DE102019125697B4 - Verfahren zur Ermittlung eines Ausgangsdrehmomentes in einem lastschaltfähigen Antriebssystem in einem Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Ermittlung eines Ausgangsdrehmomentes in einem lastschaltfähigen Antriebssystem in einem Fahrzeug, welches eine Antriebseinheit (4) und eine Doppelkupplung (2, 3) und ein Lastschaltgetriebe (i1, i2) mit mindestens zwei Gängen umfasst, wobei ein Drehmoment (MK1) gemessen wird, welches durch nur eine der Kupplungen (2, 3) der Doppelkupplung übertragen wird, wobei aus der Messung auf eine Verteilung eines Drehmomentes (MQ) der Antriebseinheit (4) auf die beiden Kupplungen (2, 3) der Doppelkupplung geschlossen wird und aus der Verteilung das Ausgangsdrehmoment (MA) an einem Rad (8) oder einer Achse des Fahrzeuges ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem gemessenen Drehmoment (MK1) der ersten Kupplung (2) und dem durch die Antriebseinheit (4) vorgegebenen Drehmoment (MQ) ein Drehmoment (MK2) der zweiten Kupplung (3) ermittelt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Ausgangsdrehmomentes in einem lastschaltfähigen Antriebssystem in einem Fahrzeug, welches eine Antriebseinheit und eine Doppelkupplung und ein Lastschaltgetriebe mit mindestens zwei Gängen umfasst.
• DE 10 2011 000 331 A1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung eines auf eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs wirkenden Drehmoments. Im Falle eines Doppelkupplungsgetriebes wird, ausgehend von einer ersten Momentenreaktion ein, auf eine erste Eingangswelle wirkendes Drehmoment bestimmt wird und ausgehend von der erfassten ersten Momentenreaktion ein, auf eine zweite Eingangswelle wirkendes Drehmoment bestimmt wird.
• DE 10 2015 203 279 A1 offenbart ein Verfahren zur mittels eines Sensors direkten Drehmomentmessung an einer Zahnkranzscheibe eines Doppelkupplungsgetriebes. Die Zahnkranzscheibe ist zwischen Kurbelwelle und Kupplungsgehäuse angeordnet. Das über die Zahnkranzscheibe übertragene Drehmoment ist das gesamte über die Doppelkupplung übertragene Drehmoment.
• Aus der DE 10 2008 045 629 A1 ist ein Fahrzeug bekannt, welches ein Doppelkupplungsgetriebe aufweist. Jeder Kupplung des Doppelkupplungsgetriebes ist dabei ein eigenes Getriebe zugeordnet, in welche unterschiedliche Gänge eingelegt werden können. Dabei wird eine Lastschaltfähigkeit reibschlüssig durch die Doppelkupplung und den nachgelagerten Getrieben erzeugt. Allerdings ist es problematisch, das von der jeweiligen Kupplung der Doppelkupplung übertragene Drehmoment mit einem Automobilsicherheitsstandard ASIL (vgl. ISO 26262) zu bestimmen, da dies mit den normalerweise zur Verfügung stehenden Größen und Signalen nicht ohne weiteres möglich ist. Daher muss die Messung des Drehmomentes an beiden Kupplungen der Doppelkupplung erfolgen. Alternativ können die Drehmomente beider Kupplungen geschätzt werden. Beide Verfahren sind nur mittels eines aufwendigen Software-Modells durchführbar.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung eines Ausgangsdrehmomentes eines lastschaltfähigen Antriebssystems eines Fahrzeuges anzugeben, bei welchem das Ausgangsdrehmoment unter vollständiger Einbeziehung des Automobilsicherheitsstandards ermittelt wird.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
• Erfindungsgemäß ist die Aufgabe also dadurch gelöst, dass ein Drehmoment gemessen wird, welches durch nur eine der Kupplungen der Doppelkupplung übertragen wird, wobei aus der Messung auf eine Verteilung eines Drehmomentes der Antriebseinheit auf die beiden Kupplungen der Doppelkupplung geschlossen wird und aus der Verteilung das Ausgangsdrehmoment an einem Rad oder einer Achse des Fahrzeuges ermittelt wird. Dies hat den Vorteil, dass die Ermittlung des Ausgangsdrehmomentes sicherheitsgerichtet ist. Trotz kostengünstiger Realisierung ist eine zuverlässige Einbindung des Automobilsicherheitsstandards ASIL (Automotive Safety Integrity Level - von ISO 26262 spezifizierte Sicherheitsanforderungsstufe für sicherheitsrelevante Systeme in Kraftfahrzeugen) jederzeit möglich.
• Vorteilhafterweise wird die Messung des Drehmomentes an einem Ausgang einer der beiden Kupplungen der Doppelkupplung durchgeführt. Dabei kann auf eine zweite Drehmomentmessung an der anderen Kupplung der Doppelkupplung verzichtet werden.
