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DE10032920A1 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs und Steuerungssystems zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs und Steuerungssystems zur Durchführung des Verfahrens

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Publication number
DE10032920A1
DE10032920A1 DE10032920A DE10032920A DE10032920A1 DE 10032920 A1 DE10032920 A1 DE 10032920A1 DE 10032920 A DE10032920 A DE 10032920A DE 10032920 A DE10032920 A DE 10032920A DE 10032920 A1 DE10032920 A1 DE 10032920A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
speed
engine
ratio
torque
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10032920A
Other languages
English (en)
Inventor
Martin-Peter Bolz
Holger Huelser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE10032920A priority Critical patent/DE10032920A1/de
Priority to US09/896,210 priority patent/US20020045513A1/en
Priority to JP2001205042A priority patent/JP2002039349A/ja
Priority to FR0108936A priority patent/FR2811397A1/fr
Publication of DE10032920A1 publication Critical patent/DE10032920A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeugs, in dem einem Motor (2) über einen Drehmomentwandler (6) ein Stufengetriebe (10) nachgeschaltet ist, soll in besonders einfacher Weise und mit geringem Aufwand eine Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses (u) des Stufengetriebes (10) bei der Motorsteuerung ermöglichen. Dazu wird erfindungsgemäß ein Istwert für das Übersetzungsverhältnis (u) des Stufengetriebes (10) anhand von einer Anzahl von für den Betriebszustand des Motors (2) charakteristischen Betriebsparametern und anhand eines für die Drehzahl (na) der Abtriebswelle (12) des Stufengetriebes (10) charakteristischen Meßwerts ermittelt. Insbesondere wird aus der Motordrehzahl (nm) und dem Motormoment (Tm) als Zwischenergebnis das Drehzahlverhältnis (nu) des Drehmomentwandlers (6), definiert als der Quotient aus Drehzahl (ng) der Ausgangswelle des Drehmomentwandlers (6) und Drehzahl der Eingangswelle (nm) des Drehmomentwandlers (6), ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, in dem einem Motor über einen Drehmomentwandler ein Stufengetriebe nachgeschaltet ist. Sie bezieht sich weiter auf ein Steuerungssystem für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Durchführung des Verfahrens.
Im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs kann ein sogenanntes Stufengetriebe oder Wechselgetriebe zum Einsatz kommen. Im Gegensatz beispielsweise zu einem kontinuierlich veränderbaren Getriebe (continuously variable transmission, CVT) ist ein derartiges Stufengetriebe in seiner Übersetzung, d. h. in seinem durch den Quotienten aus der Drehzahl seiner Eingangswelle und der Drehzahl seiner Abtriebswelle definierten Übersetzungsverhältnis, lediglich stufenweise veränderbar. Jede Stufe entspricht dabei einem Getriebegang.
Beim Einsatz zusammen mit einem elektronisch gesteuerten Motor kann die genaue Kenntnis des Übersetzungsverhältnisses des Stufengetriebes bedeutsam sein, beispielsweise um im Rahmen einer besonders komfortablen Motorsteuerung ein günstiges Regelverhalten bei einer Ruckeldämpfung zu gewährleisten. Falls im Rahmen der Steuerung des Antriebsstranges eine elektronische Steuerung auch des Stufengetriebes vorgesehen ist, so liegen innerhalb der Motorsteuerung in der Regel Meßwerte sowohl für die Drehzahl der Eingangswelle des Stufengetriebes als auch für die Drehzahl der Abtriebswelle des Stufengetriebes vor, so daß die Bereitstellung eines Kennwerts für das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes unproblematisch ist.
Gleichermaßen unproblematisch ist die Bereitstellung eines Kennwerts für das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes in Fällen, in denen zwar keine elektronische Getriebesteuerung vorgesehen ist, in denen aber die Drehzahl der Eingangswelle in bekannter Weise mit der Motordrehzahl korreliert ist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das Stufengetriebe eingangsseitig über eine Kupplung mit dem Motor verbunden ist. Bei geschlossener Kupplung ist nämlich das Verhältnis zwischen Motordrehzahl, die eingangsseitig auf die Kupplung wirkt, und der Drehzahl der Eingangswelle des Stufengetriebes, die fest mit der Ausgangswelle der Kupplung verbunden ist, gleich eins oder gleich einem anderen konstanten Betrag. Somit ist die Drehzahl der Eingangswelle des Stufengetriebes in eindeutiger Weise durch die - bei der Motorsteuerung benötigte und daher im Steuerungssystem ohnehin bekannte - Motordrehzahl bestimmt und daher für die Steuerung zugänglich. Ein Meßwert für die darüber hinaus benötigte Drehzahl der Abtriebswelle des Stufengetriebes kann dann über einen geeigneten Sensor bereitgestellt werden.
