DE102011085750A1 - Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Kupplung oder eines automatisierten Getriebes oder einer Antriebseinheit in einem Fahrzeug - Google Patents

Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Kupplung oder eines automatisierten Getriebes oder einer Antriebseinheit in einem Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Kupplung oder eines automatisierten Getriebes oder einer Antriebseinheit in einem Fahrzeug, wobei durch die Steuerung Schutzmassnahmen für die Kupplung und/oder für das Getriebe und/oder für eine Antriebseinheit vorgesehen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff das Anspruchs 1.
  • Einsatzbereich und Verwendungszweck der Erfindung liegt in der Steuerung einer automatisierten Kupplung auch beispielsweise einer Doppelkupplung sowie einem Getriebe, bei welcher in Abhängigkeit einer modellierten Temperatur – die sich also durch Berechnung auf Grundlage eines Modells beispielsweise der Kupplung ergibt – Schutzstrategien aktiviert werden, die z. B. der Erwärmung oder einem übermäßigen Verschleiss entgegenwirken. Relevante Temperaturmodelle sind insbesondere Kupplungstemperaturmodelle, aber auch Getriebetemperaturmodelle.
  • Temperaturmodelle wie beispielsweise in der DE 10 2005 061 080 A1 oder der DE 10 2005 029 566 A1 offenbart, sind nicht abhängig von der Höhe über dem mittleren Meeresspiegel bzw. über Normalhöhennull, in der gefahren wird. Bekannt sind Temperaturmodelle für die Kupplung, die das Zusammenspiel von Reibleistung und Kühlleistung berücksichtigen sowie Temperaturmodelle des Getriebes insbesondere des Getriebeöls, die das Zusammenspiel von Getriebewirkungsgrad und Getriebekühlung berücksichtigen. Üblicherweise wird die Kühlung empirisch als Funktion einer die Stärke der Kühl-Luftströmung indizierenden Grösse modelliert, beispielsweise als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit oder einer Drehzahl.
  • Die Schutzstrategien werden in der Höhe nicht rechtzeitig wirksam, wodurch die Hardware geschädigt oder gar zerstört werden kann. Alternativ werden die Schutzstrategien auf den „Worst-Case” hin entwickelt, d. h. als Folge davon wird jedoch in geringer Höhe die Fahrfunktion unverhältnismässig früh durch Schutzstrategien eingeengt, was der Fahrer als Produktmangel bezüglich Performance, Verfügbarkeit, unnötiger Warnungen oder Werkstatthinweise merkt.
  • Es wurde erkannt, dass die Höhe über die Luftdichte einen deutlichen Einfluss von bis zu 30 Prozent auf die Kühleigenschaften hat. Die Kühlung der Kupplung oder des Getriebes erfolgt durch Konvektion, d. h. durch „Abtransport” von aufgewärmter Luft an der erhitzten Stelle an eine kältere Stelle oder ganz aus dem Fahrzeug hinaus. Hierfür ist die u. a. die Luftdichte relevant, da sie das „Aufnahmevermögen” an Wärme durch die Luft beschreibt. Aus einer geringern Luftdichte ergibt sich ein geringerer Luftmengen- bzw. Luftmassenstrom sodass konvektiv weniger Wärme abtransportiert werden kann.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Temperaturmodelle und damit die Schutzstrategien bezüglich des Höheneinflusses auf die Kühlung zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Kupplung oder eines automatisierten Getriebes oder einer Antriebseinheit in einem Fahrzeug vorgesehen, wobei durch die Steuerung Schutzmassnahmen für die Kupplung und/oder für das Getriebe und/oder für eine Antriebseinheit beispielsweise im Hinblick auf Überhitzung oder Verschleiss vorgesehen sind, welche in Abhängigkeit einer ermittelten Temperatur einer vorgegebenen Fahrzeugkomponente der Kupplung oder des Getriebes oder der Antriebseinheit, deren Kühlung durch Konvektion erfolgt, vorgenommen werden. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass bei der Ermittlung der Temperatur die Luftdichte der Fahrzeugumgebung und/oder die Höhe bezüglich Normalhöhennull in der sich das Fahrzeug bewegt und/oder der zur Kühlung beitragende Luftmassenstrom um die Fahrzeugkomponente berücksichtigt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass die ermittelte Temperatur der vorgegebenen Fahrzeugkomponente, in Abhängigkeit der Kühlleistung bestimmt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass mittels eines Drucksensors der Absolutluftdruck und daraus die Höhe ermittelt wird oder mit Hilfe eines Drucksensors der statische Druck am Fahrzeug und daraus die Höhe ermittelt wird oder mittels einer GPS-Vorrichtung die Höhe ermittelt wird oder mittels eines in einem Lufteinlass bei einer Luftmassenermittlung ermittelten Drucks die Höhe ermittelt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels eines Luftmengensensors oder Luftmassensensors oder Luftmassenstromsensors der zur Kühlung beitragende Luftmassenstrom um die Fahrzeugkomponente oder die Luftdichte ermittelt wird oder mittels eines in einem Lufteinlass bei einer Luftmassenermittlung ermittelten Drucks der zur Kühlung beitragende Luftmassenstrom um die Fahrzeugkomponente oder die Luftdichte ermittelt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der ermittelte Druck ein Saugrohrdruck ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühlleistung mittels eines hinterlegten, höhenabhängigen oder luftdichteabhängigen oder luftmassenstromabhängigen Kennfeldes bestimmt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass Parameter, die in die Bestimmung der Kühlleistung höhenunabhängig eingehen – also beispielsweise für Normalhöhennull ausgelegt sind –, mittels des hinterlegten, höhenabhängigen Kennfeldes angepasst werden oder dass Parameter, die in die Bestimmung der Kühlleistung luftdichteunabhängig eingehen, mittels des hinterlegten, luftdichteabhängigen Kennfeldes angepasst werden oder dass Parameter, die in die Bestimmung der Kühlleistung luftmassenstromunabhängig eingehen, mittels des hinterlegten, luftmassenstromabhängigen Kennfeldes angepasst werden
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Fahrzeugkomponente die Kupplung und/oder eine Komponente der Kupplung und/oder das Getriebe und/oder eine Komponente des Getriebes und/oder die Antriebseinheit und/oder eine Komponente der Antriebseinheit ist.
