DE102017218686A1

DE102017218686A1 - Dämpfungsanordnung zum Dämpfen von Drehungleichförmigkeiten in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102017218686A1
Application number: DE102017218686.0A
Authority: DE
Inventors: Tobias Dieckhoff; Mathias Kopp; Alfred Tareilus; Christofer Ebert
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2019-04-25
Also published as: CN111247354A; EP3698068A1; US20200332839A1; WO2019076564A1; CN111247354B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsanordnung zum Dämpfen von Drehungleichförmigkeiten in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Schlupfanordnung zur Bereitstellung eines Schlupfs zwischen Eingangsbereich und Ausgangsbereich einer Drehmomentübertragungsanordnung, wobei die Schlupfanordnung eine Regeleinrichtung umfasst, die ausgebildet ist, den Schlupf in Abhängigkeit eines Messsignals für eine Drehungleichförmigkeit zu regeln, wobei die Regeleinrichtung ausgebildet ist, am Schlupf in Abhängigkeit zumindest einer Kenngröße eines periodischen Schwingungsanteils eines Wechselanteils einer Drehzahl ausgehend von einer mittleren Drehzahl, zu regeln, wobei eine Sensoreinrichtung angeordnet ist, die mit der Regeleinrichtung verbunden ist, wobei die Sensoreinrichtung ausgebildet ist, die mittlere Drehzahl im Drehmomentübertragungsweg nach der Schlupfanordnung zu ermitteln und wobei die Sensoreinrichtung ausgebildet ist, eine Frequenz des Wechselanteils im Drehmomentübertragungsweg vor der Schlupfanordnung zu ermitteln.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsanordnung zum Dämpfen von Drehungleichförmigkeiten in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Schlupfanordnung zur Bereitstellung eines Schlupfs zwischen Eingangsbereich und Ausgangsbereich einer Drehmomentübertragungsanordnung, wobei die Schlupfanordnung eine Regeleinrichtung umfasst, die ausgebildet ist, den Schlupf in Abhängigkeit eines Messsignals für eine Drehungleichförmigkeit zu regeln.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Dämpfen von Drehungleichförmigkeiten in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei mittels einer Schlupfanordnung zwischen Eingangsbereich und Ausgangsbereich einer Drehmomentübertragungsanordnung ein Schlupf bereitgestellt wird, und wobei mittels einer Regeleinrichtung der Schlupf in Abhängigkeit eines Messsignals für eine Drehungleichförmigkeit geregelt wird.
Obwohl auf beliebige Kraftfahrzeuge anwendbar, wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf Kraftfahrzeuge in Form von Personenkraftwagen mit Verbrennungsmotor, erläutert.
Zur Steigerung der Effizienz bzw. Spritersparnis bei PKWs mit Verbrennungsmotoren sind vielfältige Lösungen bekannt geworden, beispielsweise Motoren mit Zylinderabschaltung, Start/Stopp-Systeme und/oder verschiedenen Hybridisierungsstufen. Dies führt jedoch in den PKW-Antriebssträngen zu einer erhöhten Drehungleichförmigkeit bzw. steigende Anregungen, insbesondere im niedrigen Drehzahlbereich, beispielsweise ab Leerlaufdrehzahl bis ca. 1400 1/min.
Um derartige Drehungleichförmigkeiten zu dämpfen, sind neben Feder-Masse-Anordnungen, z.B. Zwei-Massen-Schwungrad ZMS, auch drehzahladaptive Tilger DAT bekannt geworden. Weiterhin ist es in Antriebssträngen mit nasslaufendem Anfahrelement bekannt geworden, über Schlupf im Anfahrelement eine Reduzierung der Drehmomentschwankungen des Verbrennungsmotors zu erreichen. Dabei wird eine vorgegebene mittlere Schlupfdrehzahl eingestellt. Darüber hinaus ist aus der DE 10 2008 009 135 A1 bekannt geworden, eine an einer Reibungskupplung anliegende Drehzahldifferenz einer Resonanzdrehzahlbreite beim Anfahren durch entsprechende Ansteuerung der Reibungskupplung zu verringern.
Ein Verfahren zur Bestimmung eines Schlupfs einer Kupplung ist aus der WO 99/23392 A1 bekannt geworden.
