WO2002023030A1 - Antriebsaggregat für ein fahrzeug - Google Patents

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WO2002023030A1
WO2002023030A1 PCT/DE2001/003495 DE0103495W WO0223030A1 WO 2002023030 A1 WO2002023030 A1 WO 2002023030A1 DE 0103495 W DE0103495 W DE 0103495W WO 0223030 A1 WO0223030 A1 WO 0223030A1
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WO
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combustion engine
internal combustion
clutch
drive wheel
speed
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PCT/DE2001/003495
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Karl-Heinz Senger
Peter Baeuerle
Bram Veenhuizen
Engbert Spijker
Gert-Jan Van Spijk
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0215—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with elements of the transmission
    • F02D41/022—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with elements of the transmission in relation with the clutch status
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1012—Engine speed gradient
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque

Definitions

  • the invention relates to a drive unit for a vehicle with at least one drive wheel, the drive unit having an internal combustion engine and a clutch arranged between the internal combustion engine and the at least one drive wheel for transmitting a torque between the internal combustion engine and the drive wheel.
  • the invention further relates to a method and a control for operating such a drive unit.
  • the object is achieved by a method or a drive unit and a vehicle control according to claims 1 and 4 or according to claims 10, 11, 12 and 13.
  • it is for operating a drive unit for a vehicle with at least one drive wheel, wherein the drive unit an engine and a 'between the engine and the at least one drive wheel arranged coupling for transmitting a torque between the engine and the drive wheel of the internal combustion engine depending on the speed the clutch on the side of the engine and / or the rotational speed of the clutch on the side of the drive wheel and / or as a function of the time derivative of the rotational speed of the clutch on the side of the engine and / or the temporal • derivation of the rotational speed of the clutch on the side of the drive wheel controlled or regulated.
  • a particularly advantageous limitation of torque surges in the drive unit is achieved.
  • a particularly good protection of this belt transmission is achieved in this way.
  • Driving comfort is also increased.
  • a setpoint for the torque of the internal combustion engine is determined as a function of the time derivative of the speed of the clutch on the side of the internal combustion engine and / or as a function of the time derivative of the speed of the clutch on the side of the drive wheel.
  • the internal combustion engine is controlled or regulated as a function of the setpoint.
  • the torque of the internal combustion engine is limited.
  • the target value is a maximum value that should not be exceeded.
  • the torque of the internal combustion engine is limited when
  • n E de the speed of the clutch on the side of the internal combustion engine and n Eliml is a predetermined limit value, and / or if
  • n A is the speed of the clutch on the side of the drive wheel and A ⁇ m ⁇ is a predetermined limit.
  • n E i ⁇ m 2 is a predetermined limit value and n E o is the speed of the clutch on the side of the internal combustion engine at the point in time at which the limitation was started and / or if
  • n ⁇ lim2 is a predetermined limit value and n A o is the speed of the clutch on the side of the drive wheel at the point in time at which the limitation was started.
  • Fig. 1 shows a drive unit for a motor vehicle.
  • Fig. 2 shows a clutch
  • Fig. 3 shows a clutch control
  • FIG. 4 shows a flowchart for an engine torque setpoint generator.
  • FIG. 5 shows a further sequence for an engine torque setpoint generator.
  • FIG. 6 shows a slip regulator
  • Reference numeral 1 denotes an internal combustion engine which is connected to an automatic transmission 2 via a shaft 4.
  • the automatic transmission 2 is designed in a particularly advantageous manner as a continuously variable belt transmission.
  • the automatic transmission 2 is connected via a clutch input shaft 5, a clutch 3, a clutch output shaft 6, a differential 7 to drive wheels 8, 9 for driving the motor vehicle.
  • the torque transmitted via the clutch 3 can be adjusted by pressing the clutch 3 together with a contact pressure p.
  • a clutch control 12 is provided, which sets the contact pressure in the clutch 3 by presetting a target contact pressure p *.
  • the contact pressure is synonymous with a contact pressure with which the clutch 3 is pressed together.
  • Input variables in the clutch control 12 are the speed n E of the clutch input shaft 5, which is measured by means of a speed sensor 10, the speed n a of the clutch output shaft 6, which is measured by a speed sensor 11, the transmission ratio i of the automatic transmission 2 and a Setpoint value ⁇ n * for the clutch slip of clutch 3 (setpoint clutch slip) and optionally the torque T M of the internal combustion engine 1 and information ⁇ T M about the Inaccuracy of the information about the torque T M of the internal combustion engine 1.
  • the clutch slip ⁇ n is defined as
  • the torque T M of the internal combustion engine 1 and the information ⁇ T M about the inaccuracy of the information about the torque TM of the internal combustion engine 1 are provided by an engine controller 14, for example.
  • the internal combustion engine 1 is controlled or regulated by manipulated variables M * by means of the engine control 14. Actual engine values M are optionally transmitted from the internal combustion engine 1 to the engine control 14.
  • the engine control 14 and the clutch control 12 are part of a vehicle control 15.
  • This can also have a transmission control (not shown) for controlling and regulating the automatic transmission 2 and a higher-level control for coordinating the automatic transmission 2, internal combustion engine 1 and clutch 3.
