DE10257999A1 - Verfahren zur Einstellung des hydraulisch übertragbaren Momentes in einer hydrodynamischen Kupplung - Google Patents

Verfahren zur Einstellung des hydraulisch übertragbaren Momentes in einer hydrodynamischen Kupplung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung des hydraulisch übertragbaren Momentes während eines Anfahrvorganges in einem Antriebsstrang für Fahrzeuge, mit den folgenden Merkmalen: DOLLAR A - mit mindestens einem mit der Antriebsmaschine drehfest verbindbaren Anfahrelement in Form einer hydrodynamischen Kupplung, umfassend ein Primärschaufelrad und ein Sekundärschaufelrad, welche miteinander wenigstens einen mit Betriebsmittel befüllbaren torusförmigen Arbeitsraum bilden; DOLLAR A gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: DOLLAR A - bei welchem ein Sollwert für das einzustellende hydraulisch zu übertragende Moment M¶nk¶ vorgegeben oder gebildet wird und durch Beeinflussung des Meridiandruckes p¶M¶ im sich im torusförmigen Arbeitsraum einstellenden Arbeitskreislauf eingestellt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung des hydraulisch übertragbaren Momentes in einer hydrodynamischen Kupplung in Antriebssträngen, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1; ferner eine Steuer- und/oder Regelvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Ein Verfahren zur Drehzahlsteuerung und/oder Regelung einer Antriebsmaschine oder einer diese wenigstens indirekt charakterisierende Größe, insbesondere während des Anfahrvorganges, in einem Antriebsstrang, insbesondere für den Einsatz in Fahrzeugen, umfassend mindestens eine Antriebsmaschine und ein mit dieser wenigstens mittelbar koppelbares Anfahrelement, sind in einer Vielzahl unterschiedlichster Ausführungen hinsichtlich der den Regelvorgang auslösenden Größen, d.h. der Eingangsgrößen der Regeleinrichtung, der Abhängigkeit der Regelgrößen von anderen Größen und der Stellgrößen bekannt. Es ist allgemein bekannt, dass in Antriebssträngen von Fahrzeugen, umfassend eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere Otto- oder Dieselmotor, und ein mit dieser koppelbares mechanisches oder hydrodynamisches Anfahrelement, zur Drehzahlregelung der Antriebsmaschine als Stellgröße eine, die Verstellung des Leistungsstellgliedes der Antriebsmaschine – Drosselkappe oder Einspritzdüse – wenigstens mittelbar charakterisierende Größe gebildet wird und damit die Stelleinrichtung – Drosselklappe oder Einspritzdüse – angesteuert wird. Stellvertretend wird dazu auf "Dieseleinspritztechnik" von Bosch, VDI-Verlag 1993, S. 162 ff. verwiesen. Unter Anfahrvorgang wird dabei die Zeitspanne der Betriebsdauer des Antriebsstranges verstanden, welche durch ein Hochlaufen der Anfahreinheit vom Start, d.h. der Inbetriebnahme der Antriebsmaschine bis zum Wechsel in eine höhere Gangstufe unter Überbrückung des hydrodynamischen Anfahrelementes charakterisiert ist. Beim Einsatz hydrodynamischer Kupplungen als Anfahrelement in Fahrzeugen sind diese derart gestaltet, dass eine Befüllung während des Anfahrvorganges automatisch, beispielsweise in Abhängigkeit der Drehzahl der Antriebsmaschine oder mit Verzögerung zu dieser erfolgen kann. Es hat sich jedoch gezeigt, dass das sich dadurch einstellende Übertragungsverhalten, charakterisiert durch die Kupplungskennlinie, dadurch geprägt ist, dass hohe Momente nur bei hohen Drehzahlen der Antriebsmaschine übertragbar sind. Dies bedeutet jedoch bei Ausführung der Antriebsmaschine als Verbrennungskraftmaschine, dass der verbrauchsoptimierte Bereich im Motorkennfeld und damit eine schadstoffarme Betriebsweise