Aus der US 2004/0260444 A1 ist weiter eine Dämpfungsanordnung bekannt geworden, umfassend eine Kupplung und eine Sensoranordnung, wobei die Kupplung anhand von Signalen der Sensoranordnung betätigt wird, um Schwingungen im Antriebsstrang zu vermeiden. Hierbei wird die Drehzahl einer Eingangswelle und die Geschwindigkeit eines Rades des Kraftfahrzeugs als Parameter für die Regelung der Kupplung zur Dämpfung von Schwingungen verwendet.
Aus der WO 2004/018890 A2 ist ein Verfahren zum Isolieren von Drehschwingungen bekannt geworden. Hierbei wird der Schlupf zwischen einem Antriebs- und Abtriebselement einer Kupplung in Abhängigkeit von Schwingungssignalen geregelt, die mittels eines Schwingungssensors an eine entsprechende Regeleinrichtung übertragen werden.
Nachteilig an den bereits bekannten Verfahren ist, dass diese unflexibel sind und deshalb eine ungenügende Entkopplung bzw. Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten bereitstellen. Darüber hinaus erfordern diese schwere und damit teurere Komponenten für eine zu erfolgende Vorentkopplung für Drehungleichförmigkeiten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Dämpfungsanordnung und ein Verfahren zum Dämpfen von Drehungleichförmigkeiten anzugeben, welche insbesondere bei gleichen Reibungsverlusten eine bessere Entkopplung erreichen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dämpfungsanordnung und ein Verfahren zum Dämpfen von Drehungleichförmigkeiten anzugeben, welche ein im Wesentlichen gleiches Entkopplungsniveau wie bereits bekannte Verfahren bzw. Systeme bereitstellen, wobei leichtere und kostengünstigere Komponenten für die Vorentkopplung verwendet werden können.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgaben bei einer Dämpfungsanordnung zum Dämpfen von Drehungleichförmigkeiten in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Schlupfanordnung zur Bereitstellung eines Schlupfs zwischen Eingangsbereich und Ausgangsbereich einer Drehmomentübertragungsanordnung, wobei die Schlupfanordnung eine Regeleinrichtung umfasst, die ausgebildet ist, den Schlupf in Abhängigkeit eines Messsignals für eine Drehungleichförmigkeit zu regeln, dadurch, dass die Regeleinrichtung ausgebildet ist, den Schlupf in Abhängigkeit zumindest einer Kenngröße eines periodischen Schwingungsanteils eines Wechselanteils einer Drehzahl ausgehend von einer mittleren Drehzahl, zu regeln und dass eine Sensoreinrichtung angeordnet ist, die mit der Regeleinrichtung verbunden ist, wobei die Sensoreinrichtung ausgebildet ist, die mittlere Drehzahl im Drehmomentübertragungsweg nach der Schlupfanordnung zu ermitteln und wobei die Sensoreinrichtung ausgebildet ist, eine Frequenz des Wechselanteils im Drehmomentübertragungsweg vorder Schlupfanordnung zu ermitteln.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgaben bei einem Verfahren zum Dämpfen von Drehungleichförmigkeiten in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei mittels einer Schlupfanordnung zwischen Eingangsbereich und Ausgangsbereich einer Drehmomentübertragungsanordnung ein Schlupf bereitgestellt wird, und wobei mittels einer Regeleinrichtung der Schlupf in Abhängigkeit eines Messsignals für eine Drehungleichförmigkeit geregelt wird dadurch, dass mittels der Regeleinrichtung der Schlupf in Abhängigkeit zumindest einer Kenngröße eines periodischen Schwingungsanteils eines Wechselanteils einer Drehzahl ausgehend von einer mittleren Drehzahl, geregelt wird und dass mittels einer Sensoreinrichtung, die mit der Schlupfanordnung verbunden wird, die mittlere Drehzahl im Drehmomentübertragungsweg nach der Schlupfanordnung ermittelt wird und eine Frequenz des Wechselanteils im Drehmomentübertragungsweg vor der Schlupfanordnung ermittelt wird.
