DE102015118507B4 - Method for transmitting a torque via a drive train of a vehicle and control unit - Google Patents

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Abstract

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 (2) mit einem Abtriebselement (4) der Abtriebsseite in Wirkverbindung gebracht wird, wobei das Abtriebselement (4) und das Antriebselement (2) relativ zueinander bewegt werden, wobei das Antriebselement (2) zum Übertragen des Drehmomentes des Antriebes auf die Räder in Wirkverbindung mit dem Abtriebselement (4) gebracht wird, wobei bei einer Umkehr einer Übertragungsrichtung des Drehmomentes zwischen dem Antriebselement (2) und dem Abtriebselement (4) ausgehend von einer relativen Startposition eine Änderung einer relativen Position des Antriebselementes (2) und des Abtriebselementes (4) mithilfe eines Steuermomentes (35) gesteuert wird, bis die Wirkverbindung zwischen dem Antriebselement (2) und dem Abtriebselement (4) bei einer relativen Endposition wieder hergestellt ist, wobei die relative Position des Abtriebselementes (4) und des Antriebselementes (2) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermoment (35) abhängig von der relativen Winkelposition zwischen dem Antriebselement (2) und dem Abtriebselement (4) gesteuert wird, wobei eine Differenzwinkelgeschwindigkeit zwischen dem Antriebselement (2) und dem Abtriebselement (4) ermittelt wird, wobei das Steuermoment (35) abhängig von der Differenzwinkelgeschwindigkeit gesteuert wird und wobei das Steuermoment mithilfe einer kaskadierten Winkeldifferenz- und Drehzahldifferenz-Regelung bestimmt wird.A method for transmitting a torque across 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 (2 ) is brought into operative connection with an output element (4) of the output side, wherein the output element (4) and the drive element (2) are moved relative to each other, wherein the drive element (2) for transmitting the torque of the drive to the wheels in operative connection with the Output element (4) is brought, wherein in a reversal of a transmission direction of the torque between the drive element (2) and the output element (4) starting from a relative starting position, a change in a relative position of the drive element (2) and the output element (4) by means of a Control torque (35) gesteu Is until the operative connection between the drive element (2) and the output element (4) is restored at a relative end position, wherein the relative position of the output element (4) and the drive element (2) is determined, characterized in that the control torque (35) depending on the relative angular position between the drive element (2) and the output element (4) is controlled, wherein a differential angular velocity between the drive element (2) and the output element (4) is determined, wherein the control torque (35) depending on the Differential angular velocity is controlled and wherein the control torque is determined by means of a cascaded angle difference and speed difference control.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen eines Drehmomentes über einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges gemäß Patentanspruch 1 und ein Steuergerät gemäß Patentanspruch 8.The invention relates to a method for transmitting a torque via a drive train of a vehicle according to claim 1 and a control device according to claim 8.

Aus DE 10 2013 109 664 A1 ist ein Steuerverfahren für einen Antriebsstrang bekannt. Es wird ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges beschrieben, wobei der Antriebsstrang einen Antriebmotor und ein Getriebe aufweist, die über eine Kupplungsanordnung voneinander trennbar sind. In einem Segelmodus des Fahrzeuges ist die Kupplung geöffnet. Zum Verhindern eines Getrieberasselns wird über die Kupplungsanordnung ein Lastmoment auf einen Getriebeeingang ausgeübt.Out DE 10 2013 109 664 A1 is known a control method for a drive train. It describes a drive train of a motor vehicle, wherein the drive train has a drive motor and a transmission, which are separable from each other via a coupling arrangement. In a sailing mode of the vehicle, the clutch is open. To prevent a gear rattle a load torque is applied to a transmission input via the clutch assembly.

Die US 2012 / 0 109 474 A1 beschreibt eine Drehzahlsteuerung für die Antriebsseite, wobei die Berechnung der Drehzahlprofile aus der aktuellen Ist-Drehzahl erfolgt.US 2012/0 109 474 A1 describes a speed control for the drive side, wherein the calculation of the speed profiles from the current actual speed takes place.

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 8 gelöst.The object of the invention is achieved by the method according to claim 1 and by the control device according to claim 8.

