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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zur Steuerung
der Ausgangsleistung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs gemäß den unabhängigen Patentansprüchen.
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Aus
der
EP 0559 342 A2 ist
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs
mit einem automatischen Getriebe und einer Überbrückungskupplung bekannt. Dabei
wird bei Überbrückung durch
die Überbrückungskupplung
eine Veränderung
des erzeugten Drehmoments festgestellt. Wenn der Bereich der detektierten
Drehmomentänderung
einen vorgegebenen Wert überschreitet,
wird das Motormoment reduziert und das automatische Getriebe wird
derart angesteuert, dass die Reduzierung des Antriebsmomentes aufgrund
einer Reduzierung des Motormomentes kompensiert wird. Auf diese
Weise wird das Drehzahländerungsverhältnis in
Richtung zu einem niedrigeren Gang verändert.
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Ein
Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. eine
derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der
DE 42 10 956 A1 bekannt.
Dort wird zur Steuerung der Ausgangsleistung einer Antriebseinheit
ein Abtriebsmomentensollwert vorgegeben und durch Einstellen des
Drehmoments des Antriebsmotors (Brennkraftmaschine) unter Berücksichtigung
der Verhältnisse
des Triebstrangs (Getriebeübersetzungen, Wandlerzu stand)
bereitgestellt. Dazu wird ausgehend vom Abtriebsmomentensollwert
unter Berücksichtigung der
eingestellten Getriebeübersetzung
ein Sollturbinenmoment am Ausgang eines Drehmomentenwandlers der
Getriebeeinheit berechnet. Die Drehmomentenverstärkung des Wandlers wird dann
auf der Basis des Sollturbinenmoments und der Turbinendrehzahl bzw.
der Turbinendrehzahl und der Motordrehzahl abgeschätzt und
das einzustellende Motormoment aus Sollturbinenmoment und Wandlerverstärkung bestimmt.
Durch diese Vorgehensweise wird der Zustand des Drehmomentenwandlers
bei der Bestimmung des einzustellenden Motormoments berücksichtigt.
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Neben
Getriebeeinheit und Drehmomentenwandler verfügen moderne automatische Getriebe über sogenannte
Wandlerüberbrückungskupplungen,
durch welche unter Umgehung des Drehmomentenwandlers ein starrer
Durchtrieb hergestellt werden kann. Das Öffnen und Schließen der
Wandlerüberbrückungskupplung erfolgt
dabei in der Regel abhängig
von Last, Abtriebsdrehzahl, eingelegtem Gang, gewähltem Fahrprogramm, etc..
Neben dem Öffnen
und Schließen
der Wandlerkupplung kann diese aus Komfortgründen auch geregelt werden.
Es wird dabei ein vorgegebener Schlupf, eine vorgegebene Drehzahldifferenz
zwischen Ein- und Ausgang der Wandlerkupplung eingestellt.
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Da
durch die bekannte Vorgehensweise lediglich der Zustand des Drehmomentenwandlers
erfaßt
und bei der Bestimmung des Motormoments berücksichtigt wird, kann der vorgegebene
Abtriebsmomentensollwert während
des Schaltvorgangs der Wandlerkupplung nicht optimal eingehalten
werden. Dies kann während
des Schaltvorgangs der Kupplung zu einem unbefriedigenden Verhalten
führen.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, den vorgegebenen Abtriebsmomentensollwert
auch während
der Schaltung einer Wandlerüberbrückungskupplung
einzuhalten.
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Dies
wird durch die Merkmale der Vorrichtung und des Verfahrens der unabhängigen Patentansprüche erreicht.
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Vorteile der
Erfindung
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Durch
die erfindungsgemäße Vorgehensweise
kann ein vorgegebener Abtriebsmomentensollwert auch während der
Schaltung der Wandlerüberbrückungskupplung
eingehalten werden.
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Ferner
erlaubt die erfindungsgemäße Vorgehensweise
eine ruckfreie Schaltung der Wandlerkupplung bei konstantem Abtriebsmoment,
wenn der Sollwert während
der Schaltung gleichbleibt.