Allerdings kann die Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses eines Stufengetriebes auch für den Fall wünschenswert sein, daß keine elektronische Steuerung des Stufengetriebes vorliegt und dieses auch nicht über eine Kupplung oder in sonstiger fester Weise, sondern vielmehr über einen Drehmomentwandler mit dem Motor verbunden ist. In diesem Fall liegt kein die Drehzahl der Eingangswelle des Stufengetriebes charakterisierender Meßwert vor.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs der oben genannten Art anzugeben, mit dem in besonders einfacher Weise und mit geringem Aufwand eine Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses des Stufengetriebes bei der Motorsteuerung ermöglicht ist. Zudem soll ein für die Durchführung des Verfahrens besonders geeignetes Steuerungssystem angegeben werden.
Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem ein Istwert für das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes anhand von einer Anzahl von für den Betriebszustand des Motors charakteristischen Betriebsparametern und anhand eines für die Drehzahl der Abtriebswelle des Stufengetriebes charakteristischen Meßwerts ermittelt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß für eine Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses des Stufengetriebes bei der Motorsteuerung ein aktueller Istwert sowohl für die Drehzahl der Eingangswelle des Stufengetriebes als auch für die Drehzahl der Abtriebswelle vorliegen sollte. Zur Ermittlung des Istwerts der Drehzahl der Abtriebswelle kann dabei ein eigener Drehzahlsensor vorgesehen sein. Alternativ kann auch ein für die Drehzahl der Abtriebswelle charakteristischer anderer Meßwert wie beispielsweise eine Drehzahl eines angetriebenen Rades oder ein Meßwert für die Fahrzeuggeschwindigkeit zugrundegelegt werden. Gerade dabei kann auf einen ohnehin vorhandenen Sensor zurückgegriffen werden.
Auch die Messung der Drehzahl der Eingangswelle des Stufengetriebes könnte dabei mittels eines eigens dafür zusätzlich vorgesehenen Drehzahlsensors erfolgen. Dies wäre jedoch vergleichsweise aufwendig. Statt dessen ist vielmehr vorgesehen, die kraftflußmäßige Kopplung der Ausgangswelle des Motors an die Eingangswelle des Stufengetriebes über in ihren Eigenschaften im wesentlichen bekannte Komponenten auszunutzen. Dies kann durch eine Auswertung von ohnehin vorliegenden Betriebsparametern des Motors erfolgen.
Vorteilhafterweise werden als für den Betriebszustand des Motors charakteristische Betriebsparameter die Motordrehzahl und das vom Motor bereitgestellte Drehmoment verwendet. Die elektronische Steuerung des Motors verfügt nämlich ohnehin über aktuelle Informationen über das vom Motor abgegebene Drehmoment. Die Ermittlung des abgegebenen Drehmoments kann dabei in bekannter Weise durch Berechnung aus der Drehzahl des Motors unter Berücksichtigung seiner Temperatur und der zugeführten Luft- und/oder Kraftstoffmenge erfolgen.
Für eine besonders einfache Weiterverarbeitung wird vorteilhafterweise als Zwischenergebnis aus der Motordrehzahl und dem vom Motor bereitgestellten Drehmoment das Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers ermittelt. Das Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers ist dabei definiert als der Quotient aus Drehzahl der Ausgangswelle des Drehmomentwandlers und Drehzahl der Eingangswelle des Drehmomentwandlers, wobei die Eingangswelle des Drehmomentwandlers mit der Ausgangswelle des Motors und die Ausgangswelle des Drehmomentwandlers mit der Eingangswelle des Stufengetriebes fest verkoppelt sein können. Aus dem Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers ist dann in besonders einfacher Weise das gewünschte Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes nach der Beziehung
u = ν.nm/na
mit u = Übersetzungsverhältnis, ν = Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers, nm = Motordrehzahl, na = Drehzahl der Abtriebswelle des Stufengetriebes, ermittelbar.