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 starting 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 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. As a result, 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

  • 1 den schematischen Aufbau eines Antriebsstranges,
  • 2 eine vergrößerte Darstellung eines Antriebselementes und eines Abtriebselementes in einer Startposition,
  • 3 eine vergrößerte Darstellung eines Antriebselementes und eines Abtriebselementes in einer Endposition,
  • 4 eine schematische Darstellung eines Teilausschnittes eines Reglers, der zur Durchführung des Verfahrens verwendet wird, und
  • 5 eine schematische Darstellung eines kaskadierten Reglers, der zur Durchführung des Verfahrens verwendet wird.
The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it
  • 1 the schematic structure of a drive train,
  • 2 an enlarged view of a drive element and an output element in a start position,
  • 3 an enlarged view of a drive element and an output element in an end position,
  • 4 a schematic representation of a partial section of a controller, which is used for carrying out the method, and
  • 5 a schematic representation of a cascaded controller, which is used to carry out the method.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges. Ein Antrieb 1 steht über eine Antriebswelle 3 mit einem Antriebselement 2 in Verbindung. Das Antriebselement 2 steht mit einem Abtriebselement 4 in Wirkverbindung. Das Abtriebselement 4 steht über eine Abtriebswelle 5 mit einem Getriebe 6 oder direkt mit Rädern des Fahrzeuges in Verbindung. Der Antrieb 1 kann beispielsweise in Form eines Verbrennungsmotors oder eines Elektromotors ausgebildet sein. Der Antrieb kann auch als elektrischer Startergenerator ausgebildet sein, der Drehmoment abgeben und Strom erzeugen kann. Das Antriebselement 2 und das Abtriebselement 4 können in Form von Zahnrädern oder in Form von Kupplungsscheiben ausgebildet sein. Bei Zahnrädern wird die Wirkverbindung über einen Formschluss erreicht. Bei Kupplungsscheiben wird die Wirkverbindung über einen Kraftschluss erreicht. Es ist ein Steuergerät 7 vorgesehen, das über eine Steuerleitung 8 mit dem Antrieb 1 in Wirkverbindung steht. Das Steuergerät 7 ist ausgebildet, um die Drehmomentabgabe des Antriebes 1 auf das Antriebselement 2 zu steuern. Zudem kann das Steuergerät 7 mit einem ersten Sensor 9 in Verbindung stehen, der dem Antriebselement 2 oder der Antriebswelle 3 zugeordnet ist. Der erste Sensor 9 ist ausgebildet, um eine Position, insbesondere eine Winkelposition des Antriebselementes 2 zu erfassen. Zudem kann das Steuergerät 7 mit einem zweiten Sensor 10 in Verbindung stehen, der dem Abtriebselement 4 oder der Abtriebswelle 5 zugeordnet ist. Der zweite Sensor 10 ist ausgebildet, um eine Position insbesondere eine Winkelposition des Abtriebselementes 4 zu erfassen. 1 shows a schematic representation of a drive train of a vehicle. A drive 1 is about a drive shaft 3 with a drive element 2 in connection. The drive element 2 stands with an output element 4 in active connection. The output element 4 stands over an output shaft 5 with a gear 6 or directly with wheels of the vehicle. The drive 1 may be formed, for example, in the form of an internal combustion engine or an electric motor. The drive can also be designed as an electric starter generator that can deliver torque and generate electricity. The drive element 2 and the output element 4 can be in the form of gears or in the form of clutch plates. For gears, the operative connection is achieved via a positive connection. In clutch discs, the operative connection is achieved via a frictional connection. It is a control unit 7 provided that via a control line 8th with the drive 1 is in active connection. The control unit 7 is designed to control the torque output of the drive 1 on the drive element 2 to control. In addition, the control unit 7 with a first sensor 9 communicate with the drive element 2 or the drive shaft 3 assigned. The first sensor 9 is formed to a position, in particular an angular position of the drive element 2 capture. In addition, the control unit 7 with a second sensor 10 communicate with the output element 4 or the output shaft 5 assigned. The second sensor 10 is formed to a position, in particular an angular position of the output element 4 capture.

Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Steuergerät 7 mit einer ersten Vorrichtung 11 zum Beeinflussen des Drehmomentes der Antriebswelle 3 verbunden sein. Zudem kann das Steuergerät 7 mit einer zweiten Vorrichtung 12 zur Beeinflussung des Drehmomentes der Abtriebswelle 5 verbunden sein. Mithilfe der ersten und der zweiten Vorrichtung, die in einfachen Fällen in Form einer Bremse ausgebildet ist, kann das Drehmoment der Antriebswelle 3 und/oder der Abtriebswelle 5 reduziert werden. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die erste und/oder die zweite Vorrichtung 11, 12 auch in Form eines Antriebes, insbesondere eines elektrischen Antriebes ausgebildet sein, um das Drehmoment auf der Antriebswelle 3 oder auf der Abtriebswelle 5 zu erhöhen.Depending on the selected embodiment, the controller 7 with a first device 11 for influencing the torque of the drive shaft 3 be connected. In addition, the control unit 7 with a second device 12 for influencing the torque of the output shaft 5 be connected. By means of the first and the second device, which is formed in simple cases in the form of a brake, the torque of the drive shaft 3 and / or the output shaft 5 be reduced. Depending on the selected embodiment, the first and / or the second device 11 . 12 be formed in the form of a drive, in particular an electric drive to the torque on the drive shaft 3 or on the output shaft 5 to increase.

2 zeigt in einer vergrößerten Darstellung schematisch ein erstes Zahnrad 13 des Antriebselementes 2. Dem ersten Zahnrad 13 ist ein zweites Zahnrad 14 des Abtriebselementes 4 zugeordnet. In der dargestellten Situation wird Drehmoment von der Antriebsseite auf die Abtriebsseite übertragen. Die Antriebsdrehrichtung ist im Uhrzeigersinn und ist in Form eines Pfeiles dargestellt. Das erste Zahnrad 13 und das zweite Zahnrad 14 liegen mit entsprechenden ersten Seitenflanken 41,42 von Zähnen 43, 44 aneinander an und sind formschlüssig miteinander verbunden. Beim weiteren Drehen der Zahnräder wechseln zwar die Zähne, die formschlüssig miteinander verbunden sind, aber der Formschluss wird aufrechterhalten. Durch den Formschluss ist die relative Position der Zahnräder konstant. Mithilfe des beschriebenen Verfahrens kann zwischen dem Antriebselement 2 und dem Abtriebselement 4 ein Formschluss oder ein vorgegebener Kraftschluss aufrecht erhalten werden, solange sich die Drehmomentübertragungsrichtung nicht ändert. Soll das Fahrzeug angetrieben werden, so wird Drehmoment vom Antrieb 1 erzeugt und über die Antriebswelle 3 und das Antriebselement 2 auf das Abtriebselement 4 übertragen. Die dargestellte Situation stellt eine relative Startposition bei einem Wechsel der Übertragungsrichtung des Drehmomentes dar. 2 shows in an enlarged view schematically a first gear 13 of the drive element 2 , The first gear 13 is a second gear 14 of the output element 4 assigned. In the illustrated situation, torque is transmitted from the drive side to the output side. The driving direction of rotation is clockwise and is shown in the form of an arrow. The first gear 13 and the second gear 14 lie with corresponding first side flanks 41,42 of teeth 43 . 44 to each other and are positively connected with each other. As the gears continue to rotate, the teeth that are positively connected with each other change, but the form fit is maintained. Due to the positive locking the relative position of the gears is constant. By means of the method described can be between the drive element 2 and the output element 4 a positive connection or a predetermined adhesion can be maintained as long as the torque transmission direction does not change. If the vehicle is to be driven, then torque from the drive 1 generated and via the drive shaft 3 and the drive element 2 on the output element 4 transfer. The illustrated situation represents a relative starting position when changing the transmission direction of the torque.