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Dies
wird durch eine vorteilhafte Einstellung des Motormoments abhängig vom
Druck an der Kupplung realisiert.
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Besonders
vorteilhaft ist eine zweite Ausführungsform,
bei welcher der Druck an der Wandlerkupplung nicht gesteuert, sondern
geregelt eingestellt wird. Dadurch wird der Einfluß des Reibungsbeiwertes,
der Flüssigkeitstemperatur,
etc. auf die Schaltqualität
minimiert.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
und aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsformen
näher erläutert. Dabei
zeigt 1 ein Übersichtsblockschaltbild
eines Steuersystems zur Steuerung der Ausgangsleistung einer Antriebseinheit,
während
in 2 ein Flussdiagramm
einer ersten Ausführungsform,
in 3 eine zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
dargestellt ist.
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Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt ein Übersichtsblockschaltbild
einer Einrichtung zur Steuerung der Ausgangsleistung einer Antriebseinheit,
bei der das erfindungsgemäße Verfahren
bzw. die erfindungsgemäße Einrichtung
zur Wirkung kommt. Die Antriebseinheit 8 umfasst einen
schematisch dargestellten Motor 10, welcher über eine
Ausgangswelle (Kurbelwelle) 12 verfügt, die auf eine Wandlereinheit 14 eines
automatischen Getriebes 16 führt. Die Wandlereinheit 14 besteht
dabei aus einem Wandler 18, dem eine steuerbare bzw. regelbare Überbrückungskupplung 20 (Wandlerkupplung)
parallel geschaltet ist. Die Welle 22 der Wandlereinheit 14 führt auf
die eigentliche Getriebeeinheit 24 (Eingangswelle 22 der
Getriebeeinheit 24), deren Ausgangswelle 26 die
Abtriebswelle des Triebstranges der Antriebseinheit darstellt.
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Vom
Triebstrang werden einem Steuergerät 28 verschiedene
Betriebsgrößen zugeführt. Eine
erste Eingangsleitung 30 verbindet das Steuergerät 28 mit
einem Messmittel 32 für
die Drehzahl der Welle 12 zur Erfassung der Motordrehzahl,
während
eine Leitung 34 das Steuergerät 28 mit einem Meßmittel 36 für die Drehzahl
der Welle 26, der Abtriebsdrehzahl, verbindet. Ferner kann
in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
die strichliert dargestellte Eingangsleitung 38 vorgesehen
sein, welche das Steuergerät 28 mit
einem Meßmittel 40 zur
Erfassung der Drehzahl der Welle 22, der sogenannten Turbinendrehzahl,
verbindet. Ferner ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Eingangsleitung 42 vorgesehen,
welche das Steuergerät 28 mit
der Getriebeeinheit 24 verbindet. Zusätzlich ist dem Steuergerät 28 die
Leitung 44 zugeführt,
welche das Steuergerät 28 mit
einem Stellungsgeber 46 eines vom Fahrer betätigbaren
Bedienelements 48 zur Erfassung des Fahrerwunsches verknüpft. Weitere
Eingangsleitungen 50 bis 52 verbinden das Steuergerät 28 mit
Mefleinrichtungen 54 bis 56 zur Erfassung weiterer
Betriebsgröflen
des Motors 10, der Antriebseinheit bzw. des Fahrzeugs selbst,
wie Motortemperatur, Versorgungsspannung, Fahrgeschwindigkeit, Raddrehzahl,
etc.
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Zur
Steuerung der Ausgangsleistung der Antriebseinheit verfügt das Steuergerät 28 über mehrere Ausgangsleitungen.
