DE102016211947A1 - Method for transmission and damping of torques - Google Patents

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Ingrid Hoffelner
Wolfgang Grosspietsch
Steffen Matschas
Johannes Frieß
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Dennis Egler
Axel Rohm
Erwin Wack
Bernd Unseld
Thomas Dögel
Matthias Reisch
Lukas Spath
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Abstract

Verfahren zur Übertragung und zur Dämpfung eines mittleren Drehmomentes mit einem überlagerten Wechselmoment, in einer Drehmomentübertragungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen um eine Drehachse drehbaren Eingangsbereich und einen um eine Drehachse drehbaren Ausgangsbereich, wobei das mittlere Drehmoment mit dem überlagerten Wechselmoment entlang eines Drehmomentweges von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich übertragen wird, wobei der Eingangsbereich der Drehmomentübertragungsanordnung mit einer Eingangsdrehzahl um die Drehachse und der Ausgangsbereich der Drehmomentübertragungsanordnung mit einer Ausgangsdrehzahl um die Drehachse rotiert, wobei sich zumindest die Eingangsdrehzahl aus einer mittleren Drehzahl und einem überlagerten Wechselanteil zusammensetzt, wobei der Wechselanteil näherungsweise durch eine Überlagerung periodischer Drehzahlschwingungen beschrieben werden kann, deren Frequenzen im Wesentlichen in einem ganzzahligen Verhältnis zur Zündfrequenz stehen, wobei jede dieser periodischen Schwingungen ein Minimum und ein Maximum aufweist, wobei eine Schlupfanordnung im Drehmomentweg zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich zur Übertragung des mittleren Drehmomentes mit dem überlagerten Wechselmoment und zur Erzeugung eines Drehzahlschlupfes zwischen der Drehzahl ne und der Drehzahl na im Drehmomentweg vorgesehen ist, wobei die Schlupfanordnung im Bereich der Maxima zumindest eines periodischen Schwingungsanteils des Wechselanteils ein Maximum einer externen Aktivierung des Drehzahlschlupfes und im Bereich der Minima zumindest eines periodischen Schwingungsanteils des Wechselanteils ein Minimum einer externen Aktivierung des Drehzahlschlupfes vorsieht.A method for transmitting and damping an average torque with a superimposed alternating torque, in a torque transmission arrangement for a drive train of a motor vehicle comprising an input shaft rotatable about an input axis and an axis rotatable about an output range, wherein the average torque with the superimposed alternating torque along a torque path of the input portion of the torque transmitting assembly is rotated at an input speed about the axis of rotation and the output portion of the torque transmitting assembly with an output speed around the axis of rotation, wherein at least the input speed of a mean speed and a superimposed alternating component composed, wherein the alternating component can be described approximately by a superposition of periodic speed oscillations whose frequencies are substantially in an integer In relation to the ignition frequency, each of these periodic oscillations having a minimum and a maximum, wherein a slip arrangement in the torque path between the input range and the output range for transmitting the average torque with the superimposed alternating torque and for generating a rotational speed slip between the rotational speed ne and the rotational speed na in the torque path is provided, wherein the slip arrangement in the region of the maxima of at least one periodic oscillation component of the alternating component provides a maximum of external activation of the rotational speed slip and in the range of minima of at least one periodic oscillation component of the alternating component a minimum of external activation of the rotational speed slip.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung und zur Dämpfung eines mittleren Drehmomentes mit einem überlagerten Wechselmoment in einer Drehmomentübertragungsanordnung für den Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Eingangsbereich, und einem nachfolgendem Ausgangsbereich.The present invention relates to a method for transmitting and damping an average torque with a superimposed alternating torque in a torque transmission arrangement for the drive train of a motor vehicle with an input area, and a subsequent output area.

Aus dem Stand der Technik der DE 10 2008 009 135 A1 ist ein solches Verfahren bei einer Drehmomentübertragungsanordnung für den Antriebstrang eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei dem zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Wechselgetriebe eine Reibungskupplung vorgesehen ist, und wobei die Reibungskupplung so angesteuert wird, dass eine an der Reibungskupplung anliegende Drehzahldifferenz einer Resonanzdrehzahlbreite beim Anfahren verringert wird, im Vergleich ohne Ansteuerung.From the prior art of DE 10 2008 009 135 A1 Such a method is known in a torque transmission arrangement for the drive train of a motor vehicle in which between a combustion engine and a change gear, a friction clutch is provided, and wherein the friction clutch is controlled so that a voltage applied to the friction clutch speed difference of a resonance speed width is reduced when starting, in Comparison without control.

Nachteilig an diesem Verfahren aus dem Stand der Technik, dass mit diesem Verfahren nur der Anfahrvorgang und das durch den Anfahrvorgang bekannte Rupfen verringert werden soll. Dieses Verfahren besitzt jedoch nicht die Leistungsfähigkeit, Drehschwingungen, die durch den Verbrennungsmotor verursacht werden, zu dämpfen, die bei einem permanenten Fahrzustand auftreten.A disadvantage of this method of the prior art that with this method, only the starting and the known by the starting chatter should be reduced. However, this method does not have the capability of dampening torsional vibrations caused by the internal combustion engine that occur in a permanent running condition.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Drehschwingungsreduzierung einer Drehmomentübertragungsvorrichtung bereitzustellen, die vor allem nach dem Anfahrvorgang eine vorteilhafte, Drehschwingungsreduzierung bewirkt.Object of the present invention is therefore to provide a method for torsional vibration reduction of a torque transmitting device, which causes an advantageous, torsional vibration reduction especially after the starting.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst.This object is solved by the features of independent claim 1.

Dabei handelt es sich um ein Verfahren zur Übertragung und zur Dämpfung eines mittleren Drehmomentes mit einem überlagerten Wechselmoment, in einer Drehmomentübertragungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen um eine Drehachse (A) drehbaren Eingangsbereich und einen um eine Drehachse (B) drehbaren Ausgangsbereich, wobei das mittlere Drehmoment mit dem überlagerten Wechselmoment entlang eines Drehmomentweges von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich übertragen wird, wobei der Eingangsbereich der Drehmomentübertragungsanordnung mit einer Eingangsdrehzahl um die Drehachse (A) und der Ausgangsbereich der Drehmomentübertragungsanordnung mit einer Ausgangsdrehzahl um die Drehachse (B) rotiert, wobei sich zumindest die Eingangsdrehzahl aus einer mittleren Drehzahl und einem überlagerten Wechselanteil zusammensetzt, wobei der Wechselanteil näherungsweise durch eine Überlagerung periodischer Drehzahlschwingungen beschrieben werden kann, deren Frequenzen im Wesentlichen in einem ganzzahligen Verhältnis zur Zündfrequenz stehen, wobei jede dieser periodischen Schwingungen ein Minimum und ein Maximum aufweist, wobei eine Schlupfanordnung im Drehmomentweg zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich zur Übertragung des mittleren Drehmomentes mit dem überlagerten Wechselmoment und zur Erzeugung eines Drehzahlschlupfes zwischen der Drehzahl ne und der Drehzahl na im Drehmomentweg vorgesehen ist, wobei die Schlupfanordnung im Bereich der Maxima zumindest eines periodischen Schwingungsanteils des Wechselanteils ein Maximum einer ex-ternen Aktivierung des Drehzahlschlupfes und im Bereich der Minima zumindest eines periodischen Schwingungsanteils des Wechselanteils ein Minimum einer externen Aktivierung des Drehzahlschlupfes vorsieht. Dabei kann zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich und vor der Schlupfanordnung noch weitere Drehschwingungsdämpfungseinheiten wie beispielsweise ein erster und/oder ein zweiter Federsatz sowie eine Tilgereinheit vorgeschalten werden. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Wechselmomente, die von dem Eingangsbereich beispielsweise einen Verbrennungsmotor kommen, vorgefiltert werden. Die Schlupfanordnung zielt dabei darauf ab, die verbleibenden restlichen Wechselmomente zu reduzieren, im optimalen Falle sogar auf „Null” zu setzen. Um dies zu erreichen sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass für den Fall, dass im Bereich eines Maximums einer periodischen Schwingung des überlagerten Wechselmoments eine maximale externe Aktivierung der Schlupfanordnung erfolgt, mehr Schlupf zuzulassen, und im Bereich eines Minimums einer periodischen Schwingung des überlagerten Wechselmoments eine minimale externe Aktivierung der Schlupfanordnung erfolgt, weniger Schlupf zuzulassen. Dies bedeutet, dass die Schlupfanordnung, die beispielsweise von einer Schlupfkupplung, beispielsweise einer Lamellenkupplung, gebildet werden kann von der externen Aktivierung ein hydraulisches Signal erhält in der Form eines niedrigeren hydraulischen Drucks, was eine Verringerung einer Anpresskraft auf die Lamellenkupplung zur Folge haben kann und sich somit eine Schlupferhöhung sprich eine Vergrößerung der Drehzahldifferenz ergibt. Für den Fall der Schlupfreduzierung soll die externe Aktivierung ein hydraulisches Signal zu der Schlupfkupplung in der Form geben, dass hier ein hydraulischer Druck erhöht wird und somit die Anpresskraft auf die Schlupfkupplung ebenfalls erhöht wird, was zu einer Schlupfreduzierung in der Schlupfkupplung zur Folge hat. Hierdurch kann dem Maximum im überlagerten Wechselmoment entgegengewirkt werden. Die externe Aktivierung zur Erzielung der Schlupfreduzierung bzw. der Schlupferhöhung kann auch als Schlupfmodulation bezeichnet werden. Dabei ist die Frequenz der Schlupfmodulation abhängig von der Verwendung des Antriebsaggregates beispielsweise des Verbrennungsmotors. Bei der Verwendung einer Viertakt-Verbrennungsmotors ist ein Frequenzbereich von 23 Hertz bis 60 Hertz, bei der Verwendung eines Vierzylinder-Taktmotors die Verwendung eines Frequenzbereiches von circa 33 bis 66 Hertz, und bei der Verwendung eines Sechszylinder-Viertakt-Verbrennungsmotors die Verwendung eines Frequenzbereiches von 50 bis 100 Hertz vorteilhaft.This is a method for transmitting and damping an average torque with a superimposed alternating torque, in a torque transmission arrangement for a drive train of a motor vehicle, comprising an input region rotatable about an axis of rotation (A) and an output region rotatable about an axis of rotation (B). wherein the average torque with the superimposed alternating torque is transmitted along a torque path from the input portion to the output portion, wherein the input portion of the torque transmitting assembly rotates at an input speed about the rotational axis (A) and the output portion of the torque transmitting assembly at an output rotational speed about the rotational axis (B); wherein at least the input speed of an average speed and a superimposed alternating component is composed, wherein the alternating component can be described approximately by a superposition of periodic speed oscillations whose F Frequencies are substantially in an integer ratio to the firing frequency, each of these periodic oscillations having a minimum and a maximum, wherein a slip arrangement in the torque path between the input and the output range for transmitting the average torque with the superimposed alternating torque and for generating a rotational speed slip between the Speed ne and the speed na is provided in the torque path, wherein the slip arrangement in the region of the maxima of at least one periodic oscillation component of the alternating component a maximum of ex-ternal activation of the rotational speed slip and in the range of minima at least one periodic oscillation component of the alternating component a minimum of external activation of Speed slip provides. In this case, further torsional vibration damping units such as, for example, a first and / or a second spring set as well as a damping unit can be connected in series between the input area and the exit area and before the slip arrangement. This is particularly advantageous because the alternating torques that come from the input area, for example an internal combustion engine, are prefiltered. The slip arrangement aims to reduce the remaining remaining alternating moments, in the optimal case even to set to "zero". In order to achieve this, the method according to the invention provides that, in the event that a maximum external activation of the slip arrangement takes place in the region of a maximum of a periodic oscillation of the superimposed alternating torque, more slippage is permitted, and in the region of a minimum of a periodic oscillation of the superimposed alternating torque minimal external activation of the slip arrangement is to allow less slippage. This means that the slip arrangement, which can be formed for example by a slip clutch, for example a multi-plate clutch, receives a hydraulic signal from the external activation in the form of a lower hydraulic pressure, which can result in a reduction of a contact force on the multi-plate clutch and thus a slip increase ie an increase in the speed difference results. In the case of slip reduction, the external activation should give a hydraulic signal to the slip clutch in the form that a hydraulic pressure is increased and thus the contact pressure on the slip clutch is also increased, resulting in a slip reduction in the slip clutch. As a result, the maximum in the superimposed alternating moment can be counteracted. The external activation to achieve the slip reduction or the slip increase can also be referred to as slip modulation. Here is the frequency of Slip modulation depending on the use of the drive unit, for example, the internal combustion engine. When using a four-stroke internal combustion engine, a frequency range of 23 hertz to 60 hertz, using a four-cylinder cycle engine, the use of a frequency range of about 33 to 66 hertz, and using a six-cylinder four-stroke internal combustion engine, the use of a frequency range of 50 to 100 hertz advantageous.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die externe Aktivierung der Schlupfanordnung von einem Kugelrampenmechanismus erfolgt, der einem Federsatz nachgeschaltet ist.It can further be provided that the external activation of the slip arrangement is effected by a ball ramp mechanism, which is connected downstream of a spring set.