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass, insbesondere nach dem Anfahrvorgang, eine vorteilhafte Drehschwingungsreduzierung bewirkt wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass damit die Effizienz erhöht wird, da die Regeleinrichtung entsprechend dem tatsächlichen Entkopplungsbedarf die Schlupfanordnung betätigt. Darüber hinaus für die Flexibilität erhöht, da diese je nach Fahrsituation entsprechend die Dämpfung angepasst auf die Drehungleichförmigkeiten regelt, sodass die Energieeffizienz im Antriebsstrang erhöht und gleichzeitig die Dämpfung der Drehungleichförmigkeiten verbessert wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass im laufenden Betrieb eine Regelung der Drehungleichförmigkeiten stattfindet, ohne auf Basis von hinterlegten Parametern, Kennfeldern oder dergleichen eine Regelung stattfindet.
Mit anderen Worten werden für die Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten funktionsrelevante Kenngrößen bzw. Parameter im vorteilhaften Bereich der Drehmomentübertragungsanordnung abgegriffen, die dann als Eingangsgrößen für die Regelung der Schlupfanordnung dienen.
Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar:
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Sensoreinrichtung ausgebildet, eine Amplitude der Drehungleichförmigkeiten als Kenngröße im Drehmomentübertragungsweg nach der Schlupfanordnung zu ermitteln. Mit anderen Worten wird somit als Führungsgröße die verbliebenen Drehungleichförmigkeiten auf der Sekundärseite der Schlupfanordnung verwendet. Vorteil hiervon ist, dass damit eine besonders zuverlässige Ermittlung der Drehungleichförmigkeiten ermöglicht wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Sensoreinrichtung einen Lagesensor für eine Welle eines Antriebs des Kraftfahrzeugs, insbesondere einen Kurbelwellen-Lagesensor auf. Vorteil hiervon ist, dass die Motordrehzahl bzw. die Zündfrequenz des Motors vor der Schlupfanordnung besonders genau ermittelt werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist eine Drehungleichförmigkeitsvorentkopplungseinrichtung, insbesondere umfassend zumindest einen drehzahladaptiven Tilger, vor der Schlupfanordnung angeordnet, und die Sensoreinrichtung umfasst einen Primär-Drehzahlsensor, der in Drehmomentübertragungsweg nach der Drehungleichförmigkeitsvorentkopplungs-einrichtung und vor der Schlupfanordnung angeordnet ist. An dieser Stelle im Drehmomentübertragungsweg sind dann bereits durch die Drehungleichförmigkeitsvorentkopplungseinrichtung ein Großteil der Drehungleichförmigkeiten herausgefiltert worden, sodass eine exaktere Erfassung der Drehzahl direkt an dem für die Funktion relevanten Ort am Eingangsbereich der Schlupfanordnung möglich ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Sensoreinrichtung zur Ermittlung der Amplitude der Drehungleichförmigkeiten als Kenngröße einen Sekundär-Drehzahlsensor und/oder einen Sekundär-Beschleunigungssensor, der im Drehmomentübertragungsweg nach der Schlupfanordnung angeordnet ist. Vorteil hiervon ist, dass damit die verbliebene Drehungleichförmigkeit auf der Sekundärseite der Schlupfanordnung auf einfache Weise erfasst werden kann. Besonders vorteilhaft ist diese über einen Drehzahlsensor erfassbar, welche zur Ermittlung der Schlupfdrehzahl ohnehin angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist ein Getriebe im Drehmomentübertragungsweg nach der Schlupfanordnung angeordnet und die Sensoreinrichtung ist ausgebildet, die Amplitude der Drehungleichförmigkeiten im Drehmomentübertragungsweg nach dem Getriebe zu ermitteln. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Ermittlung der Amplitude der Drehungleichförmigkeiten, da üblicherweise sich am Ausgang des Getriebes kein Schwingungsknoten befindet, sodass eine zuverlässige Regelung des Schlupfs zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten ermöglicht wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist zumindest einer der Sensoren, insbesondere alle Sensoren, direkt mit der Schlupfanordnung, insbesondere deren Regeleinrichtung, verbunden. Dies ermöglicht eine besonders schnelle Regelung des Schlupfs durch die Schlupfanordnung, da somit Echtzeit-Anforderungen der Signalverarbeitung Rechnung getragen werden kann. Verzögerungen über ein Bussystem werden so vermieden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Regeleinrichtung einen Speicher, der Startwerte für die Regelung der Schlupfanordnung umfasst. Damit kann in vorteilhafter Weise die Einregelzeit, beispielsweise für Erfassungen der Amplitude verkürzt werden, wenn die Regeleinrichtung ihren Betrieb aufnimmt, beispielsweise bei einem Starten des Kraftfahrzeugs.