  • the higher-level control provides, for example, the ratio i of the automatic transmission 2 and the target slip ⁇ n * for the clutch 3.
  • Fig. 2 shows a clutch 3 in an exemplary embodiment.
  • Reference numeral 83 designates a lubricating oil supply for hydraulic oil
  • reference numeral 84 an outer driver
  • reference numeral 85 an inner driver
  • reference numeral 86 an outer plate
  • reference number 87 an inner plate
  • reference number 88 a return spring
  • reference number 93 a cylinder
  • reference number 94 a piston
  • reference number 95 a pressure plate and reference numbers 96 a pressure medium supply.
  • outer driver 84 which is connected to the clutch input shaft 5
  • outer plates 86 in an advantageous embodiment steel plates without a friction lining, are arranged.
  • the inner driver 85 connected to the clutch output shaft 6 receives the inner disks 87, which are coated with a friction lining.
  • Pressure plate 95 presses the plate pack, which consists of inner and outer plates 87 and 86, together.
  • hydraulic oil is fed to the inner and outer plates 87 and 86 via the lubricating oil supply 83.
  • Fig. 3 shows the clutch control 12 in a detailed representation. It has a difference generator 20, a slip regulator 21 and an adapter 22.
  • the slip regulator 21 is explained in more detail in FIG. 6.
  • the difference former 20 determines the clutch slip ⁇ n, which is the input variable in the slip regulator 21.
  • Further input variables of the slip controller 21 include the target clutch slip ⁇ n *, the engine torque T_ M , the transmission ratio i of the automatic transmission 2 and the friction coefficient ⁇ .
  • the coefficient of friction ⁇ is formed by means of the adapter 22.
  • Input variables in the adapter 22 are the desired clutch slip ⁇ n *, the translation i of the automatic transmission 2, the torque T M of the internal combustion engine 1, information ⁇ T M about the inaccuracy of the information about the torque T M of the internal combustion engine 1 and a differential torque T R , which is formed by the slip controller 21.
  • a corrected engine torque T MK is another output variable of the adapter 22.
  • the slip regulator 21 also forms the target contact pressure p *.
  • the clutch control 12 also has a protective device 81 for protecting the drive unit 16, in particular the automatic transmission 2, against torque surges.
  • the output variable of the protective device 81 is an impact torque T s .
  • the impact torque T s is calculated in accordance with
  • i is the moment of inertia of a 1st component of the drive unit on the side of the clutch 3 on which the internal combustion engine 1 is arranged.
  • ⁇ n max the maximum permissible clutch slip T c a constant torque ⁇ t the length of time in which a torque surge leads to an increase in the slip.
  • torque surges are introduced, in particular torque surges that are introduced into the drive unit by the drive wheels 8 and 9, the automatic transmission 2 can be damaged.
  • the protection of, for example, a variator of a CVT (Continuously Variable Transmission) is particularly critical. Even a brief slipping of such a belt transmission due to a torque surge can lead to permanent damage in the belt transmission.
  • Torque surges of this type occur, for example, when changing from a road surface with a low coefficient of friction to a road surface with a high coefficient of friction. Examples are, for example, the transition from an ice-covered road to a dry road or driving over railroad tracks.
  • the impact torque T s can be set equal to the constant torque T c .
  • the impact torque is provided
  • Contact pressure in a belt transmission can be increased accordingly.
  • the required contact pressure in the belt transmission has to be increased depending on the impact torque T s .
  • a protective device 81 is used particularly advantageously in combination with the invention.
  • clutch controller 12 has an engine torque setpoint generator 91.
  • the engine torque setpoint generator 91 gives a setpoint T M * for the torque of the internal combustion engine 1, which is supplied to the engine control 14 in an exemplary embodiment.
  • the target engine torque T M * can also be specified by an ignition angle specification or a limit value for the engine speed.
  • the value T M * is advantageously a maximum value for limiting the torque of the internal combustion engine 1.
  • FIG. 4 and 5 show flowcharts which are implemented individually or together on the engine torque setpoint generator 91 in an exemplary embodiment.
  • Reference numerals 100 and 109 in FIG. 4 denote the beginning and the end of the process.
  • the process begins with a step 101, in which the clutch input speed n E is read.
  • the derivative dn B / dt of the clutch input speed n E is formed.
  • Step 102 is followed by query 103, in which it is queried whether
  • n Elim ⁇ is a predetermined limit. If this condition is met, a value n E0 becomes in a step 104
  • step 105 the engine torque T M of the internal combustion engine 1 is limited.
  • a corresponding target value T M * is output, which can include a torque specification, an ignition angle specification or a limitation of the maximum engine speed of the internal combustion engine 1 (see above).
  • step 105 a new value n B is read. Step 105 is also followed by query 106 as to whether n E0 n E ⁇ n Elim2
  • step 105 follows again. If the query is fulfilled, step 107 follows in which the limitation of the engine torque is removed. That means there is no torque specification, ignition angle or the maximum engine speed is limited. Step 107 is followed by a query 108 asking whether the sequence should be ended. If the sequence is not to be ended, step 101 follows again, otherwise the sequence is ended.