  • Erfindungsgemäß wird auch eine Vorrichtung zur Steuerung einer automatisierten Kupplung oder eines automatisierten Getriebes oder einer Antriebseinheit in einem Fahrzeug, welches die Kupplung, das Getriebe, die Antriebseinheit sowie mindestens eine Steuereinrichtung aufweist vorgeschlagen. Die Steuereinrichtung ist dazu vorgesehen, Schutzmassnahmen für die Kupplung und/oder für das Getriebe und/oder für eine Antriebseinheit zu steuern, welche in Abhängigkeit einer ermittelten Temperatur einer vorgegebenen Fahrzeugkomponente der Kupplung oder des Getriebes oder der Antriebseinheit, deren Kühlung durch Konvektion erfolgt, vorgenommen werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei der Ermittlung der Temperatur die Luftdichte der Fahrzeugumgebung und/oder die Höhe bezüglich Normalhöhennull in der sich das Fahrzeug bewegt und/oder der zur Kühlung beitragende Luftmassenstrom um die Fahrzeugkomponente berücksichtigt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren führt vorteilhafterweise zu einer Verbesserung des Temperaturmodells unter Höheneinfluss und verhindert so ein zu frühes oder zu spätes oder ein überhaupt nicht Greifen der Schutzstrategien.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figur sowie der nachfolgenden Beschreibung
  • 1 schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens
  • Es wird die Berücksichtigung eines die Höhe über dem Meeresspiegel in der sich das Fahrzeug befindet, anzeigenden Signals im Temperaturmodell vorgeschlagen, um dadurch die Wärmetransportkoeffizienten einer Fahrzeugkomponente oder die im Modell einer Fahrzeugkomponente zugeschriebenen Kühlleistung höhenabhängig zu reduzieren, wenn die Kühlleistung bereits – wie in üblichen Temperaturmodellen realisiert – für eine geringe Höhe wie beispielsweise Meereshöhe höhenunabhängig vorliegt. Derartige Signale können beispielsweise sein: ein Absolutdruck, ein aus einem Luftmassen- oder Luftmassenstromsensor, der ebenfalls abhängig von der Luftdichte ist abgeleitetes Höhensignal, ein aus einer GPS-Information generiertes Höhensignal, ein Schaltersignal eines Bedieners. Prinzipiell kann man auch direkt mit dem Signal des statischen Drucks das Modell optimieren; wobei ein solcher Sensor überall im oder am Fahrzeug untergebracht sein kann. Es ist ebenso möglich das Drucksignal aus der Luftmassenermittlung aus dem Lufteinlass beispielsweise dem Saugrohrdruck zu bestimmen.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens sowie eine Änderung eines bestehenden Softwaremodells, wobei die Änderung aus einem Hinzufügen einer Höheninformation besteht. Es wird eine neue Berechnungsmethode genutzt die gegenüber bisher üblichen Berechnungsmethoden zusätzlich ein Eingangssignal mit Höheninformation verwendet.