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Regeleinrichtung einen Speicher, der einen oder mehrere Werte enthält, die eine vorgegebene Entkopplungsgüte repräsentieren und wobei die Regeleinrichtung ausgebildet ist, eine Amplitude des Schlupfs bis zur Erreichung der vorgegebenen Entkopplungsgüte zu regeln. Auf diese Weise wird die Effizienz gesteigert, denn die Regeleinrichtung vergrößert die Amplitude des Modulationsmoments des Wechselanteils nur solange, bis die gewünschte Entkopplungsgüte erreicht ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Schlupfanordnung eine Kupplung zur Bereitstellung eines mittleren Schlupfs und die Regeleinrichtung ist ausgebildet, einen mittleren Schlupf in Abhängigkeit zumindest einer der Kenngrößen bereitzustellen. Vorteil hiervon ist, dass auf einfache und gleichzeitig zuverlässige Weise eine Schlupf-Regelung mittels einer Kupplung ermöglicht wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden Schwingungsknoten des periodischen Schwingungsanteils im Drehmomentübertragungsweg ermittelt und Kenngrößen mittels der Sensoreinrichtung außerhalb der ermittelten Schwingungsknoten ermittelt. Damit wird eine besonders zuverlässige und stabile Regelung ermöglicht: die Anordnung eines Sensors in einem Schwingungsknoten würde dazu führen, dass die Kenngrößen für die Regelung mit einer zu geringen oder mit gar keiner Amplitude erfasst werden bzw. es ist sogar möglich, dass die Schwingung in der Nähe eines Schwingungsknotens eine gegensätzliche Phase aufweist als die eigentlich zu beruhigende Schwingung der Drehungleichförmigkeiten. Dadurch könnten beispielsweise größere Amplituden als notwendig eingestellt werden und insgesamt die Regelung des Schlupfs zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten instabil werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird der mittlere Schlupf durch die Schlupfanordnung erhöht, wenn ein vorgegebenes Maximum einer Amplitude des Wechselanteils erreicht ist. Auf diese Weise kann die Entkopplung weiter verbessert werden, obwohl der Wechselanteil des Schlupfs bereits mit der maximalen Amplitude betrieben wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird eine Ziel-Entkopplungsgüte für zumindest zwei unterschiedliche Positionen im Drehmomentübertragungsweg vorgegeben und die Amplitude des Wechselanteils wird nur soweit erhöht, bis die Ziel-Entkopplungsgüte erreicht ist und insbesondere wird diese dann konstant gehalten. Dies erhöht wesentlich die Effizienz da nicht über die gewünschte Entkopplungsgüte hinaus der Schlupf geregelt wird.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.

1 zeigt eine Dämpfungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

1 zeigt eine Dämpfungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist eine Dämpfungsanordnung 1 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Der Antriebsstrang umfasst dabei einen Motor 10, der drehmomentabwärts mit einer Drehungleichförmigkeitsvorentkopplung 9 verbunden ist. Die Drehungleichförmigkeitsvorentkopplung 9 ist weiter drehmomentabwärts mit einer Schlupfanordnung 2 verbunden, wobei die Schlupfanordnung 2 ausgangsseitig mit einem Getriebe 11 und das Getriebe 11 mit weiteren Getriebeelementen - in der 1 als restlicher Antriebsstrang 12 bezeichnet - verbunden. Zwischen Motor 10 und Drehungleichförmigkeitsvorentkopplung 9 ist ein Kurbelwellen-Lagesensor 20 angeordnet. Zwischen der Drehungleichförmigkeitsvorentkopplung 9 und der Schlupfanordnung 2 ist ein Drehzahlsensor 21 angeordnet und zwischen Schlupfanordnung 2 und Getriebe 11 ist ein weiterer Drehzahlsensor 22 angeordnet. Der Drehzahlsensor 21 ist somit im Eingangsbereich 3 der Schlupfanordnung 2 angeordnet und der Drehzahlsensor 22 ist im Ausgangsbereich 4 der Schlupfanordnung 2 angeordnet.