  • query 10E follows
  • Reference numerals 110 and 119 in Fig. 5 denote the beginning and the end of the process.
  • the process begins with a step 111, in which the clutch output speed n A is read.
  • a further step 112 the derivative dn A / dt of the clutch output speed n A is formed.
  • Step 112 is followed by query 113, in which it is queried whether
  • n A ii m i is a predetermined limit. If this condition is met, a value n A o becomes in a step 114 n A0 -I1 A
  • step 115 the engine torque T M of the internal combustion engine 1 is limited.
  • a corresponding target value T M * is output, which can include a torque specification, an ignition angle specification or a limitation of the maximum engine speed of the internal combustion engine 1 (see above).
  • step 113 a new value n A is also read in. Step 115 is followed by query 116 as to whether
  • n A ii ra2 is a predetermined limit. If the query is not fulfilled, step 115 follows again. If the query is fulfilled, however, step 117 follows in that the limitation of the engine torque is canceled, ie there is no torque specification, ignition angle specification or limitation of the maximum engine speed. Step 117 is followed by a query 118 asking whether the sequence should be ended. If the process is not to be ended, step 111 follows again, otherwise the process is ended.
  • query 118 follows. 6 shows the internal structure of the slip regulator 21.
  • the slip regulator 21 has a filter 31 for filtering the clutch slip ⁇ n.
  • the difference between the target clutch slip ⁇ n * and the clutch slip ⁇ n filtered by the filter 31 is formed by means of a summer 36.
  • This difference is negated by means of a negator 32 and is an input variable in a controller 33, which in an advantageous embodiment is designed as a PID controller.
  • the output variable of the controller 33 is the differential torque T R.
  • the engine torque T M is filtered by means of a filter 34 and multiplied by the multiplier 90 by the gear ratio i of the automatic transmission 2.
  • the product of engine torque T M and translation of the automatic transmission 2 is added by means of a summer 37 to the output of a minimal generator 82, which compares the differential torque T R and the impact torque T s and outputs the smaller torque as an output value.
  • the sum of the product of the engine torque T M and the translation i of the automatic transmission 2 and the maximum of the differential torque T R and the impact torque T s is the clutch torque T ⁇ to be transmitted by the clutch 3, which together with the coefficient of friction ⁇ is the input value in an inverse clutch model 35 is.
  • the following equation is implemented in the inverse clutch model 35:
  • a R is the piston surface of clutch 3
  • r is the effective friction radius of clutch 3
  • Z R is the number of friction surfaces Clutch 3 and F 0 the minimum force required for torque transmission by means of clutch 3.
  • Internal combustion engine is arranged.

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Abstract

Antriebsaggregat für ein Fahrzeug mit zumindest einem Antriebsrad, wobei das Antriebsaggregat einen Verbrennungsmotor, eine zwischen dem Verbrennungsmotor und dem zumindest einen Antriebsrad angeordnete Kupplung zur Übertragung eines Momentes zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad aufweist sowie eine Fahrzeugsteuerung zur Steuerung oder Regelung des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit der Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Verbrennungsmotors und/oder der Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Antriebsrades aufweist.

Description

Beschreibung
Antriebsaggregat für ein Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat für ein Fahrzeug mit zumindest einem Antriebsrad, wobei das Antriebsaggregat einen Verbrennungsmotor und eine zwischen dem Verbrennungsmotor und dem zumindest einen Antriebsrad angeordnete Kupplung zur Übertragung eines Momentes zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren und eine Steuerung zum Betrieb eines solchen Antriebsaggregats .
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein solches Antriebsaggregat bzw. den Betrieb eines solchen Antriebsaggregats zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren bzw. ein Antriebsaggregat und eine Fahrzeugsteurung gemäß Anspruch 1 und 4 bzw. gemäß Anspruch 10, 11, 12 und 13 gelöst. Dabei wird zum Betrieb eines Antriebsaggregats für ein Fahrzeug mit zumindest einem Antriebsrad, wobei das Antriebsaggregat einen Verbrennungsmotor und eine ' zwischen dem Verbrennungsmotor und dem zumindest einen Antriebsrad angeordnete Kupplung zur Übertragung eines Momentes zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad aufweist, der Verbrennungsmotor in Abhängigkeit der Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Verbrennungsmotors und/oder der Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Antriebsrades und/oder in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Verbrennungsmotors und/oder der • zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Antriebsrades gesteuert oder geregelt. Auf diese Weise wird u. a. eine besonders vorteilhafte Begrenzung von Drehmomentstößen in dem Antriebsaggregat erreicht. Insbesondere in Verbindung mit einem Umschlingungsgetriebe wird auf diese Weise ein besonders guter Schutz dieses ümschlingungsgetriebes erreicht. Zudem wird der Fahrkomfort erhöht.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird ein Sollwert 'für das Drehmoment des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Verbrennungsmotors und/oder in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Antriebsrades bestimmt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Verbrennungsmotor in Abhängigkeit des Sollwertes gesteuert oder geregelt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Drehmoment des Verbrennungsmotors begrenzt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Sollwert ein Maximalwert, der nicht überschritten werden soll.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Drehmoment des Verbrennungsmotors begrenzt, wenn
dn
>n Eliml dt
wobei nE d e Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Verbrennungsmotors und nEliml ein vorgegebener Grenzwert ist, und/oder, wenn
— > n
wobei nA die Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Antriebsrades und Aιιmι ein vorgegebener Grenzwert ist.