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 4 auf das Antriebselement 2 übertragen. Wird Drehmoment vom Abtriebselement 4 auf das Antriebselement 2 übertragen, so ändert sich die relative Position zwischen dem Abtriebselement und dem Antriebselement. Die Drehrichtung der Zahnräder kann unverändert bleiben, wobei sich anfangs das Antriebselement langsamer dreht als das Abtriebselement. Zudem kann sich die Drehrichtung der Zahnräder ändern, wobei sich das erste Zahnrad 13 entgegen dem Uhrzeigersinn und das zweite Zahnrad 14 im Uhrzeigersinn dreht, wie schematisch in 3 dargestellt ist.If no drive to take place, but the vehicle eg be operated in overrun or in sail mode, so the transmission direction of the torque changes and torque is from the output element 4 on the drive element 2 transfer. Is torque from the output element 4 on the drive element 2 transmitted, the relative position between the output element and the drive element changes. The direction of rotation of the gears can remain unchanged, with initially the drive element rotates slower than the output element. In addition, the direction of rotation of the gears may change, with the first gear 13 counterclockwise and the second gear 14 turns clockwise as shown schematically in 3 is shown.

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 43 mit einer zweiten Seitenfläche 45 an einer weiteren zweiten Seitenfläche 46 eines dritten Zahnes 47 anliegt. Die dargestellte Situation stellt eine relative Endposition nach einem Wechsel der Übertragungsrichtung des Drehmomentes dar, bei der der Formschluss zwischen den zwei Zahnrädern wieder gegeben ist.After leaving the relative starting position, the gears rotate against each other at a predetermined angular range, ie the gears change the relative position. After this fixed angular range, the gears arrive in a relative end position at which the first tooth 43 with a second side surface 45 on another second side surface 46 a third tooth 47 is applied. The situation illustrated represents a relative end position after a change in the transmission direction of the torque, in which the positive connection between the two gears is given again.

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 7 die Winkelposition und/oder die Winkelgeschwindigkeit des Antriebselementes 2 und/oder des Abtriebselementes 4 erfassen. Aufgrund dieser Parameter kann ein gewünschter Formschluss und/oder ein gewünschter Kraftschluss zwischen dem Antriebselement 2 und dem Abtriebselement 4 erkannt werden bzw. durch eine entsprechende Beaufschlagung des Antriebselementes 2 und/oder des Abtriebselementes 4 durch das Anlagemoment erreicht werden.In both transmission directions of the torque of the desired form fit and / or the desired adhesion in the start position and in the end position by acting on the drive element and / or the output element are maintained with a corresponding contact torque. For this purpose, the control unit 7 the angular position and / or the angular velocity of the drive element 2 and / or the output element 4 to capture. Due to these parameters, a desired form fit and / or a desired frictional connection between the drive element 2 and the output element 4 be recognized or by an appropriate action on the drive element 2 and / or the output element 4 be achieved by the investment moment.

Bei einer Änderung der Übertragungsrichtung des Drehmomentes, wie anhand der 2 und 3 schematisch dargestellt, wird ausgehend von der relativen Startposition der Formschluss und/oder Kraftschluss kurzfristig verlassen und nach einer relativen Bewegung zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite ohne Wirkverbindung wird bei Erreichen der relativen Endposition ein erneuter Formschluss und/oder ein erneuter gewünschter Kraftschluss wieder erreicht.In a change in the transmission direction of the torque, as determined by the 2 and 3 shown schematically, starting from the relative starting position of the positive locking and / or adhesion short-term leave and after a relative movement between the drive side and the output side without active connection a new positive connection and / or a renewed desired frictional connection is reached again when reaching the relative end position.

Das Steuergerät 7 ist ausgebildet, um bei einer Änderung der Übertragungsrichtung des Drehmomentes durch Vorgabe eines Steuermomentes in der Weise zu gestalten, dass eine Schwingungsanregung, insbesondere eine Geräuschentwicklung reduziert wird. Insbesondere bei der Ausbildung der Antriebselemente und Abtriebselemente in Form von Zahnrädern kann ein Aufeinanderschlagen der Zahnräder nach einer Änderung der Drehmomentübertragungsrichtung bei Erreichen der relativen Endposition zu einem Schlaggeräusch führen. Zudem kann bei der Ausbildung des Antriebselementes und des Abtriebselementes in Form von Kupplungsscheiben eine zu große Änderung des Kraftschlusses zu einem Rasselgeräusch oder Heulgeräusch führen. Auch bei Kupplungsscheiben ist eine langsame Annäherung an die Endposition von Vorteil.The control unit 7 is designed to make a change in the transmission direction of the torque by specifying a control torque in such a way that a vibration excitation, in particular a noise is reduced. In particular, in the formation of the drive elements and output elements in the form of gears can cause a clashing of the gears after a change in the torque transmission direction when reaching the relative end position to a striking sound. In addition, in the formation of the drive element and the output element in the form of clutch plates too great a change in the adhesion lead to a rattling noise or howling noise. Even with clutch disks, a slow approach to the end position is advantageous.