Die Schlupfanordnung 2 umfasst eine Regeleinrichtung 6 und eine Sensoreinrichtung 7. Die Sensoreinrichtung 7 ist mit den drei Sensoren 20, 21 und 22 verbunden und weiter direkt mit der Regeleinrichtung 6 zur Regelung des Schlupfs. Aufgrund der Echtzeit-Anforderung der Signalverarbeitung ist dies vorteilhaft: Wenn die Sensoren 20, 21, 22 eine direkte Datenverbindung zur Regeleinrichtung 6 aufweisen, können die bei einer Übertragung über ein Bussystem möglichen Verzögerungen vermieden werden.
Im Folgenden werden nun die Kenngrößen zur Regelung des Schlupfs durch die Schlupfanordnung beschrieben. Im Folgenden sind dies die Frequenz, genauer die Modulationsfrequenz, mit der der Schlupf moduliert wird, die mittlere Schlupfdrehzahl, die Amplitude der Modulation des Schlupfs und deren Phasenlage.
Die von der Schlupfanordnung 2 einzustellende Modulationsfrequenz für den Schlupf ist insbesondere direkt proportional zur Motordrehzahl. Um die besonders komfortrelevante Motor-Hauptordnung zu dämpfen, wird die Modulationsfrequenz exakt an die Zündfrequenz des Motors 10 angepasst.
Die Drehzahl des Motors 10 wird vorzugsweise vor der Schlupfanordnung 2 ermittelt, da die Drehzahl hinter der Schlupfanordnung 2 bereits um die Schlupfdrehzahl verringert ist. Da die Schlupfdrehzahl veränderlich ist, ist somit hinter der Schlupfanordnung 2 keine direkte Proportionalität zwischen der dortigen Drehzahl und der Zündfrequenz mehr gegeben. Die Drehzahl des Motors 10 bzw. dessen Zündfrequenz kann an verschiedenen Positionen im Drehmomentübertragungsweg 8 vor der Schlupfanordnung 2 ermittelt werden. Sie kann beispielsweise direkt vom Motor 10 mittels eines Kurbelwellen-Lagesensors 20 ermittelt werden. Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung eines Drehzahlsensors 21 im Drehmomentübertragungsweg 8 hinter der DU-Vorentkopplung 9 und vor der Schlupfanordnung 2. Durch die DU-Vorentkopplung 9, welche beispielsweise aus einer Anordnung von Federn und drehzahladaptiven Tilgern bestehen kann, ist die Drehzahl an dieser Stelle bereits von einem Großteil der Drehungleichförmigkeiten befreit. Dies hat die Vorteile, dass Teile des Drehzahlsensors 21 einer geringeren mechanischen Belastung ausgesetzt sind und dass eine exaktere Erfassung der Drehzahl direkt an dem für die Funktion relevanten Ort am Eingangsbereich der Schlupfanordnung 2 möglich ist.
Als weitere Kenngröße wird die mittlere Schlupfdrehzahl ermittelt. Zur Ermittlung der Schlupfdrehzahl ist zusätzlich zur Drehzahlinformation für die Primärseite 3 der Schlupfanordnung 2 auch eine Drehzahl auf der Sekundärseite 4 der Schlupfanordnung 2 notwendig. Der entsprechende Drehzahlsensor 22 kann, wie bereits ausgeführt, im Drehmomentübertragungsweg 8 hinter der Schlupfanordnung 2 angeordnet sein. Die Differenz der beiden Drehzahlsignale der Sensoren 21 und 22 entspricht der Schlupfdrehzahl, wobei noch die gangabhängige Getriebeübersetzung zu berücksichtigen ist, sollte sich die Messstelle nicht zwischen der Schlupfanordnung 2 und dem Getriebe 11 befinden.