  • Ein Temperaturmodell für Fahrzeugkomponenten, deren Kühlung konvektiv und damit abhängig von der Höhe über dem Meersspiegel erfolgt, welches die Höhe über dem Meeresspiegel in der sich das Fahrzeug befindet, berücksichtigt kann die oben genannte Aufgabe lösen. Mittels eines hinterlegten höhenabhängigen Kennfelds kann die Abhängigkeit von bei niedrigerer Höhe ermittelten Parametern des Temperatumodells von der Dichte der Fahzeugumgebungsluft, der Viskosität, usw. durch Multiplizieren der Parameter mit dem entsprechenden Kennfeldeintrag rechnerisch nachvollzogen also modelliert werden. Dies führt zu einer Verbesserung des Temperaturmodells unter Höheneinfluss und verhindert ein zu früh oder zu spät oder ein überhaupt nicht Greifen der Schutzstrategien.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motormoment
    2
    Motordrehzahl
    3
    Eingangswellendrehzahl
    4
    Fahrgeschwindigkeit
    5
    Peripherietemperaturen
    6
    Höheninformation
    7
    Berechnung der Reibleistung
    8
    Berechnung der Kühlleistung
    9
    Zuschlagsfaktor für Wärmeübertragung (speziell Konvektion) in Abhängigkeit der Höhe
    10
    Zuschlagsfaktor für Wärmeübertragung (speziell Konvektion) in Abhängigkeit der Höhe
    11
    Zuschlagsfaktor für Wärmeübertragung (speziell Konvektion) in Abhängigkeit der Höhe
    12
    Kühlleistungen der einzelnen Gussmassen
    13
    Kühlleistungen der einzelnen Gussmassen
    14
    Modell zur Temperatur- und Verschleißberechnung
    15
    simulierter Verschleiß der Kupplungsscheiben
    16
    simulierte Temperaturen von Gussmassen und der die Kupplung umgebenden Luft
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005061080 A1 [0003]
    • DE 102005029566 A1 [0003]

Claims (9)

  1. Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Kupplung oder eines automatisierten Getriebes oder einer Antriebseinheit in einem Fahrzeug, wobei durch die Steuerung Schutzmassnahmen für die Kupplung und/oder für das Getriebe und/oder für eine Antriebseinheit vorgesehen sind, welche in Abhängigkeit einer ermittelten Temperatur einer vorgegebenen Fahrzeugkomponente der Kupplung oder des Getriebes oder der Antriebseinheit, deren Kühlung durch Konvektion erfolgt, vorgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Temperatur die Luftdichte der Fahrzeugumgebung und/oder die Höhe bezüglich Normalhöhennull in der sich das Fahrzeug bewegt und/oder der zur Kühlung beitragende Luftmassenstrom um die Fahrzeugkomponente berücksichtigt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Temperatur der vorgegebenen Fahrzeugkomponente, in Abhängigkeit der Kühlleistung bestimmt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Drucksensors der Absolutluftdruck und daraus die Höhe ermittelt wird oder mit Hilfe eines Drucksensors der statische Druck am Fahrzeug und daraus die Höhe ermittelt wird oder mittels einer GPS-Vorrichtung die Höhe ermittelt wird oder mittels eines in einem Lufteinlass bei einer Luftmassenermittlung ermittelten Drucks die Höhe ermittelt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Luftmengensensors oder Luftmassensensors oder Luftmassenstromsensors der zur Kühlung beitragende Luftmassenstrom um die Fahrzeugkomponente oder die Luftdichte ermittelt wird oder mittels eines in einem Lufteinlass bei einer Luftmassenermittlung ermittelten Drucks der zur Kühlung beitragende Luftmassenstrom um die Fahrzeugkomponente oder die Luftdichte ermittelt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ermittelte Druck ein Saugrohrdruck ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleistung mittels eines hinterlegten, höhenabhängigen oder luftdichteabhängigen oder luftmassenstromabhängigen Kennfeldes bestimmt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Parameter, die in die Bestimmung der Kühlleistung höhenunabhängig eingehen (also für Normalnull ausgelegt sind, also keine Höhenabhängigkeit aufweisen), mittels des hinterlegten, höhenabhängigen Kennfeldes angepasst werden oder dass Parameter, die in die Bestimmung der Kühlleistung luftdichteunabhängig eingehen, mittels des hinterlegten, luftdichteabhängigen Kennfeldes angepasst werden oder dass Parameter, die in die Bestimmung der Kühlleistung luftmassenstromunabhängig eingehen, mittels des hinterlegten, luftmassenstromabhängigen Kennfeldes angepasst werden
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrzeugkomponente die Kupplung und/oder eine Komponente der Kupplung und/oder das Getriebe und/oder eine Komponente des Getriebes und/oder die Antriebseinheit und/oder eine Komponente der Antriebseinheit ist.
  9. Vorrichtung zur Steuerung einer automatisierten Kupplung oder eines automatisierten Getriebes oder einer Antriebseinheit in einem Fahrzeug, welches die Kupplung, das Getriebe, die Antriebseinheit sowie mindestens eine Steuereinrichtung aufweist, wobei die Steuereinrichtung dazu vorgesehen ist, Schutzmassnahmen für die Kupplung und/oder für das Getriebe und/oder für eine Antriebseinheit zu steuern, welche in Abhängigkeit einer ermittelten Temperatur einer vorgegebenen Fahrzeugkomponente der Kupplung oder des Getriebes oder der Antriebseinheit, deren Kühlung durch Konvektion erfolgt, vorgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Temperatur die Luftdichte der Fahrzeugumgebung und/oder die Höhe bezüglich Normalhöhennull in der sich das Fahrzeug bewegt und/oder der zur Kühlung beitragende Luftmassenstrom um die Fahrzeugkomponente berücksichtigt wird.
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