Zur Vermeidung von Schwingungen und akustischen Störgeräuschen erfasst das Steuergerät 7 die relativen Position des Abtriebselementes und des Antriebselementes zueinander vor Verlassen der Startposition. Dazu weisen das Antriebselement und das Antriebselement Markierungen auf, deren Drehung erfasst wird. Drehen sich das Abtriebselement und das Antriebselement in der gleichen Richtung, so können die Positionen der Markierungen direkt verglichen werden, um die relative Position zu erfassen. Drehen sich das Antriebselement und das Abtriebselement in verschiedene Drehrichtungen, so muss zur Ermittlung der relativen Drehposition eine der zwei Drehrichtungen in die entgegen gesetzte Drehrichtung umgewandelt werden. Entsprechend ist auch bei der Ermittlung der Drehgeschwindigkeit, d.h. der Winkelgeschwindigkeit vorzugehen.The control unit detects to avoid vibrations and acoustic noise 7 the relative position of the output element and the drive element to each other before leaving the starting position. For this purpose, the drive element and the drive element markings whose rotation is detected. If the driven element and the driving element rotate in the same direction, the positions of the markings can be compared directly to detect the relative position. If the drive element and the output element rotate in different directions of rotation, one of the two directions of rotation must be converted into the opposite direction of rotation to determine the relative rotational position. Accordingly, the determination of the rotational speed, ie the angular velocity, must also be carried out.

Das Steuergerät 7 beaufschlagt das Antriebselement und/oder das Abtriebselement mit einem Steuermoment in der Weise, dass ein Aufschlagen das Antriebselementes und des Abtriebselementes bei Erreichen der relativen Endposition gedämpft wird oder vorzugsweise vollständig vermieden wird. Dazu kann das Steuergerät das Steuermoment abhängig von der relativen Position ermitteln. Dazu können Tabellen, Kennfelder oder Formeln abgespeichert sein, die ein Steuermoment abhängig von der relativen Position festlegen. Zudem kann das Steuergerät das Steuermoment abhängig von einer relativen Geschwindigkeit des Antriebselementes und des Abtriebselementes ermitteln. Dazu können Tabellen, Kennfelder oder Formeln abgespeichert sein, die ein Steuermoment abhängig von der relativen Geschwindigkeit festlegen.The control unit 7 acts on the drive element and / or the driven element with a control torque in such a way that a striking of the drive element and the output element is damped when reaching the relative end position or preferably completely avoided. For this purpose, the control unit can determine the control torque depending on the relative position. For this purpose, tables, maps or formulas can be stored, which define a control torque depending on the relative position. In addition, the control unit can determine the control torque depending on a relative speed of the drive element and the output element. For this purpose, tables, maps or formulas can be stored, which define a control torque depending on the relative speed.

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 2 und/oder des Abtriebselementes gemessen oder geschätzt werden. Aufgrund der gemessenen oder geschätzten Positionen kann das Steuergerät 7 die relative Position, insbesondere die relative Winkelposition und die relative Geschwindigkeit, insbesondere die relative Winkelgeschwindigkeit berechnen.Furthermore, the control unit can use a cascaded position and speed control to determine the control torque. Depending on the selected embodiment, the relative position, in particular the relative angular position of the drive element 2 and / or the output element are measured or estimated. Due to the measured or estimated positions, the controller may 7 calculate the relative position, in particular the relative angular position and the relative velocity, in particular the relative angular velocity.