Eine erste Ausgangsleitung 58 verbindet das Steuergerät 28 mit
einer elektronisch steuerbaren Stellelement 60, z.B. einer
Drosselklappe, zur Beeinflussung der Luftzufuhr zum Motor 10,
während die
Leitung 62 das Steuergerät 28 mit Mitteln 64 zur
Steuerung der Kraftstoffzufuhr verknüpft. Ferner ist eine Ausgangsleitung 61 vorgesehen,
welche das Steuergerät 28 mit
Mitteln 68 zum Einstellen des Zündzeitpunktes verbindet. Handelt
es sich bei dem Motor 10 um einen Dieselmotor, so verfügt das Steuergerät unter
Anpassung an die spezifischen Gegebenheiten des Dieselmotors über die
entsprechenden Ausgangs- leitungen zur
Beeinflussung der Motorleistung. Entsprechendes gilt auch für Zweitaktmotoren.
Die prinzipielle Anordnung zur Steuerung der Ausgangsleistung kann
in vorteilhafter Weise auch in Verbindung mit alternativen Antriebssystemen,
z.B. Elektromotoren, Anwendung finden, bei denen das Steuergerät 28 zur
Beeinflussung der Motorleistung über
die entsprechenden Ausgangsleitungen verfügt.
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Zur
Steuerung des Getriebes 16 weist das Steuergerät 28 die
Ausgangsleitung 70 auf, welche das Steuergerät 28 mit
der Getriebeeinheit 24 zum Einstellen des Übersetzungsverhältnisses
des Getriebes verbindet. Dabei kann es sich um ein stufenlos verstellbares
oder um ein mit herkömmlichen
Getriebestufen ausgestattetes Getriebe handeln. Ferner wird das
Steuergerät 28 über die
Leitung 72 mit der Wandlerkupplung 20 verbunden.
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Anhand
des vom Stellungsgeber 46 des Bedienelements 48 erfaßten Fahrerwunsches
bildet das Steuergerät 28 unter
Berücksichtigung
der von dem Drehzahlfühler 36 erfaßten Abtriebsdrehzahl
der Antriebseinheit (alternativ Raddrehzahlen, Fahrgeschwindigkeit)
ein Abtriebssollmoment, welches an der Welle 26 durch die
Antriebseinheit zur Erfüllung
des Fahrerwunsches bereitzustellen ist. Dieses Abtriebssollmoment wird
von der Steuereinheit in bekannter Weise abhängig von weiteren Betriebsgrößen in eine
optimale Getriebeübersetzung
und einen Sollzustand der Wandlerkupplung, welche die Zustände "zu", "auf" und "geregelt" annehmen kann und
ein Sollmotormoment umgesetzt. Das Motormoment wird auf der Basis
von erfaßten
Betriebsgrößen durch
Einstellen der Kraftstoffzumessung (bei Dieselmotoren) und der Luftzumessung
(bei Otto-Motoren) und/oder ggf. des Zündzeitpunktes an der Kurbelwelle 12 des
Motors 10 bereitgestellt, so daß, zusammen mit der eingestellten Übersetzung,
das Sollabtriebsmoment an der Abtriebswelle 26 der Antriebseinheit
zur Verfügung
steht.
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Bei
der Berechnung des Sollmotormoments aus dem Abtriebssollmoment muß neben
der Übersetzung
der Getriebeeinheit 24 auch die Momentenübertragung
der Wandlereinheit 14 berücksichtigt werden. Mit anderen
Worten muß das
zur Bereitstellung des Abtriebsmomentsollwertes erforderliche Motormoment
bereits die sich als Folge dieses zu berechnenden Motormoments einstellende
Wandlerübertragung
berücksichtigen. Je
nach Wandlerzustand ist an der Kurbelwelle 12 ein Motormoment
erforderlich, das gegenüber
dem an der Eingangswelle des Getriebes 22 auftretenden
Turbinenmoment mit dem Faktor der Wandlermomentenübertragung
gewichtet ist. Um eine zufriedenstellende Steuerung der Antriebseinheit
zu gewährleisten,
muß daher die
Wandlermomentenübertragung
berücksichtigt
werden, die sich unter den gegebenen Bedingungen einstellen wird,
wenn das Abtriebsmoment seinen Sollwert erreicht hat. Dabei wird
nur der stationäre
Fall betrachtet.