• In einer Ausgestaltung wird die Messung des Drehmomentes zwischen der einen Kupplung und dem dieser Kupplung nachgeschalteten Lastschaltgetriebe durchgeführt. Damit werden die Kosten des Verfahrens reduziert.
• Erfindungsgemäß wird mit dem gemessenen Drehmoment der ersten Kupplung und dem von der Antriebseinheit vorgegebenen Drehmoment ein Drehmoment der zweiten Kupplung ermittelt. Dadurch wird der Rechenaufwand zur Bestimmung des Ausgangsdrehmomentes reduziert.
• In einer Ausführungsform wird das von der Antriebseinheit vorgegebene gemessen oder geschätzt. Das Ausgangsdrehmoment der Antriebseinheit kann normalerweise mit der notwendigen ASIL-Einstufung ermittelt (berechnet/geschätzt) werden.
• Vorteilhafterweise wird das am Rad oder einer Achse des Fahrzeuges anliegende Ausgangsdrehmoment aus der Summe des gemessenen Drehmomentes der ersten Kupplung und des berechneten Drehmomentes der zweiten Kupplung bestimmt, wobei die Drehmomente zuvor mit der jeweilig der Kupplung zugeordneten Übersetzung des Lastschaltgetriebes multipliziert wurden. Da die Übersetzungen des Lastschaltgetriebes bekannt sind, kann das Ausgangsdrehmoment des Antriebssystems einfach ermittelt werden.
• In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Antriebssystem einen Einzelradantrieb oder einen Achsantrieb, welcher jeweils nur eine Achse oder ein Rad oder eine Doppelradkombination des Fahrzeuges antreibt. Auf diese Weise lässt sich das Ausgangsdrehmoment des Rades oder der Achse ermitteln, ohne jeweils eine Drehmomentmessung an beiden Kupplungsausgängen der Doppelkupplung durchführen zu müssen.
• In einer weiteren Variante weist das Antriebssystem des Fahrzeuges einen oder mehrere Einzelradantriebe oder Achsantriebe auf. Maximal kann ein Fahrzeug so viele Einzelradantriebe oder Achsantriebe aufweisen, wie es Achsen oder Räder oder Doppelradkombinationen aufweist.
• In einer Ausführungsform wird als Antriebseinheit des Fahrzeuges eine elektrische Maschine und/oder ein Verbrennungsmotor verwendet.
• Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figur näher erläutert werden.
• Es zeigt:
• 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens an einem Antriebssystem 1 eines Fahrzeuges. Das Antriebssystem 1 weist eine erste und eine zweite Kupplung 2, 3 auf, denen ein Lastschaltgetriebe nachgeschaltet ist. Dieses Lastschaltgetriebe ist in 1 durch zwei Übersetzungen i1 und i2 des Lastschaltgetriebes gekennzeichnet, wobei die Übersetzung i1 der Kupplung 2 und die Übersetzung i2 der Kupplung 3 nachgeordnet ist. Eine Drehmomentenquelle 4 in Form einer Antriebseinheit, wie ein Elektromotor oder ein Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor und ein Verbrennungsmotor, erzeugt ein Antriebsdrehmoment MQ, welches auf die Kupplungen 2 und 3 verteilt wird. Die erste Kupplung 2 ist im geschlossenen Zustand drehmomentübertragend mit einer Getriebeeingangswelle 5 verbunden, während die zweite Kupplung 3, wenn sie geschlossen ist, drehmomentübertragend mit einer zweiten Getriebeeingangswelle 6 gekoppelt ist. Da die Kupplungen 2,3 selektiv schaltbar sind, leitet entweder die erste Getriebeeingangswelle 5 das Drehmoment MK1 der ersten Kupplung 2 oder die zweite Getriebeeingangswelle 6 das Drehmoment MK2 der zweiten Kupplung 3 an das Getriebe mit den jeweiligen Übersetzungen i1, i2 weiter. Hinter dem Getriebe werden die Drehmomente MK1 und MK2 zusammengeführt und greifen als Ausgangsdrehmoment MA auf ein Rad 8 oder eine Achse des Fahrzeuges zu. In diesem Fall bildet das Antriebssystem 1 einen Einzelradantrieb oder einen Achsantrieb.
• Um das Ausgangsdrehmoment MA kostengünstig und mit möglichst wenig Softwareaufwand zu bestimmen, wird nur das Drehmoment MK1 der ersten Kupplung 2 gemessen. Die Messung erfolgt zwischen dem Ausgang der ersten Kupplung 2 und dem Getriebe (Übersetzung i1) Das gemessene Drehmoment MK1 wird einer Logikeinheit 7 zugeführt, die das Drehmoment MK2 der zweiten Kupplung 3 mit Hilfe des Antriebsdrehmomentes MQ und des gemessenen Drehmomentes MK1 berechnet. Das aktuelle Antriebsdrehmoment MQ wird dazu geschätzt oder gemessen und ebenfalls der Logikeinheit 7 zugeführt. Dies erfolgt mit der notwendigen ASIL-Einstufung.
• Es gilt $$\text{MK}2=\text{MQ}-\text{MK}1$$