d()/dt gibt die zeitliche Ableitung an.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Begrenzung des Drehmomentes des Verbrennungsmotors beendet, wenn
nE0 —nE < ELElim2
wobei nEiάm2 ein vorgegebener Grenzwert und nEo die Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Verbrennungsmotors zu dem Zeitpunkt ist, an dem die Begrenzung begonnen worden ist, und/oder wenn
nA0 —n nAHm2
wobei nÄlim2 ein vorgegebener Grenzwert und nAo die Drehzahl der Kupplung auf der Seite des Antriebsrades zu dem Zeitpunkt ist, an dem die Begrenzung begonnen worden ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 ein Antriebsaggregat für ein Kraftfahrzeug Fig. 2 eine Kupplung Fig. 3 eine Kupplungssteuerung
Fig. 4 einen Ablaufplan für einen Motormoment-Sollwertgeber Fig. 5 einen weiteren Ablauf lan für einen Motormoment- Sollwertgeber Fig. 6 einen Schlupfregier
Fig. 1 zeigt ein Antriebsaggregat 16 für ein Kraftfahrzeug. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Verbrennungsmotor, der über eine Welle 4 mit einem Automatikgetriebe 2 verbunden ist. Das Automatikgetriebe 2 ist in besonders vorteilhafter Weise als stufenloses Umschlingungsgetriebe ausgebildet. Das Automatikgetriebe 2 ist über eine Kupplungs-Eingangswelle 5, eine Kupplung 3, eine Kupplungs-Ausgangswelle 6, ein Differential 7 mit Antriebsrädern 8, 9 zum Antrieb des Kraftfahrzeugs verbunden. Durch Zusammenpressen der Kupplung 3 mit einem Anpreßdruck p ist das über die Kupplung 3 übertragende Moment einstellbar. Zur Einstellung des über die Kupplung 3 übertragenden Moments ist eine Kupplungsteuerung 12 vorgesehen, die durch Vorgabe eines Soll-Anpreßdrucks p* den Anpreßdruck in der Kupplung 3 einstellt. Der Anpreßdruck ist synonym für eine Anpreßkraft mit der die Kupplung 3 zusammengepreßt wird.
Eingangsgrößen in die Kupplungssteuerung 12 sind die Drehzahl nE der Kupplungs-Eingangswelle 5, die mittels eines Drehzahlsensors 10 gemessen wird, die Drehzahl na der Kupplungs-Ausgangswelle 6, die mit einem Drehzahlsensor 11 gemessen wird, die Übersetzung i des Automatikgetriebes 2 und ein Sollwert Δn* für den Kupplungsschlupf der Kupplung 3 (Soll-Kupplungsschlupf) sowie optional das Moment TM des Verbrennungsmotors 1 und Information ΔTM über die Ungenauigkeit der Information über das Moment TM des Verbrennungsmotors 1.
Der Kupplungsschlupf Δn ist definiert als
Δn = n, n
Das Moment TM des Verbrennungsmotors 1 sowie die Information ΔTM über die Ungenauigkeit der Information über das Moment TM des Verbrennungsmotors 1 werden zum Beispiel von einer Motorsteuerung 14 bereitgestellt. Von der Kupplungssteuerung 12 wird ein Sollwert TM* sowie optional ein korrigiertes Motormoment TMKr das ein korrigierter Wert für den Ist-Wert des Drehmoments TM des Verbrennungsmotors 1 ist an die Motorsteuerung 14 übertragen.
Mittels der Motorsteuerung 14 wird der Verbrennungsmotor 1 durch Stellgrößen M* gesteuert oder geregelt. Optional werden Motor-Istwerte M von dem Verbrennungsmotor 1 an die Motorsteuerung 14 übertragen.
Die Motorsteuerung 14 und die Kupplungssteuerung 12 sind in beispielhafter Ausgestaltung Teil einer Fahrzeugsteuerung 15. Diese kann weiterhin eine nicht dargestellte Getriebesteuerung zur Steuerung und Regelung des Automatikgetriebes 2 sowie eine übergeordnete Steuerung zur Koordination von Automatikgetriebe 2, Verbrennungsmotor 1 und Kupplung 3 aufweisen. Die übergeordnete Steuerung stellt beispielsweise die Übersetzung i des Automatikgetriebes 2 und den Sollschlupf Δn* für die Kupplung 3 bereit. Fig. 2 zeigt eine Kupplung 3 in beispielhafter Ausgestaltung. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 83 eine Schmierölzuführung für Hydrauliköl, Bezugszeichen 84 einen Außenmitnehmer, Bezugszeichen 85 einen Innenmitnehmer, Bezugszeichen 86 eine Außenlamelle, Bezugszeichen 87 eine Innenlamelle, Bezugszeichen 88 eine Rückholfeder, Bezugszeichen 93 einen Zylinder, Bezugszeichen 94 einen Kolben, Bezugszeichen 95 eine Druckplatte und Bezugszeichen 96 eine Druckmittelzuführung. Am Außenmitnehmer 84, welcher mit der Kupplungs-Eingangswelle 5 verbunden ist, sind Außenlamellen 86, in vorteilhafter Ausgestaltung Stahllamellen ohne Reibbelag, angeordnet. Der mit der Kupplungs-Ausgangswelle 6 verbundene Innenmitnehmer 85 nimmt die Innenlamellen 87 auf, die mit einem Reibbelag beschichtet sind. Bei Einleitung von Hydrauliköl mit einem definierten Druckniveau über die
■ Druckmittelzuführung 96 in den Zylinder 93 bewegt sich der
Kolben 94 gegen die Kraft der Rückholfeder 88 in Richtung der
Druckplatte 95 und drückt das Lamellenpaket, daß aus Innen- und Außenlamellen 87 und 86 besteht, zusammen. Zur Kühlung des Lamellenpakets wird über die Schmierölzuführung 83 Hydrauliköl zu den Innen- und Außenlamellen 87 und 86 geleitet .
