DE10308518A1

DE10308518A1 - Verfahren zur Ermittlung eines übertragbaren Drehmomentes einer Kupplung eines automatischen Getriebes eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10308518A1
Application number: DE10308518A
Authority: DE
Inventors: Jörg Fähland; Rainer Hofmann; Bernd Cappelmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: WO2004076224A1; US7131932B2; DE10308518B4; US20060154786A1; JP2006519342A; JP4472690B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines übertragbaren Drehmomentes einer Kupplung (2) eines automatischen Getriebes (1) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes (1a), wobei ein Drehmoment von einer Motorwelle (3) mithilfe eine Kupplung (2) auf eine Getriebeeingangswelle (4) übertragbar ist, wobei das Getriebe (1) mindestens eine Gangstufe (Z1) vzw. mehrere Gangstufen (Z1 bis Z5) und zumindest eine Synchronisiervorrichtung (S1, S2, S3) zum Ein- und/oder Auskuppeln einer Gangstufe (Z1) innerhalb des Getriebes (1) aufweist, wobei eine Steuergerät (10) zur Steuerung der Schaltungen des Getriebes (1), der Kupplung (2) und/oder des Motordrehmomentes vorgesehen ist, und wobei die Drehzahlen der Motorwelle (3) und der Getriebeeingangswelle (4) gemessen werden. DOLLAR A Der Steueraufwand ist daher verringert, dass mithilfe der Synchronisiervorrichtung (S1 bis S3) eine Gangstufe (Z1 bis Z5) im Getriebe (1) ansynchronisiert wird, nämlich die Synchronisiervorrichtung (S1 bis S3) mit einer bestimmten Synchronisierkraft (F¶1¶, F¶2¶) beaufschlagt wird, ohne dass jedoch die Gangstufe (Z1 bis Z5) eingelegt wird, und dass dann über einen Vergleich der Drehzahlen der Motorwelle (3) und der Getriebeeingangswelle (4) unter Berücksichtigung der aktuellen Synchronisierkraft (F¶1¶, F¶2¶) das von der Kupplung (2) übertragene Drehmoment bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines übertragbaren Drehmomentes einer Kupplung eines automatischen Getriebes eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes, wobei ein Drehmoment von einer Motorwelle mit Hilfe einer Kupplung auf eine Getriebeeingangswelle übertragbar ist, wobei das Getriebe mindestens eine Gangstufe, vzw. mehrere Gangstufen und zumindest eine Synchronisiervorrichtung zum Ein- und/oder Auskuppeln einer Gangstufe innerhalb des Getriebes aufweist, wobei ein Steuergerät zur Steuerung der Schaltungen des Getriebes, der Kupplung und/oder des Motordrehmomentes vorgesehen ist, und wobei die Drehzahlen der Motorwelle und der Getriebeeingangswelle gemessen werden.
Im Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren zur Ermittlung eines übertragbaren Drehmomentes einer Kupplung eines automatischen Getriebes eines Kraftfahrzeuges bekannt. So wird in der DE 199 31 160 A1 ein Verfahren zur Kupplungskennlinienadaption und zur Bestimmung eines kupplungsabhängigen Drehzahlgradienten beschrieben. Bei dem hier beschriebenen Verfahren werden zwei Wellengradienten dn/dt der freien Getriebeeingangswelle eines Doppelkupplungsgetriebes ermittelt. Einerseits ein erster Wellengradient, nämlich der Wellengradient der Getriebeeingangswelle unter einer nichtbelasteten, nämlich vollständig geöffneten Kupplung, andererseits ein zweiter Wellengradient mit einer leicht angelegten Kupplung. Aus dem Vergleich der Wellengradienten, wird dann – im Endeffekt – die Kupplungskennlinie entsprechend adaptiert. Mit Hilfe der Synchronisiervorrichtung, insbesondere des Synchronkörpers bzw. des Synchronringes wird bei dem bekannten Verfahren eine Drehzahldifferenz zwischen der freien Getriebeeingangswelle und der laufenden Motorwelle realisiert, um die entsprechenden Wellengradienten dn/dt ermitteln zu können.