nicht erreicht wird und des weiteren zur Übertragung hoher Momente immer die Bereitstellung einer entsprechend hohen Leistung durch die Antriebsmaschine erforderlich ist. Zur Lösung dieser Problematik ist aus der Druckschrift DE 100 46 834 A1 ein Verfahren zur Steuerung der durch die hydrodynamische Kupplung aufnehmbaren Leistung durch Änderung des Füllungsgrades vorbekannt, wobei die Änderung des Füllungsgrades durch Aufbringen eines Druckes auf einen ruhenden Ölsumpf erfolgt d.h. durch Einstellung einer Druckwaage zwischen Betriebsmittelspeichereinrichtung und dem zirkulierenden geschlossenen Kreislauf. Der Beeinflussungsdruck entspricht dem Fülldruck im Kernring, welcher den drucklosen Bereich im Kreislauf der Kupplung beschreibt. Die aufnehmbare Leistung der hydrodynamischen Kupplung wird dabei durch das hydraulische Moment und die Pumpendrehzahl und Turbinendrehzahl sowie den Füllungsgrad bestimmt, welcher als Funktion von Pumpen- und Turbinendrehzahl sowie dem Beeinflussungsdruck darstellbar ist und nur über diese Größen indirekt eingestellt wird. Die Anzahl der erforderlichen zu berücksichtigenden Parameter ist relativ groß, da zur Bestimmung der Stellgröße Füllungsgrad immer sowohl die Drehzahlen von Pumpe und Turbine als auch der Beeinflussungsdruck berücksichtigt werden müssen. Diese Lösung ist auch nur für Ausführungen mit dem Arbeitskreislauf im Arbeitsraum zugeordnetem geschlossenen, druckdicht an den Betriebsmittelbehälter angeschlossenen Kreislauf einsetzbar, da der Beeinflussungsdruck durch Aufbringen eines statischen Druckes auf einen ruhenden Betriebsmittelsumpf nur so in diesem wirken kann. Ferner ist diese Lösung nicht rückwirkungsfrei, d. h. die für die Regelung oder Steuerung der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine benötigte aufnehmbare Leistung der Kupplung ist abhängig von dieser Drehzahl.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Drehzahlsteuerung und/oder Regelung einer Antriebsmaschine oder eine, diese wenigstens indirekt charakterisierende Größe derart zu entwickeln, dass die genannten Nachteile vermieden werden und bei Bedarf die von Seiten des Energiehaushaltes optimalen, insbesondere beim Einsatz von Antriebsmaschinen in Form von Verbrennungskraftmaschinen verbrauchsoptimierten Bereiche im Kennfeld der Antriebsmaschine während des Anfahrvorganges erreicht werden können. Die erfindungsgemäße Lösung soll sich dabei durch einen geringen steuer- und regelungstechnischen sowie konstruktiven Aufwand auszeichnen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruches 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Einstellung des hydraulisch übertragbaren Momentes während eines Anfahrvorganges in einem Antriebsstrang für Fahrzeuge, mit mindestens einem mit der Antriebsmaschine drehfest verbindbaren Anfahrelement in Form einer hydrodynamischen Kupplung, umfassend ein Primärschaufelrad und ein Sekundärschaufelrad, welche miteinander wenigstens einen mit Betriebsmittel befüllbaren torusförmigen Arbeitsraum bilden, entwickelt, dass dadurch charakterisiert ist, dass ein Sollwert für das einzustellende hydraulisch zu übertragende Moment d.h. das Kupplungsmoment vorgegeben oder gebildet wird und durch Beeinflussung des Meridiandruckes des sich im torusförmigen Arbeitsraum einstellenden Arbeitskreislauf eingestellt wird, welches dann auf die Drehzahl der Antriebsmaschine oder eine diese wenigstens indirekt charakterisierende Größe zurückwirkt. Im Einzelnen wird dazu bei Ausführungen der Kupplung mit einer drehfest mit dem Primärschaufelrad gekoppelten, das Sekundärrad in axialer Richtung und wenigstens teilweise in radialer Richtung unter Bildung eines ersten Betriebsmittelführungskanals oder -raums umschließenden Primärradschale und einem unterhalb des torusförmigen Arbeitsraumes angeordneten und mit diesem gekoppelten zweiten Betriebsmittelführungskanal oder -raum als Stellgröße für den Meridiandruck wenigstens eine der nachfolgend genannten Größen eingestellt bzw. verändert:
