesser, r_Wirk = Wirkdurchmesser ω₁ = Winkelgeschwindigkeit.
Das Umlenkreibmoment M_R,Uml wird durch das Umlegen der einzelnen Windungen der Bogenfedern 12 erzeugt, wenn diese infolge Fliehkraft an der radialen Abstützung zwischenzeitlich fixiert werden und entgegen ihrer Windungssteigung verformt werden, und kann wie folgt beschrieben werden: MR,Uml = 2·(CUml – c)·Δφeff.
Hierbei gibt c_Uml die Steifigkeit der Windungen beim Umlegen an und c die Steifigkeit der Bogenfeder 12 bei Hookschem Verhalten. Δφ_eff gibt den effektiven Verdrehwinkel der Windungen an.
2 zeigt ein Schaubild mit dem sich nicht linear über den Differenzwinkel Δφ ändernden Störmoment M_F an, das als Graph 18 jeweils bei positiver und negativer Verdrehung dargestellt ist. Zur Ausbildung eines Zustandsautomaten sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier verschiedene Differenzwinkelbereiche 14, 15, 16, 17 vorgesehen, die den Startpunkt für eine jeweils vorgegebene Reibungssituation der Dämpfungseinrichtung 8 der 1 vorgibt. Der Differenzwinkelbereich 14 umfasst kleine Differenzwinkel Δφ, bei denen die Bogenfeder 12 (1) noch Spiel hat und die Windungen noch nicht komprimiert werden. Im Differenzwinkelbereich 15 werden verschiedene Anzahlen von Windungen bereits gegeneinander komprimiert, ein auf Block gehen, also eine Anlage von Windungen aneinander liegt noch nicht vor. Der Differenzwinkelbereich 16 umfasst einen Winkelbereich bei größeren Differenzwinkeln Δφ, bei denen eine teilweise Anlage von Windungen aneinander bereits stattfindet. Der Differenzwinkelbereich 17 umfasst den Anschlagbereich der Bogenfeder, an dem alle Windungen auf Block gehen. Je nach Größe der Verdrehwinkel Δφ können sich ausgehend von dem vorhergehenden Verdrehungszustand Vollschleifen, beispielsweise in Form des über den gesamten Winkelbereich erstreckenden Graphen 18, oder Teilschleifen 19 ausbilden, wobei die Vollschleifen sich durch eine Komprimierung und Verlagerung der Windungen der Bogenfeder auszeichnen, während Teilschleifen bei kleinen Differenzwinkeln Δφ zwischen zwei Wendepunkten WP1, WP2 auftreten und nur ein Kippen der einzelnen Windungen bei Fixierung an der radial außen angeordneten Abstützfläche bewirken.
Aus den Startbereichen der Differenzbereiche 14, 15, 16, 17 bei vorgegebenem Differenzwinkel Δφ heraus wird die Berechnung verschiedener Reibungssituationen gestartet, die unterschiedliche Voll- und Teilschleifen umfassen können, die abhängig von den Drehzahlen ω₁, ω₂ und den Teilschleifenwinkeln Δφ_WPX sind, wobei x jeweils die Werte 1, 2 annehmen kann, wodurch jeweils die Vorwärtsschleife und die Rückschleife innerhalb der Wendepunkte mittels der Gleichungen beschrieben werden. Aus den Teilschleifen resultieren entsprechend unterschiedliche Störmomente M_F,WPX. Diese Störmomente M_F,WPX können drehzahlabhängige Werte annehmen, so dass insgesamt je nach Ausgangssituation in den Differenzwinkelbereichen 14, 15, 16, 17 unterschiedliche Berechnungen der Störmomente M_F,WPX durchgeführt werden, die in vier Grundalgorithmen I, II, III, IV untergliedert werden können.
