DE19959470A1

DE19959470A1 - Getriebe

Info

Publication number: DE19959470A1
Application number: DE19959470A
Authority: DE
Inventors: Anton Fritzer; Franz Bitzer
Original assignee: LuK Getriebe Systeme GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2000-06-21
Also published as: JP2000177425A; US6283893B1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Steuern des Betriebes einer reibschlüssig Drehmoment übertragenden Baugruppe werden Drehzahlschwankungen eines Eingangsbauteils und eines Ausgangsbauteils erfaßt und miteinander korreliert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Betriebs einer reibschlüssig Drehmoment übertragenden Baugruppe im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wie insbesondere Getriebe oder stufenlos einstellbares Getriebe.

Im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs enthaltene, reibschlüssig Drehmoment übertragende Baugruppen, wie Kupplungen, auch Überbrückungskupplungen im Wandler eines automatischen Getriebes, mit Umschlingungsmitteln arbeitende Getriebe mit kontinuierlich variabler Übersetzung (CVT-Getriebe) oder Reibgetriebe oder auch Bremsen, werden zunehmend automatisiert bzw. von eigenen Aktoren gesteuert betätigt. Die Steuerung bzw. Regelung des von der jeweiligen Baugruppe reibschlüssig übertragbaren Drehmoments soll zur Entlastung der Aktuatoren sowie aus Gründen geringen Energieverbrauches und hoher Steuer- bzw. Regelgenauigkeit so gering wie möglich sein, jedoch so groß, daß dauerhafter Schlupf, der zu raschem Verschleiß oder Zerstörung der reibschlüssig Drehmoment übertragenden Baugruppe führt, vermieden wird. Insbesondere aus dem letztgenannten Grund erfolgt meistens eine gegenseitige Überanpressung der reibschlüssig Drehmoment übertragenden Bauteile. Eine Überanpressung erfolgt im allgemeinen auch aus dem Grund, daß Verschleiß von Bauteilen, Setzerscheinungen, Temperatureinflüsse oder viskositätsbedingte Kennwertänderungen nicht zu einem unbeabsichtigten Schlupf führen.

Eine Möglichkeit, den Schlupfzustand zweier reibschlüssig Drehmoment übertragender Bauteile zu erkennen, ist aus der DE 195 44 061 A1 bekannt. Zur Erkennung der Haft- bzw. Gleitgrenze wird hier einem Druckmittel betriebenen Betätigungselement, das die Anpreßkraft der beiden in reibschlüssigen Eingriff befindlichen Bauteile bestimmt, ein mit einem Moduliersignal überlagerter Betätigungsdruck zugeführt. Dieser Signalverlauf wird beispielsweise mit einer Getriebeabtriebswellendrehzahl korreliert. Die Schlupf- bzw. Haftgrenze wird bei Unter- oder Überschreiten eines festgelegten Korrelationswertes festgelegt. Die Beaufschlagung des Betätigungsdruckes mit einem Moduliersignal erfordert zusätzliche Steuerelemente und ist verhältnismäßig aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine Vorrichtung dafür zu schaffen, das bei einfacher und kostengünstiger Durchführbarkeit eine Steuerung des Betriebszustandes einer reibschlüssig Drehmoment übertragenden Baugruppe derart ermöglicht, daß einerseits keine unnötig hohen Betätigungskräfte auf die in reibschlüssigem Eingriff befindlichen Bauteile der Baugruppe ausgeübt werden müssen und daß anderseits gewähr leistet ist, daß die Baugruppe bei plötzlichen Drehmomentschwankungen nicht beschädigt wird.

Eine erste Lösung der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch Bestimmung der Korrelation zwischen den Drehzahlschwankungen eines Eingangsbauteils und eines Ausgangsbauteils der reibschlüssig Drehmoment übertragenden Baugruppe deren Betriebszustand analysiert und beispielsweise gemäß dem Anspruch 2 bei Abnahme der Korrelation unter einen bestimmten Wert derart verändert, daß die Momentenübertragungskapazität vergrößert wird und sich eine Korrelation zwischen Drehzahlschwankungen wieder herstellt.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 wird ein stufenloses Getriebe bei Abnahme der Korrelation rasch derart verstellt, daß sich eine vorbestimmte Korrelation wieder herstellen kann.