Auch kann eine Aktivierung des Kugelrampenmechanismus durch einen Verdrehwinkel an dem Federsatz erfolgt.Also, an activation of the ball ramp mechanism is effected by a twist angle on the spring set.

Weiter kann es vorteilhaft sein, dass der Kugelrampenmechanismus in Wirkverbindung mit einem Hubkolben eines Hydraulikzylinders steht.Furthermore, it may be advantageous for the ball ramp mechanism to be in operative connection with a lifting piston of a hydraulic cylinder.

Eine günstige Ausführungsvariante sieht vor, dass der Hubkolben in Wirkverbindung mit einer Arbeitskammer der Schlupfanordnung steht.A favorable embodiment provides that the reciprocating piston is in operative connection with a working chamber of the slip arrangement.

Auch kann die Arbeitskammer in Wirkverbindung mit einem Ausrückkolben der Schlupfanordnung steht.Also, the working chamber is operatively connected to a release piston of the slip assembly.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kugelrampenmechanismus geeignet, an der Schlupfanordnung einen Modulationsbereich von 23 bis 50 Hz oder einen Bereich von 33 bis 66 Hz oder einen Bereich von 50 bis 100 Hz vorzusehen.In a further advantageous embodiment, the ball ramp mechanism is suitable for providing on the slip arrangement a modulation range of 23 to 50 Hz or a range of 33 to 66 Hz or a range of 50 to 100 Hz.

Auch kann die Schlupfanordnung als ein Anfahrelement verwendet wird.Also, the slip arrangement can be used as a starting element.

Es kann aber auch zusätzlich zu der Schlupfanordnung ein Anfahrelement vorgesehen sein.But it can also be provided in addition to the slip arrangement, a starting element.

Weiter vorteilhaft kann es sein, wenn die Schlupfanordnung und/oder das Anfahrelement als eine Reibkupplung, oder als eine Lamellenkupplung, oder als eine hydrodynamische Kupplung, oder als eine Trennkupplung in Hybridantrieben, oder als eine Doppelkupplung oder eine Triplekupplung ausgeführt, oder als eine Bremse in Verbindung mit einem Planetengetriebe ausgeführt ist.It may also be advantageous if the slip arrangement and / or the starting element designed as a friction clutch, or as a multi-plate clutch, or as a hydrodynamic clutch, or as a clutch in hybrid drives, or as a double clutch or a triple clutch, or as a brake in Connection is made with a planetary gear.

Auch kann der Kugelrampenmechanismus als ein Gewindespindelmechanismus ausgeführt sein.Also, the ball ramp mechanism may be implemented as a threaded spindle mechanism.

Weiter kann der Gewindespindelmechanismus in direkter Wirkverbindung mit der Schlupfanordnung stehen.Furthermore, the threaded spindle mechanism can be in direct operative connection with the slip arrangement.

Auch ist es vorteilhaft, wenn der Gewindespindelmechanismus geeignet ist, an der Schlupfanordnung einen Modulationsbereich von 23 bis 50 Hz oder einen Bereich von 33 bis 66 Hz oder einen Bereich von 50 bis 100 Hz vorzusehen.It is also advantageous if the threaded spindle mechanism is suitable for providing on the slip arrangement a modulation range of 23 to 50 Hz or a range of 33 to 66 Hz or a range of 50 to 100 Hz.

Auch kann die Schlupfanordnung als ein Anfahrelement verwendet werden.Also, the slip arrangement can be used as a starting element.

Weiter kann zusätzlich zu der Schlupfanordnung ein Anfahrelement vorgesehen sein.Furthermore, in addition to the slip arrangement, a starting element can be provided.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Schlupfanordnung und/oder das Anfahrelement als eine Reibkupplung, oder als eine Lamellenkupplung, oder als eine hydrodynamische Kupplung, oder als eine Trennkupplung in Hybridantrieben, oder als eine Doppelkupplung oder eine Triplekupplung ausgeführt, oder als eine Bremse in Verbindung mit einem Planetengetriebe ausgeführt istIt can be advantageous if the slip arrangement and / or the starting element as a friction clutch, or as a multi-plate clutch, or as a hydrodynamic clutch, or as a clutch in hybrid drives, or designed as a double clutch or a triple clutch, or as a brake in combination is executed with a planetary gear

Auch kann die die Drehachse (A) und die Drehachse (B) koaxial verlaufen oder dass die Drehachse (A) und die Drehachse (B) versetzt verlaufen.Also, the axis of rotation (A) and the axis of rotation (B) can be coaxial or that the axis of rotation (A) and the axis of rotation (B) are offset.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Darstellungen näher erläutert werden. Dabei stellen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele lediglich bevorzugte Ausführungen dar und sollen nicht den Rahmen der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to illustrations. The embodiments illustrated in the drawings represent only preferred embodiments and are not intended to define the scope of the invention. This is defined solely by the appended claims.

Es zeigen inIt show in

1: eine schematische Darstellung eines Antriebsstranges als Stand der Technik 1 : A schematic representation of a drive train as prior art

2: vorteilhafte schematische Darstellung eines Antriebsstranges 2 : advantageous schematic representation of a drive train

3: Diagramm eines umgelenkten Momentenverlaufs 3 : Diagram of a deflected moment course

4: vorteilhafte schematische Darstellung eines Antriebsstranges 4 : advantageous schematic representation of a drive train

5: Vorzugstopologie schematisch 5 : Preferential topology schematic

6: Prinzipschaltbild einer Schlupfkupplung 6 : Schematic diagram of a slip clutch

7: Diagramm eines umgelenkten Momentenverlaufs 7 : Diagram of a deflected moment course

8: Diagramm Schlupfdrehzahl über Zeit 8th : Chart slip speed over time

9: Diagramm Reibkoeffizient über Schlupfdrehzahl 9 : Diagram friction coefficient over slip speed

10: Diagramm Reibkoeffizient über Zeit 10 : Diagram friction coefficient over time

11: Diagramm Sinusverlauf von Fa 11 : Diagram sinusoidal course of Fa

12: Diagramm Trapezverlauf von Fa 12 : Diagram of the trapezoidal course of Fa

13: Diagramm Sinusverlauf von Fa mit höherer Ordnung 13 : Diagram Sinusoid of Fa with higher order

14: weitere Diagramme 14 : more diagrams

15: Diagramm Eingangsdrehzahl an der Schlupfanordnung in einem Betriebspunkt. 15 : Diagram input speed at the slip arrangement in one operating point.

16: Diagramm Reibwertverlauf über Schlupf 16 : Diagram of coefficient of friction over slip

1724: weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen 17 - 24 : further embodiments of the invention

Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkenden Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Hereinafter, identical or functionally equivalent components are denoted by the same reference numerals.

Vorab zu der 1 ist zu erwähnen, dass heutige Drehschwingungsentkopplungssysteme für PKWs neben Feder-Masse-Anordnungen, beispielsweise ZMS, auch drehzahladaptive Tilger vorsehen. Zudem kann und wird, zumindest in Antriebssträngen mit nasslaufendem Anfahrelement, über einen Schlupf im Anfahrelement eine Reduzierung der Drehmomentschwankungen des Verbrennungsmotors durchgeführt. Die hier zum Einsatz kommende Technik, bei der ein Schlupfregler eine vorgegebene mittlere Schlupfdrehzahl einstellt, wird im Folgenden als „aktiver Schlupf Mode 1” bezeichnet. Nachfolgend wird ein Verfahren zur Ansteuerung einer Kupplung in einem PKW-Antriebsstrang vorgestellt, welches als „aktiver Schlupf Mode 2” bezeichnet wird und insbesondere ermöglichen soll, dass bei gleicher mittlerer Schlupfdrehzahl und somit den gleichen Reibungsverlusten eine deutlich bessere Entkopplung zu erreichen ist als bei einer schlupfende Kupplung nach dem Stand der Technik, oder zumindest ein gleichwertiges Entkopplungsniveau wie konventionelle Systeme bei Verwendung leichterer und kostengünstigerer Komponenten für die Vorentkopplung, beispielsweise Federsätze und Tilger.First of all to the 1 It should be mentioned that today's torsional vibration decoupling systems for passenger cars in addition to spring-mass arrangements, for example, ZMS, also provide speed-adaptive absorbers. In addition, and at least in drive trains with wet-running starting element, a reduction in the torque fluctuations of the internal combustion engine can be carried out via a slip in the starting element. The technique used here, in which a slip controller sets a predetermined average slip speed, is referred to below as "active slip mode 1". In the following, a method for controlling a clutch in a passenger car drive train is presented, which is referred to as "active slip mode 2" and should in particular enable a significantly better decoupling to be achieved with the same average slip speed and thus the same friction losses than with one Prior art slipping clutch, or at least an equivalent level of decoupling as conventional systems using lighter and less expensive pre-decoupling components, such as spring sets and absorbers.

Die 1 zeigt eine Drehmomentübertragungsanordnung 1 in einem automatisiertes Antriebstrang eines Kraftfahrzeuges nach Stand der Technik, welcher eine Drehschwingungsdämpfunsgeinheit 15 mit drehzahladaptivem Tilger 6 enthält. Dabei sind die relevanten Massen, Steifigkeiten und das Anfahrelement, folgendermaßen angeordnet, wobei die Darstellung nur bis einschließlich Getriebe erfolgt. Der Restantriebsstrang ist ausgeblendet. Eine Wandlerüberbrückungskupplung 72 ist am Eingangsbereich 25 der Drehschwingungsdämpfunsgeinheit 15 angeordnet.The 1 shows a torque transmission arrangement 1 in an automated drive train of a motor vehicle according to the prior art, which is a torsional vibration damping unit 15 with speed-adaptive absorber 6 contains. In this case, the relevant masses, stiffnesses and the starting element are arranged as follows, wherein the representation is made only up to and including the transmission. The residual drive train is hidden. A lockup clutch 72 is at the entrance 25 the torsional vibration damping unit 15 arranged.

Der drehzahladaptivem Tilger 6 ist an einer Zwischenmasse 3 zwischen einem ersten Federsatz 10 und einem zweiten Federsatz 20 platziert. Diese Topologie weist folgende Nachteile in Bezug auf die Drehschwingungsentkopplung auf.The speed-adaptive absorber 6 is at an intermediate mass 3 between a first spring set 10 and a second spring set 20 placed. This topology has the following drawbacks with respect to torsional vibration decoupling.