Das bekannte Verfahren ist noch nicht optimal ausgebildet, da das von einer Kupplung übertragene Drehmoment hiermit noch nicht optimal ermittelt werden kann. Auch nimmt das Messverfahren eine bestimmte Zeitdauer in An spruch, da als Referenz für das Kupplungsmoment jeweils zwei Drehzahlgradienten dn/dt zunächst erst mal ermittelt werden müssen. Zudem ist der Steueraufwand relativ hoch und damit kostenaufwendig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der Steueraufwand verringert und das von einer Kupplung übertragbare Drehmoment auf relativ einfache Art und Weise mit bereits im System vorhandenen Steuerkomponenten ermittelt werden kann.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun dadurch gelöst, dass mit Hilfe der Synchronisiervorrichtung eine Gangstufe im Getriebe ansynchronisiert wird, nämlich die Synchronisiervorrichtung mit einer bestimmten Synchronisierkraft beaufschlagt wird, ohne das jedoch die Gangstufe eingelegt wird, und dass dann über einen Vergleich der Drehzahlen der Motorwelle und der Getriebeeingangswelle unter Berücksichtigung der aktuellen Synchronisierkraft das von der Kupplung übertragene Drehmoment bestimmt wird.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt daher zunächst das Grundprinzip zugrunde, die bereits – ohnehin – im Getriebe vorgesehene Synchronisiervorrichtung als sogenannten „Momenten-Sensor" zu verwenden. So kann nun mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe bereits vorhandener Komponenten, nämlich mit einer bereits vorhandenen Synchronisiervorrichtung das von der Kupplung übertragbare Drehmoment entsprechend ermittelt werden, wodurch dem hier geschilderten Verfahren ein ganz anderes Prinzip – als bisher üblich – zugrunde liegt, was im folgenden noch ausführlich erläutert werden wird.
Zur Steuerung der Schaltungen des Getriebes, sowie der Kupplung bzw. der Steuerung des Motors ist ein Steuergerät vorgesehen, dass entsprechende elektrische und/oder elektronische Baueinheiten aufweist. Diesem Steuergerät werden die Drehzahlen der jeweiligen Wellen, also die Drehzahl der Motorwelle sowie die Drehzahl der Getriebeeingangwelle gemeldet. Das Steuergerät steuert aufgrund der dem Steuergerät zugeführten Eingangsdaten die entsprechenden Steuerungsabläufe innerhalb des Getriebes sowie die entsprechenden Synchronisiervorrichtungen einschließlich der Synchronisierkräfte und das Ein- und/oder Auskuppeln der Kupplung. Anders ausgedrückt, mit Hilfe des Steuergerätes kann einerseits eine bestimmte jeweilige Synchronisierkraft an der Synchronisiervorrichtung eingestellt werden sowie auch an der Kupplung selbst eine bestimmte Kupplungsstellkraft realisiert werden. Die entsprechenden Synchronisierkräfte bzw. Stellkräfte sind über Hydraulikkreisläufe und entsprechende hydraulisch betätigbare Aktuatoren oder auch über entsprechend elektrisch betätigbare Aktuatoren realisierbar.
So ist auch beim sogenannten „3-Liter-Auto", wo ein automatisiertes Handschaltgetriebe vorgesehen ist, mit dem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren, das in bestimmten Fahrsituationen des Kraftfahrzeuges von der Kupplung übertragbare Moment mit Hilfe der Synchronisiervorrichtung als eingesetzter „Momenten-Sensor" messbar. Dies gilt insbesondere für den sogenannten Schubbetrieb dieses Kraftfahrzeuges, wo im Schubbetrieb entsprechend Kraftstoff gespart wird, d. h. im Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges ist kein Gang im Getriebe eingelegt und das Kraftfahrzeug „segelt" – ohne die Übertragung eines Antriebsmomentes auf die Antriebsachse – dahin.
Es gibt nun unterschiedliche Möglichkeiten das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im folgenden soll nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der nachfolgenden Zeichnung und der zugehörenden Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:
1 in einer schematisch vereinfachten Darstellung ein automatisiertes Handschaltgetriebe mit entsprechenden einzelnen Komponenten.