Der Anspruch 4 ist auf eine weitere Lösung der Erfindungsaufgabe gerichtet. Dadurch, daß Drehmomentüberhöhungen im Antriebsstrang im Ansatz erfaßt und erkannt werden, können die reibschlüssig Drehmoment übertragende Baugruppe oder die Baugruppen jeweils derart angesteuert werden, daß für die Baugruppen oder andere Bauteile gefährliche Betriebszustände vermieden werden oder es auch bei einer Drehmomentüberhöhung nicht dazu kommt, daß die Haftreibung zwischen den in reibschlüssigem Eingriff befindlichen Bauteilen der Baugruppe in Gleitreibung übergeht.

Die Unteransprüche 5 bis 11 sind auf vorteilhafte Durchführungsformen des Verfahrens gemäß dem Anspruch 4 gerichtet.

Mit den Merkmalen der Ansprüche 12 und 13 läßt sich ein Ruckeln des Fahrzeugs bei einer plötzlichen Änderung des Motormoments vermeiden.

Das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere nach Anspruch 4 ist auch dann anwendbar, wenn eine Anpreßkraft zur Vermeidung von Schäden herabgesetzt werden muß.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 ein Schema eines Kraftfahrzeugs mit Antriebsstrang,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein CVT-Getriebe mit eingangsseitiger Kupplung und Abtrieb,

Fig. 3 ein Hydraulikschema zur Steuerung eines CVT-Getriebes,

Fig. 4 ein weiteres Hydraulikschema zur Steuerung eines CVT-Getriebes,

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Regelalgorithmus,

Fig. 6 zu dem Flußdiagramm der Fig. 5 gehörende Signalkurven,

Fig. 7 ein Flußdiagramm eines weiteren Regelalgorithmus,

Fig. 8 zu dem Flußdiagramm der Fig. 7 gehörende Signalkurven,

Fig. 9 ein weiteres Flußdiagramm eines Regelalgorithmus,

Fig. 10 Signalkurven des Regelalgorithmus der Fig. 9,

Fig. 11 die Struktur eines Beobachters zur Ermittlung der Notwendigkeit einer Anpreßverstellung und

Fig. 12 Kurven zur Erläuterung des Unterdrückens von Triebstangschwingungen.

Gemäß Fig. 1 weist ein Kraftfahrzeug einen Motor 2 auf, der über eine Kupplung 4 und ein Getriebe 6 mit einer Kardanwelle 8 verbunden ist. Die Kardanwelle treibt über ein Differential 10 Antriebswellen 12, die drehfest mit den Hinterrädern 14 verbunden sind. Die Vorderräder 16 sind im dargestellten Beispiel nicht angetrieben. In einem anderen Ausführungsbeispiel können aber auch die Vorderräder oder alle Räder des Fahrzeuges angetrieben werden.

Ein elektronisches Steuergerät 18, das in an sich bekannter Weise einen Mikroprozessor mit zugehörigen Speichereinrichtungen enthält, weist Eingänge 20 auf, die mit Sensoren verbunden sind. Als Sensoren sind beispielsweise Raddrehzahlsensoren 22, ein Drosselklappensensor 24, ein Motordrehzahlsensor 26, ein Kardanwellendrehzahlsensor 28, ein Drehmo mentsensor 30 zur Erfassung des über die zugehörige Antriebswelle 12 über tragenen Drehmoments und ggf. weitere Sensoren oder andere Sensoren verbunden.

Ausgänge des Steuergerätes 18 sind mit einem Kupplungsaktuator 32 und einem Getriebeaktuator 34 verbunden, sowie ggf. mit weiteren Aktuatoren des Antriebsstrangs, wie einem Drosselklappensteller usw.

Das Getriebe 6 ist im dargestellten Beispiel ein CVT-Getriebe, dessen Aktuator 34 hydraulisch angesteuert wird.