Wird die Wandlerüberbrückungskupplung 72 mit einem Kupplungsschlupf betrieben, verringert dies die Drehmomentschwankungen, welche in die Drehmomentübertragungsanordnung 1 geleitet werden. Dadurch, dass die Drehzahl der Komponenten auf der Ausgangsseite der Wandlerüberbrückungskupplung 72, und somit auch die des Tilgers 6, um die eingeregelte Schlupfdrehzahl niedriger ist als beispielsweise eine Motordrehzahl des Antriebsaggregeates 50, stimmt die Abstimmung des Tilgers 6 auf die Motorordnung nicht mehr, so dass dieser mit zunehmendem Schlupf immer schlechter arbeitet. Die Aufgabe des zweiten Federsatzes 20 ist es, eine Federsteifigkeit zwischen der relativ hohen Massenträgheit des Tilgers 6 und dem ebenfalls relativ schweren Getriebe 33 darzustellen. Würde der Tilger 6 direkt auf einer Getriebeeingangswelle 100 angebunden sein, hätte dies bei den üblicherweise vorliegenden Trägheitsmomenten und Wellensteifigkeiten zur Folge, dass sich sogenannte Schwingungsknoten ausbilden. Dies bedeutet, dass bei bestimmten, auch gangabhängigen Drehzahlen, der Tilger im Schwingungssystem keine Anregung erfährt und somit kein Reaktionsmoment aufstellen und folglich nicht zur Drehungleichförmigkeitsentkopplung beitragen kann. Dies äußert sich dann bei der entsprechenden Drehzahl durch eine deutliche Erhöhung der verbleibenden Drehungleichförmigkeit, vergleiche auch in der 3, die gestrichelte Linie im oberer Drehzahlbereich. Mit der bestehenden Topologie wird dies zwar verhindert, allerdings kann sich durch das relativ hohe Massenträgheitsmoment der Zwischenmasse 3 und des Tilgers 6, im Zusammenwirken mit den Steifigkeiten der Federsätze 10 und 20, eine in Bezug auf die Drehungleichförmigkeitsentkopplung ungünstige Zwischenmassen-Resonanz ausbilden. Will the lockup clutch 72 operated with a clutch slip, this reduces the torque fluctuations, which in the torque transmission arrangement 1 be directed. Characterized in that the speed of the components on the output side of the lockup clutch 72 , and thus also those of the Tilgers 6 to the controlled slip speed is lower than, for example, an engine speed of the Antriebsaggregeates 50 , agrees the vote of the absorber 6 on the engine order no longer, so that it works worse and worse with increasing slip. The task of the second spring set 20 it is a spring stiffness between the relatively high inertia of the absorber 6 and also the relatively heavy gearbox 33 display. Would the absorber 6 directly on a transmission input shaft 100 be connected, this would result in the usual moment of inertia and wave stiffness that form so-called nodes. This means that at certain, even gear-dependent speeds, the absorber in the vibration system does not experience excitation and thus set up no reaction torque and therefore can not contribute to rotational nonuniformity decoupling. This manifests itself then at the appropriate speed by a significant increase in the remaining rotational nonuniformity, see also in the 3 , the dashed line in the upper speed range. Although this is prevented with the existing topology, the relatively high mass moment of inertia of the intermediate mass can be a factor 3 and the Tilgers 6 , in conjunction with the stiffness of the spring sets 10 and 20 form an intermediate mass resonance unfavorable in terms of rotational nonuniformity decoupling.

Die 2 zeigt eine günstigere Topologie der Komponenten, die auch in der 1 gezeigt wurden. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Federsatz 20 primärseitig zum Tilger 6 angeordnet ist, wodurch sich folgende Vorteile ergeben. Zum einen wird durch eine verringerte Summensteifigkeit der beiden in Reihe geschalteten Federsätze 10 und 20 eine Vorentkopplung vor dem Tilger 6 verbessert, so dass dieser kleiner ausgeführt werden kann und das System bereits bei niedrigerer Drehzahl überkritisch arbeitet, gut zu sehen in der 3, die gestrichelte und gepunktete Linie. Weiter fällt die Zwischenmasse 3 ohne die Anbindung an den Tilger 6 deutlich kleiner aus, so dass keine störende Zwischenmassenresonanz im Betriebsbereich entstehen. Weiter ist die Wandlerüberbrückungskupplung 72 auf der Ausgangsseite der Drehmomentübertragungsanordnung 1 angeordnet, zwischen dem Tilger 6 und dem Getriebe 33. Dies ist vorteilhaft, da durch den Kupplungsschlupf die Ordnungsabstimmung des Tilgers 6 nicht beeinträchtigt wird. Auch wird durch den Kupplungsschlupf der Wandlerüberbrückungskupplung 72 die Ausbildung der oben beschriebenen Schwingungsknoten reduziert bzw. verhindert, wie in der 3 mit der gepunkteten Linie gezeigt.The 2 shows a more favorable topology of the components, which also in the 1 were shown. This is characterized by the fact that the second spring set 20 primary side to the absorber 6 is arranged, resulting in the following advantages. On the one hand is due to a reduced sum stiffness of the two spring sets connected in series 10 and 20 a pre-decoupling in front of the absorber 6 improved, so that it can be made smaller and the system is already working supercritically at lower rpm, good to see in the 3 , the dashed and dotted line. Next falls the intermediate mass 3 without the connection to the absorber 6 significantly smaller, so that no disturbing intermediate mass resonance arise in the operating range. Next is the lockup clutch 72 on the output side of the torque transmitting device 1 arranged between the absorber 6 and the transmission 33 , This is advantageous because the coupling slip the order tuning of the absorber 6 is not affected. Also, by the clutch slip of the lockup clutch 72 reduces or prevents the formation of the vibration nodes described above, as in the 3 shown with the dotted line.

Die in der 2 dargestellte Anordnung verwendet aus Gründen der besseren Vergleichbarkeit prinzipiell die gleiche schematische Ausführung von und Anzahl an Unterbaugruppen, insbesondere Federsätzen, wie in der 1 beschrieben.The in the 2 shown arrangement used for reasons of better comparability in principle the same schematic design of and number of subassemblies, especially spring sets, as in the 1 described.

Dies ist allerdings nur exemplarisch zu verstehen. Funktionell sind beispielsweise auch andere Ausführungen des Torsionsdämpfers 10, 20 möglich, unter anderem auch als ein- oder mehrreihiges ZMS. Auch der Tilger 6 kann auf unterschiedliche Arten ausgeführt sein, wobei Konstruktionen als drehzahladaptiver Tilger nach dem Prinzip Sarrazin, Salomon oder DFTvar besonders vorteilhaft sind.However, this is only an example. Functionally, for example, other embodiments of the torsion damper 10 . 20 possible, inter alia, as a single or multi-row DMF. Also the absorber 6 can be carried out in different ways, with constructions as speed-adaptive absorber according to the principle Sarrazin, Salomon or DFTvar are particularly advantageous.

Die 3 zeigt das umgelenkte Moment über die Drehzahl von einem Drehmomentübertragungssystem nach dem Stand der Technik, eine Variante ohne Schlupf und eine Variante mit Schlupf Mode 2.The 3 shows the deflected torque over the speed of a torque transmission system according to the prior art, a variant without slip and a variant with slip Mode 2.

Die 4 zeigt eine weitere Topologieanordnung, wie bereits in den 1 und 2 beschrieben, jedoch mit nur einem Federsatz 10, hier als ein Zweimassenschwungrad mit einem einreihigen Federsatz.The 4 shows another topology arrangement, as already in the 1 and 2 described, but with only one spring set 10 , here as a dual-mass flywheel with a single-row spring set.

Die 5 zeigt eine Vorteilhafte Topologie zur Drehschwingungsreduzierung im Antriebsstrang. Drehungleichförmigkeitsvorentkopplung bezeichnet in diesem Sinn ein System, welches die Drehungleichförmigkeit vor der schlupffähigen Kupplung 30 reduziert. Dieses kann wie im konkreten Beispiel oben aus einer Anordnung aus Torsionsfedern, Massen und Tilgern bestehen. Es sind jedoch auch andere Prinzipien möglich, wie beispielsweise eine Drehungleichförmigkeitsentkopplung mit zwei parallelen Drehmomentübertragungswegen und einer Kopplungsanordnung, ein Gasfeder-Torsionsdämpfer oder eine Anordnung mit Fliehkraft-Federn.The 5 shows an advantageous topology for torsional vibration reduction in the drive train. In this sense, rotational nonuniformity decoupling refers to a system which provides rotational nonuniformity prior to the slip clutch 30 reduced. This can consist of an arrangement of torsion springs, masses and absorbers as in the concrete example above. However, other principles are possible, such as rotational nonuniformity decoupling with two parallel torque transmitting paths and a coupling arrangement, a gas spring torsional damper, or a centrifugal force spring arrangement.

Bei der geforderten schlupffähigen Kupplung 30 kann es sich gleichzeitig auch um eine Anfahrkupplung handeln. Dies ist aber nicht zwingend notwendig. Die Anfahrkupplung kann ansonsten an einer anderen, beliebigen Position des Antriebsstrangs platziert sein. Genauso kann es sich bei der schlupffähigen Kupplung aber auch um eine oder auch mehrere Kupplungen des Getriebes handeln, die je Gang, Aufgaben bei der Getriebeschaltung und/oder der Drehungleichförmigkeitsentkopplung durch Schlupf lösen. Die Art des Getriebes, beispielsweise als ein Automatgetriebe (AT), Doppelkupplungsgetriebe (DCT), automatisiertes Schaltgetriebe (ASG), Stufenlosgetriebe oder manuelles Getriebe (MT) und die Ausführung des Antriebsstrangs als Front- Heck- oder Allrad-Antrieb, auch in hybridisierter Bauart, sind beliebig. Insbesondere bei MT- und DCT-Getrieben ist die beschriebene Topologie bereits Standard, in Kombination mit AT-Getrieben jedoch nicht. Allerdings ist insbesondere bei MT-Getrieben, aber auch bei trockenlaufenden DCT-Getrieben die dort eingesetzte Anfahrkupplung nicht geeignet, auf Dauer durch Schlupf eine Funktion zur Drehungleichförmigkeitsentkopplung einzunehmen. Insofern ist auch für diese Antriebsstränge der vorgeschlagene Aufbau neu.For the required slip-capable coupling 30 It can also be a start-up clutch at the same time. But this is not absolutely necessary. The starting clutch may otherwise be placed at another arbitrary position of the drive train. In the same way, the slip-capable clutch can also be one or more clutches of the transmission, which solve each gear, tasks in the transmission circuit and / or rotational nonuniformity decoupling by slip. The type of transmission, for example as an automatic transmission (AT), dual-clutch transmission (DCT), automated manual transmission (ASG), continuously variable or manual transmission (MT) and the design of the drive train as a front Rear or all-wheel drive, also in hybridized design, are arbitrary. Especially with MT and DCT transmissions, the topology described is already standard, but not in combination with AT gearboxes. However, especially in MT transmissions, but also in dry-running DCT transmissions the starting clutch used there is not suitable to take a permanent function of slip for rotational nonuniformity decoupling. In this respect, the proposed structure is new for these powertrains.

Die 6 zeigt vereinfacht ein Prinzipschaltbild einer schlupffähigen Kupplung 30 nach einem verbessertes Verfahren, dem Kupplungsschlupf Mode 2.The 6 shows simplified a schematic diagram of a slip-capable coupling 30 after an improved procedure, the clutch slip Mode 2.

Mit der bereits beschriebenen Topologie kann bei gleichen Steifigkeitswerten des Federsatzes 10, 20 bereits bei niedriger Drehzahl eine deutlich verbesserte Entkopplung erreicht werden und bereits Kupplungsschlupf Mode 1 wirkt effektiv zur weiteren Verbesserung der Entkopplung bzw. zur Vermeidung von Schwingungsknoten. Allerdings führt der Kupplungsschlupf generell zu Reibungsverlusten, welche bei hohem Motormoment und hoher Schlupfdrehzahl inakzeptable Werte annehmen können. Begrenzend wirken hier der steigende Kraftstoffverbrauch und somit CO2-Ausstoß sowie die erzeugte Reibungswärme, welche abgeführt werden muss.With the topology already described can at the same stiffness values of the spring set 10 . 20 a significantly improved decoupling can be achieved even at low speed and already clutch slip Mode 1 effectively works to further improve the decoupling or to avoid vibration nodes. However, the clutch slip generally leads to friction losses, which can assume unacceptable values at high engine torque and high slip speed. Limiting here are the increasing fuel consumption and thus CO2 emissions and the generated frictional heat, which must be dissipated.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, bei niedriger Schlupfdrehzahl die Entkopplungswirkung des Schlupfes zu steigern.The aim of the present invention is to increase at low slip speed, the decoupling effect of the slip.