Der erste Grundalgorithmus I gibt eine Berechnung eines Zustands wider, bei dem ein ausgehend von einem Differenzwinkel Δφ ein vollständiger Zyklus über einen vergleichsweise großen Winkel gefahren wird, wobei ein entsprechender Teilschleifenwinkel Δφ_WPX beschrieben wird, der durch die beiden Wendepunkte der Teilschleife beschrieben wird. Je nach Größe des Teilschleifenwinkels Δφ_WPX werden mehr oder weniger Windungen der Bogenfeder 12 (1) einbezogen, so dass eine Ermittlung der Anzahl n der beteiligten Windungen in den Grundalgorithmus einbezogen wird. Die Anzahl n der beteiligten Windungen wird dabei aus Kenndaten ermittelt, die empirisch zugänglich sind und dem Grundalgorithmus I zugrunde gelegt werden. Daraus werden die Reibmomente und das Störmoment M_F beispielsweise gemäß den nachfolgenden Gleichungen berechnet, sobald der entsprechende Differenzwinkelbereich 14, 15, 16, 17 abhängig von den Zustandsbedingungen des Zustandsautomaten ausgewählt ist. Die empirisch ermittelten Kenngrößen der Dämpfungseinrichtung 8 (1) können dabei Tabellen oder Funktionen entnommen werden. Für den Differenzwinkelbereich 15, bei dem mehrere Windungen der Bogenfeder 12 (1) komprimiert werden, ergibt sich beispielsweise für das von den Winkelgeschwindigkeiten ω₁, ω₂ der Kurbelwelle 3 und der Getriebeeingangswelle 5 (1) abhängige Störmoment M(ω₁, ω₂) folgender Zusammenhang: MF(ω1, ω2) = MF,WPX ± m(ω1, ω2)·MRE,wobei für das Einzelmoment M_RE einer Windung die Bedingung MRE = MR/ngilt und der Momentenanteil m(ω₁, ω₂) der Einzelwindungen durch
gegeben und M_F,WPX das von den einzelnen Windungswendepunkten gebildete Reibmoment und Δφ_WPX der hierzu gehörige Verdrehwinkel der Windungen ist.
In entsprechender Weise kann der Grundalgorithmus II, der eine Teilschleife beschreibt durch die Gleichung vom ersten Grundalgorithmus I durch den abweichenden Momentenanteil m(ω₁, ω₂) beschrieben werden:
Der Grundalgorithmus III wird durch eine elastische Gerade insbesondere im Hookschen Bereich der Bogenfeder gebildet, die beispielsweise durch das mittlere Reibmoment MR,EG = MR/2für alle Windungen gebildet werden kann, so dass daraus das Störmoment M(ω₁, ω₂) wie folgt ermittelt werden kann: MF(ω1, ω2) = c·Δφ ± MR,EG.
Der Grundalgorithmus IV wird am mechanischen Anschlag der Bogenfeder angewendet und ergibt für das Störmoment M(ω₁, ω₂) folgenden Zusammenhang: MF(ω1, ω2) = MF,D,max ± (Δφ – ΔφD,max)·cBau mit M_FD,max als dem maximal über die Dämpfungseinheit übertragbaren Moment, Δφ_D,max asl dem maximalen Differenzwinkel von Eingangsteil 4 und Ausgangsteil 7 und c_Bau als der mechanischen Steifigkeit zwischen Kurbelwelle 3 und Getriebeeingangswelle 5 (1).
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Zustandsautomaten 20 mit den unter 2 beschriebenen Differenzwinkelbereichen 14, 15, 16, 17. Ausgehend von Startpunkten 21, 22 werden unterschiedliche Berechnungsvorgänge FRE, FRB, ABMEG, ABMBG, ABETZ, ABBTZ, VBB, FBBG, FBETZ, FBBTZ, FBEG, BBATZ, BBAZ, BBMBG, BBMEG, BBDZ, BBDTZ, BBBTZ, BRETZ, IBMBG angefahren. Diese einzelnen Berechnungsvorgänge werden anhand der erkannten Zustände, die aus den Informationen von an der Eingangsseite des Zweimassenschwungrads, beispielsweise an der Kurbelwelle oder an dem Eingangsteil des Zweimassenschwungrads, und an der Ausgangsseite, beispielsweise am Ausgangsteil oder an der Getriebeeingangswelle, angeordneten Drehzahlsensoren abgenommen und in ein Steuergerät zur Ermittlung der Störmomente eingelesen. Beispielsweise sind auf diese Weise die Drehzahlen, die Winkelgeschwindigkeiten, die Winkelbeschleunigungen und die Verdreh winkel ermittelbar. Aus den hardwareseitigen Eigenschaften, die als Kenndaten empirisch ermittelt werden und in Kennfeldern abgelegt sein können oder aus entsprechenden Funktionen numerisch berechnet werden können, werden die entsprechenden Zustände ermittelt. Beispielsweise kann bei einer entsprechenden Drehzahl des Zweimassenschwungrads, entsprechenden Verdrehwinkeln und Winkelgeschwindigkeiten ein Zustand ermittelt werden, bei dem eine vorgegebene Anzahl von Windungen blockiert. Aus dem Differenzwinkel wird erkannt, ob es sich um eine Teilschleife handelt. Daraus wird dem Zustand ein vorbestimmter Berechnungsvorgang zugeordnet, der aus den vier Grundalgorithmen I, II, III, IV gebildet ist und dem die entsprechenden Kenndaten hinterlegt werden.