Fig. 3 zeigt die Kupplungssteuerung 12 in detaillierter Darstellung. Sie weist einen Differenzbildner 20, einen Schlupfregier 21 sowie einen Adaptierer 22 auf. Der Schlupfregier 21 ist in Fig. 6 näher erläutert. Der Differenzbildner 20 ermittelt den Kupplungsschlupf Δn, der Eingangsgröße in den Schlupfregier 21 ist. Weitere Eingangsgrößen des Schlupfreglers 21 sind u. a. der Soll- Kupplungsschlupf Δn*, das Motormoment T_M, die Übersetzung i des Automatikgetriebes 2 und der Reibkoeffizient μ. Der Reibkoeffizient μ wird mittels des Adaptierers 22 gebildet. Eingangsgrößen in den Adaptierer 22 sind der Soll- Kupplungsschlupf Δn*, die Übersetzung i des Auto atikgetriebes 2, das Moment TM des Verbrennungsmotors 1, Information ΔTM über die Ungenauigkeit der Information über das Moment TM des Verbrennungsmotors 1 sowie ein Differenzmoment TR, das vom Schlupfregler 21 gebildet wird. Neben dem Reibkoeffizient μ ist ein korrigiertes Motormoment TMK eine weitere Ausgangsgröße des Adaptierers 22. Der Schlupfregier 21 bildet ferner den Soll-Anpreßdruck p* .
Die Kupplungssteuerung 12 weist ferner eine Schutzeinrichtung 81 zum Schutz des Antriebsaggregats 16, insbesondere des Automatikgetriebes 2 vor Drehmomentstößen auf. Ausgangsgröße der Schutzeinrichtung 81 ist ein Stoßmoment Ts . Das Stoßmoment Ts errechnet sich in vorteilhafter Ausgestaltung gemäß
T.-T.-Vj, .----*_-_-. c Δ l l Δt
Dabei ist i das Trägheitsmoment einer 1-ten Komponente des Antriebsaggregats auf der Seite der Kupplung 3, auf der der Verbrennungsmotor 1 angeordnet ist. Δnmax der maximal zulässige Kupplungsschlupf Tc ein konstantes Moment Δt die Zeitdauer, in der ein Momentenstoß zu einer Erhöhung des Schlupfes führt. Bei der Einleitung von sogenannten Drehmomentstößen, insbesondere von Drehmomentstößen, die durch die Antriebsräder 8 und 9 in das Antriebsaggregat eingeleitet werden, kann das Automatikgetriebe 2 geschädigt werden. Besonderes kritisch ist dabei der Schutz z.B. eines Variators eines CVT (Continuously Variable Transmission) . Bereits ein kurzzeitiges Durchrutschen eines solchen Umschlingungsgetriebes aufgrund eines Drehmomentstoßes kann zu bleibenden Schäden in Umschlingungsgetriebe führen. Derartige Drehmomentstöße treten z.B. bei einem Übergang von einem Fahrbahnbelag mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten zu einem Fahrbahnbelag mit einem hohen Reibungskoeffizienten auf. Beispiele sind z.B. der Übergang von einer eisbedeckten Fahrbahn zu einer trocknen Fahrbahn oder das Überfahren von Eisenbahnschienen.
Ist die Schlupfdauer Δt von untergeordneter Bedeutung, so kann das Stoßmoment Ts gleich dem konstanten Moment Tc gesetzt werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, das Stoßmoment
TΞ an eine Getriebesteuerung zu übertragen, so daß z.B. der
Anpreßdruck in einem Umschlingungsgetriebe entsprechend erhöht werden kann. Der erforderliche Anpreßdruck im Umschlingungsgetriebe ist in Abhängigkeit des Stoßmoments Ts anzuheben.