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Die
Wandlereinheit 14 des automatischen Getriebes 16,
bzw. ihre Momentenübertragung,
kann dabei vom Steuergerät 28 gesteuert
werden. Dabei wird die Wandlerkupplung 20 geregelt, wobei
im vollständig
geschlossenen Zustand die Kraftübertragung
von der Kurbelwelle 12 auf die Getriebewelle 22 im
Verhältnis
1:1 erfolgt, während
bei vollständig
offener Kupplung die Momentenübertragung
allein vom Wandler 18 bestimmt wird. Durch Regelung der
Kupplung zur Einstellung einer bestimmten Drehzahldifferenz bzw.
Ein-/Ausgangs-Drehzahlverhältnis
können
Zwischenzustände
bezüglich
der Momentenüber tragung
eingenommen werden.
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Den
Maßnahmen
zur Berücksichtigung
der Momentenübertragung
durch den Wandler bei Berechnung des Sollmotormoments liegt folgende
Erkenntnis zugrunde.
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Aus
Abtriebsdrehzahl (Fahrgeschwindigkeit) und Fahrpedalstellung wird
ein Abtriebsmomentenwunsch berechnet. Abhängig von der mechanischen Übersetzung
des eingelegten Ganges der Getriebeeinheit 24 folgt daraus
ein erforderliches Drehmoment an der Eingangswelle 22 der
Getriebeeinheit. Dieses Moment wird im folgenden Turbinenmoment
genannt, da es am Ausgang des Wandlers, an dessen Turbinenrad, auftritt.
Am Pumpenrad des Wandlers, welches starr mit der Kurbelwelle 12 verbunden
ist, ist dann je nach dem Drehzahlübersetzungsverhältnis der
geregelten Wandlerkupplung ein bestimmtes Motormoment erforderlich, um
das gewünschte
Turbinenmoment bereitzustellen.
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Zur
Veranschaulichung der auftretenden und berechneten Momente und Drehzahlen
ist in
1 die Wandlereinheit
14 mit
zwei parallelen Übertragungskanäle Wandlerkupplung
20 und
Wandler
18 dargestellt. Dabei tritt definitionsgemäß am getriebeseitigen
Ausgang des Wandlers
18 das Turbinenmoment
1 (mturb1) auf,
während
am getriebeseitigen Ausgang der Wandlerkupplung
20 das
Turbinenmoment 2 (mturb2) auftritt, während die Summe dieser beiden
Momente das Turbinenmoment (mturb) auf der Welle
22 bildet.
Ferner tritt motorseitig an der Eingangswelle des Wandlers
18 das
Pumpenmoment
1 (mpump1) sowie motorseitig an der Wandlerkupplung
20 das
Pumpenmoment 2 (mpump2) auf, deren Summe das Pumpenmoment (mpump)
ergibt. Dieses Pumpenmoment entspricht dem vom Motor abgebenen Motormoment
(mmot). Bei ge gebener Ein-/Ausgangssolldrehzahldifferenz der geregelten
Wandlerkupplung
20 wird das Motormoment in Abhängigkeit
vom Turbinenmoment und der Turbinendrehzahl ausgehend von den folgenden
Zusammenhängen
bestimmt:
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Dabei
bezeichnet nturb die Turbinendrehzahl, Δ ns (nmot-nturb) die Solldrehzahldifferenz
der Wandlereinheit 14, nue das Solldrehzahlverhältnis der
Wandlereinheit, fwandler und Kpt drehzahlverhältnisabhängige Faktoren, die experimentiell
als Kennlinie bestimmt wurden und durch Interpolation in Abhängigkeit
des gegebenen Solldrehzahlverhältnisses
berechnet werden, wobei fwandler die Verstärkung des Wandlers 18 repräsentiert,
während
Kpt ein Korrekturfaktor zur Berechnung des Pumpenmoments mpumpl
darstellt.