    • – Druck im ersten Betriebsmittelführungskanal oder -raum
    • – Druck im zweiten Betriebsmittelführungskanal oder -raum
    • – Volumenstrom (Einlassvolumenstrom bei zentripetaler Durchströmung) im ersten Betriebsmittelführungskanal oder -raum
    • – Volumenstrom (Auslassvolumenstrom bei zentripetaler Betriebsmittelführung) im zweiten Betriebsmittelführungskanal oder -raum
  • Unter Meridiandruck wird dabei der Druck, insbesondere Rotationsdruck der Kreislaufströmung in Meridianrichtung verstanden. Die Richtung der Meridianströmung verläuft dabei senkrecht zur Ringfläche des Laufspaltes zwischen Primärschaufelrad und Sekundärschaufelrad. Das hydraulische Moment wird neben dem Meridiandruck nur noch durch die Turbinendrehzahl bestimmt. Weitere Parameter spielen keine Rolle. Im Vergleich zu der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung mit indirekter Einstellung des Füllungsgrades über den Beeinflussungsdruck auf einen stehenden Betriebsmittelsumpf sowie der beiden Drehzahlen ist die erfindungsgemäße Lösung durch die Möglichkeit der direkten Einstellbarkeit des Meridiandruckes charakterisiert. Der Füllungsgrad ist dabei dem Meridiandruck nicht direkt proportional, sondern noch von der Pumpen- und Turbinenraddrehzahl abhängig. Ferner ist das erfindungsgemäße Regelungskonzept rückwirkungsfrei. D.h., die für die Regelung bzw. Steuerung der Motordrehzahl oder eine, diese wenigstens mittelbar charakterisierende Größe, benötigte Größe hydraulisches Moment ist weitgehend unabhängig von der Regelgröße Motordrehzahl oder der diese wenigstens mittelbar charakterisierende Größe.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung wird das hydraulisch übertragbare Kupplungsmoment geregelt, indem ein Istwert einer das Kupplungsmoment wenigstens indirekt charakterisierenden Größe fortlaufend oder in zeitlichen Abständen ermittelt und mit dem Sollwert verglichen wird, wobei in Abhängigkeit der Regelabweichung der Meridiandruck gesteuert wird.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren Bestandteil einer Steuerung/oder Regelung wenigstens einer der nachfolgend genannten Größen als Funktion des hydraulischen Momentes
    • – Drehzahl der Antriebsmaschine
    • – Drehzahl am Getriebeeingang
    • – Geschwindigkeit des Fahrzeuges
    • – Beschleunigung des Fahrzeuges.
  • Das hydraulisch übertragbare Moment bildet dabei die Stellgröße der Steuerung und/oder Regelung.
  • Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert.
  • Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
  • 1a verdeutlicht anhand eines Signalflussbildes das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Steuerung des übertragbaren hydraulischen Kupplungsmomentes;
  • 1b verdeutlicht den Aufbau eines Antriebsstranges;
  • 1c verdeutlicht die Integration einer Steuerung gemäß 1a in eine Steuerung der Drehzahl der Antriebsmaschine und/oder des Sekundärrades und/oder der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Fahrzeuges;
  • 2 verdeutlicht die Integration einer Steuerung gemäß 1 und der Steuerungen gemäß 2 in eine Regelung dieser Größen;
  • 3 verdeutlicht anhand eines Diagramms den Einfluss des Meridiandruckes auf das übertragbare Moment.