Fig. 2 zeigt schematisch wichtige Komponenten der Kupplung und des Getriebes der Fig. 1. Eine mit der Kurbelwelle des Motors drehfest verbundene Antriebswelle 36 treibt über die Kupplung 4 und einen Wendesatz 38 ein erstes Kegelscheibenpaar 40 des CVT-Getriebes 6. Das erste Kegelscheibenpaar 40 ist mit einem zweiten Kegelscheibenpaar 42 über ein Umschlingungsmittel 44 verbunden. Das Umschlingungsmittel 44 ist mit jedem der Kegelscheibenpaare 40 und 42 in reibschlüssigem Eingriff. Über eine Abtriebswelle 46 treibt das zweite Kegelscheibenpaar 42 das im Beispiel der Fig. 2 unmittelbar am Getriebe angeordnete Differential an, das im dargestellten Beispiel die Vorderräder antreibt.

Zur Steuerung der Kupplung und des Getriebes dient eine Hydraulik 48, die von einer Pumpe 50 mit Druck versorgt wird.

Die Anpressung der Kegelscheiben an das Umschlingungsmittel erfolgt hydraulisch, kann aber auch anderweitig erfolgen, beispielsweise mittels Elektromotor, Feder, Fliegkraft usw. Wichtig ist, daß zumindest ein Teil der Anpreßkraft durch ein Stellglied frei steuerbar ist. Zwei Ausführungsvarianten einer hydraulischen Anpreßsteuerung sind in den Fig. 3 und 4 dargestellt.

Gemäß Fig. 3 steuert ein Ventil A den Druck, der am Kegelscheibenpaar 42 anliegt. Ein Ventil B steuert den Druck, der am ersten Kegelscheibenpaar 40 anliegt. Damit ist mit dem Ventil A die Anpreßkraft steuerbar, während zusammen mit dem Ventil B die Verstellung der Übersetzung erfolgt. Ventil A ist frei steuerbar, beispielsweise durch eine elektromagnetische Ansteuerung, die über entsprechende Logikschaltungen gesteuert wird.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 wird die Anpressung durch eine Kombination eines Ventils C mit einem hydraulisch-mechanischen Drehmomentfühler 52 gesteuert. Das Ventil C ist frei steuerbar; der Drehmomentfühler 52 steuert abhängig vom anliegenden Drehmoment den Druck. Damit ist ein Teil des Anpreßdrucks frei steuerbar und ein weiterer Teil in Abhängigkeit vom Drehmoment. Die Verstellung der Kegelscheibenpaare erfolgt, indem mittels eines Ventils D ein Differenzdruck zwischen den Scheibenpaaren 40 und 42 erzeugt wird.

Meßgrößen für die Getriebesteuerung sind beispielsweise das Ausgangssignal des Drosselklappensensors 24 oder andere Meß- oder Steuergrößen, die auf das vom Motor abgegebenen Moment schließen lassen.

Die bisher beschriebenen Bauteile und Anordnungen sind an sich bekannt und werden daher weder hinsichtlich ihres Aufbaus noch ihrer Funktion genauer erläutert.