  
• Da die Übersetzungen i1, i2 des Getriebes bekannt sind, wird das Ausgangsdrehmoment MA am Rad 8 oder der Achse wie folgt ermittelt: $$\text{MA}=\text{MK}1\text{*i}1+\text{MK}2\text{*i}2$$

  
• Auf diese Weise wird das Ausgangsdrehmoment MA mittels nur einer Drehmomentmessung an einer der beiden Kupplungen 2, 3 ermittelt.
• Bezugszeichenliste

1

Antriebssystem

2

Kupplung

3

Kupplung

4

Drehmomentquelle

5

Erste Getriebeeingangswelle

6

Zweite Getriebeeingangswelle

7

Logikeinheit

8

Rad/Achse

Claims (8)

1. Verfahren zur Ermittlung eines Ausgangsdrehmomentes in einem lastschaltfähigen Antriebssystem in einem Fahrzeug, welches eine Antriebseinheit (4) und eine Doppelkupplung (2, 3) und ein Lastschaltgetriebe (i1, i2) mit mindestens zwei Gängen umfasst, wobei ein Drehmoment (MK1) gemessen wird, welches durch nur eine der Kupplungen (2, 3) der Doppelkupplung übertragen wird, wobei aus der Messung auf eine Verteilung eines Drehmomentes (MQ) der Antriebseinheit (4) auf die beiden Kupplungen (2, 3) der Doppelkupplung geschlossen wird und aus der Verteilung das Ausgangsdrehmoment (MA) an einem Rad (8) oder einer Achse des Fahrzeuges ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem gemessenen Drehmoment (MK1) der ersten Kupplung (2) und dem durch die Antriebseinheit (4) vorgegebenen Drehmoment (MQ) ein Drehmoment (MK2) der zweiten Kupplung (3) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Drehmomentes (MK1) an einem Ausgang einer der beiden Kupplungen (2, 3) der Doppelkupplung durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Drehmomentes (MK1) zwischen der einen Kupplung (2) und dem dieser Kupplung (2) nachgeschalteten Lastschaltgetriebe (i1) durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Antriebseinheit (4) vorgegebene Drehmoment (MQ) gemessen oder geschätzt wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das am Rad (8) oder einer Achse des Fahrzeuges anliegende Ausgangsdrehmoment (MA) aus der Summe des gemessenen Drehmomentes (MK1) der ersten Kupplung (2) und des berechneten Drehmomentes (MK2) der zweiten Kupplung (3) bestimmt wird, wobei die Drehmomente (MK1, MK2) zuvor mit der jeweilig der Kupplung (2, 3) zugeordneten Übersetzung (i1, i2) des Lastschaltgetriebes multipliziert werden.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (1) einen Einzelradantrieb oder einen Achsantrieb umfasst, welche jeweils nur eine Achse oder ein Rad oder eine Doppelradkombination des Fahrzeuges antreibt.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (1) des Fahrzeuges einen oder mehrere Einzelradantriebe oder Achsantriebe aufweist.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebseinheit (4) des Fahrzeuges eine elektrische Maschine und/ oder ein Verbrennungsmotor verwendet wird.

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