Dies wird dadurch erreicht, dass das von der Kupplung übertragbare Moment aktiv moduliert wird. Dieses Verfahren wird daher aktiver Schlupf Mode 2 genannt. Dabei ist F0 eine Kraft, welche von einem Schlupfregler eingeregelt wird, um eine bestimmte mittlere Drehzahldifferenz zwischen einer Eingangsseite 31 der Schlupfanordnung 30 und einer Ausgangsseite 32 der Schlupfanordnung 30 zu erreichen. In einem stationären Betriebspunkt kann F0 als konstant angesehen werden. Das übertragbare Moment der Kupplung 30 berechnet sich so weit zu M_üb = F_0·r·μ(n_Schlupf) mit

r
= mittlerer Reibradius
μ
= Reibwert der Kupplungsbeläge, welcher von der Schlupfdrehzahl n_Schlupf abhängt.
This is achieved by actively modulating the torque that can be transmitted by the clutch. This method is therefore called active slip mode 2. In this case, F0 is a force, which is regulated by a slip controller, by a certain average speed difference between an input side 31 the slip arrangement 30 and a home page 32 the slip arrangement 30 to reach. In a stationary operating point, F0 can be regarded as constant. The transferable moment of the clutch 30 is calculated so far M_üb = F_0 · r · μ (n_slip) With
r
= mean friction radius
μ
= Coefficient of friction of the clutch linings, which depends on the slip speed n_slip.

Fa(α,) ist eine zusätzliche Kraft, deren Amplitude in Abhängigkeit von einem Bezugswinkel α und einer Phasenverschiebung β verläuft. Die Abhängigkeit kann beispielsweise über eine Sinusfunktion gegeben sein. Als Bezugswinkel kommt beispielsweise die Kurbelwellen-Stellung in Frage. Für eine Abstimmung auf die Haupt-Motorordnung bei einem 4-Zylinder 4-Takt-Motor würde dies bedeuten: F_a(α, β) = F_a·sin(2α + β) Fa (α,) is an additional force whose amplitude is dependent on a reference angle α and a phase shift β. The dependence can be given for example via a sine function. As a reference angle, for example, the crankshaft position comes into question. For a vote on the main engine order in a 4-cylinder 4-stroke engine, this would mean: F_a (α, β) = F_a * sin (2α + β)

Das übertragbare Moment berechnet sich damit wie folgt:

Figure DE102016211947A1_0002
The transferable moment is calculated as follows:
Figure DE102016211947A1_0002

In der 7 ist zu sehen, welchen Effekt die Modulation des Kupplungsmoments auf die Drehschwingungsentkopplung der Motor-Hauptordnung bewirkt. Verglichen mit Schlupf Mode 1 wird durch den Schlupf Mode 2 die Drehungleichförmigkeit noch einmal deutlich verringert, und das bei gleicher mittlerer Schlupfdrehzahl und entsprechend gleichen Reibungsverlusten.In the 7 It can be seen what effect the modulation of the clutch torque causes the torsional vibration decoupling of the engine main order. Compared to slip mode 1, the slip mode 2 significantly reduces the rotational nonuniformity again, with the same average slip speed and correspondingly equal friction losses.

Die 8, 9 und 10 verdeutlichen die Herleitung der Funktionsweise des aktiven Schlupfes Mode 2. Aufgrund von nichtlinearen Zusammenhängen und der nicht-harmonischen Anregung im realen Antriebsstrang, lässt sich die Wirkungsweise der Modulation des übertragbaren Kupplungsmoments in Bezug auf die DU-Entkopplung nur unter stark vereinfachten Bedingungen anschaulich herleiten.The 8th . 9 and 10 illustrate the derivation of the functioning of the active slip Mode 2. Due to non-linear relationships and the non-harmonic excitation in the real drive train, the mode of operation of the modulation of the transmittable clutch torque with respect to the DU decoupling can be clearly derived only under greatly simplified conditions.

Hierzu wird eine in der Hauptordnung, hier die 1. Motorordnung, eine rein sinusförmige Drehungleichförmigkeit an der Eingangsseite der Kupplung angenommen. Mit einer konstanten Kupplungskraft F0 stellt sich in diesem Beispiel dann ein mittlerer Schlupf von 5 rpm ein, welcher mit einer Amplitude von 4 rpm um den Mittelwert schwingt, vergleiche die 8.For this purpose, one in the main order, here the 1st engine order, assumed a purely sinusoidal rotational irregularity at the input side of the clutch. In this example, with a constant coupling force F0, a mean slip of 5 rpm occurs, which oscillates around the mean value with an amplitude of 4 rpm, cf. 8th ,

Der Verlauf des Reibwertes der Schlupfkupplung über den Schlupf wird in diesem Bereich linearisiert, dargestelllt mit der durchgezogene Linie, in der 9. The course of the coefficient of friction of the slip clutch on the slip is linearized in this area, dargestelllt with the solid line, in the 9 ,

Somit ergibt sich auch für den Reibwert ein sinusförmiger Verlauf über der Zeit, zu sehen in der 10. Der mittlere Reibwert beträgt hier μ_0 = 0.105 und die Amplitude μ_a = 0.012.Thus, there is also a sinusoidal course over time for the coefficient of friction 10 , The average coefficient of friction here is μ_0 = 0.105 and the amplitude μ_a = 0.012.

Für das übertragbare Moment gilt bei Modulation in Hauptordnung wiederum:

Figure DE102016211947A1_0003
For the transmittable moment, the following applies to modulation in the main order:
Figure DE102016211947A1_0003

Der Winkel α berechnet sich hierbei zu α = 2·π·n·t mit n = Drehzahl t = ZeitThe angle α is calculated here as α = 2 · π · n · t with n = rotational speed t = time

Mit einer optimalen Phasenverschiebung β = 180° = π folgt sin(α + π) = –sin(α) Durch Ausmultiplizieren von M_üb:

Figure DE102016211947A1_0004
With an optimal phase shift β = 180 ° = π, sin (α + π) = -sin (α) follows by multiplying M_üb by:
Figure DE102016211947A1_0004

Mit

Figure DE102016211947A1_0005
folgt:
Figure DE102016211947A1_0006
With
Figure DE102016211947A1_0005
follows:
Figure DE102016211947A1_0006

Die Summanden in der eckigen Klammer dieses Terms lassen sich unterschiedlichen Ordnungen zuweisen:

  • 0. Ordnung: F_0 μ_0 – (F_a μ_a)/2 mittleres Moment Um das gleiche mittlere übertragbare Moment zu erhalten, sind für unterschiedliche Subtrahenden (F_a μ_a)/2 unterschiedliche Kräfte F_0 notwendig (wird durch Schlupfregler nachgeregelt).
  • 1. Ordnung: (F_0 μ_a – F_a μ_0)sin (α) Hauptordnung in diesem Beispiel Lässt sich unter den vereinfachten Annahmen bei Wahl von F_a =(F_0 μ_a)/μ_0 komplett auslöschen! Hierin ist der Effekt der Erfindung begründet!
  • 2. Ordnung: (F_a μ_a)/2cos (2α) Durch die Modulation entsteht eine neue Ordnung mit doppelter Modulationsfrequenz. Die Amplitude dieser Ordnung ist jedoch vergleichsweise gering und zudem werden höhere Ordnungen vom Antriebsstrang besser gedämpft als niedrige, so dass der positive Effekt der Reduzierung der Hauptordnung überwiegt. Es handelt sich bei dieser Herleitung um ein stark vereinfachtes Modell. Aufgrund der abweichenden Bedingungen in der Realität, ist zwar mit diesem Verfahren praktisch keine vollständige Auslöschung der Haupt-Motorordnung möglich, jedoch eine deutliche Reduzierung, wie in der 7 zu sehen ist.
The summands in the square brackets of this term can be assigned to different orders:
  • 0th order: F_0 μ_0 - (F_a μ_a) / 2 mean torque In order to obtain the same average transmittable torque, different forces F_0 are necessary for different subtrahends (F_a μ_a) / 2 (is adjusted by slip control).
  • 1st order: (F_0 μ_a - F_a μ_0) sin (α) Main order in this example Can be completely canceled under the simplified assumptions when choosing F_a = (F_0 μ_a) / μ_0! Herein is the effect of the invention justified!
  • 2nd order: (F_a μ_a) / 2cos (2α) The modulation creates a new order with twice the modulation frequency. However, the amplitude of this order is comparatively low and, in addition, higher orders are better damped by the drivetrain than low, so that the positive effect of reducing the main order outweighs. This derivation is a much simplified model. Due to the different conditions in reality, although this method virtually no complete extinction of the main engine order possible, but a significant reduction, as in the 7 you can see.

Dabei wird die Die Funktion des Kupplungsschlupfes mit aktiver Modulation, also Kupplungsschlupf Mode 2, durch folgende Parameter bestimmt.The function of the clutch slip with active modulation, ie clutch slip mode 2, is determined by the following parameters.

Zum einen ist die die Schwingungsform. Der optimale Verlauf des übertragbaren Kupplungsmoments über der Zeit hängt vom Verlauf der Drehungleichförmigkeit der Hauptordnung am Kupplungseingang ab. Im vorangegangenen Beispiel war die angenommene Anregung rein sinusförmig und der optimale Verlauf der modulierten Kupplungskraft ebenfalls. In einem realen Antriebsstrang hat die bereits vorentkoppelte Hauptordnung des Wechselmoments am Kupplungseingang einen zumindest näherungsweise sinusförmigen Verlauf, so dass auch hier die Modulation des Kupplungsmoments über eine Sinusfunktion beschrieben werden kann, um gute Ergebnisse zu erreichen, zu sehen in der 11. Es können jedoch auch andere harmonische sowie nichtharmonische Funktionen zugrunde gelegt werden, wie beispielsweise ein trapezförmiger Verlauf, zu sehen in der 12. Ebenso kann die Schwingungsform darauf optimiert werden, mehrere Motorordnungen zu reduzieren. In einem einfachen Fall ist dies dadurch möglich, dass die Modulation durch eine Überlagerung zweier Sinusschwingungen beschrieben wird, wobei die eine Sinusschwingung beispielsweise die Zündfrequenz und die andere die doppelte Zündfrequenz aufweist.For one, this is the waveform. The optimal course of the transmissible clutch torque over time depends on the course of the rotational nonuniformity of the main order at the clutch input. In the previous example, the assumed excitation was purely sinusoidal and the optimum course of the modulated coupling force was also. In a real drive train, the already decoupled main order of the alternating torque at the clutch input has an at least approximately sinusoidal course, so that here the modulation of the clutch torque can be described via a sine function to achieve good results, see in the 11 , However, other harmonic as well as nonharmonic functions may be taken as basis, such as a trapezoidal course, seen in the 12 , Likewise, the waveform can be optimized to reduce multiple engine orders. In a simple case, this is possible because the modulation is due to an overlay two sine waves is described, wherein the one sine wave, for example, the ignition frequency and the other has twice the ignition frequency.