Der von dem Ventil A der Fig. 3 bzw. C der Fig. 4 gesteuerte Anpreßdruck, mit dem die Kegelscheibenpaare am Umschlingungsmittel 44 anliegen, soll so gering sein, daß Schlupf zwischen dem Umschlingungsmittel 44 und den Kegelscheibenpaaren vermieden ist, und nicht unnötig hoch sein. Der Anpreßdruck ist normalerweise entsprechend einem im Steuergerät abgelegten Kennfeld vorgesteuert. Er kann entsprechend weiteren Betriebsparametern zusätzlich feingesteuert bzw. geregelt sein.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm einer Logik, mit der das Ventil A der Fig. 3 bzw. C der Fig. 4 in geeigneter Weise zusätzlich angesteuert werden kann:
Gemäß Fig. 5 wird in Stufe 54 die Drehzahl der Antriebswelle 36 bzw. die Getriebeeingangsdrehzahl mittels eines geeigneten Sensors erfaßt. In Stufe 56 wird gleichzeitig mittels eines geeigneten Sensors die Getriebeabtriebsdrehzahl erfaßt, beispielsweise mittels eines unmittelbar an der Abtriebswelle 46 angeordneten Sensors. In Stufe 58 werden die in den Stufen 54 und 56 gemessenen Drehzahlen nach Durchlaufen eines Filters, das als Tiefpaß, Bandpaß oder Hochpaß ausgelegt sein kann, einer Korrelationsberechnung unterworfen. In Stufe 60 wird überprüft, ob der innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters zyklisch berechnete Korrelationswert über einem vorgegebenen Grenzwert liegt. Ist dies der Fall, so beginnt die Meß- und Berechnungsschleife neu. Ist dies nicht der Fall, so wird in Stufe 62 ein Flag gesetzt, das bestimmte Maßnahmen auslöst, beispielsweise eine Erhöhung des Anpreßdruckes. Anschließend erfolgt ein neuer Meß- und Korrelationszyklus.

Fig. 6 zeigt den Verlauf zugehöriger Meßwerte bzw. Signale. Die Kurve GTE zeigt die Getriebeeingangsdrehzahl. Die Kurve GTA zeigt die Getriebeausgangsdrehzahl und KV zeigt die Korrelationsfunktion. Zum Zeitpunkt t₀ beginnt eine Schleife. Die beiden Drehzahlsignale werden eingelesen und der Korrelationswert wird berechnet. Ist die Momentenübertragungskapazität des CVT-Getriebes größer als das aktuell zu übertragende Moment, so ist zwischen Getriebeeingangsdrehzahl und Getriebeabtriebsdrehzahl eine Kopplung vorhan den, d. h. der Korrelationswert ist hoch. Befindet sich dagegen das CVT-Getriebe im Schlupfzustand, so wird die Kopplung wesentlich schwächer. In Fig. 6 beginnt zum Zeitpunkt t₁ Schlupf, d. h. die Schwingung der Getriebeeingangsdrehzahl, die beispielsweise durch eine Drehungleichförmigkeit des Motors erzeugt wird, wird in der Getriebeabtriebsdrehzahl nicht mehr oder nur schwach sichtbar. Die Korrelationsfunktion KV bricht ein. Zum Zeitpunkt t₂ unterschreitet KV einen Grenzwert GW, woraufhin ein Flag gesetzt wird, um den Anpreßdruck zu erhöhen.

Die Fig. 5 und 6 sind ein Beispiel für die Erkennung ausreichenden Drehmomentübertragungsvermögens anhand der Korrelation zwischen Schwankungen zwischen einer Eingangsdrehzahl einer Drehmoment übertragenden Baugruppe und einer Ausgangsdrehzahl der Baugruppe. Bei der Baugruppe kann es sich ganz allgemein um ein mit Reibung arbeitendes Getriebe, um eine Kupplung usw. handeln.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Beispiel einer Erkennungslogik. Hier wird in Stufe 64 die Drehzahl eines angetriebenen Rades erfaßt. Es kann auch eine Drehzahl erfaßt werden, die eine Kombination aus Drehzahlen angetriebener und/oder nicht angetriebener Räder ist. In Stufe 66 wird die in einem bestimmten Zeitfenster erfaßte Raddrehzahl über ein Filter verarbeitet und einer zeitlichen Ableitung bzw. Differenzierung unterworfen.

In Stufe 68 wird die zeitliche Ableitung, d. h. die Beschleunigung oder Verzögerung mit einem Grenzwert verglichen. Liegt die Verzögerung unter einem Grenzwert, so erfolgt ein erneuter Zyklus. Liegt die Verzögerung über dem Grenzwert, so wird in Stufe 70 ein Flag gesetzt und der Zyklus beginnt erneut.