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Das
berechnete Pumpenmoment mpump entspricht im stationären Fall
dem Motormoment mmot. Die bei der Berechung verwendeten Gleichungen
gelten sowohl für
positive, d.h. beschleunigende, als auch für negative, d.h. verzögernde,
Abtriebsmomentenwünsche,
wobei das Solldrehzahlverhältnis
der Wandlereinheit nue aus Gl. (6) im Falle der negativen Abtriebsmomentwünsche invertiert
werden muß.
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Bei
der Bestimmung des zur Bereitstellung des auf der Basis des Fahrerwunsches
ermittelten Sollabtriebsmoments erforderlichen Sollmotormoments
wird zuerst auf der Basis der Ist-Getriebeübersetzung ein Sollturbinenmoment
ermittelt. Dann wird aus dem Sollturbinenmoment auf der Basis des
durch den Wandler einzustellenden Solldrehzahlverhältnisses
das Sollmotormoment berechnet, welches durch Beeinflussung der Leistungsparameter
zur Verfügung
gestellt wird.
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Auf
diese Weise gelingt es, die Momentenübertragung durch Wandler und
Wandlerkupplung bei der Umrechnung des Abtriebsmomentensollwertes
in einen Motormomentensollwert im Rahmen einer Vorsteuerungsstrategie
zu berücksichtigen.
Dabei wird das direkte Berechnen des gesuchten Motormoments aus
Turbinenmomentsollwert und Turbinendrehzahl in allen Zuständen der
geregelten Wandlerkupplung im stationären Betriebsbereichen (außerhalb
von Schaltvorgängen)
erlaubt.
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Neben
der dargestellten Anwendung bei Brennkraftmaschinen kann die erfindungsgemäße Vorgehensweise
auch in Verbindung mit alternativen Antriebskonzepten, wie Elektromotoren,
angewendet werden.
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Um
die Berechnung des Motormoments auch im dynamischen Betriebsbereich
der Wandlerkupplung, das heißt
insbesondere während
Schaltvorgängen,
gewährleisten
zu können,
sind weitere Zusammenhänge zu
betrachten. Je nach dem Druck an der Wandlerkupplung während des Öffnens bzw.
Schließens
der Wandlerkupplung ist am Pumpenrad zur Erfüllung des Sollturbinenmoments
ein bestimmtes Pumpenmoment mpump erforderlich. Bei einem bestimmten
Druck an der Wandlerkupplung gilt ergänzend zu den obigen Gleichungen
1 bis 6 folgende Gleichun gen 7 und 8: mpump2 = Reib(nmot – nturb)·Pdruck (t) (7) mmot = mpump + beta·dnmot/dt (8)
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Reib
bezeichnet dabei den von der Differenz zwischen Motor- und Turbinendrehzahl
abhängigen
Faktor, der sich aus mittlerem Reibradius, dem Reibungsbeiwert und
der wirksamen Reibfläche
zusammensetzt. Beta stellt das Trägheitsmoment aller Massen zwischen
Motor und Wandler (z.B. Schwungmasse, Generator Nebenaggregate und
Wandler) dar, während
Pdruck den Druck an der Überbrückungskupplung
beschreibt.
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Grundproblem
ist, daß während der
Schaltung der Wandlerkupplung die sich einstellende Motordrehzahl
und das einzustellende Motormoment unbekannte Größen sind. Die für die zur
Einhaltung des Sollabtriebsmoments erforderliche Einstellung des
Motormoments und die dazugehörige
Motordrehzahl muß demnach
zunächst
aus anderen Größen abgeschätzt werden.
Aus den Gleichungen 1 bis 5 sowie 7 und 8 ergibt sich somit das
Motormoment zu (Gleichung 9): mmot = Reib·Pdruck
+ Kpt(nue)·nturb·nturb
+ beta/(nturb·nue·nue) ·(Δnue/Δx)·(Δ(Reib·Pdruck)/Δt – Δmturb/Δt) (9) Mit x = (mturb – Reib·Pdruck)/(nturb·nturb) (10)und nue
aus kPt(nue)· +
Wandler(nue) = X bestimmt wird.