Im folgenden soll nun das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden:
1 zeigt in schematischer Darstellung ein automatisches Getriebe 1 eines nicht im einzelnen dargestellten Kraftfahrzeuges. Das hier dargestellte Getriebe 1 ist als automatisiertes Handschaltgetriebe 1a ausgeführt und wird vzw. – so wie hier dargestellt – im sogenannten „3-Liter-Auto" verwendet.
Gut zu erkennen in 1 ist hier das automatisierte Handschaltgetriebe 1a und die Kupplung 2 sowie der Motor M. Das Drehmoment ist nun bei laufendem Motor von einer Motorwelle 3 mit Hilfe der Kupplung 2 auf eine Getriebeeingangswelle 4 übertragbar. Das hier dargestellte automatisierte Handschaltgetriebe 1a weist mehrere Gangstufen, nämlich die erste Gangstufe Z1, die zweite Gangstufe Z2, die dritte Gangstufe Z3, die vierte Gangstufe Z4 und eine fünfte Gangstufe Z5 auf. Jeweils eine Gangstufe Z1 bis Z5 wird durch zwei separate hier nicht näher bezeichnete Zahnräder gebildet, wovon eines jeweils auf der Getriebeeingangswelle 4 und ein anderes auf der Getriebeausgangswelle 5 angeordnet ist.
Es ist gut zu erkennen, dass hier die Getriebeausgangwelle 5 mit dem Achsantrieb 6, der die Kraft auf die Achse 7 bzw, die Räder 8 und 9 überträgt wirksam verbunden ist.
Weiterhin sind mehrere Synchronisiervorrichtung S1 bis S3 innerhalb des Getriebes 1 vorgesehen. So wird über die Synchronisiervorrichtung S1 entweder die erste Gangstufe Z1 oder die zweite Gangstufe Z2 eingelegt bzw. über die zweite Synchronisiervorrichtung S2 die dritte Gangstufe Z3 oder die vierte Gangstufe Z4 eingelegt, wobei schließlich über die dritte Synchronisiervorrichtung S3 die fünfte Gangstufe Z5 einlegbar ist. Die hier dargestellten Synchronisiervorrichtungen S1 bis S3 sind in der üblichen Weise realisiert, weisen also die entsprechenden Synchronringe bzw. Synchronkörper und auch die entsprechenden Schiebemuffen-Einheiten auf. Die einzelnen Synchronisiervorrichtungen S1 bis S3 sind jeweils entsprechend ansteuerbar, was durch die entsprechenden Pfeile A dargestellt sein soll.
Ist bspw. die erste Synchronisiervorrichtung S1 nach rechts gerückt, so dass die zweite Gangstufe Z2 eingelegt ist, so läuft der Kraftfluß dann vom Motor M über die Motorwelle 3 über die vzw. geschlossene Kupplung 2 dann auf die Getriebeeingangswelle 4 und über die zweite Gangstufe Z2 auf die Getriebeausgangswelle 5, von hier auf den Achsantrieb 6 bzw. schließlich auf die Räder 8 und 9.
Weiterhin ist aus der 1 ersichtlich, dass ein Steuergerät 10 vorgesehen ist, das über Signalleitungen 11 mit dem Motor M sowie den Aktuatoren für die Kupplung 2 und die Synchronisiervorrichtungen S1 bis S3 entsprechend wirksam verbunden ist. Die entsprechenden Aktuatoren sind hier nicht im einzelnen dargestellt. Weiterhin ist das Steuergerät 10 über entsprechende weitere Signalleitungen 11 mit entsprechenden Drehzahlsensoren wirksam verbunden, nämlich insbesondere mit einem ersten Drehzahlsensor 12 und mit einem zweiten Drehzahlsensor 13. Hierbei misst der erste Drehzahlsensor 12 die Drehzahl der Motorwelle 3 und der zweite Drehzahlsensor 13 die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 4. Da das Steuergerät 10 die entsprechenden Steuerungen des erfindungsgemäßen Verfahrens realisiert, weist es elektrische und/oder elektronische Baueinheiten, insbesondere einen Mikroprozessor auf.