Fig. 8 zeigt zugehörige Signalverläufe. RD ist die in Stufe 64 ermittelte Raddrehzahl. RB ist die in Stufe 66 ermittelte Radbeschleunigung. GW ist der Grenzwert. Zum Zeitpunkt t₁ nimmt die Radbeschleunigung RB zu und überschreitet zum Zeitpunkt t₂ den vorgegebenen Grenzwert GW, der von verschiedenen Parametern abhängen kann. Bei Überschreiten des Grenzwertes wird in Stufe 70 ein Flag gesetzt, der zu einer Erhöhung des Anpreßdrucks im CVT-Getriebe führt, um einem Rutschen des Umschlingungsmittels vorzubeu gen. Eine große Radbeschleunigung kann nämlich ein Indiz dafür sein, daß sich ein oder beide Antriebsräder im Schlupf befinden. Beim Übergang eines schlupfenden Rades in den haftenden Zustand können große Antriebsstrangbeschleunigungen auftreten, die zu einem Rutschen des Umschlingungsmittels führen können.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Beispiel einer Erkennungslogik, mit der vorgreifend Drehmomentüberhöhungen erkannt werden können. Hier wird von den Raddrehzahlen beider Antriebsräder einer Achse ausgegangen, wobei wiederum auf Kombinationen aus Drehzahl angetriebener und/oder nicht angetriebener Räder möglich sind, beispielsweise ein Mittelwert der angetriebenen und der nicht angetriebenen Räder. In Stufe 72 wird die Drehzahl des linken angetriebenen Rades ermittelt; in Stufe 74 die Drehzahl des rechten angetriebe nen Rades. Die beiden gemessenen Drehzahlen werden in Stufe 76 nach Filterung voneinander substrahiert oder durcheinander dividiert. In Stufe 78 wird überprüft, ob das Ergebnis der Stufe 76 unter einem Grenzwert liegt. Falls JA, läuft ein neuer Meßzyklus ab. Falls NEIN, wird in Stufe 80 ein Flag gesetzt, woraufhin ein erneuter Meßzyklus abläuft. Der Flag führt dazu, daß beispielsweise in einem CVT-Getriebe der Anpreßdruck erhöht wird.

Fig. 10 zeigt zur Fig. 9 gehörende Signalverläufe. RDL ist die Drehzahl des linken Rades, RDR ist die Drehzahl des rechten Rades, D ist die Differenz der Drehzahlen und GW ist der Grenzwert. Zum Zeitpunkt t₁ nimmt die Differenz zu und erreicht zum Zeitpunkt t₂ den Grenzwert, so daß das Flag gesetzt wird. Zum Zeitpunkt t₃ unterschreitet D den Grenzwert, so daß kein Flag mehr gesetzt wird. Hohe Differenzdrehzahlen zwischen angetriebenen und nicht angetriebenen Rädern oder zwischen den angetriebenen Rädern weisen auf einen Schlupf hin, bei dessen plötzlicher Beendigung Drehmomentüberhöhungen auftreten können, die ohne Anpreßkrafterhöhung zu einem Rutschen des Umschlingungsmittels im Getriebe führen können.

Weitere Möglichkeiten zur Erkennung bevorstehender Drehmomentüberhöhungen arbeiten mit der gleichen Logik wie an sich bekannte, das Fahrzeug stabilisierende Systeme, wie blockiergeschützte Bremssysteme, Schlupfverhinderungssysteme, elektronische Differentialsperren usw. Hier können niedrigere Grenzwerte eingegeben werden, so daß die Aktivierung der Systeme vorher erkannt wird. Durch Einleitung geeigneter Maßnahmen, beispielsweise Erhöhung des Anpreßdrucks im CVT-Getriebe, kann dessen Schädigung bei auftretenden Antriebsstrangbeschleunigungen vermieden werden.