Der in den Antriebsstrang geschaltete Drehmomentwandler kann insbesondere als hydrodynamischer Wandler ausgebildet sein. In diesem Fall wird für eine besonders einfache und somit zuverlässige Weiterverarbeitung das Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers vorteilhafterweise aufgrund des Quotienten aus dem vom Motor bereitgestellten Drehmoment und dem Quadrat der Motordrehzahl ermittelt. Für einen hydrodynamischen Wandler ist nämlich das sogenannte Pumpenmoment oder an die Eingangswelle angelegte Eingangsmoment proportional zum Quadrat der sogenannten Pumpendrehzahl oder Drehzahl der Eingangswelle. Die Proportionalitätskonstante ist dabei eine Funktion des Drehzahlverhältnisses des Wandlers. Im Fall des dem Motor nachgeschalteten Wandlers ist dessen Eingangswelle mit der Ausgangswelle des Motors fest verkoppelt, so daß das Pumpenmoment gleich dem vom Motor bereitgestellten Drehmoment und die Pumpendrehzahl gleich der Drehzahl des Motors zu setzen ist. Somit liegen ohnehin vorhandene Größen zur Bestimmung der Proportionalitätskonstanten vor. Aus dieser kann dann das Drehzahlverhältnis des hydrodynamischen Wandlers unter Ausnutzung von dessen bekannten Eigenschaften bestimmt werden.
Das Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers kann dabei aus der Proportionalitätskonstanten unter Berücksichtigung der sogenannten Leistungsziffer des Wandlers, der Dichte des im Wandler eingesetzten Öls sowie des Durchmessers des Wandlers berechnet werden. Vorteilhafterweise wird das Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers jedoch anhand eines für die Motordrehzahl und das vom Motor bereitgestellte Drehmoment hinterlegten Kennfeldes ermittelt. In diesem Kennfeld ist dabei zweckmäßigerweise in der Art einer Kurvenschar die Abhängigkeit des Pumpenmoments (gleichzusetzen mit dem vom Motor bereitgestellten Drehmoment) von der Pumpendrehzahl (gleichzusetzen mit der Motordrehzahl) für eine Mehrzahl von Drehzahlverhältnissen des Drehmomentwandlers als Scharparameter hinterlegt. Das Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers wird dabei ermittelt, indem festgestellt wird, zu welcher der hinterlegten Kurven das aktuell vorliegende Wertepaar aus vom Motor bereitgestellten Drehmoment und Motordrehzahl gehört. Das Kennfeld kann dabei beispielsweise mittels vorangegangener Eichmessungen ermittelt worden sein.
Das Stufengetriebe weist gerade aufgrund seiner nur stufenweisen Veränderbarkeit nur eine begrenzte Anzahl möglicher Übersetzungsverhältnisse auf. Für eine korrekte Identifikation des Übersetzungsverhältnisses ist daher vorteilhafterweise eine Plausibilitätsprüfung des ermittelten Übersetzungsverhältnisses im Hinblick auf die möglichen Übersetzungsverhältnisse vorgesehen. Dazu wird zweckmäßigerweise das für das Stufengetriebe ermittelte Übersetzungsverhältnis mit einer Anzahl von hinterlegten möglichen Übersetzungsverhältnissen verglichen, wobei als tatsächlich vorhandenes Übersetzungsverhältnis dasjenige der hinterlegten Übersetzungsverhältnisse angesehen wird, das dem ermittelten Übersetzungsverhältnis am nächsten kommt.
In besonders günstiger Anwendung wird das auf eine der genannten Arten festgestellte Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes bei einem Regeleingriff in den Motor berücksichtigt.
Bezüglich des Steuerungssystems wird die genannte Aufgabe gelöst mit einer Motorsteuereinheit, die eingangsseitig mit einem Diagnosemodul verbunden ist, das anhand von einer Anzahl von für den Betriebszustand des Motors charakteristischen Betriebsparametern und anhand eines für die Drehzahl der Abtriebswelle des Stufengetriebes charakteristischen Meßwerts einen Istwert für das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes ermittelt.