Zur Bestimmung der Amplitude für den Schlupf wird als Führungsgröße die verbliebene Drehungleichförmigkeit auf der Sekundärseite 4 der Schlupfanordnung 2 bestimmt. Diese kann über einen Beschleunigungssensor, besonders vorteilhaft jedoch über den bereits beschriebenen Drehzahlsensor 22, welche zur Ermittlung der Schlupfdrehzahl ohnehin erforderlich ist, erfasst werden. Die Regeleinrichtung 6 erhöht bzw. verringert iterativ die Amplitude in Abhängigkeit von der resultierenden Veränderung der mit diesem Sensor 22 ermittelten Drehungleichförmigkeit. Die Anordnung des Sensors 22 kann prinzipiell an einer beliebigen Stelle des Antriebsstrangs im Drehmomentübertragungsweg 8 hinter der Schlupfanordnung 2 erfolgen. Je nach Antriebsstrang gibt es jedoch Positionen, an denen sich sogenannte Schwingungsknoten ausbilden. Bei diesen Positionen treten bei bestimmten Betriebspunkten nur geringe Schwingungsamplituden auf, während an anderen Positionen des Antriebsstrangs höhere Amplituden auftreten. Die Anordnung des Sensors 22 in einem solchen Schwingungsknoten ist ungünstig, weil dann die Führungsgröße für die Regelung mit einer zu geringen - oder mit gar keiner - Amplitude erfasst wird bzw. es sogar möglich ist, dass die Schwingung in der Nähe eines Schwingungsknotens eine gegensätzliche Phase hat als die eigentlich zu beruhigende Schwingung. Dann würde die Regeleinrichtung 6 immer größere Amplituden stellen und instabil werden.
Im Fall eines Stufen-Automatgetriebes für einen Heck-Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer DU-Vorentkopplungseinrichtung 9, umfassend einen Federspeicher und einem diesem nachgeschalteten Schwingungstilger bildet sich üblicherweise am Eingang des Getriebes 11 bei einer bestimmten Drehzahl ein Schwingungsknoten aus. Insoweit ist es vorteilhaft, den auf der Sekundärseite der Schlupfanordnung 2 angeordneten Drehzahlsensor 22 am Ausgang des Getriebes 11 anzuordnen.
Die Phasenlage der Modulation des Schlupfs wird vorzugsweise zusammen mit der Amplitude mittels der Regeleinrichtung 6 geregelt. Die Regeleinrichtung 6 passt, insbesondere somit neben der Amplitude, auch die Phasenlage iterativ entsprechend der Veränderung der zumindest einen Kenngröße an.
2 zeigt Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 2 ist eine Schlupfanordnung 2 mit einer Regeleinrichtung 6 sowie entsprechende Schritte zur Regelung des Schlupfs sowohl einer mittleren Drehzahl des Schlupfs als auch einer Schlupf-Modulation schematisch gezeigt. Als Eingangsgrößen liegen die primäre Drehzahl vor der Schlupfanordnung 2 in Form eines Signals S21 sowie die sekundäre Drehzahl hinter der Schlupfanordnung 2 in Form des Signals S22 an. Diese Signale S21, S22 werden sowohl von einem Regelalgorithmus 15b für den hier bezeichneten Mode-2-Schlupf, sowie einem Regelalgorithmus 15a für den hier bezeichneten Mode-1-Schlupf, als Führungsgrößen genutzt.
Der Mode 1 Regelalgorithmus 15a liefert als Stellgröße einen mittleren Druck SW-MD oder eine davon abgeleitete Größe, wie beispielsweise eine entsprechende Stellung oder Betätigung eines Druckregelventils oder dergleichen, welcher zu einem bestimmten übertragbaren Moment und einer mittleren Schlupfdrehzahl der Schlupfanordnung 2 führt. Diese können wie hier dargestellt, von einem separaten Steuergerät 13a für einen Aktor 14a, welcher den Mode 1 Schlupf aktiviert, aufgenommen und umgesetzt werden.
Der Mode 2 Regelalgorithmus 15b liefert als Stellgrößen SW-DM die Frequenz, welche aus dem Signal des primärseitigen Sensors 21 ermittelt wird, sowie die Amplitude und die Phasenlage der Modulation einer Größe für eine Betätigung einer Schlupfeinrichtung, insbesondere in Form einer Kupplung, welche aus dem Signal S22 des sekundärseitigen Sensors 22 ermittelt werden. Diese können, wie hier dargestellt, von einem separaten Steuergerät 13b für einen Aktor 14b, welcher den Mode 2 Schlupf aktiviert, aufgenommen und umgesetzt werden.