Eine andere Möglichkeit, bevorstehende Drehmomentüberhöhungen zu erkennen, nutzt die aus der Regelungstechnik bekannte dynamische Nachbildung realer Systeme mittels Modell-Systemen; diese Technik wird "Beobachter" genannt und anhand Fig. 11 erläutert:

Das reale System 90 ist der in Abb. 1 dargestellte Triebstrang eines Fahrzeugs, beispielsweise mit stufenlosem Getriebe. Das Modell-System 92 ist die theoretische Nachbildung dieses Systems mittels eines Gleichungssystems. Eingangsgrößen sind beispielsweise das Motormoment und/oder das oder die Radmomente. Ausgangsgrößen sind gemessene Drehzahlen und/oder gemessene Momente. Unterschiede zwischen den gemessenen und der errech neten Ausgangsgrößen werden in einer Verstärkungseinheit 94 verstärkt und dem Modell-System 92 zugeführt, das dann die aktuellen Zustandsgrößen des Systems liefert, die nicht direkt gemessen werden können (z. B. weitere Drehzahlen, Momente, Beschleunigungen). Das Radmoment ist u. a. nicht direkt meßbar. Es kann als Störgröße des Systems betrachtet werden und mittels eines Störgrößenbeobachters abgeschätzt werden. Somit ermöglicht die Einführung eines Beobachters aus ohne weiteres meßbaren Größen auf die Größen zu schließen, die für eine rechtzeitige und zweckentsprechende Änderung des Anpreßdrucks im CVT-Getriebe maßgeblich sind.

Die vorstehend geschilderten Logiken sind Beispiele aus zahlreichen Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren, das hauptsächlich durch die Software eines Mikroprozessors realisiert wird, einzusetzen.

Die beim Setzen eines Flags einzuleitenden Maßnahmen müssen nicht notwendigerweise, in einer Erhöhung der Momentenübertragungskapazität des CVT-Getriebes bestehen. Sie können im Bedarfsfall auch in einer Erniedrigung der Momentenübertragungskapazität bestehen, d. h. in einem Absenken des Anpreßdrucks. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn Schwingungen abgebaut werden sollen, oder Überbelastungen von Bauteilen vermieden werden sollen. Mit dem Setzen eines Flags kann auch eine Erhöhung oder eine Erniedrigung der Momentenübertragungskapazität der Kupplung verbunden sein. Die Maßnahmen können auch kombiniert erfolgen, es kann die Momentenübertragungskapazität des reibschlüssigen Getriebes und der reibschlüssigen Kupplung gleichsinnig oder gegensinnig beeinflußt werden.

Die Erhöhung bzw. Erniedrigung der Momentenübertragungskapazität erfolgt im allgemeinen durch entsprechende Beeinflussung der Anpreßkraft. Die Anpreßkraft kann dabei um einen festen Betrag angehoben oder abgesenkt werden. Die Anpreßkrafterhöhung oder Absenkung kann auch variabel, in Abhängigkeit von bestimmten weiteren Meßgrößen, wie Anliegen des Drehmoments usw. erfolgen. Desweiteren kann die zusätzliche Anpreßkraft über eine Rampe oder sprunghaft auf- und/oder abgebaut werden. Ebenso kann eine feste oder variable Nachlaufzeit, die von Eingangsgrößen abhängig sein kann, vorgesehen werden.

In manchen Anwendungsfällen ist es günstig, zur Verhinderung eines Schlupfes des Umschlingungsmittels 44 des Getriebes 6 bei Drehmomentüberhöhungen nicht dessen Anpreßdruck zu erhöhen sondern den Anpreßdruck der Kupplung zu vermindern, damit im Getriebe eine Drehmomentüberhöhung nicht auftreten kann sondern die Drehmomenterhöhung durch die schlupfende Kupplung aufgefangen wird. Kurzzeitiger Kupplungsschlupf ist unschädlich, da in der Kupplung gegeneinander schlupfende Bauteile vorgesehen sind, deren Schlupf bei Schließen der Kupplung abgebaut wird.

Mit der Erfindung ist es durch gezielte Verstellung des CVT-Getriebes möglich, Ruckeln zu verhindern oder zu vermindern. Dies gelingt vor allem bei hohen Anfahrübersetzungen und bereits geschlossener Kupplung, da hier die Triebstrangfrequenz gering ist. Voraussetzung für die Beeinflussung des Ruckelns ist eine ausreichende Verstelldynamik der Getriebeübersetzung, d. h. des Ventils B in Fig. 3 und des Ventils D in Fig. 4.