Die Aufteilung der Betätigungskraft der Kupplung in eine über den Schlupfregler vorgegebene, im stationären Betriebspunkt konstante Kraft F0, und eine dynamische Kraft Fa zur Modulation des übertragbaren Moments, ist jedoch vornehmlich ein Gedankenmodell zur Beschreibung des Wirkprinzips der Erfindung. Es ist Sache der konstruktiven Umsetzung, ob tatsächlich zwei Kräfte überlagert werden, z. B. im Sinne von zwei separaten Aktoren, ob die Kraft, welche ein einzelner Aktor auf die Kupplung aufbringt, entsprechend variiert wird, oder ob Mischformen eingesetzt werden.However, the distribution of the actuation force of the clutch into a predetermined by the slip control, constant in the steady-state operating force F0, and a dynamic force Fa for the modulation of the transmissible torque, but is primarily a thought model to describe the principle of effect of the invention. It is a matter of constructive implementation, whether actually two forces are superimposed, z. Example, in the sense of two separate actuators, whether the force which a single actuator applies to the clutch, is varied according to whether mixed forms are used.

Entscheidend für das Verfahren ist lediglich, dass das übertragbare Moment der Kupplung in einer geeigneten Form und mit geeigneten Parametern dynamisch verändert wird. Für eine Abstimmung auf die Haupt-Motorordnung muss die Modulationsfrequenz der Zündfrequenz des Verbrennungsmotors entsprechen. Somit steigt sie in Abhängigkeit zur Motordrehzahl an. Für einen 3-Zylinder 4-Takt-Motor ergibt sich beispielsweise für den Drehzahlbereich von 1000 bis 2000 rpm eine notwendige Modulationsfrequenz von 25 bis 50 Hz. Bei Motoren mit Zylinderabschaltung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Regelung der Schlupfbetätigung eine Umschaltung zwischen den Ordnungen des Voll- und Abschaltbetriebs ermöglicht. Ebenso ist eine Auslegung auf höhere Ordnungen, bzw. eine kombinierte Auslegung auf mehrere Ordnungen möglich.Crucial for the process is only that the transmittable torque of the clutch is dynamically changed in a suitable form and with suitable parameters. For a vote on the main engine order, the modulation frequency must correspond to the ignition frequency of the internal combustion engine. Thus, it increases depending on the engine speed. For a 3-cylinder 4-stroke engine results, for example, for the speed range from 1000 to 2000 rpm a necessary modulation frequency of 25 to 50 Hz. In engines with cylinder deactivation, it is particularly advantageous if the control of the slip operation switching between the orders of Full and shutdown operation allows. Likewise, an interpretation to higher orders, or a combined interpretation of several orders is possible.

Die optimale Phasenlage der Modulation beträgt 180° in Bezug auf die Schwingung der Eingangsdrehzahl der Schlupfanordnung, wie auch schon in der theoretische Herleitung der Funktion vorangehend beschrieben. Besonders vorteilhaft sind Phasenverschiebungen im Bereich 180° ± 45°. Bei zu geringer Phasenverschiebung kommt es zur einer Vergrößerung der Drehungleichförmigkeit, welche bei Phasengleichheit maximal wird.The optimum phase angle of the modulation is 180 ° with respect to the oscillation of the input rotational speed of the slip arrangement, as already described above in the theoretical derivation of the function. Phase shifts in the range of 180 ° ± 45 ° are particularly advantageous. If the phase shift is too small, the rotational nonuniformity increases, which becomes maximum when the phase is equal.

Die 14 zeigt verschiedene Größen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gemäß der 4, für drei verschiedene Fälle:

  • 1. Spalte: Schlupf Mode 1
  • 2. Spalte: Schlupf Mode 2 – Phasenlage in einem günstigen Bereich
  • 3. Spalte: Schlupf Mode 2 – Phasenlage in einem ungünstigen Bereich
The 14 shows different sizes in the drive train of a motor vehicle according to the 4 , for three different cases:
  • 1st column: Slip Mode 1
  • 2nd column: Slip mode 2 - phase position in a favorable range
  • 3rd column: Slip mode 2 - phase position in an unfavorable range

In der obersten Zeile ist jeweils die Drehzahl am Eingangsbereich 31 der Schlupfk-Kupplung 30 dargestellt. Aufgrund der Drehungleichförmigkeit des Verbrennungsmotors schwankt die Drehzahl trotz Vorentkopplung durch beispielsweise ein ZMS und einen drehzahladaptiven Tilger 6, zu der Anordnung vergleiche die Ausführungen in den 5 und 6, um eine mittlere Drehzahl, hier ~ 1205 U/min. Der Anschaulichkeit halber ist neben dem Rohsignal auch die Schwingung der Drehzahl in Motor-Zündordnung eingezeichnet. Diese kann mittels schneller Fourier-Transformation aus dem Zeitverlauf der Gesamtschwingung ermittelt werden.In the top line is the speed at the input area 31 the slip coupling 30 shown. Due to the rotational nonuniformity of the internal combustion engine, the speed varies despite pre-decoupling by, for example, a DMF and a speed-adaptive absorber 6 , to the arrangement compare the comments in the 5 and 6 to a medium speed, here ~ 1205rpm. For the sake of clarity, in addition to the raw signal, the oscillation of the rotational speed in engine ignition order is also shown. This can be determined by means of fast Fourier transformation from the time course of the overall oscillation.

In der zweiten Zeile sind die Schlupfdrehzahl ns zwischen Eingangsseite 31 und Ausgangsseite 32 der Schlupfkupplung 30, sowie das aktive Moment Ma dargestellt. Das aktive Moment Ma ist direkt proportional zur oben aufgeführten aktiven Kraftkomponente Fa und berechnet sich zu: M_a = F_a·r·μIn the second line, the slip speeds ns are between the input side 31 and home page 32 the slip clutch 30 , as well as the active moment Ma shown. The active moment Ma is directly proportional to the above-mentioned active force component Fa and is calculated as: M_a = F_a · r · μ

Beim aktiven Schlupf Mode 1 in der ersten Spalte ist die Kraft Fa und somit auch das Moment Ma gleich null. Der sich einstellende Verlauf des Schlupfes ist somit das Resultat der vom Schlupfregler eingestellten Betätigungskraft F0, um einen mittleren Schlupf (hier 5 1/min) zu erhalten, dem Verlauf der Anregung, d. h. der Drehzahl- bzw. Drehmomentschwankung an der Kupplung und dem Verlauf des Reibkoeffizienten der Kupplung über der Schlupfdrehzahl.With active slip Mode 1 in the first column, the force Fa and thus also the moment Ma is equal to zero. The self-adjusting course of the slip is thus the result of the operating force F0 set by the slip control in order to obtain a mean slip (here 5 1 / min), the course of the excitation, ie. H. the speed or torque fluctuation on the clutch and the course of the friction coefficient of the clutch over the slip speed.

Beim aktiven Schlupf Mode 2 in der zweiten und dritten Spalte ist ein sinusförmiger Verlauf der Kraftkomponente Fa bzw. des aktiven Moments Ma mit einer bestimmten Amplitude und mit der Zündfrequenz des Verbrennungsmotors vorgegeben.In the active slip mode 2 in the second and third column, a sinusoidal profile of the force component Fa or of the active torque Ma is predetermined with a specific amplitude and with the ignition frequency of the internal combustion engine.

In der zweiten Spalte beträgt die Phasenlage des Verlaufs des aktiven Moments Ma gegenüber dem Verlauf der Drehzahl vor der Kupplung in Zündordnung im Diagramm darüber ca. 180°. Anders ausgedrückt: In den Zeitbereichen, in denen die Drehzahlschwankung in Zündordnung Minima aufweist, hat das aktive Moment Ma Maxima und umgekehrt. Dies stellt eine optimierte Abstimmung des aktiven Schlupfes Mode 2 dar.In the second column, the phase angle of the course of the active torque Ma compared to the course of the rotational speed before the clutch in ignition order in the diagram about 180 °. In other words, in the time ranges in which the speed fluctuation in ignition order has minima, the active moment Ma has maxima and vice versa. This represents an optimized tuning of the active slip mode 2.

In der dritten Spalte ist ein ungünstiger Fall dargestellt, in dem das aktive Moment in etwa phasengleich zur Drehzahl am Eingangsbereich der Kupplung verläuft.The third column shows an unfavorable case in which the active torque is approximately in phase with the speed at the input area of the clutch.

Die Diagramme in der dritten Zeile zeigen das von der Kupplung übertragene Drehmoment, wiederum als ursprüngliches Rohsignal und als dessen Anteil in Motor-Zündordnung. Zu erkennen ist, dass mit dem aktiven Schlupf Mode 2 mit optimierter Phasenlage, siehe Spalte 2, die Ungleichförmigkeit des Moments in Motor-Hauptordnung fast vollständig geglättet wird. Mit der ungünstigen Phasenlage, siehe Spalte 3, wird die Amplitude der Momenten-Ungleichförmigkeit gegenüber dem aktiven Schlupf Mode 1, siehe Spalte 1, sogar noch erhöht. The graphs in the third row show the torque transmitted by the clutch, again as the original raw signal and as its component in engine firing order. It can be seen that with the active slip Mode 2 with optimized phase position, see column 2, the nonuniformity of the moment in the engine main order is almost completely smoothed. With the unfavorable phase position, see column 3, the amplitude of the torque nonuniformity compared to the active slip mode 1, see column 1, even increased.

Die Phasenlage der Modulation muss nicht exakt 180° in Bezug auf die Drehzahl am Eingang der Schlupfvorrichtung betragen um eine positive Wirkung zu erzielen. Um eine Verbesserung gegenüber dem aktiven Schlupf Mode 1 zu erreichen, ist es jedoch vorteilhaft, wenn die Phasenverschiebung im Bereich 180° ± 45° liegt.The phase of the modulation need not be exactly 180 ° with respect to the speed at the input of the slip device to achieve a positive effect. In order to achieve an improvement over the active slip mode 1, however, it is advantageous if the phase shift is in the range 180 ° ± 45 °.

Die 15 zeigt den Verlauf der Drehzahl im Eingangsbereich 31 der Schlupfanordnung 30, wie auch in der 14, mittlere Spalte, obere Zeile dargestellt, für einen statischen Betriebspunkt.The 15 shows the course of the speed in the entrance area 31 the slip arrangement 30 as well as in the 14 , middle column, top line shown, for a static operating point.

Die Eingangsdrehzahl (ne) besitzt einen Mittelwert (nem), hier 1205 1/mm, um welchen ein Wechselanteil (new), hier nicht eigens dargestellt, da deckungsgleich mit dem Verlauf von ne, schwingt. Der Verlauf des Wechselanteils hängt im Wesentlichen ab von der Beschaffenheit des Verbrennungsmotors 50, insbesondere der Anzahl an Zylindern, und der Vorentkopplung. Der Wechselanteil kann mittels schneller Fourier-Transformation (FFT) näherungsweise als Überlagerung sinusförmiger Schwingungen (newp_i) beschrieben werden. Die niedrigste Frequenz einer solchen periodischen Teilschwingung des Wechselanteils ist die Zündfrequenz des Motors. Die Frequenzen weiterer Harmonischer Schwingungen stehen in einem ganzzahligen Verhältnis zur Zündordnung. In einem realen Antriebsstrang können auch Schwingungsanteile mit nicht ganzzahligem Bezug zur Zündfrequenz auftreten, diese seien hier jedoch vernachlässigt. In der 15 sind beispielhaft die periodischen Wechselanteile in Motor-Hauptordnung (newp_1) und in doppelter Motor-Hauptordnung (newp_2) dargestellt. Die Amplituden der Wechselanteile schwanken zwischen einem Minimum (newp_i_Min) und einem Maximum (newp_i_Max). Der Verlauf eines solchen Wechselanteils ist eine Bezugsgröße für die Phasenverschiebung β der Modulation der Aktivierung der Schlupfanordnung um eine Reduzierung der Drehungleichförmigkeit in der entsprechenden Motorordnung zu erreichen.The input speed (ne) has an average value (nem), here 1205 1 / mm, around which an alternating component (new), not specifically shown here, since congruent with the course of ne, oscillates. The course of the alternating component depends essentially on the nature of the internal combustion engine 50 , in particular the number of cylinders, and the pre-decoupling. The alternating component can be described by means of fast Fourier transformation (FFT) approximately as a superposition of sinusoidal oscillations (newp_i). The lowest frequency of such a periodic partial oscillation of the alternating component is the ignition frequency of the engine. The frequencies of other harmonic oscillations are in an integer ratio to the firing order. In a real drive train and vibration components with non-integer reference to the ignition frequency can occur, but these are neglected here. In the 15 For example, the periodic alternating components in the engine main order (newp_1) and in the double engine main order (newp_2) are shown. The amplitudes of the alternating components fluctuate between a minimum (newp_i_Min) and a maximum (newp_i_Max). The course of such an alternating component is a reference variable for the phase shift β of the modulation of the activation of the slip arrangement in order to achieve a reduction of the rotational nonuniformity in the corresponding engine order.