  • Die 1a verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung anhand eines Blockschaltbildes das Grundprinzip eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Einstellung des hydraulisch übertragbaren Momentes während eines Anfahrvorganges in einem Antriebsstrang 2 für Fahrzeuge, der beispielhaft in 1b wiedergegeben ist. Der Antriebsstrang 2 umfasst dabei mindestens ein, mit der Antriebsmaschine 1 wenigstens mittelbar koppelbares Anfahrelement 3, welches als hydrodynamische Kupplung 4, umfassend wenigstens ein als Pumpenrad fungierendes Primärschaufelrad 5 und ein als Turbinenrad fungierendes Sekundärschaufelrad 6, die miteinander wenigstens einen torusförmigen Arbeitsraum 7 bilden, in welchem während des Betriebes der hydrodynamischen Kupplung ein Arbeitskreislauf 8 durch Umwälzung des Betriebsmittels gebildet wird. Die Antriebsmaschine 1 ist beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgeführt. Denkbar ist jedoch auch eine Ausführung als Elektromotor oder ein anderes Antriebsaggregat. Das Anfahrelement 3 ist Bestandteil einer Anfahreinheit 9, welche entweder in einer Getriebebaueinheit 10 integriert ist oder aber als modulare Einheit vormontiert mit einer Getriebebaueinheit 10 funktional zusammenfassbar ist. Die Anfahreinheit 9 umfasst dabei einen wenigstens mittelbar drehfest mit der Antriebsmaschine 1 koppelbaren Eingang E und einen, mit dem Abtrieb, beispielsweise der Getriebebaueinheit 10, gekoppelten Ausgang A. Das Primärrad 5 ist drehfest mit einer Primänadschale 11 verbunden, welche das Sekundärrad in axialer Richtung und wenigstens teilweise in radialer Richtung derart umschließt, dass zwischen dem Außenumfang 12 des Sekundärrades 6 und der Innenwand 13 der Primärradschale mindestens ein Betriebsmittelführungskanal- oder Raum 14 zur Führung von Betriebsmittel gebildet wird. Im einzelnen wird dieser es ermöglichen, Betriebsmittel zwischen dem Sekundänad 6 und der Primärradschale 11 im Bereich der radial äußeren Abmessungen 15 der hydrodynamischen Kupplung 4, insbesondere des Primärrades 5 und des Sekundärrades 6 im Bereich einer Trennebene T zwischen Primärrad 5 und Sekundärrad 6 von oben in Richtung der sich im torusförmigen Arbeitsraum 7 einstellenden Arbeitskreislauf 8 in diesen einzubringen und eine zentripetale Durchströmung der hydrodynamischen Kupplung zu gewährleisten. Des weiteren ist der hydrodynamische Kupplung 4 mindestens ein weiterer Betriebsmittelführungskanal- oder Raum 16 zugeordnet, der eine Abfuhr bei zentripetaler Durchströmung der hydrodynamischen Kupplung 4 ermöglicht und bei gewünschter zusätzlicher zentrifugaler Durchströmung eine Zufuhr zum torusförmigen Arbeitsraum 7 gewährleistet. Bei dem Betriebsmittelführungskanal- oder Raum 16 kann es sich dabei um eine Leitung oder speziell in der Anschlusskonstruktion ausgebildete und eingearbeitete Kanäle handeln. Der Begriff Kanal ist hier hinsichtlich der Funktion zu betrachten und kann auch Innenräume oder kombinierte Kanal- oder Raumabschnitte mit einschließen. Im dargestellten Fall liegt der mit 16 bezeichnete Betriebsmittelführungskanal- oder Raum als ringförmiger Betriebsmittel-Führungsraum vor. Diese sind Bestandteil der hydrodynamischen Kupplung 1, insbesondere einem, dem torusförmigen Arbeitsraum 7 zugeordneten offenen Kreislaufes 17. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird dabei jeder der Betriebsmittelführungskanäle derart ausgeführt, dass diese neben der Zufuhr von Betriebsmittel zum torusförmigen Arbeitsraum 7 auch der Abfuhr dienen können, das heißt somit mit mindestens einem Eintritt und/oder einem Austritt aus dem torusförmigen Arbeitsraum 7 verbunden sind. Dabei ist es unerheblich, in welchem Bereich das Betriebsmittel aus dem torusförmigen Arbeitsraum 7 austritt. Beide Betriebsmittelführungskanäle- oder Räume 14 und 16 sind dabei gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wahlweise als Zulauf oder Ablauf nutzbar, so dass auch die Durchströmungsrichtung geändert wird. Im offenen Kreislauf 17 sind dazu Mittel zur wahlweisen Änderung der Durchströmungsrichtung vorgesehen. Diese sind mit 18 bezeichnet. Diese umfassen im einfachsten Fall eine Bedieneinrichtung, welche die Funktion der beschriebenen Betriebsmittelkanäle- beziehungsweise Räume hinsichtlich ihrer Funktion Zulauf oder Ablauf vertauschen. Beide Betriebsmittelführungskanäle- oder Räume 12 beziehungsweise 16 sind dabei mit einer Betriebsmittelversorgungsquelle 19 verbunden.