Fig. 12 zeigt ein Beispiel. Die drei linken Graphiken stellen das Verhalten bei konstanter Getriebeübersetzung dar; die drei rechten Graphiken zeigen das Verhalten bei variabler Getriebeübersetzung.

Die oberste der linken Graphiken zeigt einen vom Motor ausgehenden Momentensprung. Dieser Momentensprung führt infolge von Elastizitäten zu Schwingungen in den Drehzahlen des ersten und des zweiten Scheibensatzes des CVT-Getriebes, wobei die Darstellung der Einfachheit halber derart nomiert ist, daß die Drehzahlen beider Scheibensätze gleiche Werte haben. Diese Schwingungen machen sich gemäß der untersten linken Darstellung in einem für die Fahrzeuginsassen unangenehmen Fahrzeugruckeln bemerkbar, das je nach vorhandenen Dämpfungen mehr oder weniger stark abklingt.

Die rechte oberste Darstellung der Fig. 12 zeigt den gleichen Momentensprung des Motors. Durch Verstellung der Übersetzung des CVT-Getriebes in Richtung höherer Eingangsdrehzahlen beim Vorhandensein eines Momentensprungs wird die Übertragung dieses Momentensprungs auf den abtriebsseiten Teil des Triebstrangs vermieden, so daß kein Ruckeln angeregt wird. Entsprechend ergeben sich die weitgehend schwingungsfreien Darstellungen der Drehzahlen der Scheibensätze und der Fahrzeugbeschleunigung gemäß den rechten Kurven der Fig. 12.

Die Meßgröße für das Motormoment der Fig. 12 ist beispielsweise das aus der Drosselklappenstellung und/oder der Luft- oder Einspritzmenge hergeleitete Signal. Die mit einer Änderung des Motormoments einhergehende Verstellung der Getriebeübersetzung, bei einer Laststeigerung zunächst in Richtung Underdrive, ist abhängig von der Triebstrangfrequenz, also der Übersetzung und der Dämpfung. Die Verstellbewegung wird der "quasistatischen" bzw. normalen Verstellung gemäß dem Verstellkennfeld des Getriebes überlagert. Das vom Motor abgenommene Signal über das Motormoment läuft dem tatsächlichen Verlauf des Moments voraus, so daß damit zumindest teilweise eine Kom pensation der Verzögerung der Verstellsteuerung möglich ist.

Eine weitere Durchführungsform besteht darin, die Verstellung der Getriebeübersetzung gegen das Ruckeln zusätzlich oder ausschließlich geregelt ablaufen zu lassen. Neben dem Motormomentensignal werden dazu eine Eingangsdrehzahl (Motor- oder Getriebedrehzahl) und/oder die Ausgangsdrehzahl des Getriebes benötigt. Damit läßt sich auch ein Ruckeln verringern, das durch eine Änderung des Radmoments ausgelöst wird, z. B. nach dem Greifen eines vorher rutschenden Rades.

Die Erfindung ist auch auf Triebsstränge anwendbar, die ein Zahnradgetriebe bzw. formschlüssig arbeitendes Getriebe aufweisen und lediglich mit einer Reibungskupplung versehen sind.

Bei einem Verfahren zum Steuern des Betriebes einer reibschlüssig Drehmoment übertragenden Baugruppe werden Drehzahlschwankungen eines Eingangsbauteils und eines Ausgangsbauteils erfaßt und miteinander korreliert. Bei Änderung der Korrelation wird der Betriebszustand der Baugruppe verändert. Bei einer anderen Durchführungsform des Verfahrens werden solche Betriebsparameters des Antriebsstrangs erfaßt, die auf eine bevorstehende Drehmomentüberhöhung hinweisen, woraufhin der Betriebszustand der Baugruppe verändert wird.

Ein Ausführungsbeispiel für die Berechnung einer Kreuzkorrelationsfunktionen sei wie folgt gegeben, wobei auch andere Korrelationsfunktionen erfindungsgemäß verwendet werden können.