Die Synchronisiervorrichtung S1 bis S3 sowie die Kupplung 2 sind nun entweder elektrisch und/oder hydraulisch betätigbar. Folglich sind die Betätigungen der Kupplung 2 sowie die Realisierung der Ein- und Ausrückvorgänge der Synchronisiervorrichtungen S1 bis S3, also die jeweiligen Kupplungsstellkräfte bzw. Synchronisierkräfte hier über hydraulische oder elektrische Aktuatoren einstellbar. Zur Einstellung der entsprechenden Synchronisierkräfte sendet das Steuergerät 10 die entsprechenden Signale, also die entsprechenden Synchronisierstellgrößen bzw. zur Realisierung der Kupplungsstellkräfte die entsprechenden Kupplungsstellgrößen. Ob nun zur Realisierung der Kupplungsstellkraft bzw. der Synchronisierkraft vzw. Hydraulikkreisläufe realisiert werden oder elektrisch ansteuerbare Aktuatoren verwendet werden, ist abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall.
Die eingangs beschriebenen Nachteile sind dadurch vermieden, dass mit Hilfe der Synchronisiervorrichtung eine Gangstufe im Getriebe 1 ansynchronisiert wird, nämlich die Synchronisiervorrichtung mit einer bestimmten Synchronisierkraft beaufschlagt wird, ohne dass jedoch die Gangstufe eingelegt wird und dass dann über einen Vergleich der Drehzahlen der Motorwelle 3 und der Getriebeeingangswelle 4 unter Berücksichtigung der aktuellen Synchronisierkraft das von der Kupplung 2 übertragene Drehmoment bestimmt wird. Vzw. wird hier bspw. mit Hilfe der Synchronisiervorrichtung S1 die Gangstufe Z2 im Getriebe 1 ansynchronisiert. Es ist auch denkbar, dass die Gangstufe Z1 ansynchronisiert wird oder mit den anderen Synchronisiervorrichtungen S2 und S3 die übrigen Gangstufen Z3 bis Z5 ansynchronisiert werden. Dies ist unter Umständen insbesondere auch abhängig von der aktuellen Motordrehzahl bzw. der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges. Im folgenden soll die Erfindung daher beispielhaft im wesentlichen für vzw. eine zu betätigende Synchronisiervorrichtung erläutert werden. Anders ausgedrückt, eine der Synchronisiervorrichtungen S1 bis S3 wird als „Momenten-Sensor" eingesetzt, insbesondere der entsprechende Synchronkörper bzw. Synchronring der jeweiligen Synchronisiervorrichtung S1 bis 53 wird als „Momenten-Sensor" verwendet.
Das Verfahren hierzu soll im folgenden noch näher erläutert werden: Dem Steuergerät 10 liegen die entsprechenden Daten für die aktuelle Drehzahl der Motorwelle 3 bzw. für die aktuelle Drehzahl der Getriebeeingangswelle 4 vor. Im Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges ist vzw. die Kupplung 2 des Kraftfahrzeuges vollständig geöffnet und im Getriebe 1 der Leerlauf realisiert, also eben im Getriebe 1 keine Gangstufe Z1 bis Z5 eingelegt, also die Synchronisiervorrichtungen S1 bis S3 weisen vzw. ihre Neutralstellung auf. Das Kraftfahrzeug „segelt", es liegt also kein Antriebsmoment an den Rädern 8 und 9 an.
In dieser Betriebsphase des Kraftfahrzeugs wird nun ein bestimmter Gang, bspw. die zweite Gangstufe Z2 mit Hilfe der Synchronisiervorrichtung S1 ansynchronisiert. Gleichzeitig werden die Drehzahlen der Motorwelle 3 und der Getriebeeingangswelle 4 gemessen, also während der Betätigung der Synchronisiervorrichtung S1, also während die Synchronisierkraft der Synchronisiervorrichtung S1 in Richtung der Gangstufe Z2 ansteigt. Anders ausgedrückt, während des Einrückens der Synchronisiervorrichtung S1 in Richtung der Gangstufe Z2, die aber nur ansynchronisiert und eben nicht eingelegt wird, werden permanent die Drehzahlen der Motorwelle 3 und der Getriebeeingangswelle 4 miteinander verglichen. Aufgrund von insbesondere bei nasslaufenden Kupplungen, wie hier auch in der Kupplung 2 vorhandenen Schleppmomenten, wird – auch bei vollständig geöffneter Kupplung 2 – die Getriebeeingangswelle 4 von der Motorwelle 3 entsprechend „mitgeschleppt" und deren Drehzahldifferenz steigt an. Wenn nun die Synchronisiervorrichtung 51 mit einer bestimmten ansteigenden Synchronisierkraft beaufschlagt wird, „reißt" irgendwann dann in einem bestimmten Zeitpunkt die aktuelle Drehzahl der Motorwelle 3 von der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 4 „ab". Anders ausgedrückt, die aktuellen Drehzahlen der Motorwelle 3 und der Getriebeeingangswelle 4 sind dann in diesem bestimmten Zeitpunkt entsprechend stark unterschiedlich. Für diesen Zeitpunkt wird dann die aktuelle Synchronisierkraft F₁ der Synchronisiervorrichtung S1 festgestellt.