  • Erfindungsgemäß erfolgt die Steuerung des über die Kupplung 4 übertragbaren Kupplungsmomentes Mhk durch die Beeinflussung, insbesondere Änderung des im Arbeitskreislauf 8 vorherrschenden Meridiandruckes pM,. unter welchem der Rotationsdruck der Kreislaufströmung in Meridianrichtung verstanden wird. Vorrichtungsmäßig ist der Antriebsmaschine 1 zu diesem Zweck eine Steuer- und/oder Regelvorrichtung 20 zugeordnet, welche eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 21 umfasst. In dieser ist mindestens ein Stellgrößenbildner 22 integriert, welcher in Abhängigkeit der gewünschten Sollwerte für die Drehzahl der Antriebsmaschine n-soll, der Soll-Drehzahl für das Sekundänad nT-soll oder der Fahrgeschwindigkeit vsoll oder der Fahrbeschleunigung asoll einen Sollwert für das übertragbare hydraulische Moment Mhk-soll bilden, für dessen Einstellung als Stellgröße der Meridiandruck pM festgelegt wird. Dieser Meridiandruck pM-soll ist wiederum abhängig von den Drücken in den einzelnen Betriebsmittelführungskanälen- oder Räumen beziehungsweise den in diesen zu führenden Volumenströmen. Der Stellgrößenbildner 22 gibt dabei die einzelnen einzustellenden Größen für die Drücke in den Betriebsmittelführungskanälen- oder Räumen 14 beziehungsweise 16 sowie den dort zu führenden Volumenströmen V1 und V2 vor. Dies erfolgt in der Regel durch die Generierung von entsprechenden Signalen, mittels welchen dann die Stelleinrichtungen zur Einstellung dieser Größen aktiviert werden. Zu diesem Zweck ist der Stellgrößenbildner 22 mit entsprechenden Stelleinrichtungen, mindestens den Stelleinrichtungen 23 und 24 gekoppelt, wobei jeweils eine der Stelleinrichtungen einer der beiden Betriebsmittelführungskanäle- und/oder Räume 14 beziehungsweise 16 oder den mit diesen gekoppelten Kanälen oder Leitungen zugeordnet ist.
  • 1c offenbart eine Integration der Steuerung des übertragbaren hydraulischen Kupplungsmomentes MhK in eine Steuerung wenigstens einer der folgenden Größen
    • – Drehzahl nM der Antriebsmaschine 1, wobei n proportional zur Drehzahl np des Primärrades
    • – Drehzahl nT am Getriebeeingang
    • – Geschwindigkeit v des Fahrzeuges
    • – Beschleunigung a des Fahrzeuges
    als Funktion des über die hydrodynamische Kupplung übertragbaren Momentes Mhk, wobei als Führungsgröße für das hydraulische Moment der Meridiandruck PM im torusförmigen Arbeitsraum 7, insbesondere dem sich dort einstellenden Arbeitskreislauf 8 verwendet wird. Als Stellgrößen für diesen fungieren dabei mindestens eine der nachfolgend genannten Größen:
    • – p1 – Druck im Betriebsmittelführungskanal- oder Raum 14 beziehungsweise dem mit diesen gekoppelten Anschlussleitungen oder -Kanälen;
    • – p2 – Druck im Betriebsmittelfühnangskanal- oder Raum 16 beziehungsweise den mit diesen gekoppelten Leitungen oder Kanälen;
    • – V1 – Volumenstrom, der über den Betriebsmittelführungskanal- oder Raum 14 zugeführt wird, und
    • – V2 – Volumenstrom im Betriebsmittelführungskanal- oder Raum 16.
  • Die Steuerung des hydraulischen Momentes MhK oder der durch dieses wenigstens indirekt charakterisierten Größen (Drehzahl des Turbinenrades nT, Geschwindigkeit des Fahrzeuges v oder Beschleunigung des Fahrzeuges a) erfolgt dabei gemäß 1a und dem Signalflussbild entsprechend 1c durch die Einstellung bzw. Änderung des Meridiandruckes pM im Arbeitsraum 6 beziehungsweise im Arbeitskreislauf 8 der hydrodynamischen Kupplung 4. Dem Meridiandruck pM ist dabei eine Funktion aus den einzelnen Drücken p1 und/oder p2 in den Betriebsmittelführungskanälen- oder Räumen 14 und/oder 16.