Eine Schutzvorrichtung 81, wie sie beispielhaft ausgeführt ist, kommt besonders vorteilhaft in Kombination mit der Erfindung zum Einsatz. Die Kupplungssteuerung 12 weist in beispielhafter Implementierung der Erfindung einen Motormoment-Sollwertgeber 91 auf. Der Motormoment- Sollwertgeber 91 gibt dabei einen Sollwert TM* für das Moment des Verbrennungsmotors 1 aus, der in beispielhafter Ausgestaltung der Motorsteuerung 14 zugeführt wird. Neben einer Momentenvorgabe kann das Soll-Motormoment TM* auch durch eine Zündwinkelvorgabe oder einen Grenzwert für die Motordrehzahl vorgegeben werden. Dabei ist der Wert TM* vorteilhafterweise ein Maximalwert zur Begrenzung des Drehmoments des Verbrennungsmotors 1.
Fig. 4 und 5 zeigen Ablaufpläne, die in beispielhafter Ausgestaltung je einzeln oder zusammen auf dem Motormoment- Sollwertgeber 91 implementiert sind. Dabei bezeichnen Bezugszeichen 100 bzw. 109 in Fig. 4 den Anfang bzw. das Ende des Ablaufs. Der Ablauf beginnt mit einem Schritt 101, in dem die Kupplungs-Eingangsdrehzahl nE eingelesen wird. In einem weiteren Schritt 102 wird die Ableitung dnB/dt der Kupplungs- Eingangsdrehzahl nE gebildet. Dem Schritt 102 folgt die Abfrage 103, in der abgefragt wird, ob
dnE ^ d ,t, - nEliml wobei nElimι ein vorgegebener Grenzwert ist. Ist diese Bedingung erfüllt, so wird in einem Schritt 104 ein Wert nE0 mit
nE0 =nE
gebildet. In einem weiteren Schritt 105 erfolgt die Begrenzung des Motormoments TM des Verbrennungsmotors 1. Dazu wird ein entsprechender Sollwert TM* ausgegeben, der eine Momentenvorgabe, eine Zündwinkelvorgabe oder eine Begrenzung der maximalen Motordrehzahl des Verbrennungsmotors 1 umfassen kann (siehe oben) . Im Schritt 105 wird ein neuer Wert nB eingelesen. Dem Schritt 105 folgt zudem die Abfrage 106, ob nE0 nE < nElim2
wobei nEim2 ein vorgegebener Grenzwert ist. Ist die Abfrage nicht erfüllt, so folgt wiederum Schritt 105. Ist die Abfrage dagegen erfüllt, so folgt ein Schritt 107, indem die Begrenzung des Motormoments aufgehoben wird. D.h. es erfolgt keine Momentenvorgabe, Zündwinkel orgäbe oder Begrenzung der maximalen Motordrehzahl. Dem Schritt 107 folgt eine Abfrage 108 in der abgefragt wird, ob der Ablauf beendet werden soll. Soll der Ablauf nicht beendet werden, so folgt wiederum Schritt 101 andernfalls wird der Ablauf beendet.
Ist die Bedingung
dn
>n dt Eliml
der Abfrage 103 nicht erfüllt, so folgt Abfrage 10E
Bezugszeichen 110 bzw. 119 in Fig. 5 bezeichnen den Anfang bzw. das Ende des Ablaufs. Der Ablauf beginnt mit einem Schritt 111, in dem die Kupplungs-Ausgangsdrehzahl nA eingelesen wird. In einem weiteren Schritt 112 wird die Ableitung dnA/dt der Kupplungs-Ausgangsdrehzahl nA gebildet. Dem Schritt 112 folgt die Abfrage 113, in der abgefragt wird, ob
- ^—A- ->^ j. - nxlAIiml wobei nAiimi ein vorgegebener Grenzwert ist. Ist diese Bedingung erfüllt, so wird in einem Schritt 114 ein Wert nAo mit nA0 -I1A
gebildet. In einem weiteren Schritt 115 erfolgt die Begrenzung des Motormoments TM des Verbrennungsmotors 1. Dazu wird ein entsprechender Sollwert TM* ausgegeben, der eine Momentenvorgabe, eine Zündwinkelvorgabe oder eine Begrenzung der maximalen Motordrehzahl des Verbrennungsmotors 1 umfassen kann (siehe oben) . Im Schritt 113 wird zudem ein neuer Wert nA eingelesen. Dem Schritt 115 folgt die Abfrage 116, ob
nA0 nA < nAlim_
wobei nAiira2 ein vorgegebener Grenzwert ist. Ist die Abfrage nicht erfüllt, so folgt wiederum Schritt 115. Ist die Abfrage dagegen erfüllt so folgt ein Schritt 117, indem die Begrenzung des Motormoments aufgehoben wird, d.h., es erfolgt keine Momentenvorgabe, Zündwinkelvorgabe oder Begrenzung der maximalen Motordrehzahl. Dem Schritt 117 folgt eine Abfrage 118 in der abgefragt wird, ob der Ablauf beendet werden soll. Soll der Ablauf nicht beendet werden, so folgt wiederum Schritt 111 andernfalls wird der Ablauf beendet.
Ist die Bedingung
dt
der Abfrage 113 nicht erfüllt, so folgt Abfrage 118. Fig. 6 zeigt den inneren Aufbau des Schlupfreglers 21. Der Schlupfregier 21 weist einen Filter 31 zur Filterung des Kupplungsschlupfes Δn auf. Mittels eines Summierers 36 wird die Differenz zwischen dem Soll-Kupplungsschlupf Δn* und dem mittels des Filters 31 gefilterten Kupplungsschlupfes Δn gebildet. Diese Differenz wird mittels eines Negierers 32 negiert und ist Eingangsgröße in einen Regler 33, der in vorteilhafter Ausgestaltung als PID-Regler ausgeführt ist. Ausgangsgröße des Reglers 33 ist das Differenzmoment TR.