Es existiert eine optimale Amplitude des aktiven Moments Ma, welche vorwiegend vom mittleren Motormoment 0. Ordnung und der mittleren Schlupfdrehzahl abhängt. Zwischen der optimalen Amplitude und dem mittleren Moment bei verschiedenen Lastzuständen besteht ein annähernd linearer Zusammenhang.There is an optimum amplitude of the active torque Ma, which depends mainly on the average engine torque 0th order and the average slip speed. There is an approximately linear relationship between the optimal amplitude and the mean moment at different load conditions.

Besonders geeignet sind Amplituden der Modulation des von der Schlupfanordnung übertragbaren Moments zwischen 5 und 15% des mittleren Motormoments.Particularly suitable are amplitudes of the modulation of the torque transferable by the slip arrangement between 5 and 15% of the average engine torque.

Der effektiv wirkende Reibwert, insbesondere einer nasslaufenden Reibkupplung, wie sie üblicherweise in Kraftfahrzeug-Antriebssträngen eingesetzt wird, hängt von der momentanen Differenzdrehzahl zwischen An- und Abtrieb der Kupplung ab. Üblicherweise wird der Verlauf maßgeblich durch Additive im Öl, Material und Geometrie der Beläge so angepasst, dass sich eine degressive Steigung über der Schlupfdrehzahl ergibt. Ein üblicher Reibwertverlauf ist in der 16 dargestellt.The effective friction coefficient, in particular a wet-running friction clutch, as is commonly used in motor vehicle drive trains, depends on the instantaneous differential rotational speed between the input and output of the clutch. Usually, the course is significantly adjusted by additives in the oil, material and geometry of the pads so that there is a degressive slope above the slip speed. A usual Reibwertverlauf is in the 16 shown.

Für die hier vorgeschlagene Schlupfkupplung ist es besonders vorteilhaft, wenn der Reibwert in einem Bereich zwischen 0,05 und 0,15 liegt und bis zu einer möglichst hohen Schlupfdrehzahl steil ansteigt. Besonders günstig sind Steigungen des Reibwerts über der Drehzahl zwischen 0,001/rpm und 0,005/rpm in einem Schlupfbereich bis 30 rpm. Die mittlere Schlupfdrehzahl wird von einem Schlupfregler eingeregelt.For the slip clutch proposed here, it is particularly advantageous if the coefficient of friction lies in a range between 0.05 and 0.15 and rises sharply up to a very high slip speed. Slopes of the coefficient of friction over the rotational speed between 0.001 / rpm and 0.005 / rpm in a slip range up to 30 rpm are particularly favorable. The average slip rotational speed is regulated by a slip regulator.

Da Schlupf generell Reibungsverluste verursacht, welche in Form von Wärmeenergie abgeführt werden müssen, ist eine möglichst geringe mittlere Schlupfdrehzahl anzustreben. Günstig sind für den aktiv modulierten Schlupf mittlere Schlupfdrehzahlen kleiner gleich 30 rpm, besonders günstig kleiner gleich 10 rpm.Since slippage generally causes friction losses, which must be dissipated in the form of heat energy, the lowest possible average slip speed should be aimed for. Favorable for the actively modulated slip average slip speeds are less than or equal to 30 rpm, more preferably less than or equal to 10 rpm.

Der aktive Schlupf Mode 2 bringt vor allem im niedrigen und bis in den mittleren Drehzahlbereich eine deutliche Verbesserung der Entkopplung, verglichen mit dem bekannten Schlupf Mode 1. Dieser hat den Vorteil, des geringeren Aufwands bei der Regelung und bei der Betätigung der Schlupfkupplung. Insbesondere bei hoher Drehzahl und abhängig vom Schwingungsverhalten des Antriebsstrangs, kann in bestimmten Betriebszuständen für die DU-Entkopplung auch kein Schlupf notwendig sein.The active slip Mode 2 brings a significant improvement in decoupling, especially in the low and medium speed range, compared with the known slip Mode 1. This has the advantage of lower cost in the control and in the operation of the slip clutch. In particular, at high speed and depending on the vibration behavior of the drive train, no slip may be necessary in certain operating conditions for the DU decoupling.

Es ist somit sinnvoll, eine bedarfsorientierte Betriebsstrategie zu implementieren. Diese kann sich an folgendem Schema orientieren: Niedrige Drehzahl Mittlere Drehzahl Hohe Drehzahl Hohe Last Schlupf Mode 2 Schlupf Mode 2 Schlupf Mode 1 Mittlere Last Schlupf Mode 2 Schlupf Mode 1 kein Schlupf Niedrige Last Schlupf Mode 1 kein Schlupf kein Schlupf It therefore makes sense to implement a demand-oriented operating strategy. This can be based on the following scheme: Low speed Average speed High speed High load Slip Fashion 2 Slip Fashion 2 Slip Mode 1 Medium load Slip Fashion 2 Slip Mode 1 no slippage Low load Slip Mode 1 no slippage no slippage

Besondere Betriebszustände, wie gangabhängig auftretende Schwingungsknoten, Anfahren oder Resonanzen, sind dabei ebenfalls zu berücksichtigen.Special operating conditions, such as vibration dependent nodes, starting or resonances, are also to be considered.

Die 17 geht davon aus, dass ein vor einer Schlupfanordnung 30 angeordneter Dämpfer 10 einer DUE-Einrichtung, z. B. bei gegebenenfalls mehreren hintereinandergeschalteten Dämpfern vorteilhafterweise der letzte vor der Reibkupplung 30, in der bekannten Weise einen Verdrehwinkel durchfährt, der dem übertragenen Drehmoment und überlagert zusätzlich den hier noch verbleibenden Rest-Drehungleichförmigkeiten entspricht.The 17 assumes that one before a slip arrangement 30 arranged damper 10 a DUE facility, e.g. B. if necessary, several cascaded dampers advantageously the last before the friction clutch 30 , in the known manner passes through a twist angle, which corresponds to the transmitted torque and superimposed in addition to the remaining here remaining rotational irregularities.

Überträgt man den Verdrehwinkel mittels einer geeigneten Einrichtung, beispielsweise hier einer Kugelrampe 70 auf einen Kolben 72 eines axial wirkenden Hydraulikzylinders 78, alternativ ist beispielsweise auch das Prinzip einer Axialkolbenpumpe oder ein Rotationszylinder vorstellbar, so kann das verdrehwinkelabhängig gewonnene bzw. bei umgekehrter Wirkrichtung verlorene Volumen bzw. die hier entstehende Druckpulsation in die An-steuerung bzw. Druckbeaufschlagung der Kupplung 30 einbezogen werden.If one transmits the twist angle by means of a suitable device, for example a ball ramp here 70 on a piston 72 an axially acting hydraulic cylinder 78 Alternatively, for example, the principle of an axial piston pump or a rotary cylinder is conceivable, so can the verdrehwinkelabhängig won or lost in reverse direction effective volume or the resulting pressure pulsation in the on-control or pressurization of the clutch 30 be included.

Die Volumen- und Druckänderungen in diesem System können hochfrequent über eine kurze Strecke in den Arbeitsraum 39 geleitet werden und dort in der Weise auf das Kupplungsmoment wirken, dass Momentenspitzen in der Welle vor der Kupplung 30 unter Berücksichtigung der Randbedingungen der Kupplung 30 (Reibwertverlauf, mittlerer Reibradius, Kolbenfläche etc.) zur geringfügigen Erhöhung des Kupplungsschlupfes führen und damit zur Vergleichmäßigung der Drehmomentübertragung auf die Welle hinter der Kupplung 30 genutzt werden können.The volume and pressure changes in this system can be high-frequency over a short distance in the workspace 39 be guided and act there in the manner of the clutch torque that torque peaks in the shaft before the clutch 30 taking into account the boundary conditions of the coupling 30 (Reibwertverlauf, mean friction radius, piston surface, etc.) lead to a slight increase in the clutch slip and thus to even out the torque transmission to the shaft behind the clutch 30 can be used.

Spontane Änderungen des durch den Fahrerfuß über das Gaspedal angeforderten Fahrmomentes, die auch zur Winkelveränderung des o. a. letzten Dämpfers führen, werden dabei bereits bei Erkennung des Fahrerwunsches vom System erfasst und über die Steuerung und die HPU durch Rücknahme bzw. Erhöhung des vorgegebenen Systemdruckes die durch die Fahrmomentänderung bewirkte Volumenverstellung des Stellzylinders berücksichtigt.Spontaneous changes in the requested by the driver's foot on the accelerator pedal torque, which is also the angle change of o. A. lead last damper, are already detected by the system upon detection of the driver's request and taken into account by the control and the HPU by withdrawing or increasing the predetermined system pressure caused by the Fahrmomentänderung volume adjustment of the actuating cylinder.

Dabei kann ein solches Wirksystem auf die komplette Reibkupplung 30 wirken oder alternativ auch nur einzelne Reibelemente der Kupplung 30 oder sogar einzelne zusätzliche gesondert vorgesehene Reiblamellen beaufschlagen. Der besondere Vorteil dieses autarken Systems, also Sensorik und Aktuatorik vereinenden Systems ist, dass das Ansteuerungssignal und die Energie direkt aus dem übertragenen Drehmoment gewonnen werden können, also zusätzliche Sensierungen, Signalverarbeitungen und Energiezuführungen somit nicht erforderlich sind.In this case, such an effective system on the complete friction clutch 30 act or alternatively only individual friction elements of the clutch 30 or even apply individual additional separately provided friction plates. The particular advantage of this self-sufficient system, so sensor system and actuator combining system is that the drive signal and the energy can be obtained directly from the transmitted torque, so additional sensations, signal processing and energy supplies are not required.

Die Berücksichtigung variabler und auch spontan wechselnder Drehmomentanforderungen durch den Fahrer können in den ohnehin vorhandenen Systemelementen mit erfasst und in den Steuerroutinen berücksichtigt werden. In dieser Skizze ist dargestellt, dass beim Auftreten einer Momentenspitze der Steuerzylinder kurzfristig sein Volumen vergrößert, so gegenphasig wirkend den Stützdruck absenkt und damit den Kupplungsdruck im Betätigungszylinder der Kupplung etwas reduziert. Die Folge ist eine der Größenordnung der aufgetretenen Druckspitze proportionale Steigerung des Kupplungsschlupfes und damit die Isolation der vor der Kupplung aufgetretenen Momentenspitze vom Antriebsstrang hinter der Kupplung.The consideration of variable and also spontaneously changing torque requirements by the driver can be detected in the already existing system elements and taken into account in the control routines. In this sketch it is shown that when a torque peak occurs, the control cylinder briefly increases its volume, thus lowering the support pressure in antiphase action and thus somewhat reducing the clutch pressure in the actuating cylinder of the clutch. The consequence is an increase in clutch slip proportional to the magnitude of the pressure peak which has occurred, and thus the isolation of the torque peak occurring before the clutch from the drive train behind the clutch.