Mithilfe des vorgeschlagenen Verfahrens wird bei einer Änderung der Drehmomentübertragungsrichtung ein geräuschloses Anlegen des Antriebselementes und des Abtriebselementes erreicht. Zusätzlich kann eine Vorsteuerung für ein Zusatzmoment vorgesehen sein, mit der Reibungsverluste durch Viskosität im Getriebe und im Lager abhängig von der Drehzahl und abhängig von der Temperatur des Getriebes kompensiert werden können. Zudem kann eine Vorsteuerung abhängig vom Steigungswinkel vorgesehen sein.By means of the proposed method, a noise-free application of the drive element and of the output element is achieved when the torque transmission direction changes. In addition, a pilot control can be provided for an additional torque, with the friction losses can be compensated by viscosity in the transmission and in the bearing depending on the speed and depending on the temperature of the transmission. In addition, a feedforward control can be provided depending on the pitch angle.

4 zeigt in einer schematischen Darstellung den Aufbau eines Reglers, der für das beschriebene Verfahren verwendet werden kann. Erkennt das Steuergerät 7 eine Änderung der Übertragungsrichtung des Drehmomentes, so wird vom Steuergerät ein Steuermoment erzeugt, das bei einer Änderung der Übertragungsrichtung des Drehmomentes Störgeräusche und Schwingungen reduziert. Das Steuermoment kann mithilfe des Antriebes 1, mithilfe der ersten Vorrichtung 11 und/oder mithilfe der zweiten Vorrichtung 12 erzeugt werden. Insbesondere kann der Regler ausgebildet sein, um eine Solltrajektorie für die relative Bewegung des Antriebselementes 2 und des Abtriebselementes 4 vorzugeben. Dazu ist eine Kennlinie 20 vorgesehen, die abhängig von der Zeit bzw. dem Fahrer-Wunsch-Moment einen Sollwert 21 für eine relative Winkelposition für das Antriebselement 2 und das Abtriebselement 4 festlegt. Die Kennlinie 20 gibt somit eine Änderung der relativen Position von der Startposition zur Endposition vor. Die Änderung der relativen Position, die eine relative Geschwindigkeit darstellt, kann konstant sein oder z.B. beim Verlassen der Startposition eine höhere Geschwindigkeit als bei Erreichen der Endposition aufweisen. Der Sollwert 21 wird einem ersten Addierer 22 zugeführt. Der erste Addierer 22 erhält zusätzlich einen Istwert 23 für die gemessene oder geschätzte relative Position. Der erste Addierer 22 ermittelt aus dem Vergleich zwischen dem Sollwert 21 und dem Istwert 23 einen ersten Steuerwert 24. Der erste Steuerwert 24 wird mithilfe eines zweiten Kennfeldes 25 in ein Steuermoment 35 umgewandelt. Das Steuergerät 7 beaufschlagt das Abtriebselement und/oder das Antriebslement mit dem ermittelten Steuermoment 35. 4 shows a schematic representation of the structure of a controller that can be used for the described method. Detects the controller 7 a change in the transmission direction of the torque, the control unit generates a control torque which reduces noise and vibrations when the transmission direction of the torque changes. The control torque can be achieved using the drive 1 , using the first device 11 and / or with the aid of the second device 12 be generated. In particular, the controller may be configured to provide a desired trajectory for the relative movement of the drive element 2 and the output element 4 pretend. This is a characteristic 20 provided, depending on the time or the driver-request torque a setpoint 21 for a relative angular position for the drive element 2 and the output element 4 sets. The characteristic 20 thus indicates a change in the relative position from the start position to the end position. The change in the relative position, which represents a relative speed, may be constant or, for example, have a higher speed when leaving the start position than when reaching the end position. The setpoint 21 becomes a first adder 22 fed. The first adder 22 additionally receives an actual value 23 for the measured or estimated relative position. The first adder 22 determined from the comparison between the setpoint 21 and the actual value 23 a first control value 24 , The first control value 24 is using a second map 25 in a tax moment 35 transformed. The control unit 7 acts on the output element and / or the Antriebslement with the determined control torque 35 ,