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Bei
der Abschätzung
des Motormoments ist die zeitliche Ableitung der Turbinendrehzahl
vernachlässigt
worden und alle Ableitungen durch Differenzenbildung der Werte zweier
aufeinander folgender Abtastzeitpunkte ersetzt worden.
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Die
Steuerung des Drucks an der Wandlerkupplung in Abhängigkeit
von der Zeit während
der Schaltung erfolgt vorzugsweise linear, kann in anderen Ausführungen
auch s-förmig
erfolgen. Dabei darf die Druckänderung
nicht schneller sein als das Dämpfungssystem
des Wandlers folgen kann, da sonst Torsionsschwingungen an der Welle
entstehen. Je nach Zustand werden Anfangs- und Endwerte der Drucksteuerung vorgegeben
und vom Anfangs- zum Endwert hin entsprechend dem vorgegebenen Zeitverlauf
der Druck an der Wandlerkupplung verändert. Wird die Wandlerkupplung
von vollständig
offen zu vollständig
schließen
geschaltet, ist der Anfangswert 0, der Endwert der Quotient aus
Sollturbinenmoment und Reibkoeffizient. Wird die Kupplung geöffnet, ist
der Anfangswert der Quotient aus Sollturbinenmoment und Reibwert,
der Endwert 0. Bei Öffnen
oder Schließen
der Wandlerkupplung von einem geregelten Zustand aus (bei vorgegebenem Drehzahlverhältnis) zu
vollständig
offen oder schließen
oder zu einem anderen geregelten Zustand oder bei Schalten in einem
geregelten Zustand wird Anfangs- bzw. Endwert durch folgende Gleichung
angegeben, wobei beim Anfangswert das unmittelbar vor der Schaltung
vorliegende Drehzahlverhältnis,
beim Endwert das einzustellende Drehzahlverhältnis einzusetzen ist: Pdruck(A,E) = (mturb – fwandler(nue)·Kpt(nue)·nturb·nturb) (11)
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Durch
Einsetzen des Drucks in Abhängigkeit
von der Zeit in Gleichung 9 lässt
sich das Motormoment zur Erfüllung
des vorgegebenen Abtriebssollmoments während der Wandlerkupplungsschaltung
bestimmen.
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Eine
Realisierung dieser Vorgehensweise als Rechnerprogramm ist im Flussdiagramm
gemäß 2 skizziert. Der dort dargestellte
Programmteil wird bei Auslösung
eines Schaltvorgangs der Wandlerkupplung abhängig von Betriebsgrößen wie
Last, Motordrehzahl, Getriebeübersetzung,
etc. eingeleitet. In einem ersten Schritt 100 werden die
zum Zeitpunkt der Programmaktivierung vorliegenden Werte für das Sollturbinenmoment
mturbsoll, die Motordrehzahl nmot sowie die Turbinendrehzahl nturb
eingelesen. Verfügt
der Antriebsstrang über
eine geregelte Wandlerkupplung, so wird im Schritt 102 aus
den eingelesenen Werten die Wandlerverstärkung fwandler, der Reibfaktor
Reib sowie der Faktor KPT abhängig
von dem Drehzahlverhältnis
bzw. der Drehzahldifferenz von Motordrehzahl zur Turbinendrehzahl
aus vorgegebenen Kennfeldern bestimmt. Daraufhin wird im Schritt 104 gegebenenfalls
gemäß Gleichung
11 Anfangs- und Endwert für
den einzustellenden Kupplungsdruck Pdruck(A) und Pdruck(E) bestimmt.