Aufgrund der in Steuergerät 10 vorliegenden Daten, aufgrund der bekannten Geometriedaten des Getriebes 1 sowie – bei hydraulischen Steuerungen – aufgrund der bekannten Drücke bzw. – bei elektrischen Steuerungen – aufgrund der bekannten entsprechenden Ansteuerung/Einstellungen der elektrischen Aktuatoren kann dann das Steuergerät 10 aufgrund der für diesen Zeitpunkt ermittelten Synchronisierkraft F₁ der Synchronisiervorrichtung S1 das aktuelle durch die Kupplung 2 übertragende Schleppmoment ermitteln bzw. berechnen.
Gemäß dem – oben geschilderten ersten Schritt – des Verfahrens wird also mit Hilfe einer Synchronisiervorrichtung ein bestimmtes Drehmoment an der Getriebeeingangswelle 4 durch das Ansynchronisieren eines Ganges mit der Synchronisiervorrichtung angelegt und durch eine steigende Synchronisierkraft der Synchronisiervorrichtung S1 wird dieses Drehmoment so lange erhöht, bis die Drehzahl der Motorwelle 3 von der Getriebeeingangswelle 4 „abreißt". Aufgrund der bekannten Geometrie des Getriebes 1 kann das Steuergerät 10, das dann aktuell auf die Getriebeeingangswelle 4 übertragene Drehmoment ermitteln, da die Synchronisierkraft F₁ der Synchronisiervorrichtung S1 dann für diesen Zeitpunkt bekannt ist.
Durch diesen – ersten Schritt – des Verfahrens wird im wesentlichen das durch die Kupplung 2 übertragene Schleppmoment ermittelt bzw. auch die noch geringfügig vorhandenen anderen Verlustleistungen wie bspw. Reibungen in Kolben bzw. in Lagern können dann entsprechend eliminiert werden. D.h. mit dem ersten Schritt des Verfahren können insbesondere die Schleppmomente der Kupplung 2 (einschließlich der geringfügigen anderen Verlustleistungen) ermit telt und als bekannte Größen für den folgenden Verfahrensschritt als Ausgangsgrößen verwendet werden, was im folgenden erläutert werden wird.
In einem dann weiteren – zweiten – Schritt des Verfahrens wird dann nach der Ermittlung des aktuellen Schleppmomentes in der Kupplung 2 nunmehr ebenfalls im Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges, allerdings bei leicht geschlossener Kupplung vzw. einer realisierten Kupplungsstellkraft von 2 bis 10 Nm, und im Getriebe nach wie vor realisiertem Leerlauf die aktuellen Drehzahlen der Motorwelle 3 und der Getriebeeingangswelle 4 während der Betätigung der Synchronisiervorrichtung S1, nämlich während des Realisierens einer bestimmten zweiten Synchronisierkraft F₂ ermittelt und miteinander verglichen. Die zweite Einrückkraft F₂, bei der die Drehzahl der Motorwelle 3 und der Getriebewelle 4 dann wieder „abreißen", ist um einen bestimmten Betrag, also um ein bestimmtes ΔF größer als die erste Einrückkraft F₁. Im wesentlichen gilt F₂ = F₁ + ΔF, wobei im zweiten Verfahrensschritt die bestimmte zweite Synchronisierkraft F₂ durch eine inkrementale Erhöhung der ersten Synchronisierkraft F₁ um den Betrag ΔF realisiert wird. Während der Erhöhung der entsprechenden Synchronisierkraft – im zweiten Verfahrensschritt – werden die aktuellen Drehzahlen der Motorwelle 3 und die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 4 miteinander verglichen, sobald diese „abreißen", wird die aktuelle Synchronisierkraft F₂ der Synchronisiervorrichtung S1 festgestellt, wobei das Steuergerät 10 hieraus dann einen Punkt auf der Kupplungskennlinie nahe dem unteren Kennlinienpunkt der Kupplung 2 ermitteln kann. Wiederum wird hierfür durch das Steuergerät 10 aufgrund der bekannten zweiten Synchronisierkraft F₂ dann auf das tatsächlich an der Getriebeeingangswelle 4 anliegende, mit Hilfe der Synchronisiervorrichtung aufgebrachte Drehmoment bzw. dann auf das an der Kupplung 2 anliegende Moment rückgeschlossen.