Unterstützend wichtig dabei ist, dass das vom Steuerzylinder infolge der Momentenspitze geschluckte Volumen nicht sofort aus der HPU nachgespeist werden kann. Dafür ist die Strecke vom Steuerzylinder 78 zur Kupplung 30 kurz und wenig drosselnd, also hochfrequent (z. B.: ... 100 Hz-tauglich) auszulegen, während die Nachförderleitung von der HPU zur Kupplung eher niederfrequent (Tiefpass) ausgelegt sein sollte (z. B. < 2 ... 5 Hz).It is of crucial importance that the volume swallowed by the control cylinder as a result of the torque peak can not be refilled immediately from the HPU. That's the distance from the steering cylinder 78 to the clutch 30 short and little throttling, ie high-frequency (eg: ... 100 Hz suitable), while the Nachfüörderleitung of the HPU for coupling rather low frequency (low-pass) should be designed (eg <2 ... 5 Hz).

Je nachdem, ob der komplette Verdrehwinkel linear oder z. B. höhere Drehmomente in besonderer Weise in die Kupplungsdruckmodulation einbezogen werden sollen, können die Kugelrampen gleichmäßig oder auch z. B. exponentiell steigend ausgeführt werden.Depending on whether the complete twist angle linear or z. B. higher torques are to be included in a special way in the clutch pressure modulation, the ball ramps evenly or z. B. be executed exponentially rising.

Die 18 zeigt eine Drehmomentübertragungsanordnung 1 für ein automatisiertes Hybridgetriebe 2. Dabei ist ein Grundaufbau wie folgt in einer Reihenfolge eines Drehmomentweges M, der ein mittleres Drehmoment Mm mit überlagerten Wechselmomenten Mw von einem Eingangsbereich 25, der beispielsweise von einem Verbrennungsmotor gebildet werden kann zu einem Ausgangsbereich 35, der beispielsweise von einer Ausgangswelle eines Getriebes gebildet werden kann. Die Drehmomentübertragungsanordnung 1 gliedert sich in drei Raumbereiche auf. Ein erster Raumbereich 17, der auch als ein Trockenraum 24 bezeichnet werden kann, ein nachfolgender zweiter Raumbereich 19, der auch als ein Feuchtraum 26 bezeichnet werden kann und ein nachfolgender dritter Raumbereich 28, der auch als ein Nassraum 29 bezeichnet werden kann. Ein erster Torsionsdämpfer 10 befindet sich in dem ersten Raumbereich 17 und ist als ein Zweimassenschwungrad ausgeführt. Dieser kann mit einer Fettfüllung betrieben werden und wird vorzugsweise in dem Trockenraum 24, in dem kein viskoses Medium enthalten ist, platziert. Nach dem Zweimassenschwungrad 10 ist ein drehzahladaptiver Tilger 6 im zweiten Raumbereich 19 angeordnet. Dieser befindet sich im ölnebelhaltigen Arbeitsraum 26. The 18 shows a torque transmission arrangement 1 for an automated hybrid transmission 2 , Here, a basic structure is as follows in an order of a torque path M, the average torque Mm superimposed with alternating moments Mw of an input range 25 , which can be formed by an internal combustion engine, for example, to an output area 35 , which can be formed for example by an output shaft of a transmission. The torque transmission arrangement 1 is divided into three areas. A first room area 17 which also acts as a drying room 24 can be designated, a subsequent second space area 19 that also acts as a wet room 26 can be designated and a subsequent third room area 28 that also acts as a wet room 29 can be designated. A first torsion damper 10 is located in the first room area 17 and is designed as a dual mass flywheel. This can be operated with a grease filling and is preferably in the drying room 24 in which no viscous medium is contained, placed. After the dual mass flywheel 10 is a speed-adaptive absorber 6 in the second room area 19 arranged. This is located in the oil mist-containing working space 26 ,

Vorteilhaft bei dieser Variante sind eine effiziente und kostengünstige Bauraumausnutzung, sowie eine daraus resultierende hohe Güte der Entkopplung von Drehungleichförmigkeiten, die von dem Antriebsaggregat, beispielsweise die Verbrennungsmaschine eingeleitet werden. Nachfolgend ist eine Schlupfanordnung 30 in Form einer Lamellenkupplung angeordnet, wobei ein Innenlamellenträger 27 drehfest mit der Tilgereinheit 6 verbunden ist. Ein Außenlamellenträger 82 der Schlupfanordnung 30 ist drehfest mit dem Ausgangsbereich 35 verbunden. Weiter ist mit dem Außenlamellenträger 28 ein Rotor 42 eines elektrischen Antriebsaggregates 91, das hier als Hybridmotor verwendet wird, verbunden. Ein Ausrückkolben 38 der Schlupfanordnung 30 wird von einer hydraulischen Arbeitskammer, hier nicht dargestellt, druckbeaufschlagt. Eine Kugelgewindespindeleinheit 90, die zwischen einem Eingangselement 71 und einem Ausgangselement 72 des Federsatzes 10 wirkverbunden ist, überträgt eine relative Verdrehung des Eingangselements 71 zu dem Ausgangselement 72 als eine axiale Verschiebung des Kolbens. Die Kugelgewindespindel 90 kann je nach Ausführung auch verschiedene Steigungen mit ihren Übergängen zur Übersetzung des Verdrehwinkels zwischen Primärseite im Torsionsdämpfer und dessen Sekundärseite oder gleich drehenden Teilen in eine Axialbewegung umsetzen. Die Anbindung hier beispielsweise über eine Blattfeder an die Kurbelwelle, die im kleinen Schwingbereich reibungsarm arbeitet, den große Schwingwinkel der über das ganze Momentenbereich und etwas darüber hinaus läuft in einer Profliverzahnung verschiebt. So bewegt sich der innere Verschiebekolben je nach Auswahl der Drehrichtung z. B. beim Einfedern des Dämpfers in Richtung Motor, was zu einem Druckabfall im Kolbenraum und somit einem Momentenabfall führt. So kann die Druckspitze zur Modulation des Kupplungsschlupfes genutzt werden. Bei größeren Fahrmomentänderungen, je nach fahrerwunsch, müsste wie bereits oben beschrieben das Steuergerät und die Hydraulikeinheit entsprechend ausgleichen.An advantage of this variant is an efficient and cost-effective space utilization, as well as a resulting high quality of the decoupling of rotational irregularities, which are initiated by the drive unit, such as the internal combustion engine. The following is a slip arrangement 30 arranged in the form of a multi-plate clutch, wherein an inner disc carrier 27 rotatably with the Tilgereinheit 6 connected is. An outer disc carrier 82 the slip arrangement 30 is non-rotatable with the exit area 35 connected. Next is with the outer disk carrier 28 a rotor 42 an electric drive unit 91 , which is used here as a hybrid engine connected. A release piston 38 the slip arrangement 30 is pressurized by a hydraulic working chamber, not shown here. A ball screw unit 90 between an input element 71 and an output element 72 of the spring set 10 is operatively connected, transmits a relative rotation of the input element 71 to the starting element 72 as an axial displacement of the piston. The ball screw 90 can implement depending on the design and different gradients with their transitions to translate the angle of rotation between the primary side in the torsion damper and the secondary side or the same rotating parts in an axial movement. The connection here, for example, via a leaf spring to the crankshaft, which operates in a low-friction area friction, the large swing angle over the entire torque range and slightly beyond shifts in a Profliverzahnung. Thus, the inner displacement piston moves depending on the selection of the direction of rotation z. B. during compression of the damper in the direction of the engine, resulting in a pressure drop in the piston chamber and thus a torque drop. So the pressure peak can be used to modulate the clutch slip. For larger changes in driving torque, depending on the driver's request, as described above, the control unit and the hydraulic unit would have to compensate accordingly.

Je nach gewünschter Phasenverschiebung z. B. durch Einflüsse der Übertragungsstrecke könnte man die Schwingamplitude z. B. um 180° versetzen, indem man die Über-setzung oder Bewegungsrichtung durch die Steigungswahl am Kolben modifiziertDepending on the desired phase shift z. B. by influences of the transmission path could be the oscillation amplitude z. B. by 180 °, by modifying the translation or movement direction by the pitch selection on the piston

Die 19 bis 25 zeigen weitere Ausführungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens.The 19 to 25 show further embodiments of the method according to the invention.

Sofern die axialen KW-Pulsationen mit der Drehmomentschwingung übereinstimmen könnte man die Initziierung für die Schlupfpulsation hier direkt axial abnehmen. Die Feder dient dazu den Kolben immer an die KW anzulegen und so keinen zusätzlichen Leerhub im der Betätigungsstrecke zu haben. Dies könnte man aber auch durch einen leicht erhöhten Vorlastdruck darstellen.If the axial KW pulsations coincide with the torque oscillation, then the inactivation for the slip pulsation could decrease directly axially here. The spring is used to always apply the piston to the KW and so have no additional idle stroke in the operating path. This could also be represented by a slightly higher preload pressure.

Die hier über die Druckmodulation momentenmodulierten Schlupfkupplungen 30, dies gilt Figurenübergreifend, können beispielsweise eine Trennkupplungen in Hybridsystemen, die im Momentenfluss beispielsweise hinter einem DUE-System und auch beispielsweise radial innerhalb des elektrischen Aggregates angeordnet sein können, oder auch anfahrtaugliche Kupplungen, vergleichbar angeordnet, beispielsweise auch in der Bauart einer hydrodynamisch gekühlten Kupplung (HCC) oder einer Doppelkupplung oder einer Triplekupplung, die die Funktionen von Doppelkupplung und K0 vereint, oder eine oder je nach dem Drehmomentfluss im Getriebe in der verschiedenen Gängen bedarfsweise mehrere getriebeinterne Kupplungen oder Bremse, die aktiv schlupfend betrieben werden. Dabei kann eine der genutzten Kupplungen oder Bremsen ein integriertes Anfahrelement sein. Bei mehreren getriebeinternen Kupplungen oder Bremsen ist der je nach Art der Aktuatorik eventuell ein erhöhter baulicher Aufwand zu berücksichtigen.The torque modulated by the pressure modulation slip couplings 30 , This applies across figures, for example, a disconnect couplings in hybrid systems, which can be arranged in the moment flow, for example, behind a DUE system and also, for example, radially within the electrical unit, or also drive-compatible clutches arranged comparable, for example, in the design of a hydrodynamically cooled clutch (HCC) or a dual clutch or a triple clutch, which combines the functions of dual clutch and K0, or one or, depending on the torque flow in the transmission in the various gears, if necessary, several internal transmission clutches or brake, which are operated actively slipping. One of the clutches or brakes used can be an integrated starting element. In the case of several internal clutches or brakes, depending on the type of actuator, there may be an increased constructional effort to be considered.