Im darauffolgenden Schritt 106 wird der Zähler T um
1 erhöht,
worauf im darauffolgenden Schritt 108 der einzustellende
Kupplungsdruck Pdruck gemäß einer
vorgegebenen, linearen oder sförmigen
Zeitfunktion abhängig
vom Anfangs- und Endwert des Kupplungsdrucks bestimmt wird. Im darauffolgenden
Schritt 110 wird der abhängig von der Zeit T bestimmte
Wert für
den Kupplungsdruck Pdruck ausgegeben und die die Kupplung betätigende
Stellglieder entsprechend angesteuert. Nach Ausgabe des einzustellenden
Kupplungsdrucks wird im darauffolgenden Schritt 112 die
möglicherweise inzwischen
veränderten
Werte für
das Turbinensollmoment, die Motordrehzahl und die Turbinendrehzahl
eingelesen, worauf im Schritt 114 die aktuellen Werte für die Wandlerverstärkung, den
Faktor KPT, den Faktor Reib sowie ggf. ein korrigierter Wert für den Endwert
des einzustellenden Druck Pdruck(E) bestimmt. Im Schritt 116 wird
das aufgrund der herrschenden Bedingungen zum Einhalten des Abtriebsmomentensollwerts
bzw. des Turbinenmomentensollwerts bereitzustellende aktuelle Motormoment
gemäß Gleichung
9 berechnet und im Schritt 118 dieser Wert beispielsweise
an eine Brennkraftmaschine steuerndes Steuergerät ausgegeben, bzw. Werte für die Drosselklappeneinstellung
DK, die Kraftstoffzumessung Ti und/oder die Zündwinkeleinstellung Z unter
Verwendung der Motordrehzahl bestimmt und ausgegeben. Im darauffolgenden
Abfrageschritt 120 wird durch Vergleich des eingestellten
Drucks mit dem berechneten Enddruck überprüft, ob die Schaltung beendet
ist. Ist dies der Fall, wird der Programmteil beendet, während im
gegenteiligen Fall der Programmteil mit Schritt 106 wiederholt
wird.
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Die
beschriebene Vorgehensweise stellt das zur Aufrechterhaltung des
Abtriebsmomentensollwerts benötigte
Motormoment in Abhängigkeit
vom eingestellten Druck an der Wandlerkupplung während des Schaltvorgangs der
Wandlerkupplung auch bei geregelter Wandlerkupplung dar. In einigen
Anwendungsfällen kann
die Einstellung des Motormoments unbefriedigend sein, da der Reibungsbeiwert
nur schwer zu messen ist und sich je nach Drehzahldifferenz und
Temperatur an der Kupplung ändert.
Insofern kann es zu Ungenauigkeiten der druckabhängigen Einstellung des Motormoments
während
des Schaltvorgangs der wandlerkupplung kommen.
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Um
dieses unbefriedigende Verhalten in einigen Anwendungsfällen zu
beheben, wird eine Realisierung der erfindungsgemäßen Vorgehens weise
angegeben, wie sie anhand des Flußdiagramms in 3 skizziert ist.
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Kern
dieser zweiten Ausführung
der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
ist, daß das
Motormoment in Abhängigkeit
einer vorgegebenen Solldrehzahldifferenz zwischen Turbinendrehzahl
und Motordrehzahl an der Wandlerkupplung eingestellt wird. Während der
Schaltung der Wandlerkupplung wird die Solldrehzahldifferenz Δns in Abhängigkeit
von der Zeit vorgegeben. Der Anfangswert dieser Drehzahldifferenz
entspricht dabei der Drehzahldifferenz zwischen Turbinendrehzahl
und Motordrehzahl kurz vor der Schaltung der Wandlerkupplung, während der
Endwert der gewünschten
Solldrehzahldifferenz zwischen Turbinendrehzahl und Motordrehzahl
nach Abschluß der
Wandlerkupplungsschaltung entspricht. Dieser Wert wird bei einer
geregelten Wandlerkupplung entsprechend vorgegeben. Unter Zugrundelegen
der vorstehenden Gleichungen 1 bis 8 ergibt sich das einzustellende
Motormoment gemäß dieser
Vorgehensweise nach folgender Gleichung: mmot = mturb – (fwandler(nue) – 1)·KPT(nue)·nturb·nturb – beta·Δ (Δns)/Δt (12)
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Während der
Schaltung der Wandlerkupplung regelt der Druckregler den Druck an
der Wandlerkupplung derart, daß die
Drehzahldifferenz zwischen Turbinendrehzahl und Motordrehzahl mit
der zeitabhängig vorgegebenen
Solldrehzahldifferenz übereinstimmt.