Mittels eines Filters 34 wird das Motormoment TM gefiltert und mittels eines Multiplizierers 90 mit der Übersetzung i des Automatikgetriebes 2 multipliziert. Das Produkt aus Motormoment TM und Übersetzung des Automatikgetriebes 2 wird mittels eines Summierers 37 mit dem Ausgang eines Minimalbildners 82 addiert, der das Differenzmoment TR und das Stoßmoment Ts vergleicht und das kleinere Moment als Ausgangswert ausgibt. Die Summe aus dem Produkt aus Motormoment TM und der Übersetzung i des Automatikgetriebes 2 und dem Maximum aus Differenzmoment TR und Stoßmoment Ts ist das von der Kupplung 3 zu übertragende Kupplungsmoment Tκ, das zusammen mit dem Reibkoeffizienten μ Eingangswert in ein inverses Kupplungsmodel 35 ist. Im inversen Kupplungsmodel 35 ist in beispielhafter Ausgestaltung folgende Gleichung implementiert:
,* .= -^ + F0
A. -r-Zp
Dabei ist AR die Kolbenfläche der Kupplung 3, r der effektive Reibradius der Kupplung 3, ZR die Anzahl der Reibflächen der Kupplung 3 und F0 die minimal notwendige Kraft zur Drehmomentübertragung mittels der Kupplung 3.
Bezugszeichenliste
1 Motor 2 Getriebe 3 Kupplung
4 Welle
5 Kupplungs-Eingangswelle
6 Kupplungs-Ausgangswelle 7 Differential
8, 9 Antriebsräder
10, 11 Drehzahlsensoren
12 KupplungsSteuerung
14 MotorSteuerung
15 Fahrzeugsteuerung
16 Antriebsaggregat
20 Differenzbildner
21 Schlupfregier
22 Adaptierer
31, 34 Filter
32 Negierer
33 Regler
35 inverses Kupplungsmodell
36 , 37 Summierer
100, 110 Anfang des Ablaufs
101, 102, Schritt
104, 105,
107, 111,
112, 113
114, 115, 117
103, 106, Abfrage
108, 113, 116, 118,
109, 119 Ende des Ablaufs
81 Schutzeinrichtung 82 Minimalwertbildner 83 SchmierölZuführung 84 Außenmitnehmer 85 Innenmitnehmer 86 Außenlamelle 87 Innenlamelle 88 Rückholfeder 90 Multiplizierer 91 Motormoment-Sollwertgeber 93 Zylinder 94 Kolben 95 Druckplatte 96 DruckmittelZuführung
nE Drehzahl der Kupplungs-Eingangswelle nA Drehzahl der Kupplungs-Ausgangswelle T Information über das Motormoment ΔTM Ungenauigkeit der Information über das Motormoment
Differenzmoment (Reglerausgang) τk Kupplungsmoment
Δn Kupplungsschlupf
Δn* Soll-Kupplungsschlupf i Übersetzung des Getriebes
P Anpreßdruck p* Soll-Anpreßdruck μ Reibkoeffizient
Trägheitsmoment des Antriebsaggregats auf der
Seite der Kupplung 1, auf der der
Verbrennungsmotor angeordnet ist.
Δnmaχ maximal zulässige Kupplungsschlupf konstantes Moment
AR Kolbenfläche der Kupplung r effektiver Reibradius der Kupplung
ZR Anzahl der Reibflächen der Kupplung t Zeit Δt Zeitdauer, in der ein Momentenstoß zu einer
Erhöhung des Schlupfes führt
TMK korrigiertes Motormoment Fo minimal notwendige Kraft zur
Drehmomentübertragung mittels der Kupplung
Ts Stoßmoment TM* Sollwert für das Moment des Verbrennungsmotors d ( ) /dt Ableitung
HEliml vorgegebener Grenzwert nEl m2 vorgegebener Grenzwert nAliml vorgegebener Grenzwert nAlim2 vorgegebener Grenzwert nEo Wert nAo Wert

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines Antriebsaggregats (16) für ein Fahrzeug mit zumindest einem Antriebsrad (8, 9), wobei das Antriebsaggregat (16) einen Verbrennungsmotor (1) und eine zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem zumindest einen Antriebsrad (8, 9) angeordnete Kupplung (2) zur Übertragung eines Momentes zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem Antriebsrad (8, 9) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Verbrennungsmotor (1) in Abhängigkeit der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Verbrennungsmotors (1) und/oder der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Antriebsrades (8, 9) gesteuert oder geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Verbrennungsmotor (1) in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Verbrennungsmotors (1) und/oder der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Antriebsrades (8, 9) gesteuert oder geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Sollwert für das Drehmoment des Verbrennungsmotors (1) in Abhängigkeit der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Verbrennungsmotors (1) und/oder der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Antriebsrades (8, 9) bestimmt wird.