Folglich kann im wesentlichen der untere Kennlinienpunkt der Kupplung 2 möglichst kurzfristig ermittelt werden, wobei der erste und zweite Verfahrensschritt kurz hintereinander durchgeführt werden und das gesamte Verfahren in bestimmten zeitlichen Perioden wiederholt wird.
Im Endeffekt ist nach der entsprechenden Ermittlung des aktuellen Schleppmomentes und des entsprechenden Kennlinienpunktes die Kupplungskennlinie der Kupplung 2 entsprechend adaptierbar, so dass mit Hilfe des Steuergerätes 10 die aktuelle Kupplungskennlinie der Kupplung 2 erstellt und abgespeichert werden kann. Dies ermöglicht eine schnelle und genaue Ansteuerung der entsprechenden Schaltabläufe innerhalb des Getriebes 1.
Wenn das Getriebe 1 vzw. als Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt ist, kann mit Hilfe der jeweiligen Synchronisiervorrichtung auch bspw. die vom Motor M an das Steuergerät rückgemeldeten Motormomente überprüft werden, was bspw. wiederum einen anderen Anwendungsfall als den oben beschriebenen darstellt. So kann mit Hilfe einer Synchronisiervorrichtung ein definiertes Störmoment an einer bestimmten Gangstufe des als Doppelkupplungsgetriebe ausgeführten Getriebes, nämlich an einer Gangstufe des sogenannten freien Teilgetriebes auch bei entsprechend geschlossener Kupplung aufgebracht werden. Vzw. ist die Kupplungskapazität dann größer als das eingestellte Störmoment über die Synchronisiervorrichtung, so dass die Kupplung nach wie vor in Haftung bleibt bzw. arbeitet. Der Motor muß nun das durch die Synchronisiervorrichtung aufgebrachte zusätzliche Moment ausregeln und meldet die entsprechende Änderung des Motordrehmomentes dem Steuergerät, das für die Ausregelung dann entsprechend zuständig ist bzw. diese realisiert. Bei entsprechender Rückmessung mehrerer Betriebspunkte lässt sich dann der tatsächliche Verlauf der Motormomente für bestimmte kleine Momente ermitteln.
Obwohl das Verfahren hier im wesentlichen mit Hilfe der Synchronisiervorrichtung S1 beschrieben worden ist, kann es auch mit Hilfe anderer Synchronisiervorrichtungen S2 und S3 bzw. weiterer, hier nicht dargestellter Synchronisiervorrichtungen durchgeführt werden. Entscheidend ist, dass die jeweilige Synchronisiervorrichtung im wesentlichen als „Momenten-Sensor" eingesetzt wird, also die Synchronisiervorrichtung mit einer Synchronisierkraft F beaufschlagt wird, ohne dass der jeweilige Gang im Getriebe eingelegt wird, also der jeweilige Gang nur „ansynchronisiert" wird. In dem Moment, wo die Drehzahlen der Motorwelle 3 und der Getriebeeingangswelle 4 voneinander abreißen, also eben ungleich voneinander sind und „auseinanderlaufen", kann das Steuergerät 10 auf grund der von der in diesem Zeitpunkt aufgebrachten bestimmten Synchronisierkraft F₁ bzw. F₂ – im Endeffekt – auf das an der Kupplung 2 anliegende Moment rückschließen bzw. kann dieses ermitteln.