  • Bei gewünschter Regelung der Drehzahl nM-soll der Antriebsmaschine 1 und/oder der Drehzahl am Primärrad nP-soll und/oder der Sekundänaddrehzahl nT-soll und/oder der Fahrgeschwindigkeit vsoll und/oder der Beschleunigung asoll erfolgt zusätzlich eine Rückführung, das heißt ein Soll/Ist-Vergleich, wie in 2 dargestellt. Zu diesem Zweck umfasst die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 21 des weiteren eine Vergleichseinrichtung 25, in der wenigstens ein Sollwert für eine die Drehzahl der Antriebsmaschine nM wenigstens mittelbar beschreibende Größe, vorzugsweise die Drehzahl nM-soll oder eine der nachfolgend genannten Größen nP-soll, nT-soll, vsoll, asoll mit einem Ist-Wert einer, die Drehzahl der Antriebsmaschine wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe, vorzugsweise der Ist-Drehzahl nM-Ist, beziehungsweise einem Ist-Wert einer, die Drehzahl des Primärrades nP-Ist, des Sekundärrades nT-Ist, die Fahrgeschwindigkeit vist oder die Beschleunigung aist, wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe verglichen wird. Aus der Regelabweichung ΔnM beziehungsweise ΔnT,P oder Δv oder Δa wird dann die Stellgröße zur Steuerung des von der hydrodynamischen Kupplung 4 übertragbaren hydraulischen Momentes Mhk gebildet. Aus diesem wird der im Arbeitskreislauf 8 erforderliche Meridiandruck pM ermittelt und zur dessen Einstellung die Stellgrößen für die Drücke in den einzelnen Betriebsmittelführungskanälen- oder Räumen 14 und 16 beziehungsweise den dort zu führenden Volumenströmen gebildet werden. Bei gewünschter, in der 2 dargestellter Regelung werden dabei die Ist-Werte fortlaufend oder zumindest in bestimmten vordefinierten Zeitintervallen ermittelt und mit den Sollwerten verglichen. Bei Abweichung wird der Meridiandruck PM im Strömungskreislauf des Arbeitskreislaufes verändert. Zur Erfassung der Ist-Werte sind entsprechende Erfassungseinrichtungen vorgesehen. Die ermittelte Regelabweichung führt dann zu einer entsprechenden Änderung der Stellgrößen. Zum Wirksamwerden der Stellgrößen Y ist dabei den Betriebsmittelführungskanälen- oder Räumen 14 beziehungsweise 16 eine Einrichtung zur Änderung beziehungsweise Beeinflussung des Druckes p14, p16 in diesen zugeordnet. Diese ist in der Regelstrecke der Regelung der Drehzahl der Antriebsmaschine beziehungsweise der Turbinenraddrehzahl oder einer die Fahrgeschwindigkeit beziehungsweise -beschleunigung wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe integriert.
  • In der 3 wird anhand eines Diagrammes die Auswirkung der Änderung des Meridiandruckes pM für eine hydrodynamische Kupplung 4 mit zentripetaler Kreislaufführung über einen offenen Kreislauf dargestellt. Im Drehzahl-/Drehmomentdiagramm sind dabei für unterschiedliche Meridiandrücke pM1 bis pM3 und unterschiedlichen Antriebsdrehzahlen n1 bis n3 das hydraulische Moment Mnk über die Turbinendrehzahl dargestellt.