Weiter denkbar ist ein Kugelrampenmechanismus, der sich nicht hydraulisch, sondern mechanisch gegen den Kolben abstützt und so die Drehmomentungleichförmigkeit in hochfrequente Rückstellkräfte, gegen die eigentliche Kolbenkraft wirkend, umwandelt. Der durch das Basismoment bewirkte variable Rückstellweg wird durch eine zwischen Kugelrampenmechanismus und Kolben angeordnete Feder aufgenommen. Die durch die Federvorspannung bedingte auf den Kolben wirkende erhöhte Rückstellkraft kann durch erhöhten Steuerdruck im Kolbenraum ausgeglichen werden.Another conceivable is a ball ramp mechanism, which is not hydraulically but mechanically supported against the piston and thus the torque irregularity in high-frequency restoring forces, acting against the actual piston force converts. The variable caused by the base moment Reset path is taken up by a spring arranged between ball ramp mechanism and piston. The conditional by the spring bias acting on the piston increased restoring force can be compensated by increased control pressure in the piston chamber.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
DrehmomentübertragungsanordnungTorque transmitting assembly
22
Primärmasseprimary mass
33
Zwischenmasseintermediate mass
44
Sekundärmassesecondary mass
66
Tilgereinheit/drehzahladaptiver Tilgereinheit/variabler drehzahlfester Tilgereinheit/TilgerTilgereinheit / speed-adaptive Tilgereinheit / variable speed-proof Tilgereinheit / Tilger
77
GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
1010
1. Federsatz/Torsionsdämpfer/Zweimassenschwungrad1. Spring set / torsion damper / dual mass flywheel
1515
DrehschwingungsdämpfungseinheitTorsional vibration damping unit
1717
erster Raumbereichfirst room area
1919
zweiter Raumbereichsecond room area
2020
2. Federsatz Torsionsdämpfer/Zweimassenschwungrad2. Spring set torsion damper / dual mass flywheel
2121
aktiver Pulsatoractive pulsator
2424
Trockenraumdrying room
2626
Feuchtraumhumidor
2727
InnenlamellenträgerInner disk carrier
2828
dritter Raumbereichthird room area
2929
Nassraumwet room
3030
Schlupfanordnungslip arrangement
3131
Eingangsteil SchlupfanordnungEntrance part slip arrangement
3232
Ausgangsteil SchlupfanordnungOutput part slip arrangement
3333
Getriebeeinheitgear unit
3535
Ausgangsbereichoutput range
3636
Druckleitungpressure line
3838
Ausrückkolbenrelease piston
3939
Arbeitskammerworking chamber
4040
externe Aktivierungexternal activation
4545
externe Aktivierungexternal activation
4242
Rotorrotor
5050
hydraulisches Aggregathydraulic unit
5252
HochdruckspeicherHigh-pressure accumulator
5353
hydraulische Pumphydraulic pump
7070
KugelrampenmechanismusBall ramp mechanism
7171
EingangselemenentEingangselemenent
7272
Hubkolbenreciprocating
7373
Ausgangselementoutput element
7878
Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
8282
AußenlamellenträgerExternal disk carrier
8585
Blendecover
9090
KugelgewindespindelmechanismusBall screw mechanism
9191
elektrisches Antriebsaggregatelectric drive unit
MM
Drehmomentwegtorque path
Mmmm
mittleres Drehmomentaverage torque
Mwmw
überlagertes Wechselmomentsuperimposed alternating moment
nene
EingangsdrehzahlInput speed
nan / A
AusgangsdrehzahlOutput speed
nmnm
mittlere Drehzahlmedium speed
nsns
DrehzahlschlupfSpeed slip
newpnewp
überlagerter Wechselanteilsuperimposed alternating component
newpinewpi
periodische Schwingungenperiodic vibrations
newp_i_Minnewp_i_Min
Minimum einer periodischen SchwingungMinimum of a periodic vibration
newp_i_Maxnewp_i_Max
Maximum einer periodischen SchwingungMaximum of a periodic oscillation
AA
Drehachseaxis of rotation
BB
Drehachseaxis of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008009135 A1 [0002] DE 102008009135 A1 [0002]

Claims (17)

Verfahren zur Übertragung und zur Dämpfung eines mittleren Drehmomentes (Mm) mit einem überlagerten Wechselmoment (Mw), in einer Drehmomentübertragungsanordnung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen um eine Drehachse (A) drehbaren Eingangsbereich (25) und einen um eine Drehachse (B) drehbaren Ausgangsbereich (35), wobei das mittlere Drehmoment (Mm) mit dem überlagerten Wechselmoment (Mw) entlang eines Drehmomentweges (M) von dem Eingangsbereich (25) zu dem Ausgangsbereich (35) übertragen wird, wobei der Eingangsbereich (25) der Drehmomentübertragungsanordnung (1) mit einer Eingangsdrehzahl (ne) um die Drehachse (A) und der Ausgangsbereich (35) der Drehmomentübertragungsanordnung mit einer Ausgangsdrehzahl (na) um die Drehachse (B) rotiert, wobei sich zumindest die Eingangsdrehzahl (ne) aus einer mittleren Drehzahl (nem) und einem überlagerten Wechselanteil (newp) zusammensetzt, wobei der Wechselanteil (new) näherungsweise durch eine Überlagerung periodischer Drehzahlschwingungen (newp_i) beschrieben werden kann, deren Frequenzen (f) im Wesentlichen in einem ganzzahligen Verhältnis (i) zur Zündfrequenz (Zf) stehen, wobei jede dieser periodischen Schwingungen (newp_i) ein Minimum (newp_i_Min) und ein Maximum (newp_i_Max) aufweist, wobei eine Schlupfanordnung (30) im Drehmomentweg (M) zwischen dem Eingangsbereich (25) und dem Ausgangsbereich (35) zur Übertragung des mittleren Drehmomentes (Mm) mit dem überlagerten Wechselmoment (Mw) und zur Erzeugung eines Drehzahlschlupfes (ns) zwischen der Drehzahl ne und der Drehzahl na im Drehmomentweg (M) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlupfanordnung (30) im Bereich der Maxima (newp_i_Max) zumindest eines periodischen Schwingungsanteils (newp_i) des Wechselanteils (newp) ein Maximum einer externen Aktivierung (40) des Drehzahlschlupfes (ns) und im Bereich der Minima (newp_i_Min) zumindest eines periodischen Schwingungsanteils (newp_i) des Wechselanteils (new) ein Minimum einer externen Aktivierung (45) des Drehzahlschlupfes (ns) vorsieht.Method for transmitting and damping a mean torque (Mm) with a superimposed alternating moment (Mw), in a torque transmission arrangement ( 1 ) for a drive train of a motor vehicle, comprising an input area rotatable about an axis of rotation (A) ( 25 ) and an about an axis of rotation (B) rotatable output range ( 35 ), wherein the mean torque (Mm) with the superimposed alternating torque (Mw) along a torque path (M) from the input area (M) 25 ) to the exit area ( 35 ), the input area ( 25 ) of the torque transmission arrangement ( 1 ) with an input speed (ne) about the axis of rotation (A) and the output range ( 35 ) of the torque transmission arrangement with an output speed (na) about the rotation axis (B) rotates, wherein at least the input speed (ne) of a mean speed (nem) and a superimposed alternating component (newp) composed, wherein the alternating component (new) approximately by a Overlapping periodic speed oscillations (newp_i) can be described, the frequencies (f) are substantially in an integer ratio (i) to the ignition frequency (Zf), each of these periodic oscillations (newp_i) a minimum (newp_i_Min) and a maximum (newp_i_Max) having a slip arrangement ( 30 ) in the torque path (M) between the input region ( 25 ) and the exit area ( 35 ) for transmitting the average torque (Mm) with the superimposed alternating torque (Mw) and for generating a rotational speed slip (ns) between the rotational speed ne and the rotational speed na in the torque path (M), characterized in that the slip arrangement ( 30 ) in the region of the maxima (newp_i_Max) of at least one periodic oscillation component (newp_i) of the alternating component (newp) a maximum of an external activation ( 40 ) of the rotational speed slip (ns) and in the region of the minima (newp_i_Min) of at least one periodic oscillation component (newp_i) of the alternating component (new) a minimum of an external activation ( 45 ) of the rotational speed slip (ns). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Aktivierung (40; 45) der Schlupfanordnung (30) von einem Kugelrampenmechanismus (70) erfolgt, der einem Federsatz (10) nachgeschaltet ist.Method according to claim 1, characterized in that the external activation ( 40 ; 45 ) of the slip arrangement ( 30 ) of a ball ramp mechanism ( 70 ), which is a spring set ( 10 ) is connected downstream. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktivierung des Kugelrampenmechanismus (70) durch einen Verdrehwinkel an dem Federsatz (10) erfolgt.Method according to claim 2, characterized in that an activation of the ball ramp mechanism ( 70 ) by a twist angle on the spring set ( 10 ) he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelrampenmechanismus (70) in Wirkverbindung mit einem Hubkolben (72) eines Hydraulikzylinders (78) steht.Method according to one of claims 2 or 3, characterized in that the ball ramp mechanism ( 70 ) in operative connection with a reciprocating piston ( 72 ) of a hydraulic cylinder ( 78 ) stands. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolben (72) in Wirkverbindung mit einer Arbeitskammer (39) der Schlupfanordnung (30) steht.Method according to Claim 4, characterized in that the lifting piston ( 72 ) in operative connection with a working chamber ( 39 ) of the slip arrangement ( 30 ) stands. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskammer in Wirkverbindung mit einem Ausrückkolben (38) der Schlupfanordnung (30) steht.A method according to claim 5, characterized in that the working chamber in operative connection with a release piston ( 38 ) of the slip arrangement ( 30 ) stands. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelrampenmechanismus (70) geeignet ist, an der Schlupfanordnung (30) einen Modulationsbereich von 23 bis 50 Hz oder einen Bereich von 33 bis 66 Hz oder einen Bereich von 50 bis 100 Hz vorzusehen.Method according to one of claims 2 to 6, characterized in that the ball ramp mechanism ( 70 ) is adapted to the slip arrangement ( 30 ) to provide a modulation range of 23 to 50 Hz or a range of 33 to 66 Hz or a range of 50 to 100 Hz. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlupfanordnung (30) als ein Anfahrelement (60) verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the slip arrangement ( 30 ) as a starting element ( 60 ) is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Schlupfanordnung (30) ein Anfahrelement vorgesehen ist.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that in addition to the slip arrangement ( 30 ) a starting element is provided. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlupfanordnung (30) und/oder das Anfahrelement als eine Reibkupplung, oder als eine Lamellenkupplung, oder als eine hydrodynamische Kupplung, oder als eine Trennkupplung in Hybridantrieben, oder als eine Doppelkupplung oder eine Triplekupplung ausgeführt, oder als eine Bremse in Verbindung mit einem Planetengetriebe ausgeführt ist.Method according to one of claims 8 or 9, characterized in that the slip arrangement ( 30 ) and / or the starting element as a friction clutch, or as a multi-plate clutch, or as a hydrodynamic coupling, or as a separating clutch in hybrid drives, or designed as a double clutch or a triple clutch, or is designed as a brake in conjunction with a planetary gear. Verfahren nach einem der Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelrampenmechanismus (70) als ein Gewindespindelmechanismus (90) ausgeführt ist.Method according to one of the claims 3, characterized in that the ball ramp mechanism ( 70 ) as a threaded spindle mechanism ( 90 ) is executed. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindespindelmechanismus (90) in direkter Wirkverbindung mit der Schlupfanordnung (30) steht.Method according to claim 11, characterized in that the threaded spindle mechanism ( 90 ) in direct engagement with the slip assembly ( 30 ) stands. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindespindelmechanismus (90) geeignet ist, an der Schlupfanordnung (30) einen Modulationsbereich von 23 bis 50 Hz oder einen Bereich von 33 bis 66 Hz oder einen Bereich von 50 bis 100 Hz vorzusehen. Method according to one of claims 11 to 12, characterized in that the threaded spindle mechanism ( 90 ) is adapted to the slip arrangement ( 30 ) to provide a modulation range of 23 to 50 Hz or a range of 33 to 66 Hz or a range of 50 to 100 Hz. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlupfanordnung (30) als ein Anfahrelement (60) verwendet wird.Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that the slip arrangement ( 30 ) as a starting element ( 60 ) is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Schlupfanordnung (30) ein Anfahrelement vorgesehen ist.Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that in addition to the slip arrangement ( 30 ) a starting element is provided. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlupfanordnung (30) und/oder das Anfahrelement als eine Reibkupplung, oder als eine Lamellenkupplung, oder als eine hydrodynamische Kupplung, oder als eine Trennkupplung in Hybridantrieben, oder als eine Doppelkupplung oder eine Triplekupplung ausgeführt, oder als eine Bremse in Verbindung mit einem Planetengetriebe ausgeführt ist.Method according to one of claims 14 or 15, characterized in that the slip arrangement ( 30 ) and / or the starting element as a friction clutch, or as a multi-plate clutch, or as a hydrodynamic coupling, or as a separating clutch in hybrid drives, or designed as a double clutch or a triple clutch, or is designed as a brake in conjunction with a planetary gear. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (A) und die Drehachse (B) koaxial verlaufen oder dass die Drehachse (A) und die Drehachse (B) versetzt verlaufen.Method according to one of claims 1 to 16, characterized in that the axis of rotation (A) and the axis of rotation (B) extend coaxially or that the axis of rotation (A) and the axis of rotation (B) are offset.
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