5 zeigt in einer schematischen Darstellung den Aufbau eines weiteren Reglers in Form eines kaskadiereten Reglers, der für das beschriebene Verfahren verwendet werden kann. Erkennt das Steuergerät 7 eine Änderung der Übertragungsrichtung des Drehmomentes, so wird ein Steuermoment erzeugt, das bei einer Änderung der Übertragungsrichtung des Drehmomentes Störgeräusche und Schwingungen reduzieren soll. Insbesondere kann der Regler ausgebildet sein, um eine Solltrajektorie für die relative Bewegung des Antriebselementes 2 und des Abtriebselementes 4 vorzugeben. Dabei ist eine Kennlinie 20 vorgesehen, die abhängig von der Zeit bzw. dem Fahrer-Wunsch-Moment einen Sollwert 21 für eine relative Winkelposition für das Antriebselement 2 und das Abtriebselement 4 festlegt. Der Sollwert 21 wird einem ersten Addierer 22 zugeführt. Der erste Addierer 22 erhält zusätzlich einen Istwert 23 für die relative Position. Der erste Addierer 22 ermittelt aus dem Vergleich zwischen dem Sollwert 21 und dem Istwert 23 einen ersten Steuerwert 24. Der erste Steuerwert 24 wird mithilfe eines dritten Kennfeldes 30 in eine relative Solldrehzahl 26 umgerechnet. Die Solldrehzahl 26 wird einem zweiten Addierer 27 zugeführt. Der zweite Addierer 27 erhält einen Istwert 28 für die relative Drehzahl zwischen dem Abtriebselement und dem Antriebselement. Der zweite Addierer 27 ermittelt eine dritte Steuergröße 29. Die dritte Steuergröße 29 wird mithilfe eines vierten Kennfeldes 34 in ein Steuermoment 35 umgewandelt. Das Steuergerät 7 beaufschlagt das Antriebselement 2 und/oder das Abtriebselement 4 mit dem Steuermoment 35. 5 shows a schematic representation of the structure of another regulator in the form of a cascaded regulator, which can be used for the described method. Detects the controller 7 a change in the transmission direction of the torque, so a control torque is generated, which is to reduce noise and vibration in a change in the transmission direction of the torque. In particular, the controller may be configured to provide a desired trajectory for the relative movement of the drive element 2 and the output element 4 pretend. Here is a characteristic 20 provided, depending on the time or the driver-request torque a setpoint 21 for a relative angular position for the drive element 2 and the output element 4 sets. The setpoint 21 becomes a first adder 22 fed. The first adder 22 additionally receives an actual value 23 for the relative position. The first adder 22 determined from the comparison between the setpoint 21 and the actual value 23 a first control value 24 , The first control value 24 is using a third map 30 in a relative setpoint speed 26 converted. The target speed 26 becomes a second adder 27 fed. The second adder 27 receives an actual value 28 for the relative rotational speed between the output element and the drive element. The second adder 27 determines a third control variable 29 , The third control variable 29 is using a fourth map 34 in a tax moment 35 transformed. The control unit 7 acts on the drive element 2 and / or the output element 4 with the control torque 35 ,

Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann abhängig von der Temperatur des Antriebsstranges und/oder abhängig von der Drehzahl der Antriebswelle 3 eine zusätzliche Vorsteuerung für ein Zusatzsteuermoment vorgesehen sein.Depending on the selected embodiment may depend on the temperature of the drive train and / or depending on the speed of the drive shaft 3 be provided for an additional control torque an additional feedforward.

Erkennt das Steuergerät 7, dass nach der Änderung der Übertragungsrichtung des Drehmomentes das Antriebselement 2 und das Abtriebselement 4 wieder miteinander in einem gewünschten Formschluss und/oder Kraftschluss verbunden sind, so wird das für eine gewünschte Vorspannung benötigte Anlagemoment auf der Antriebsseite und/oder auf der Abtriebsseite erzeugt. Wie bereits ausgeführt kann sich beim Übergang von der Startposition zur Endposition die Drehrichtung des Antriebselementes und des Abtriebselementes ändern oder nicht.Detects the controller 7 in that after the change of the transmission direction of the torque, the drive element 2 and the output element 4 are again connected to each other in a desired form fit and / or adhesion, so the required for a desired bias voltage contact torque on the drive side and / or on the output side is generated. As already stated, the direction of rotation of the drive element and of the output element may or may not change during the transition from the start position to the end position.

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 described method, 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 driven 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.