Die digitale Auswertung der unnormierten Kreuzkorrelationsfunktion (KKF) hat beispielsweise folgende Darstellung:

Dabei stellen

x(k*τ)
y(k*τ)

Messwerte zum Zeitpunkt k*τ dar (τ ist der diskrete Abtastzeitschritt).

Neben der unnormierten Kreuzkorrelationsfunktion gibt es auch eine normierte KKF, sie hat einen Wertebereich von -1 bis +1 und ist gegeben durch:

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rück bezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unter ansprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Erfindung ist auch nicht auf das (die) Ausführungsbeispiel(e) der Beschrei bung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abände rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfah rensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschritt folgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

1. Verfahren zum Steuern des Betriebs einer reibschlüssig Drehmoment übertragenden Baugruppe im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, bei welchem Verfahren Betriebsparameter des Antriebsstrangs erfaßt werden und der Betriebszustand der Baugruppe aufgrund der erfaßten Betriebsparameter gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß Drehzahlschwankungen eines Eingangsbauteils und eines Ausgangsbauteils der reibschlüssig Drehmoment übertragenden Baugruppe erfaßt werden, daß eine Korrelation zwischen den Drehzahlschwankungen gebildet wird und daß der Betriebszustand der Baugruppe bei einer über einem Schwellwert liegenden Änderung der Korrelation verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Momentenübertragungskapazität der Baugruppe bei einer Abnahme der Korrelation unter einen vorbestimmten Wert vergrößert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Über setzung eines stufenlosen Getriebes bei Abnahme der Korrelation verändert wird.

4. Verfahren zum Steuern des Betriebs einer reibschlüssig Drehmoment übertragenden Baugruppe im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, bei welchem Verfahren Betriebsparameter des Antriebsstrangs erfaßt werden und der Betriebszustand der Baugruppe aufgrund der erfaßten Betriebsparameter gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß solche Betriebsparameter des Antriebsstrangs erfaßt werden, die auf eine bevorstehende Drehmomentüberhöhung im Antriebsstrang hinweisen, und daß bei einer bevorstehenden Drehmomentüberhöhung der Betriebszustand der Baugruppe verändert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Änderung der Drehzahl wenigstens eines angetriebenen Fahrzeugsrades ermittelt wird und der Betriebszustand der Baugruppe verändert wird, wenn die zeitliche Änderung der Drehzahl einen vorbestimmten Wert überschreitet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahldif ferenz zwischen einem angetriebenen und einem weiteren Fahrzeugrad ermittelt wird und der Betriebszustand der Baugruppe verändert wird, wenn die Drehzahldifferenz einen vorbestimmten Wert überschreitet.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aktivierung von das Fahrverhalten des Fahrzeugs stabilisierenden Systemen der Betriebszustand der Baugruppe verändert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Schwellwerte in Algorithmen zur Aktivierung von das Fahrverhalten des Fahrzeugs stabilisierenden Systemen herabgesetzt werden und der Betriebszustand der Baugruppe bei Überschreiten der herabgesetzten Schwellwerte verändert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe eine Reibkupplung ist und daß bei Veränderung des Betriebszustandes die Momentenübertragungskapazität der Reibkupplung vergrößert oder verkleinert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe ein stufenloses Getriebe ist und daß bei Veränderung des Betriebszustandes die Momentenübertragungskapazität des stufenlosen Getriebes vergrößert oder verkleinert wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe ein stufenloses Getriebe ist und daß bei Veränderung des Betriebszustandes die Übersetzung des stufenlosen Getriebes vergrößert oder verkleinert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Stellgröße für das von einem Motor des Kraftfahrzeugs abgegebene Drehmoment erfaßt wird und die Übersetzung eines im Antriebsstrang enthaltenen stufenloses Getriebes bei Änderung der Stellgröße verändert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung bei einer Drehmomentsteigerung in Richtung Underdrive verstellt wird.

14. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der vorhergehenden Ansprüche.