4. Verfahren zum Betrieb eines Antriebsaggregats (16) für ein Fahrzeug mit zumindest einem Antriebsrad (8, 9), wobei das Antriesaggregat einen Verbrennungsmotor (1) und eine zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem zumindest einen Antriebsrad
(8, 9) angeordnete Kupplung (2) zur Übertragung eines
Momentes zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem Antriebsrad (8, 9) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Verbrennungsmotor (1) in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Verbrennungsmotors (1) und/oder der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Antriebsrades (8, 9) gesteuert oder geregelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Sollwert für das Drehmoment des Verbrennungsmotors
(1) in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Verbrennungsmotors (1) und/oder der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung
(2) auf der Seite des Antriebsrades (8, 9) bestimmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Verbrennungsmotor (1) in Abhängigkeit des Sollwertes gesteuert oder geregelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Drehmoment des Verbrennungsmotors (1) begrenzt wird und/oder das der Sollwert ein Maximalwert ist, der nicht überschritten werden soll.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Drehmoment des Verbrennungsmotors (1) begrenzt wird, wenn
dn
— nEliml dt
wobei nE die Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Verbrennungsmotors (1) und nEiimι ein vorgegebener Grenzwert ist, und/oder daß das Drehmoment des Verbrennungsmotors (1) begrenzt wird, wenn
dn, — > d jt, — — x niAliml
wobei nA die Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Antriebsrades (8, 9) und nAiimι ein vorgegebener Grenzwert ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß 'die Begrenzung des Drehmomentes des Verbrennungsmotors (1) beendet wird, wenn
nE0 ~ nE nElim2
wobei nEiim2 ein vorgegebener Grenzwert und nEo die Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Verbrennungsmotors (1) zu dem Zeitpunkt ist, an dem die Begrenzung begonnen worden ist, und/oder daß die Begrenzung des Drehmomentes des Verbrennungsmotors (1) beendet wird, wenn, insbesondere auch, nA0 nA < nAU 2
wobei nAiim2 ein vorgegebener Grenzwert und nA0 die Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Antriebsrades (8, 9) zu dem Zeitpunkt ist, an dem die Begrenzung begonnen worden ist.
10. Antriebsaggregat (16) für ein Fahrzeug mit zumindest einem Antriebsrad (8, 9) , insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche betreibbares Antriebsaggregat (16) , wobei das Antriebsaggregat (16) einen
Verbrennungsmotor (1) und eine zwischen dem Verbrennungsmotor
(1) und dem zumindest einen Antriebsrad (8, 9) angeordnete
Kupplung (2) zur Übertragung eines Momentes zwischen dem
Verbrennungsmotor (1) und dem Antriebsrad (8, 9) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Antriebsaggregat (16) eine Fahrzeugsteuerung (15) zur Steuerung oder Regelung des Verbrennungsmotors (1) in Abhängigkeit der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Verbrennungsmotors (1) und/oder der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Antriebsrades (8, 9) aufweist.
11. Antriebsaggregat (16) für ein Fahrzeug mit zumindest einem Antriebsrad (8, 9), insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche betreibbares Antriebsaggregat (16), wobei das Antriebsaggregat (16) einen Verbrennungsmotor (1) und eine zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem zumindest einen Antriebsrad (8, 9) angeordnete Kupplung (2) zur Übertragung eines Momentes zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem Antriebsrad (8, 9) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Antriebsaggregat (16) eine Fahrzeugsteuerung (15) zur
Steuerung oder Regelung des Verbrennungsmotors (1) in
Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der
Kupplung (2) auf der Seite des Verbrennungsmotors (1) und/oder der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Antriebsrades (8, 9) aufweist.
12. Fahrzeugsteuerung (15) für ein Fahrzeug mit zumindest einem Antriebsrad (8, 9) und einem Antriebsaggregat (16), insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 betreibbares Antriebsaggregat (16), wobei das Antriebsaggregat (16) einen Verbrennungsmotor (1) und eine zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem zumindest einen Antriebsrad (8, 9) angeordnete Kupplung (2) zur Übertragung eines Momentes zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem Antriebsrad (8, 9) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Fahrzeugsteuerung (15) zur Steuerung oder Regelung des Verbrennungsmotors (1) in Abhängigkeit der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Verbrennungsmotors (1) und/oder der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Antriebsrades (8, 9) ausgebildet ist.
13. Fahrzeugsteuerung (15) für ein Fahrzeug mit zumindest einem Antriebsrad (8, 9) und einem Antriebsaggregat (16), insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 betreibbares Antriebsaggregat (16) , wobei das Antriebsaggregat (16) einen Verbrennungsmotor (1) und eine zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem zumindest einen Antriebsrad (8, 9) angeordnete Kupplung (2) zur Übertragung eines Momentes zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem Antriebsrad (8, 9) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Fahrzeugsteuerung (15) zur Steuerung oder Regelung des Verbrennungsmotors (1) in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Verbrennungsmotors (1) und/oder in Abhängigkeit der zeitlichen Ableitung der Drehzahl der Kupplung (2) auf der Seite des Antriebsrades (8, 9) ausgebildet ist.
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