Claims (8)

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 (2) mit einem Abtriebselement (4) der Abtriebsseite in Wirkverbindung gebracht wird, wobei das Abtriebselement (4) und das Antriebselement (2) relativ zueinander bewegt werden, wobei das Antriebselement (2) zum Übertragen des Drehmomentes des Antriebes auf die Räder in Wirkverbindung mit dem Abtriebselement (4) gebracht wird, wobei bei einer Umkehr einer Übertragungsrichtung des Drehmomentes zwischen dem Antriebselement (2) und dem Abtriebselement (4) ausgehend von einer relativen Startposition eine Änderung einer relativen Position des Antriebselementes (2) und des Abtriebselementes (4) mithilfe eines Steuermomentes (35) gesteuert wird, bis die Wirkverbindung zwischen dem Antriebselement (2) und dem Abtriebselement (4) bei einer relativen Endposition wieder hergestellt ist, wobei die relative Position des Abtriebselementes (4) und des Antriebselementes (2) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermoment (35) abhängig von der relativen Winkelposition zwischen dem Antriebselement (2) und dem Abtriebselement (4) gesteuert wird, wobei eine Differenzwinkelgeschwindigkeit zwischen dem Antriebselement (2) und dem Abtriebselement (4) ermittelt wird, wobei das Steuermoment (35) abhängig von der Differenzwinkelgeschwindigkeit gesteuert wird und wobei das Steuermoment mithilfe einer kaskadierten Winkeldifferenz- und Drehzahldifferenz-Regelung bestimmt wird.A method for transmitting a torque across 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 (2 ) is brought into operative connection with an output element (4) of the output side, wherein the output element (4) and the drive element (2) are moved relative to each other, wherein the drive element (2) for transmitting the torque of the drive to the wheels in operative connection with the Output element (4) is brought, wherein at a reversal of a transmission direction of the torque between a change in a relative position of the drive element (2) and the output element (4) by means of a control torque (35) is controlled to the drive element (2) and the output element (4) starting from a relative start position until the operative connection between the drive element (2) and the output element (4) is restored at a relative end position, wherein the relative position of the output element (4) and the drive element (2) is determined, characterized in that the control torque (35) depends on the relative angular position between the drive element ( 2) and the output element (4) is controlled, wherein a differential angular velocity between the drive element (2) and the output element (4) is determined, wherein the control torque (35) is controlled depending on the differential angular velocity and wherein the control torque by means of a cascaded Winkeleldifferenz- and speed difference control is determined. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Position und/oder die Geschwindigkeit des Antriebselementes (2) gemessen werden und wobei die Position und/oder die Geschwindigkeit des Abtriebselementes (4) geschätzt werden.Method according to Claim 1 in which the position and / or the speed of the drive element (2) are measured and wherein the position and / or the speed of the output element (4) are estimated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuermoment (35) in der Weise gewählt wird, dass eine vorgegebene Differenzwinkelgeschwindigkeit bei Erreichen der Endposition nicht überschritten wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the control torque (35) is selected in such a way that a predetermined differential angular velocity is not exceeded when reaching the end position. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Steuermoment (35) in der Weise gewählt wird, dass zwischen der Startposition und der Endposition eine größere Differenzgeschwindigkeit auftritt als bei Erreichen der Endposition.Method according to Claim 3 , wherein the control torque (35) 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. Verfahren nach Anspruch 4, wobei nach Erreichen der Endposition ein Anlagemoment zum Verspannen des Abtriebselementes (4) mit dem Antriebselement (2) aufgebracht wird, um ein Verlassen der relativen Endposition zu unterdrücken.Method according to Claim 4 , wherein after reaching the end position, a contact torque for clamping the driven element (4) with the drive element (2) is applied in order to suppress leaving the relative end position. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei abhängig von einer Temperatur des Antriebsstranges und/oder des Abtriebsstranges und/oder abhängig von einer Drehzahl des Antriebsstranges das Abtriebselement (4) und/oder das Antriebselement (2) mit einem Zusatzmoment beaufschlagt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein 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 (4) and / or the drive element (2) are acted upon by an additional torque. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Antriebselement (2) und das Abtriebselement (4) in Form von Zahnrädern (13, 14) ausgebildet sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the drive element (2) and the output element (4) in the form of gears (13, 14) are formed. Steuergerät, das ausgebildet ist, um ein Verfahren gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.A controller adapted to carry out a method according to at least one of the preceding claims.
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