DE102015118507A1 - Method for transmitting a torque via a drive train of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen eines Drehmomentes über einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges, wobei der Antriebsstrang eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite aufweist, wobei die Antriebsseite mit einem Antrieb in Wirkverbindung steht, wobei die Abtriebsseite mit Rädern des Fahrzeuges in Wirkverbindung steht, wobei die Antriebsseite über ein Antriebselement mit einem Abtriebselement der Abtriebsseite in Wirkverbindung bringbar ist, wobei das Abtriebselement und das Antriebselement relativ zueinander bewegbar sind, wobei das Antriebselement zum Übertragen des Drehmomentes des Antriebes auf die Räder in Wirkverbindung mit dem Antriebselement bringbar ist, wobei bei einer Umkehr einer Übertragungsrichtung des Drehmomentes zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement ausgehend von einer relativen Startposition eine Änderung einer relativen Position des Antriebselementes und des Abtriebselementes mithilfe eines Steuermomentes gesteuert wird, bis die Wirkverbindung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement bei einer relativen Endposition wieder hergestellt ist. The invention relates to a method for transmitting a torque via a drive train of a vehicle, wherein the drive train has a drive side and an output side, wherein the drive side is operatively connected to a drive, wherein the output side is in operative connection with wheels of the vehicle, wherein the drive side via a drive element with an output element of the output side can be brought into operative connection, wherein the output element and the drive element are movable relative to each other, wherein the drive element for transmitting the torque of the drive to the wheels in operative connection with the drive element can be brought, wherein at a reversal of a transmission direction of the Torque between the drive element and the output element from a relative start position, a change in a relative position of the drive element and the output element is controlled by means of a control torque until the Wi rkverbindung between the drive element and the output element is restored at a relative end position.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen eines Drehmomentes über einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges gemäß Patentanspruch 1 und ein Steuergerät gemäß Patentanspruch 12. The invention relates to a method for transmitting a torque via a drive train of a vehicle according to
Aus
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Übertragen eines Drehmomentes über einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges bereitzustellen. The object of the invention is to provide an improved method for transmitting a torque via a drive train of a vehicle.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und durch das Steuergerät gemäß Patentanspruch 12 gelöst. The object of the invention is achieved by the method according to
Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass eine Geräuschentwicklung des Antriebsstranges reduziert, insbesondere vermieden wird. Dies wird dadurch erreicht, dass bei einer Umkehr einer Übertragungsrichtung des Drehmomentes zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement ausgehend von einer relativen Startposition eine Änderung einer relativen Position des Antriebselementes und des Abtriebselementes mithilfe eines Steuermomentes gesteuert wird, bis die Wirkverbindung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement bei einer relativen Endposition wieder hergestellt ist. An advantage of the method described is that a noise development of the drive train is reduced, in particular avoided. This is achieved by reversing a transmission direction of the torque between the drive element and the output element from a relative start position, a change of a relative position of the drive element and the output element is controlled by means of a control torque until the operative connection between the drive element and the output element at a relative end position is restored.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine relative Position zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement ermittelt und zur Ermittlung des Steuermomentes verwendet. In one embodiment of the method, a relative position between the drive element and the output element is determined and used to determine the control torque.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Differenzgeschwindigkeit, insbesondere eine Differenzwinkelgeschwindigkeit zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement ermittelt, und das Steuermoment wird abhängig von der Differenzgeschwindigkeit ermittelt. In a further embodiment, a differential speed, in particular a differential angular velocity between the drive element and the output element is determined, and the control torque is determined depending on the differential speed.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Position und/oder die Geschwindigkeit des Antriebselementes gemessen werden und wobei die Position und/oder die Geschwindigkeit des Abtriebselementes geschätzt werden. Auf diese Weise ist eine einfache und ausreichend sichere und präzise Erfassung der relativen Position und der relativen Geschwindigkeit möglich. Depending on the selected embodiment, the position and / or speed of the drive element may be measured and the position and / or speed of the output element estimated. In this way, a simple and sufficiently safe and accurate detection of the relative position and the relative speed is possible.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Regelung der relativen Position des Abtriebselementes und des Antriebselementes in Form einer kaskadierten Winkeldifferenz- und Drehzahldifferenz-Regelung ausgeführt. In a further embodiment, the regulation of the relative position of the output element and the drive element is carried out in the form of a cascaded angle difference and speed difference control.
In einer Ausführung wird das Steuermoment in der Weise gewählt, dass eine vorgegebene Differenzgeschwindigkeit, insbesondere eine Differenzwinkelgeschwindigkeit bei Erreichen der Endposition nicht überschritten wird. Dadurch wird die Erzeugung eines Geräusches bei Erreichen der Endposition wenigstens unterdrückt oder vermieden. In one embodiment, the control torque is selected in such a way that a predetermined differential speed, in particular a differential angular velocity when reaching the end position is not exceeded. As a result, the generation of a noise when reaching the end position is at least suppressed or avoided.