1: Getriebe
1a: automatisiertes Handschaltgetriebe
2: Kupplung
3: Motorwelle
4: Getriebeeingangswelle
5: Getriebeausgangswelle
6: Achsantrieb
7: Achse
8: Rad
9: Rad
10: Steuergerät
11: Signalleitungen
12: 1. Drehzahlsensor
13: 2. Drehzahlsensor
F₁: erste Synchronisierkraft
F₂: zweite Synchronisierkraft
M: Motor
Z1 bis Z5: Gangstufen
S1 bis S3: Synchronisiervorrichtungen
A: Pfeile

Claims

Verfahren zur Ermittlung eines übertragbaren Drehmomentes einer Kupplung (2) eines automatischen Getriebes (1) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes (1a), wobei ein Drehmoment von einer Motorwelle (3) mit Hilfe einer Kupplung (2) auf eine Getriebeeingangswelle (4) übertragbar ist, wobei das Getriebe (1) mindestens eine Gangstufe (Z1), vzw. mehrere Gangstufen (Z1 bis Z5) und zumindest eine Synchronisiervorrichtung (S1, S2, S3) zum Ein- und/oder Auskuppeln einer Gangstufe (Z1) innerhalb des Getriebes (1) aufweist, wobei ein Steuergerät (10) zur Steuerung der Schaltungen des Getriebes (1), der Kupplung (2) und/oder des Motordrehmomentes vorgesehen ist, und wobei die Drehzahlen der Motorwelle (3) und der Getriebeeingangswelle (4) gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Synchronisiervorrichtung (S1 bis S3) eine Gangstufe (Z1 bis Z5) im Getriebe (1) ansynchronisiert wird, nämlich die Synchronisiervorrichtung (S1 bis S2) mit einer bestimmten Synchronisierkraft (F₁, F₂) beaufschlagt wird, ohne dass jedoch die Gangstufe (Z1 bis Z5) eingelegt wird, und dass dann über einen Vergleich der Drehzahlen der Motorwelle (3) und der Getriebeeingangswelle (4) unter Berücksichtigung der aktuellen Synchronisierkraft (F₁, F₂) das von der Kupplung (2) übertragene Drehmoment bestimmt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges – also bei vollständig geöffneter Kupplung (2) und im Getriebe (1) realisiertem Leerlauf – die aktuellen Drehzahlen der Motorwelle (3) und der Getriebeeingangswelle (4) während der Betätigung der Synchronisiervorrichtung (S1, S2, S3), nämlich während des Ansteigens der Einrückkraft (F) ermittelt und miteinander verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zeitpunkt, in dem die aktuellen Drehzahl der Motorwelle (3) zur Drehzahl der Getriebeeingangswelle (4) unterschiedlich ist, die aktuelle – erste – Synchronisierkraft (F₁) der Synchronisiervorrichtung (S1, S2, S3) festgestellt und hieraus das aktuelle durch die Kupplung (2) übertragene Schleppmoment ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Schritt – nach der Ermittlung des aktuellen Schleppmomentes – im Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges, aber bei leicht geschlossener Kupplung (2) und im Getriebe (1) realisiertem Leerlauf, die aktuellen Drehzahlen der Motorwelle (3) und der Getriebeeingangswelle (4) während der Betätigung der Synchronisiervorrichtung (S1, S2, S3), nämlich während des Ansteigens der Synchronisierkraft (F) ermittelt und miteinander verglichen werden und dass in dem Zeitpunkt, in dem die aktuelle Drehzahl der Motorwelle (3) zur Drehzahl der Getriebeeingangswelle (4) unterschiedlich ist, die aktuelle zweite Einrückkraft (F₂) der Synchronisiervorrichtung (S1, S2, S3) festgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im wesentlichen insbesondere der untere Kennlinienpunkt der Kupplung (2) mit Hilfe der zweiten Synchronisierkraft (F₂) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der entsprechenden Ermittlung des aktuellen Schleppmomentes und des aktuellen entsprechenden Kennlinienpunktes die Kupplungskennlinie entsprechend adaptiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1) als Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt ist und dass mit Hilfe der Synchronisiervorrichtung (S1, S2, S3) der Verlauf kleiner Motormomente überprüft wird.