  • 1
    Antriebsmaschine
    2
    Antriebsstrang
    3
    Anfahrelement
    4
    hydrodynamische Kupplung
    5
    Primärrad
    6
    Sekundärrad
    7
    torusförmiger Arbeitsraum
    8
    geschlossener Kreislauf
    9
    Anfahreinheit
    10
    Getriebebaueinheit
    11
    Primärradschale
    12
    Außenumfang des Sekundärrades 6
    13
    Innenwand der Primärradschale
    14
    Betriebsmittelführungskanal- oder Raum
    15
    radial äußere Abmessung der hydrodynamischen Kupplung
    16
    Betriebsmittelführungskanal- oder Raum
    17
    offener Kreislauf
    18
    Mittel zur Änderung der Durchströmungsrichtung
    19
    Betriebsmittelversorgungsquelle
    20
    Steuer- und/oder Regelvorrichtung
    21
    Steuer- und/oder Regeleinrichtung
    22
    Stellgrößenbildner
    23
    Stelleinrichtung
    24
    Stelleinrichtung
    25
    Vergleichseinrichtung
    nM-soll
    Soll-Drehzahl der Antriebsmaschine
    nT-soll
    Soll-Drehzahl des Sekundärrades
    vsoll
    Sollwert für die Fahrgeschwindigkeit
    asoll
    Sollwert der Fahrbeschleunigung
    nM-Ist
    Ist-Drehzahl der Antriebsmaschine
    nT-soll
    Ist-Drehzahl des Sekundärrades
    vsoll
    Istwert für die Fahrgeschwindigkeit
    asoll
    Istwert der Fahrbeschleunigung

Claims (5)

  1. Verfahren zur Einstellung des hydraulisch übertragbaren Momentes während eines Anfahrvorganges in einem Antriebsstrang (2) für Fahrzeuge, mit den folgenden Merkmalen: – mit mindestens einem mit der Antriebsmaschine (1) drehfest verbindbaren Anfahrelement (3) in Form einer hydrodynamischen Kupplung (4), umfassend ein Primärschaufelrad (5) und ein Sekundärschaufelrad (6), welche miteinander wenigstens einen mit Betriebsmittel befüllbaren torusförmigen Arbeitsraum (7) bilden; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – bei welchem ein Sollwert für das einzustellende hydraulisch zu übertagende Moment Mnk vorgegeben oder gebildet wird und durch Beeinflussung des Meridiandruckes pM im sich im torusförmigen Arbeitsraum (7) einstellenden Arbeitskreislauf eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 in einem Antriebsstrang mit einer drehfest mit dem Primärschaufelrad (5) gekoppelten Primärradschale (11), die das Sekundärrad (6) in axialer Richtung und wenigstens teilweise in radialer Richtung unter Bildung eines ersten Betriebsmittelführungskanals oder -raums (14) umschließt und einem unterhalb des torusförmigen Arbeitsraumes angeordneten und mit diesem gekoppelten zweiten Betriebsmittelführungskanal oder -raum (16); dadurch gekennzeichnet, dass als Stellgröße für den Meridiandruck pM wenigstens eine der nachfolgend genannten Größen fungiert – Druck P14 im ersten Betriebsrnittelführungskanal oder -raum – Druck P16 im zweiten Betriebsmittelführungskanal oder -raum – Volumenstrom V14 im ersten Betriebsmittelführungskanal oder -raum – Volumenstrom V16 im zweiten Betriebsmittelführungskanal oder -raum.
  3. Verfahren nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulisch übertragbare Kupplungsmoment Mnk geregelt wird, indem ein Istwert einer das Kupplungsmoment Mnk-ist wenigstens indirekt charakterisierenden Größe fortlaufend oder in zeitlichen Abständen ermittelt und mit dem Sollwert Mnk-soll verglichen wird, wobei in Abhängigkeit der Regelabweichung der Meridiandruck gesteuert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulisch übertragbare Moment die Stellgröße einer Steuerung und/oder Regelung einer der nachfolgend genannten Größen als Funktion des hydraulischen Momentes – Drehzahl nm der Antriebsmaschine – Drehzahl np am Getriebeeingang – Geschwindigkeit v des Fahrzeuges – Beschleunigung a des Fahrzeuges bildet.
  5. Steuer- und/oder Regelvorrichtung (21) zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 5.1 mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung (21) und mindestens einer Vergleichseinrichtung (25) zum Vergleich eines Sollwertes einer das hydraulische Kupplungsmoment wenigstens mittelbar beschreibenden Größe mit einem Istwert; 5.2 die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (21) ist mit einer Einrichtung zur Erfassung des Istwertes einer das hydraulische Kupplungsmoment wenigstens mittelbar, beschreibenden Größe und einer Einrichtung zur Vorgabe eines Sollwertes verbunden; 5.3 mit einem Stellgrößenbildner (23, 24) zur Bildung einer Stellgröße für den Meridiandruck in der hydrodynamischen Kupplung; 5.4 die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (21) umfasst mindestens einen Ausgang für die Stellgröße y, welcher mit einem Stellglied zur Beeinflussung wenigstens einer der nachfolgend genannten Größen gekoppelt ist: – Drehzahl der Antriebsmaschine nm – Drehzahl n am Getriebeeingang – Geschwindigkeit v des Fahrzeuges – Beschleunigung a des Fahrzeuges
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WO2002018817A1 (de) * 2000-08-31 2002-03-07 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Anfahreinheit und verfahren zur anpassung von anfahreinheiten an antriebssysteme mit unterschiedlichen randbedingungen, insbesondere unterschiedliche antriebsmaschinen
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