In einer Ausführungsform wird das Steuermoment in der Weise gewählt, dass zwischen der Startposition und der Endposition eine größere Differenzgeschwindigkeit auftritt als bei Erreichen der Endposition. Dadurch kann ein schnelleres Erreichen der Endposition bei Reduzierung eines Auftreffgeräusches erreicht werden. Dazu kann beispielsweise kann ein nichtlinearer Regler verwendet werden. In one embodiment, the control torque is selected in such a way that between the start position and the end position, a greater differential speed occurs than when reaching the end position. Thereby, a faster reaching the end position can be achieved by reducing an impact noise. For example, a nonlinear controller can be used for this purpose.
In einer weiteren Ausführung wird nach Erreichen der Endposition ein Anlagemoment zum Verspannen des Abtriebselementes mit dem Antriebselement aufgebracht, um ein Verlassen der relativen Endposition zu vermeiden. Dadurch wird die Erzeugung von Schwingungen und Störgeräuschen unterdrückt. Dazu kann zwischen dem Abtriebselement des Antriebsstranges und dem Antriebselement des Antriebsstranges ein Formschluss bzw. ein Kraftschluss aufrechterhalten werden. Dies wird dadurch erreicht, dass bei Auftreten einer Drehmomentdifferenz zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement ein Anlagemoment erzeugt wird, um den Formschluss bzw. den Kraftschluss aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise wird eine Lastfreiheit des Antriebsstranges reduziert bzw. vermieden. In a further embodiment, after the end position has been reached, an abutment torque is applied for bracing the output element with the drive element in order to avoid leaving the relative end position. This suppresses the generation of vibration and noise. For this purpose, a positive connection or a frictional connection can be maintained between the output element of the drive train and the drive element of the drive train. This is achieved by generating a contact torque when a torque difference occurs between the drive element and the output element, in order to maintain the positive connection or the frictional connection. In this way, load freedom of the drive train is reduced or avoided.
In einer weiteren Ausführung werden abhängig von einer Temperatur des Antriebsstranges und/oder des Abtriebsstranges und/oder abhängig von einer Drehzahl des Antriebsstranges das Abtriebselement und/oder das Antriebselement mit einem Zusatzmoment beaufschlagt. Dieses Zusatzmoment ergibt sich aus dem Torsionsmoment. In a further embodiment, depending on a temperature of the drive train and / or the output train and / or depending on a rotational speed of the drive train, the output element and / or the drive element acted upon by an additional torque. This additional torque results from the torsional moment.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform können das Antriebselement und das Abtriebselement in Form von Zahnrädern oder Kupplungselementen, insbesondere in Form von Reibscheiben einer Kupplung ausgebildet sein. Depending on the selected embodiment, the drive element and the output element may be in the form of gears or coupling elements, in particular in the form of friction disks of a clutch.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Steuergerät
Soll kein Antrieb erfolgen, sondern das Fahrzeug z.B. im Schubbetrieb oder im Segelbetrieb betrieben werden, so ändert sich die Übertragungsrichtung des Drehmomentes und Drehmoment wird vom Abtriebselement
Nach Verlassen der relativen Startposition drehen sich die Zahnräder einen festgelegten Winkelbereich spielfrei gegeneinander, d.h. die Zahnräder ändern die relative Position. Nach dem festgelegten Winkelbereich gelangen die Zahnräder in eine relative Endposition, bei der der erste Zahn
Bei beiden Übertragungsrichtungen des Drehmomentes werden der gewünschte Formschluss und/oder der gewünschte Kraftschluss in der Startposition und in der Endposition durch Beaufschlagung des Antriebselementes und/oder des Abtriebselementes mit einem entsprechenden Anlagemoment aufrechterhalten. Dazu kann das Steuergerät
Bei einer Änderung der Übertragungsrichtung des Drehmomentes, wie anhand der
Das Steuergerät
Zur Vermeidung von Schwingungen und akustischen Störgeräuschen erfasst das Steuergerät
Das Steuergerät
Weiterhin kann das Steuergerät zur Ermittlung des Steuermomentes eine kaskadierte Positions- und Drehzahlregelung verwenden. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die relative Position, insbesondere die relative Winkelposition des Antriebselementes
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann abhängig von der Temperatur des Antriebsstranges und/oder abhängig von der Drehzahl der Antriebswelle
Erkennt das Steuergerät
Mithilfe des beschriebenen Verfahrens kann eine gewünschte Trajektorie, das heißt eine gewünschte relative Bewegungsbahn zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement gesteuert werden, um ein möglichst geräuschloses Ablegen und ein möglichst geräuschloses Anlegen des Antriebselementes und des Abtriebselementes in einer vorgegebenen Zeit zu erreichen. Dabei wird vorzugsweise ein Unterschied der Drehgeschwindigkeiten des Antriebslementes und des Abtriebselementes vor Erreichen der Endposition minimal gewählt. With the aid of the method described, a desired trajectory, that is to say a desired relative movement path between the drive element and the driven element, can be controlled in order to achieve as silent a laying as possible and as quiet as possible an application of the drive element and the output element in a predetermined time. In this case, a difference of the rotational speeds of the Antriebslementes and the output element is preferably chosen to be minimal before reaching the end position.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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