Insbesondere dann, wenn die Aktivierung des Mode 2 Schlupfs durch den selben Aktor 14a, 14b wie die Aktivierung des Mode 1 Schlupfs erfolgt, kann die Aufteilung in zwei verschiedene Steuergeräte 13a, 13b entfallen, so dass alle Stellgrößen von demselben Steuergerät 13a, 13b und einem entsprechenden Aktor 14a, 14b umgesetzt werden.
Zwischen den Regelalgorithmen 15a, 15b für den Mode 1 und den Mode 2 Schlupf kann ein Datenaustausch 16 stattfinden, beispielsweise um die Modulationsamplitude zu Vorsteuerung der mittleren Schlupfdrehzahl einzusetzen und ein Anhaften zwischen Primär- und Sekundärseite 3, 4 der Schlupfanordnung 2 auch bei großen Amplituden zu verhindern. Wird der Mode-2 Schlupf bereits mit der maximalen Amplitude betrieben, welche vom zugehörigen Aktor 13b bereitgestellt werden kann, ist es somit auch möglich, die mittlere Schlupfdrehzahl mittels des Aktors 14a anzuheben, um die Entkopplung weiter zu verbessern.
Es kann vorteilhaft sein, der Regeleinrichtung 6 Startwerte für Phase und Amplitude bereitzustellen, welche die Einregelzeit verkürzen, wenn diese ihren Betrieb aufnimmt. Über eine Parametertabelle kann zudem eine Ziel-Entkopplungsgüte für verschiedene Betriebspunkte vorgegeben sein. Die Regeleinrichtung 6 vergrößert die Amplitude des Modulationsmoments für den Schlupf dann nur so lange, bis die Zielentkopplungsgüte erreicht ist, was zu einer gesteigerten Effizienz des Antriebsstrangs führt.
Zusammenfassend weist die Erfindung unter anderem den Vorteil auf, dass die Entkopplung und die Effizienz des Antriebsstrangs verbessert wird. Darüber hinaus wird die Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen auf zuverlässige und effiziente Weise ermöglicht. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine Regelung entsprechend dem tatsächlichen Entkopplungsbedarf vorgenommen wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Bezugszeichenliste

1: Dämpfungsanordnung
2: Schlupfanordnung
3: Eingangsbereich
4: Ausgangsbereich
5: Drehmomentübertragungsanordnung
6: Regeleinrichtung
7: Sensoreinrichtung
8: Drehmomentübertragungsweg
9: Drehungleichförmigkeitsvorentkopplung
10: Motor
11: Getriebe
12: nachgeschalteter Antriebsstrang
13a, b: Steuergerät
14a, b: Aktor
15a, 15b: Regelverfahren
16: Datenaustausch
20: Lagesensor
21: Drehzahlsensor
22: Drehzahlsensor
SW-DM: Sollwert Druckmodulation
SW-MD: Sollwert mittlerer Druck
S21, S22: Drehzahlsignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008009135 A1 [0005]
WO 9923392 A1 [0006]
US 2004/0260444 A1 [0007]
WO 2004/018890 A2 [0008]

Claims

Dämpfungsanordnung (1) zum Dämpfen von Drehungleichförmigkeiten in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Schlupfanordnung (2) zur Bereitstellung eines Schlupfs zwischen Eingangsbereich (3) und Ausgangsbereich (4) einer Drehmomentübertragungsanordnung, wobei die Schlupfanordnung (2) eine Regeleinrichtung (6) umfasst, die ausgebildet ist, den Schlupf in Abhängigkeit eines Messsignals für eine Drehungleichförmigkeit zu regeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (6) ausgebildet ist, am Schlupf in Abhängigkeit zumindest einer Kenngröße eines periodischen Schwingungsanteils eines Wechselanteils einer Drehzahl ausgehend von einer mittleren Drehzahl, zu regeln und dass eine Sensoreinrichtung (7) angeordnet ist, die mit der Regeleinrichtung (6) verbunden ist, wobei die Sensoreinrichtung (7) ausgebildet ist, die mittlere Drehzahl im Drehmomentübertragungsweg (8) nach der Schlupfanordnung (2) zu ermitteln und wobei die Sensoreinrichtung (7) ausgebildet ist, eine Frequenz des Wechselanteils im Drehmomentübertragungsweg (8) vor der Schlupfanordnung (2) zu ermitteln.
Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (7) ausgebildet ist, eine Amplitude der Drehungleichförmigkeiten als Kenngröße im Drehmomentübertragungsweg (8) nach der Schlupfanordnung (2) zu ermitteln.
Dämpfungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (7) einen Lagesensor (20) für eine Welle eines Antriebs (10) des Kraftfahrzeugs, insbesondere einen Kurbelwellenlagesensor, aufweist.
Dämpfungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehungleichförmigkeitsvorentkopplungseinrichtung (9), insbesondere umfassend zumindest einen drehzahladaptiven Tilger, vor der Schlupfanordnung (2) angeordnet ist, und die Sensoreinrichtung (7) einen Primär-Drehzahlsensor (21) umfasst, der im Drehmomentübertragungsweg (8) nach der Drehungleichförmigkeitsvorentkopplungseinrichtung (9) und vor der Schlupfanordnung (2) angeordnet ist.
Dämpfungsanordnung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (7) zur Ermittlung der Amplitude der Drehungleichförmigkeiten als Kenngröße einen Sekundär-Drehzahlsensor (22) und/oder einen Sekundär-Beschleunigungssensor umfasst, der im Drehmomentübertragungsweg (8) nach der Schlupfanordnung (2) angeordnet ist.
Dämpfungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebe (11) im Drehmomentübertragungsweg (8) nach der Schlupfanordnung (2) angeordnet ist und die Sensoreinrichtung (7) ausgebildet ist, die Amplitude der Drehungleichförmigkeit im Drehmomentübertragungsweg (8) nach dem Getriebe (11) zu ermitteln.
Dämpfungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Sensoren (20, 21, 22), insbesondere alle Sensoren direkt mit der Schlupfanordnung (2), insbesondere deren Regeleinrichtung (6), verbunden ist.
Dämpfungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (6) einen Speicher umfasst, der Startwerte für die Regelung der Schlupfanordnung (2) umfasst.
Dämpfungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (6) einen Speicher umfasst, der einen oder mehrere Werte enthält, die eine vorgegebene Entkopplungsgüte repräsentieren und wobei die Regeleinrichtung (6) ausgebildet ist, eine Amplitude des Schlupfs bis zur Erreichung der vorgegebenen Entkopplungsgüte zu regeln.
Dämpfungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlupfanordnung (2) eine Kupplung zur Bereitstellung eines mittleren Schlupfs umfasst und die Regeleinrichtung (6) ausgebildet ist, einen mittleren Schlupf in Abhängigkeit zumindest einer der Kenngrößen bereitzustellen.
Verfahren zum Dämpfen von Drehungleichförmigkeiten in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei mittels einer Schlupfanordnung (2) zwischen Eingangsbereich (3) und Ausgangsbereich (4) einer Drehmomentübertragungsanordnung (5) ein Schlupf bereitgestellt wird, und wobei mittels einer Regeleinrichtung (6) der Schlupf in Abhängigkeit eines Messsignals für eine Drehunförmigkeit geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Regeleinrichtung (6) der Schlupf in Abhängigkeit zumindest einer Kenngröße eines periodischen Schwingungsanteils eines Wechselanteils einer Drehzahl ausgehend von einer mittleren Drehzahl, geregelt wird und dass mittels einer Sensoreinrichtung (7), die mit der Schlupfanordnung (2) verbunden wird, die mittlere Drehzahl im Drehmomentübertragungsweg nach der Schlupfanordnung (2) ermittelt wird und eine Frequenz des Wechselanteils im Drehmomentübertragungsweg vor der Schlupfanordnung (2) ermittelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Schwingungsknoten des periodischen Schwingungsanteils im Drehmomentübertragungsweg (8) ermittelt werden und Kenngrößen mittels der Sensoreinrichtung (7) außerhalb der ermittelten Schwingungsknoten ermittelt werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11-12, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Schlupf durch die Schlupfanordnung (2) erhöht wird, wenn ein vorgegebenes Maximum einer Amplitude des Wechselanteils erreicht ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ziel-Entkopplungsgüte für zumindest zwei unterschiedliche Positionen im Drehmomentübertragungsweg (8) vorgegeben wird und dass die Amplitude des Wechselanteils nur soweit erhöht wird, bis die Ziel-Entkopplungsgüte erreicht ist und insbesondere dann konstant gehalten wird.