Das Diagnosemodul ist dabei vorteilhafterweise eingangsseitig mit einem Speichermodul verbunden, in dem eine Anzahl von Kennfeldern für die Motordrehzahl und das vom Motor bereitgestellte Drehmoment hinterlegt ist. Somit ist eine besonders zeitsparende und auch zuverlässige Ermittlung des Drehzahlverhältnisses des Drehmomentwandlers als Zwischenergebnis ermöglicht, auf dessen Grundlage dann in einfacher Weise die Feststellung des Übersetzungsverhältnisses erfolgen kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist im Speichermodul des Steuerungssystems eine Anzahl möglicher Übersetzungsverhältnisse des Stufengetriebes hinterlegt. Somit ist auf besonders einfache Weise eine Plausibilitätsprüfung des ermittelten Übersetzungsverhältnisses und/oder eine Nachbesserung des Ergebniswerts im Hinblick auf theoretisch mögliche Ergebniswerte ermöglicht.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Ermittlung des Istwerts für das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes anhand von einer Anzahl von für den Betriebszustand des Motors charakteristischen Betriebsparametern und anhand eines für die Drehzahl der Abtriebswelle des Stufengetriebes charakteristischen Meßwerts auf besonders einfache Weise eine Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses in der Motorsteuerung erfolgen kann. Dabei ist kein zusätzlicher Aufwand, beispielsweise in Form einer Verwendung zusätzlicher Sensoren, erforderlich. Insbesondere die Ermittlung des Übersetzungsverhältnisses anhand des Drehzahlverhältnisses des Drehmomentwandlers, welches wiederum anhand der ohnehin zugänglichen Parameter Motordrehzahl und vom Motor bereitgestelltes Drehmoment und anhand der entsprechenden Kennlinien ermittelt wird, erlaubt eine besonders zuverlässige und auch mit einfachen Mitteln erreichbare Bereitstellung nützlicher Daten für die Weiterverarbeitung im Steuersystem.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs,
Fig. 2 ein Kennfeld der Abhängigkeit eines Pumpenmoments von der Pumpendrehzahl eines hydrodynamischen Wandlers.
Der Antriebsstrang 1 nach Fig. 1 weist als Fahrzeugmotor einen Motor 2 auf, der über eine Welle 4 mit einem Drehmomentwandler 6 verbunden ist. Die Welle 4 ist dabei gleichermaßen als Ausgangswelle des Motors 2 und als Eingangswelle des Drehmomentwandlers 6 vorgesehen. Ausgangsseitig ist der Drehmomentwandler 6 über eine Welle 8 mit einem Wechsel- oder Stufengetriebe 10 verbunden. Die Welle 8 stellt dabei gleichermaßen die Ausgangswelle des Drehmomentwandlers 6 sowie die Eingangswelle des Stufengetriebes 10 dar. Das Stufengetriebe 10 ist abtriebsseitig oder ausgangsseitig über seine Abtriebswelle 12 mit einer Anzahl von Antriebsrädern 14 verbunden. Innerhalb des Antriebsstrangs 1 ist das Stufengetriebe 10 somit dem Motor 2 über den Drehmomentwandler 6 nachgeschaltet.
Das Stufengetriebe 10 ist - im Gegensatz zu einem kontinuierlich veränderbaren Getriebe - in seiner Übersetzung lediglich stufenweise veränderbar. Das durch den Quotienten aus der Drehzahl ng der Welle 8 und der Drehzahl na der Abtriebswelle 12 definierte Übersetzungsverhältnis u = ng/na kann dabei lediglich einen aus einer Anzahl vorbestimmter oder konstruktionsbedingt vorgegebener Werte ui auswählbaren Wert annehmen, wobei jeder auswählbare Wert ui des Übersetzungsverhältnisses u einem Getriebegang entspricht.
Der Drehmomentwandler 6 ist als hydrodynamischer Wandler ausgebildet. Bei einem derartigen hydrodynamischen Wandler treibt die als Eingangswelle dienende Welle 4 ein an ihrem Ende innerhalb eines Flüssigkeitsbehälters 16 angeordnetes, nicht näher dargestelltes Schaufelrad oder Pumpenrad. Durch die dabei bewirkte Rotationsbewegung des Pumpenrads wird der Druck in einer im Flüssigkeitsbehälter 16 vorgehaltenen Arbeitsflüssigkeit, beispielsweise Öl, erhöht und diese in eine zirkulare Strömung versetzt. Dies wiederum induziert eine Rotationsbewegung eines ebenfalls im Flüssigkeitsbehälter 16 angeordneten, nicht näher dargestellten Turbinenrads, das mit der als Ausgangswelle des Drehmomentwandlers 6 vorgesehenen Welle 8 fest verbunden ist. In Abhängigkeit von einer auf die Welle 8 wirkenden Last, beispielsweise einer Bremswirkung, und von weiteren Betriebsparametern des Drehmomentwandlers 6, beispielsweise Art und Füllmenge der Arbeitsflüssigkeit, stellen sich dabei eine Drehzahl ng der Welle 8 und ein auf die Welle 8 übertragenes Drehmoment Tg ein, die von der Drehzahl der Welle 4 oder Motordrehzahl nm und von dem vom Motor bereitgestellten und über die Welle 4 zugeführten Drehmoment oder Motormoment Tm abweichen können.