Dabei ist die Vorgabe der Solldrehzahldifferenz in Abhägigkeit
der Zeit während
der Schaltung der Wandlerkupplung vorzugsweise linear, kann aber
auch andere Zeitfunktion bilden und z.B. s-förmig sein. Die zeitliche Änderung
der Solldrehzahldifferenz muß dabei
so langsam vorge geben werden, daß die Druckregelung folgen
kann. Dabei stehen die Istabtriebsdrehzahl, die Gangübersetzung
(bzw. die Istturbinendrehzahl) und die Istmotordrehzahl dem Druckregler
während
der Schaltung zur Verfügung.
Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß der Druck an der Wandlerkupplung
während
der Schaltung geregelt eingestellt wird. Dadurch kann der Einfluß von Fluktuationen
des Reibungsbeiwertes, der Flüssigkeitstemperatur,
usw. auf die Schaltqualität
minimiert werden.
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Eine
Ausführung
dieser Vorgehensweise als Rechnerprogramm ist anhand des Flußdiagramms
nach 3 skizziert. Im
ersten Schritt werden die bei Einleitung der Schaltung bzw. kurz
davor vorliegende Werte des Turbinensollmoments mturbsoll, der Motordrehzahl
nmot, der Turbinendrehzahl nturb bzw. der Abtriebsdrehzahl nab und
der aktuellen Gangübersetzung
G sowie die einzustellende Solldrehzahldifferenz Δns im Schritt 200 eingelesen.
Im darauffolgenden Schritt 202 wird aus dem aktuellen Drehzahldifferenzwert
der Anfangswert der Druckregelung, aus dem einzustellenden Sollwert
der Endwert der Drehzahldifferenz für die Druckregelung bestimmt.
Im Schritt 204 wird ein Zähler T um 1 erhöht und im
Schritt 206 die Druckregelung berechnet. Dies erfolgt derart,
daß das
Ansteuersignal P für
die Wandlerkupplung gemäß einer
vorgegebenen Regelstrategie (z.B. PID-Regelung) abhängig von dem zeitlich veränderlichen
Sollwert der Drehzahldifferenz und dem Istwert der Drehzahldifferenz
bestimmt wird. Die zeitlich veränderliche
Solldrehzahldifferenz wird dabei ausgehend vom Anfangswert gemäß einer
vorgegebenen Zeitfunktion auf den Endwert geführt. Diese Zeitfunktin ist
linear, s-förmig
oder kann andere geeignete Zeitverläufe annehmen. Im auf den Schritt 206 folgenden
Schritt 208 wird der Ansteuersignalwert P zur Steuerung des
Drucks an der Wandlerkupplung ausgegeben. Im darauffolgenden Schritt 210 werden
die aktuellen Werte des Turbinenmomentensollwerts und der Turbinendrehzahl
eingelesen und im darauffolgenden Schritt 212 die Wandlerverstärkung fwandler
und der Faktor KPT auf der Basis der im Schritt 210 erfaßten Werte
bestimmt. Im darauffolgenden Schritt 214 wird das einzustellende
Motormoment auf der Basis der ermittelten bzw. eingelesenen Werte
sowie der zeitlichen Änderung des
Drehzahldifferenzensollwertes gemäß Gleichung 12 berechnet und
im Schritt 216 an ein Motorsteuergerät ausgegeben bzw. die Steuergrößen für die Drosselklappe
DK, die Kraftstoffzumessung TI sowie die Zündzeitpunktseinstellung Z bestimmt.
Im abschließenden
Abfrageschritt 218 wird überprüft, ob die Schaltung beendet ist.
Dies ist dann der Fall, wenn der Drehzahldifferenzenistwert dem
Drehzahldifferenzenwunsch, der im Schritt 200 eingelesen
wurde, entspricht. Ist dies der Fall, wird der Programmteil beendet,
anderenfalls wird der Programmteil mit Schritt 204 wiederholt.