In 3 sind zwischen den einzelnen Berechnungsvorgängen Umschaltvorgänge vorgesehen, die unter gegebenen Bedingungen einen Wechsel zwischen den Berechnungsvorgängen vorsehen. Beispielsweise kann ein Wechsel in einen anderen Berechnungsvorgang bei Zug-/Schubwechseln des Antriebsstrangs vorgesehen sein. Als Wechselbedingung kann hierbei die Bedingung BF = 0 gelten, bei der das auf die Bogenfeder einwirkende Moment M_BF zu Null wird. Weiterhin können Wechselbedingungen bei Änderungen der mit kleinen Buchstaben a, b, d, e, bezeichneten Anzahlen der beteiligten Windungen vorgesehen werden. Dabei geben die gestrichelten Linien Wechselbedingungen in Berechnungsvorgängen an, die gegebenenfalls eine Verschachtelung von Teilschleifen zur Folge haben, während die durchgezogenen Linien einen Wechsel von Vollschleifen in unverschachtelten Teilschleifen anzeigen.

1: Antriebsstrang
2: Brennkraftmaschine
3: Kurbelwelle
4: Eingangsteil
5: Getriebeeingangswelle
6: Getriebe
7: Ausgangsteil
8: Dämpfungseinrichtung
9: Zweimassenschwungrad
10: Pfeil
11: Pfeil
12: Bogenfeder
13: Reibeinrichtung
14: Differenzwinkelbereich
15: Differenzwinkelbereich
16: Differenzwinkelbereich
17: Differenzwinkelbereich
18: Graph
19: Teilschleife
20: Zustandsautomat
21: Startpunkt
22: Startpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 2008/040282 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs (1) in einem Kraftfahrzeug mit einem von einer Brennkraftmaschine (2) über eine Kurbelwelle (3) angetriebenen Zweimassenschwungrad (9) und zumindest einer mit einem Ausgangsteil (7) des Zweimassenschwungrads (9) koppelbaren Getriebeeingangswelle (5) eines Getriebes (6), wobei zwischen Eingangsteil (4) und Ausgangsteil (7) eine hysteresebehaftete Dämpfungseinrichtung (8) wirksam ist, die ein von der Brennkraftmaschine (2) abgegebenes Motormoment und ein auf die zumindest eine Getriebeeingangswelle (5) übertragenes Lastmoment durch das Hystereseverhalten beeinflusst, und Drehzahlen des Eingangsteils und des Ausgangsteils laufend ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von einem aus den Drehzahlen ermittelten Differenzwinkel von Eingangsteil (4) und Ausgangsteil (7) und Kennzahlen der Dämpfungseinrichtung (8) ein für die Beeinflussung zumindest des Lastmoments charakteristisches Störmoment in Echtzeit ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastmoment mittels des Störmoments korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (6) abhängig von dem auf diese Weise ermittelten Lastmoment gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Störmoment jeweils für unterschiedliche Differenzwinkel abhängig von sich mit der Drehzahl des Zweimassenschwungrads ändernden Kennzahlen unterschiedlich berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Differenzwinkelbereiche (14, 15, 16, 17) vorgesehen sind, in denen das Störmoment jeweils nach demselben Zusammenhang der Kennzahlen abhängig von der Drehzahl ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass Kennzahlen der Dämpfungseinrichtung (8) zumindest eine Steifigkeit zwischen Eingangs- und Ausgangsteil (4, 7) wirksamer Bogenfedern (12) mit sich radial außen abstützenden Windungen, ein zwischen Ein- und Ausgangsteil (4, 7) wirksames Reibmoment und die Trägheitsmomente dem Eingangs- und Ausgangsteil (4, 7) zugeordneter Schwungmassen sind.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Differenzwinkelbereich (14) einen Aktivierungsbereich der Bogenfeder (12) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Differenzwinkelbereich (15) eine Ermittlung des Störmoments ohne Berücksichtigung auf Block gehender Windungen der Bogenfedern (12) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Differenzwinkelbereich (16) eine Ermittlung des Störmoments unter Berücksichtigung teilweise auf Block gehender Windungen der Bogenfedern (12) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein vierter Differenzwinkelbereich (17) eine Ermittlung des Störmoments unter Berücksichtigung vollständig auf Block befindlicher Windungen der Bogenfedern (12) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehwinkelbereich (14) kleiner 30°, der zweite Drehwinkelbereich (15) zwischen 20° und 50°, der dritte Drehwinkelbereich (16) zwischen 40° und 70° und der vierte Drehwinkelbereich (17) größer 60° angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Störmoment zumindest eines Drehwinkelbereichs (14, 15, 16, 17) abhängig von einer Auslenkung der Bogenfedern (12) zu einer Vollschleife, bei der alle Windungen der Bogenfedern (12) in eine Richtung ausgelegt sind und Teilschleifen (19), bei denen sich das Vorzeichen des Differenzwinkels ändert, während noch nicht alle Windungen in eine Richtung ausgelenkt sind, ermittelt wird.