Dem Antriebsstrang 1 ist ein elektronisches Steuersystem 20 zugeordnet. Das Steuersystem 20 umfaßt eine Motorsteuereinheit 22, die zur Ausgabe von Steuerbefehlen über eine Signalleitung 24 mit dem Motor 2 verbunden ist. Eingangsseitig ist die Motorsteuereinheit 22 mit einem ebenfalls zum Steuersystem 20 gehörigen Diagnosemodul 26 verbunden. Dieses wiederum ist eingangsseitig einerseits mit einem Speichermodul 28 und andererseits zum Einlesen betriebsrelevanter Daten über eine Datenleitung 30 mit dem Motor 2 und über eine Datenleitung 32 mit einem an der Abtriebswelle 12 angeordneten Drehzahlsensor 34 verbunden.
Das Steuersystem 20 ist für eine besonders komfortable Motorsteuerung ausgelegt. Dazu ist unter anderem vorgesehen, in bestimmten Betriebssituationen das Übersetzungsverhältnis u des Stufengetriebes 10 bei der Vorgabe von Stellwerten für den Motor 2 zu berücksichtigen, beispielsweise bei einer Maßnahme zur Ruckeldämpfung. Um dabei die Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses u auch ohne eigenen Drehzahlsensor an der Welle 8 zu ermöglichen, ist das Steuersystem 20 zur Ermittlung eines Istwertes für das Übersetzungsverhältnis u anhand von für den Betriebszustand des Motors 2 charakteristischen Betriebsparametern und anhand eines für die Drehzahl na der Abtriebswelle 12 charakteristischen Meßwerts ausgelegt.
Dazu wird einerseits die im Drehzahlsensor 34 ermittelte Drehzahl na der Abtriebswelle 12 über die Datenleitung 32 in das Diagnosemodul 26 eingelesen. Statt dessen kann auch die Übermittlung eines anderen mit der Drehzahl na der Abtriebswelle in eindeutiger Weise korrelierten Parameters oder Meßwerts, wie beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Drehzahl der Antriebsräder 14 an das Diagnosemodul 26 vorgesehen sein.
Neben der Drehzahl na der Abtriebswelle 12 ist zur Ermittlung des Istwertes für das Übersetzungsverhältnis u noch die Bestimmung der Drehzahl ng der Welle 8 erforderlich. Das Steuersystem 20 ist nicht für eine elektronische Steuerung des Stufengetriebes 10 ausgebildet, so daß die Drehzahl ng der Welle 8 nicht ohne weiteres zur Verfügung steht. Ein eigener Drehzahlsensor zur Messung dieser Drehzahl ng ist ebenfalls nicht vorgesehen. Die Diagnoseeinheit 26 ist daher derart ausgestaltet, daß als Zwischenergebnis zunächst aus den Betriebsparametern des Motors 2 das Drehzahlverhältnis ν des Drehmomentwandlers 6 ermittelt wird. Dieses ist definiert als der Quotient aus der Drehzahl ng der Welle 8 und der Motordrehzahl nm der Welle 4. Die Motordrehzahl nm ist ein für die Motorsteuerung ohnehin erheblicher Parameter und wird dem Diagnosemodul 26 daher sowieso kontinuierlich über die Datenleitung 30 übermittelt.
Bei Kenntnis des Drehzahlverhältnisses ν des Drehmomentwandlers 6 kann das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes 10 somit nach der Beziehung
u = ν nm/na
ermittelt werden.
Zur Ermittlung des Drehzahlverhältnisses ν des Drehmomentwandlers 6 durch das Diagnosemodul 26 sind als zu berücksichtigende Betriebsparameter des Motors 2 die Motordrehzahl nm und das Motormoment Tm vorgesehen. Ebenso wie die Motordrehzahl nm ist das Motormoment Tm nämlich ein Betriebsparameter, der im Rahmen der Motorsteuerung ohnehin benötigt wird. Dabei kann über die Datenleitung 30 ein für das Motormoment Tm charakteristischer Meßwert an das Diagnosemodul 26 übermittelt werden. Alternativ kann das Motormoment Tm aber auch innerhalb des Diagnosemoduls 26 aus anderen Betriebsparametern, beispielsweise aus der Motordrehzahl nm unter Berücksichtigung der Motortemperatur und der zugeführten Luft- und/oder Kraftstoffmenge berechnet werden.
Die Ermittlung des Drehzahlverhältnisses ν des Drehmomentwandlers 6 durch das Diagnosemodul 26 anhand der Motordrehzahl nm und des Motormoments Tm ist gestützt auf die Erkenntnis, daß bei einem hydrodynamischen Wandler das Pumpenmoment proportional zum Quadrat der Pumpendrehzahl ist. Der Proportionalitätsfaktor oder die Proportionalitätskonstante ist dabei eine Funktion des Drehzahlverhältnisses ν. Im Ausführungsbeispiel ist der Motor 2 über die Welle 4 fest mit der Eingangsseite des Drehmomentwandlers 6 verbunden. Somit ist hierbei das Pumpenmoment gleich dem Motormoment Tm und die Pumpendrehzahl gleich der Motordrehzahl nm zu setzen. Es gilt also die Beziehung:
Tm = k (ν) nm2
Bei bekannter Motordrehzahl nm und bekanntem Motormoment Tm ist somit durch Bildung des Quotienten aus dem Motormoment Tm und dem Quadrat der Motordrehzahl nm k(ν) bestimmbar, aus dem wiederum das Drehzahlverhältnis ν ableitbar ist. Dabei kann das Drehzahlverhältnis ν unter Berücksichtigung der sogenannten Leistungsziffer des Drehmomentwandlers 6, der Dichte der eingesetzten Arbeitsflüssigkeit sowie des Durchmessers des Wandlers berechnet werden. Im Ausführungsbeispiel ist jedoch vorgesehen, daß das Drehzahlverhältnis ν anhand eines im Speichermodul 28 hinterlegten Kennfeldes K ermittelt wird. In diesem Kennfeld ist, wie in Fig. 2 gezeigt, in der Art einer Kurvenschar die Abhängigkeit des Pumpenmoments von der Pumpendrehzahl für eine Vielzahl von Drehzahlverhältnissen ν hinterlegt, wobei das Drehzahlverhältnis ν als Scharparameter dient.
Das Drehzahlverhältnis ν wird dabei im Diagnosemodul 26 ermittelt, indem zunächst festgestellt wird, zu welcher der hinterlegten Kurven das jeweils erfaßte Wertepaar aus Motordrehzahl nm und Motormoment Tm zugehörig ist. Sodann wird das der identifizierten Kurve als Scharparameter zugeordnete Drehzahlverhältnis ν eingelesen.
Dieses ermittelte Drehzahlverhältnis ν wird zur Errechnung des Übersetzungsverhältnisses u herangezogen. Das so berechnete Übersetzungsverhältnis u wird anschließend noch einer Endprüfung unterzogen. Dabei wird berücksichtigt, daß konstruktionsbedingt das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes 10 nur einen Wert aus einer Anzahl möglicher Werte ui annehmen kann. Diese möglichen Werte ui sind ebenfalls im Speichermodul 28 hinterlegt. Zur Endprüfung wird verglichen, ob das errechnete Übersetzungsverhältnis u innerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereichs mit einem der möglichen Werte ui übereinstimmt. Ist dies der Fall, so wird das ermittelte Übersetzungsverhältnis u im Bedarfsfall bei der Motorsteuerung berücksichtigt. Ist hingegen keine Übereinstimmung feststellbar, so kann entweder eine Neubestimmung des Übersetzungsverhältnisses u erfolgen oder derjenige der möglichen Werte ui als tatsächlich vorliegendes Übersetzungsverhältnis u angesehen werden, der dem ermittelten Übersetzungsverhältnis u am nächsten kommt.
Mit dem genannten Verfahren ist auf vergleichsweise einfache Weise und insbesondere ohne den Einsatz zusätzlicher Komponenten die Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses u bei der Motorsteuerung auch in Fällen ermöglicht, in denen weder eine elektronische Getriebesteuerung noch ein festes Drehzahlverhältnis zwischen der Abtriebswelle des Motors 2 und der Eingangswelle des Stufengetriebes 10 gegeben ist.
Bezugszeichenliste
1
Antriebsstrang
2
Motor
4
Welle
6
Drehmomentwandler
8
Welle
10
Stufengetriebe
12
Abtriebswelle
14
Antriebsräder
16
Flüssigkeitsbehälter
20
Steuersystem
22
Motorsteuereinheit
24
Signalleitung
26
Diagnosemodul
28
Speichermodul
30
,
32
Datenleitung
34
Drehzahlsensor
u Übersetzungsverhältnis
ui vorgegebene Werte
ng Drehzahl der Welle
8
na Drehzahl der Abtriebswelle
12
nm Motordrehzahl
Tg Drehmoment an der Welle
8
Tm Motormoment
ν Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers
6

Claims (10)

1. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeugs, in dem einem Motor (2) über einen Drehmomentwandler (6) ein Stufengetriebe (10) nachgeschaltet ist, wobei ein Istwert für das Übersetzungsverhältnis (u) des Stufengetriebes (10) anhand von einer Anzahl von für den Betriebszustand des Motors (2) charakteristischen Betriebsparametern und anhand eines für die Drehzahl (na) der Abtriebswelle (12) des Stufengetriebes (10) charakteristischen Meßwerts ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als für den Betriebszustand des Motors (2) charakteristische Betriebsparameter die Motordrehzahl (nm) und das Motormoment (Tm) verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem aus der Motordrehzahl (nm) und dem Motormoment (Tm) als Zwischenergebnis das Drehzahlverhältnis (ν) des Drehmomentwandlers (6), definiert als der Quotient aus Drehzahl (ng) der Ausgangswelle des Drehmomentwandlers (6) und Drehzahl der Eingangswelle (nm) des Drehmomentwandlers (6), ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Drehzahlverhältnis (ν) des Drehmomentwandlers (6) aufgrund des Quotienten aus dem Motormoment (Tm) und dem Quadrat der Motordrehzahl (nm) ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Drehzahlverhältnis (ν) des Drehmomentwandlers (6) anhand eines für die Motordrehzahl (nm) und das Motormoment (Tm) hinterlegten Kennfeldes (K) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das für das Stufengetriebe (10) ermittelte Übersetzungsverhältnis (u) mit einer Anzahl von hinterlegten möglichen Übersetzungsverhältnissen verglichen wird, wobei als tatsächlich vorhandenes Übersetzungsverhältnis (u) dasjenige der hinterlegten Übersetzungsverhältnisse angesehen wird, das dem ermittelten Übersetzungsverhältnis (u) am nächsten kommt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Übersetzungsverhältnis (u) des Stufengetriebes (10) bei einem Regeleingriff in den Motor (2) berücksichtigt wird.
8. Steuerungssystem (20) für einen Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeugs, in dem einem Motor (2) über einen Drehmomentwandler (6) ein Stufengetriebe (10) nachgeschaltet ist, bei dem eine Motorsteuereinheit (22) eingangsseitig mit einem Diagnosemodul (26) verbunden ist, das anhand von einer Anzahl von für den Betriebszustand des Motors (2) charakteristischen Betriebsparametern und anhand eines für die Drehzahl (na) der Abtriebswelle (12) des Stufengetriebes (10) charakteristischen Meßwerts einen Istwert für das Übersetzungsverhältnis (u) des Stufengetriebes (10) ermittelt.
9. Steuerungssystem (20) nach Anspruch 8, dessen Diagnosemodul (26) eingangsseitig mit einem Speichermodul (28) verbunden ist, in dem eine Anzahl von Kennfeldern (K) für die Motordrehzahl (nm) und das Motormoment (Tm) hinterlegt ist.
10. Steuerungssystem (20) nach Anspruch 8 oder 9, in dessen Speichermodul (28) eine Anzahl möglicher Werte (ui) für das Übersetzungsverhältnis (u) des Stufengetriebes (10) hinterlegt ist.
DE10032920A 2000-07-06 2000-07-06 Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs und Steuerungssystems zur Durchführung des Verfahrens Withdrawn DE10032920A1 (de)

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